安徽科技学院《机械工程材料》复习资料.

机械工程材料

第一部分名词解释（☆）

1、刚度:材料抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量：E=σ/ε。

2、强度：材料抵抗变形和破坏的能力。指标：

（1）抗拉强度σb：材料断裂前承受的最大应力。

（2）屈服强度σS：材料产生微量塑性变形时的应力。

（3）疲劳强度σ-1：无数次交变应力作用下不发生破坏

的最大应力

3、塑性：材料断裂前承受最大塑性变形的能力。指标为伸长率δ、

断面收缩率ψ。

4、硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力。指标为HB(布氏硬度)、

HRC（洛氏硬度）。

5、韧性：材料从变形到断裂整个过程所吸收的能量。

第二部分晶体结构

1、晶格尺寸：指晶格晶胞的大小，可以用晶格常数表示。

2、晶胞原子数：指一个晶胞内所含有的原子数目。

3、原子半径：晶胞中相距最近的两个原子之间距离的一半。

4、配位数：晶格中与任一原子处于相等距离并相距最近的原子数

目。（等距离、最近邻）

5、致密度:

6、常见纯金属的晶体结构体心立方、面心立方、密排六方。

7、体心立方、面心立方晶格主要晶向的原子排列和密度。

8、金属晶体缺陷（1）点缺陷：

①空位:晶格中某个原子脱离了平衡位置，形成空结点。

②间隙原子：某个晶格间隙挤进了原子。

③异类原子：材料中总存在着一些其它元素的杂质。（它们可形成间隙原子，也可能取代原来原子的位置，成为置换原子）

（2）线缺陷

①晶体中最普通的线缺陷是位错，它是在晶体中某一处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。

（3）面缺陷

②面缺陷包括晶界和亚晶界。

第三部分铁碳合金相图 (☆)

第四部分杠杆定律(☆)

1、杠杆定律：

杠杆的两个端点为给定温度时两相的成分点，而支点为合金的成分点。

2、注意：

运用杠杆定律时注意，它只适用于相图中的两相区，并且只能在平衡状态下使用。

3、杠杆定律的应用：

①确定某一温度下两平衡相的成分；

②确定某一温度下两平衡相的相对量。

第五部分钢的热处理(☆)

1、钢的热处理：是根据钢在固态下组织转变的规律性，通过不同

的加热、保温和冷却，以改变合金的内部组织，从而得到所要求性能的一种加工工艺。

2、过冷奥氏体转变产物（共析钢）

过冷奥氏体转变产物（共析钢）(☆)

3、回火分类

第六部分金属材料的塑性变形(☆)

1、塑性变形的两种形式:滑移和孪生。

①滑移：是指晶体的一部分沿一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）相对于另一部分发生滑动位移的现象。

②滑移变形的特点：

①滑移只能在切应力的作用下发生。

②滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面(或晶向)发生。因为原<3>子密度最大的晶面(或晶向)上，原子结合力最强，但晶面(或晶向)之间原子间距最大，结合力最弱，产生滑移所需切应力最小。

2、三种典型金属晶格的滑移系

第七部分金属材料的热加工

1、冷加工：低于再结晶温度的加工。

2、热加工：高于再结晶温度的加工。

3、热加工对金属组织与性能的影响

①使组织致密、成分均匀、晶粒细化，力学性能提高。

②热加工可获得细小均匀、等轴的再结晶晶粒，从而使金属的力学性能全面提高。

③热加工可使各种可变形的夹杂物会沿变形方向拉长呈流线分布，也称纤维组织。热加工时应力求使流线合理分布。

④热加工常会使复相合金中的各个相沿着加工变形方向交替地呈带状分布，称为带状组织。带状组织会使金属材料的力学性能产生方向性，特别是横向塑性和韧性明显降低。一般带状组织可以通过正火来消除。

第八部分有色金属及其合金1、铝合金的热处理：固溶处理+时效。(☆)

铝合金牌号表示方法

第九部分铜及铜合金1、铜及铜合金牌号表示方法

第十部分合金钢

1、合金钢的分类

工程构建用钢建筑、桥梁、船舶、车辆结构钢渗碳钢滚动轴承钢

机器制造用钢调质钢耐磨钢

弹簧钢

刃具钢不锈钢工具钢模具钢特殊性能钢

量具钢耐热钢

2、合金钢的牌号

3、机械制造用钢

1、调质钢

(1)成分特点与合金化原则：

①中C：0.3%～0.50%，以0.4%左右为主

②加入提高淬透性元素Ni , Si, Cr, Mn, B

③加入Mo,W消除回火脆性

④细化晶粒：Ti、V

（2）调质件一般的工艺路线为：(☆)

①下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→装配。（3）常用钢号及其用途

①40Cr,40MnB一般尺寸重要零件, 如齿轮,主轴

②35CrMo截面尺寸较大零件,如曲轴,连杆.

③40CrNiMo大截面重载重要零件,如汽轮机主轴。

2、渗碳钢

(1)成分特点：

①低碳(0.1~0.25%C 加Cr、Mn、Ni、B 等元素

②Cr、Mn、Ni、B：提高淬透性

③ Cr、Mn、Ni ：强化铁素体

④ W、Mo、Ti、V ：细化晶粒

（2）渗碳件的加工工艺路线为：(☆)

①下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火+低温回火→磨削（3）常用钢号及用途

①20、20Cr。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。

②20CrMnTi。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。

③18Cr2Ni4WA。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。

3、弹簧钢

（1)成分特点：

①中高碳：碳素弹簧钢为0.6~0.9%C；合金弹簧钢为0.45~0.7%C。（2）合金元素作用：

①提高淬透性、强化铁素体：Mn、Si、Cr

②提高σs/σb：Si

③细化晶粒,提高回火抗力：V

（3）常用钢号及用途

①65Mn, 60Si2Mn用于汽车、拖拉机。

4、滚动轴承钢

(1)成分特点：

①高碳(0.95~1.10%C)，以保证高的硬度和耐磨性；主加Cr。

②Cr、Mn、Si：提高淬透性;

③ Cr 还提高耐磨性和耐蚀性。

（2）常用钢号及用途

① Cr轴承钢：GCr15——中小型轴承；冷冲模，量具，丝锥。

②添加Mn，Si，Mo，V的轴承钢： GCr15SiMo，GSiMnMoV——制造大型轴承。

4、工具钢