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《工程材料》 总 复 习 本章主要内容 一、 纯金属的晶体结构 ⑴ 晶体：原子呈规则排列的固体。 晶格：表示原子排列规律的空间格架。 晶胞：晶格中代表原子排列规律的最小几何单元. 一 、多晶体结构：由多晶粒组成的晶体结构。 晶粒：组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体. 晶界：晶粒之间的交界面。 2、线缺陷——位错 晶格中一部分晶体相对另一部分晶体沿某一晶面发生局部滑移, 滑移面上滑移区与未滑移区的交接线。 第三节 金属的结晶与铸锭 一、 纯金属结晶 1、结晶：金属由液态转变为晶体的过程 ⑴ 结晶的条件——过冷：在理论结晶温度以下发生结晶的现象。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。 ⑵ 结晶的基本过程——晶核形成与晶核长大 形核——自发形核与非自发形核 长大——均匀长大与树枝状长大 （3）控制晶粒大小的方法 ①增加过冷度；②变质处理；③机械振动、搅拌 第二章 金属的塑性变形与再结晶 金属的塑性变形 一、单晶体金属的塑性变形 金属塑性变形方式：滑移 ⑴ 滑移的特点： ①只能在切应力的作用下发生； ②沿密排面和密排方向发生； ③位移量是原子间距整数倍； ④伴随着转动 滑移的机理：通过位错运动实现。 晶粒大小对金属力学性能的影响 晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多；需要协调的具有不同位向的晶粒越多，使得金属塑性变形的抗力越高。 晶粒越细，单位体积内同时参与变形的晶粒数目越多,变形越均匀，在断裂前将发生较大塑性变形。强度和塑性同时增加，在断裂前消耗的功大，因而韧性也好. 细晶强化：通过细化晶粒来提高强度、硬度和塑性、韧性的方法。 加工硬化 第三节 回复与再结晶 ⑴再结晶条件：冷塑性变形 ⑵加热时的变化：回复→再结晶→晶粒长大 再结晶：冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程.再 结晶不是相变过程。 ⑶ 再结晶温度：发生再结晶的最低温度。 纯金属的最低再结晶温度T再?0.4T熔 ⑷ 影响再结晶晶粒度的因素：①加热温度和时间； ②预先变形程度 黄铜的冷变形回复再结晶长大 第三章 合金的结构与相图 固态合金中的相结构 合金：由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的 物质。如碳钢、合金钢、铸铁、有色合金。 相：金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与其他 部分有界面分开的均匀组成部分。 ⑵ 间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 固溶强化：随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 2、 金属化合物 与组成元素晶体结构均不相同的固相. ① 正常价化合物 如Mg2Si ② 电子化合物 如Cu3Sn ③ 间隙化合物：由过度族元素与C、N、H、B等小原子半径的非金属元素组成。 分为结构简单的间隙相和复杂结构的间隙化合物。 常见三相等温水平线上的反应 在两相区中，确定两相的相对重量 两相的相对重量百分比为： 运用杠杆定律时要切实注意： 第四章 铁碳合金 (Iron-carbon Alloy) 渗碳体对合金性能的影响： （1）渗碳体的存在能提高合金的硬度、耐磨性，使合金的塑性和韧性降低。 （2）对强度的影响与渗碳体的形态和分布有关： 以层片状或粒状均匀分布在组织中，能提高合金的强度； 以连续网状、粗大的片状或作为基体出现时，急剧降低合金的强度、塑性韧性。 铁碳合金相图 点：符号、成分、温度 杠杆定律的应用 第五章 钢的热处理 一、热处理原理 1、加热时的转变 奥氏体化步骤：A形核；A晶核长大；残余渗碳体溶解；A成分均匀化。 奥氏体化后的晶粒度： 初始晶粒度：奥氏体化刚结束时的晶粒度。 实际晶粒度：给定温度下奥氏体的晶粒度。 本质晶粒度：加热时奥氏体晶粒的长大倾向。 2、冷却时的转变 ⑴ 等温转变曲线及产物 过冷奥氏体转变产物（共析钢） 二、 热处理工艺 热处理工艺（续） 热处理工序位置 1.预先热处理的工序位置 2.最终热处理的工序位置 典型零件（轴类零件） 实例１ —— C620 车床主轴 典型材料热处理工艺 (渗碳钢20CrMnTi) 齿轮类零件 滚动轴承钢（ CrWMn钢制造块规退火后的热处理工艺） 刃具钢(9 SiCr 钢板牙热处理工艺曲线) 刃具钢(高速钢的热处理工艺) 模具钢(冷作模具钢Cr12、Cr12MoV热处理工艺) 模具钢(热作模具钢) 不同冷却条件下的转变产物 第六章 合金钢 第七章 铸铁 石墨化：铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程。 ～650℃ 820～840℃ 油冷 3h -70～-80℃ 冷处理 140～160℃ 3h 110～120℃ 36h 时效处理 精磨 3h 研磨 温度 时间 板牙 下料 ?锻造 ?退火 ?机械加