《工程材料复习笔记汇总.doc

塑形是金属材料进行塑形加工的必要条件，是零件安全使用的可靠保证 塑形变形曲线图 硬度 布式（HBS)，洛式(HRC)，维式(HV) 布式硬度，压痕法，直径为D的钢球或硬质合金球 钢球HBS450 HBS HBW450HBW 缺点 1 只能测量原材料，毛坯，半成品 2繁琐不方便 优点：精确 洛式硬度 金刚石锥体压头，或直径为1.588mm的淬硬钢球 HRC，淬火钢硬度测量20 - 67 HRA，表面高硬度材料 70-85 HRB，硬度较低材料 25-100 50HRC耐磨 在25HRC左右，HRC≈10HBS 维式硬度，最精确的测定 金刚石四棱锥压头 适用于做过表面处理的材料，如镀层，淬层，渗层 1 硬度实验非破坏性实验 2可根据硬度估计材料近似的抗拉强度和耐磨性 3硬度与工艺之间也有一定关联，可做加工工艺参考 冲击韧性，抵抗冲击载荷的能力 断裂韧性，带微裂纹的材料或零件阻止裂纹扩展的能力 第二章，工程材料结构 一·金属的结构 原子排列有序为晶体 1 结构有序 2 物理性质表现为各异向性 3 有固定熔点 固体，远程有序，液体，远程无序，近程有序，气体，近程无序 合金，伪各异向性，表现为各同向性 1体心立方晶格（BCC晶格） α-Fe，912℃以下 2面心立方晶格（FCC晶格） 74%致密度，912℃以上，γ-Fe，Al，Cu，Ni，Au，Ag,Pb 3密排六方晶格 镁，锌，铍，Cd 晶体缺陷 1点缺陷 原子确实，置换原子，间隙原子 晶格畸变，晶体总能量升高，提高材料硬度 2线缺陷 各种类型的位错 位错密度与材料强度曲线图 从图中可知，更多位错或更少位错都能提高材料强度，但一般提高材料强度方式都是造成更多位错，而不是更少位错 3面缺陷 面缺陷有晶界和亚晶界 晶界对位错运动起阻碍作用，使金属的强度升高 这是晶界的主要特征，晶粒越细，晶界面积越大，金属强度越好，晶粒越细，金属塑形越好 细化晶粒的方法 1增加过冷度，过冷度越大，单位体积内的晶粒数目越多，晶粒细化 2变质处理，在液态金属结晶中加入细小变质剂，是形核率增加而使核长大速率减小 3机械振动，超声波振动，增加结晶动力，使枝晶破碎，也间接增加形核核心 金属相结构 1固溶体 金属固态下，组元间相互溶解而形成的均匀相，称为固溶体 置换固溶体，间隙固溶体 形成固溶体使金属晶格畸变增大了位错运动的阻力，使塑形变形更加困难，增强了金属的强度与硬度，这种现象称为固溶强化 2金属化合物 3间隙化合物 由过渡元素与碳氮氢硼等原子半径较小的非金属元素形成的化合物 间隙相，非金属原子和金属原子半径之比小于0.59，形成简单晶格的间隙化合物，间隙相有金属特征，极高的熔点和硬度，非常稳定 间隙相可提高金属的强度，热强性，红硬性和耐磨性，因此间隙相是高合金刚和硬质合金中重要的组成部分 4机械混合物 两种或两种以上的相混合 合金的结晶 枝晶偏析 冷却速度过快，原子来不及扩散，导致先后结晶的固溶体成分差异，导致晶体内部成分不均匀的现象，严重降低了合金的力学性能和加工工艺性能，常采用扩散退火来消除 *铁碳合金 1纯铁，含铁量在99.8%-99.9%，熔点1538 2铁碳合金基本相，组织 1铁素体，碳溶于α-Fe中形成的间隙化合物称为铁素体，符号F，晶格间隙小，溶碳量小，所以力学性能与纯铁相似 2奥氏体，碳溶与γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，符号A,溶碳能力好，强度硬度低，塑形良好，是高温压力加工的理想组织 3渗碳体 硬度很高，塑韧性几乎为零，是强化相，一种金属化合物 4珠光体 铁素体与渗碳体组成的机械混合物，符号P，综合性能良好 5莱氏体 **铁碳合金相图 C点为共晶点，1148，4.3 E点，Y-Fe最大溶解度，刚与铁的分界点 S共析点，727，0.77，珠光体 GS，A3线，奥氏体开始析出铁素体的析出线 ES，Acm线，碳在奥氏体中的固溶线 ECF共晶线 A1线，碳在铁素体中的固溶线 工业纯铁，Wc小于等于0.0218% 钢，0.0218%=Wc=2.11%，高温组织是奥氏体 室温组织 1，亚共析钢 0.218%Wc0.77%,组织为F+P 2，共析钢 0.77 ,P 3，过共析钢 0.77-2.11,P+二次渗碳体 4，白口铸铁，2.11-6.69 冷变形强化 晶粒胞状化，产生加工硬化，变形量增大，亚晶粒细化。晶粒亚结构细化以及位错密度增加使金属塑形变形抗力增加，产生加工硬化 再结晶 回复阶段后继续加热到足够高的温度，原子扩散能力增强，金属发生新晶粒的形核和长大，原纤维状组织被新的均匀细小的晶粒状所取代，宏观上表现为强度硬度下降，塑形韧性升高 热加工，再结晶温度