工程材料知识点总结
工程材料及其成型基础大纲

工程材料及其成型基础大纲一、概述1.工程材料及其成型的定义和概念2.工程材料的分类及应用领域3.工程材料的性能要求和测试方法二、金属材料1.金属材料的分类和特点2.金属的晶体结构和缺陷3.金属的力学性能及其测试方法4.金属材料的热处理和强化机制5.常见金属材料的应用和加工工艺三、非金属材料1.非金属材料的分类和特点2.非金属材料的结构和性能3.非金属材料的应用领域和特殊性能4.非金属材料的加工和成型工艺四、高分子材料1.高分子材料的分类和特点2.高分子材料的结构和性能3.高分子材料的加工和改性方法4.常见高分子材料的应用领域和加工工艺五、复合材料1.复合材料的概念和分类2.复合材料的结构和性能3.复合材料的增强机制和界面特性4.复合材料的制备和成型工艺5.常见复合材料的应用领域和加工方法六、成型工艺1.金属材料的成型方法和工艺流程2.非金属材料的成型方法和工艺流程3.高分子材料的成型方法和工艺流程4.复合材料的成型方法和工艺流程七、表面处理与涂装1.表面处理的目的和方法2.金属材料的表面处理工艺3.非金属材料的表面处理工艺4.涂装技术及其应用八、工程材料的环境损伤与防护1.工程材料在使用过程中的损伤类型和机理2.工程材料的防护措施和方法3.工程材料的可持续发展和环境保护九、新材料与材料设计1.新型工程材料的研究和应用现状2.材料设计的原则和方法3.材料设计与工程实践以上为工程材料及其成型基础大纲的主要内容,通过对材料基本概念、分类、性能和加工工艺的介绍,使学生能够掌握工程材料的选择、设计和加工方法,进而提高工程实践能力。
建筑材料工程知识点总结

建筑材料工程知识点总结建筑材料是建筑工程中不可或缺的重要组成部分,它直接影响着建筑物的质量、安全和使用寿命。
建筑材料工程是研究和应用各种建筑材料的学科,其研究内容涵盖了材料的性能、特性、使用和施工等方面。
本文将从材料的种类、性能与特性、使用原则和施工技术等方面对建筑材料工程的知识点进行总结。
一、建筑材料的种类1.水泥及其制品水泥是一种用于混凝土和砌体的常用材料,主要包括硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、渣水泥、矿渣水泥等。
水泥制品包括砌体、混凝土、石膏板等,广泛应用于建筑工程中。
2.钢材钢材是建筑结构中常用的结构材料,主要包括型钢、钢板、钢管等,具有高强度和良好的塑性,被广泛用于建筑结构和设备制造中。
3.木材木材是一种天然的建筑材料,具有良好的抗压、抗拉性能,被广泛用于建筑结构和装饰中。
4.玻璃玻璃是一种常用的建筑装饰材料,具有良好的透光性和装饰性,被广泛应用于建筑的窗户、墙面和隔断中。
5.陶瓷陶瓷是一种常用的建筑装饰材料,具有良好的耐磨性和装饰性,被广泛用于建筑的地面、墙面和装饰品中。
6.塑料塑料是一种常用的建筑装饰材料,具有良好的耐候性和塑性,被广泛用于建筑的装饰和隔热材料中。
7.砂浆砂浆是一种常用的建筑材料,用于粘接和填充,主要包括水泥砂浆、石膏砂浆、石灰砂浆等。
8.涂料涂料是一种常用的建筑装饰材料,具有良好的防水、防潮和装饰性,被广泛用于建筑的墙面和地面装饰中。
9.绝缘材料绝缘材料是一种用于建筑保温和隔热的材料,主要包括聚苯板、岩棉、玻璃棉等。
10.防水材料防水材料是一种用于建筑防水的材料,主要包括沥青、聚乙烯膜等。
以上是常用的建筑材料种类,不同种类的建筑材料具有不同的性能和特性,需要根据具体的使用场景和要求进行选择和搭配。
二、建筑材料的性能与特性建筑材料的性能与特性直接影响着建筑物的质量、安全和使用寿命,主要包括以下几个方面:1.力学性能力学性能是建筑材料最基本的性能之一,主要包括抗压强度、抗拉强度、弯曲强度、剪切强度等,直接影响着材料的承载能力和稳定性。
工程材料学知识点总结

工程材料学知识点总结一、材料的基本性质1. 密度:材料的密度是指单位体积内的质量。
密度越大,材料的质量就越大,密度越小,材料的质量就越小。
2. 弹性模量:材料的弹性模量是指材料在受力时产生弹性变形的能力。
弹性模量越大,材料的刚度就越大,抗压抗弯能力就越强。
3. 强度:材料的强度是指材料在受力时承受拉伸、压缩、剪切等力的能力。
强度越大,材料的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度就越大。
4. 韧性:材料的韧性是指材料在受外力作用下能够吸收能量的能力。
韧性越大,材料的抗冲击性就越好。
5. 硬度:材料的硬度是指材料的抗划伤、抗刮伤能力。
硬度越大,材料就越难被划伤或刮伤。
6. 热膨胀系数:材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时产生体积膨胀或收缩的程度。
热膨胀系数越大,材料在温度变化时的变形就越大。
二、金属材料1. 铁素体和奥氏体:铁素体是铁碳合金中的烤饼组织,具有较低的强度和硬度;奥氏体是铁碳合金中的馒头组织,具有较高的强度和硬度。
2. 钢的分类:钢可以按照成分分为碳钢、合金钢和特种钢;按照用途分为结构钢、工具钢和耐磨钢。
3. 铸铁的分类:铸铁可以按照形态分为白口铸铁和灰口铸铁;按照成分分为白口铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁。
4. 不锈钢的特性:不锈钢具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化等特性,适用于化工、食品加工、医疗器械等领域。
5. 铝合金的应用:铝合金具有轻质、耐腐蚀、导热性好的特性,广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
三、非金属材料1. 水泥混凝土:水泥混凝土应用广泛,常见于建筑、桥梁、水利工程等领域。
它具有强度高、耐久性好、施工方便等特点。
2. 砖瓦:砖瓦是建筑材料的重要组成部分,主要用于墙体、地面、屋面的施工。
它们具有隔热、隔音、防潮等特性。
3. 玻璃:玻璃具有透明、坚硬、抗腐蚀等特点,广泛应用于建筑、家具、日用品等领域。
4. 塑料:塑料具有轻质、耐腐蚀、可塑性好的特性,广泛应用于包装、日用品、建筑材料等领域。
5. 纤维素材料:纤维素材料主要包括木材、纸张、纺织品等,具有可再生、易加工、环保等特点。
一级建造师工程材料知识点总结

一级建造师工程材料知识点总结随着社会的不断发展,建筑行业也在不断壮大。
作为建筑师的重要角色之一,一级建造师在项目的施工管理过程中起着至关重要的作用。
工程材料作为建筑的重要组成部分,对建筑工程的质量和安全起着决定性的作用。
因此,一级建造师需要掌握一定的工程材料知识。
本文将对一级建造师工程材料知识点进行总结,以帮助一级建造师更好地掌握和应用这些知识。
一、常用工程材料及其特点在建筑工程中,常用的工程材料包括水泥、砂浆、混凝土、钢筋、砖块等。
以下是这些工程材料的特点及其在建筑中的主要应用。
1. 水泥:水泥是建筑中最常用的材料之一,其主要成分为石灰、硅酸盐和铝酸盐等。
水泥具有硬化速度快、强度高、耐久性好的特点,广泛应用于混凝土制作、砖砌结构、砂浆等方面。
2. 砂浆:砂浆是由砂子、水泥和适量的水混合而成。
砂浆具有黏结力强、粘结性好的特点,在建筑中主要用于砌墙、抹灰、填缝等。
3. 混凝土:混凝土是由水泥、砂子、骨料和适量的水按一定比例混合而成。
混凝土具有强度高、耐久性好的特点,在建筑中常用于楼板、梁柱、基础等结构的制作。
4. 钢筋:钢筋是一种重要的建筑材料,可以增加混凝土结构的抗拉强度。
钢筋具有强度高、延展性好的特点,在建筑中主要用于混凝土梁柱、板等构件的加固。
5. 砖块:砖块是一种常见的建筑材料,在建筑中主要用于砌墙。
砖块的种类有多种,如红砖、空心砖等,每种砖块都具有不同的特点和用途。
二、工程材料的分类及其用途为了更好地管理和应用工程材料,一级建造师需要了解工程材料的分类及其用途。
以下是常见的工程材料分类及其主要用途。
1. 按材料的性质分类:- 金属材料:如钢筋、钢板等,用于加固建筑结构。
- 非金属材料:如水泥、砂、石料等,用于建筑结构的建造和修补。
- 有机材料:如木材、纤维等,用于建筑装饰和家具制作。
2. 按用途分类:- 结构材料:如混凝土、砖块、钢筋等,用于建筑物的承重和抗震。
- 隔热、隔音材料:如保温棉、隔音板等,用于改善建筑物的热、声环境。
职高建材知识点总结大全

职高建材知识点总结大全一、建筑材料的分类1. 水泥类水泥被广泛应用于建筑工程中,是一种常用的建筑材料。
根据不同的用途和特性,水泥可以分为硅酸盐水泥、硅酸盐水泥和普通水泥等。
2. 砖瓦类砖瓦是建筑材料中的一种重要组成部分,主要用于建筑墙体和地面的铺装。
常见的砖瓦包括红砖、瓷砖、玻化砖、陶瓷砖等。
3. 钢材钢材是一种常见的金属建筑材料,主要用于建筑结构的支撑和梁柱等部分。
根据使用场合的不同,钢材可以分为普通钢材、特种钢材等。
4. 木材木材是一种传统的建筑材料,具有良好的强度和韧性,被广泛应用于建筑结构和装饰装修中。
常见的木材包括板材、方材、圆材等。
5. 混凝土混凝土是一种重要的建筑材料,由水泥、砂、石子等材料混合而成,具有优良的抗压和抗拉性能。
混凝土主要用于建筑结构、地基和路面等部分。
6. 玻璃玻璃是一种常见的建筑装饰材料,具有良好的透光性和美观性,被广泛应用于建筑外墙、窗户和隔断等部分。
7. 隔热保温材料隔热保温材料主要用于建筑保温隔热,能够有效地降低建筑物内外温度的差异,提高建筑物的舒适性和节能性。
常见的隔热保温材料包括岩棉、泡沫玻璃、泡沫塑料等。
8. 建筑涂料建筑涂料主要用于建筑装饰和防护,能够有效地提高建筑物的外观和耐久性。
常见的建筑涂料包括乳胶漆、油漆、涂料等。
9. 地板材料地板材料用于地面装饰,能够有效地提高建筑物的舒适性和美观性。
常见的地板材料包括木地板、瓷砖、地板革等。
10. 防水材料防水材料主要用于建筑物的防水处理,能够有效地防止建筑物发生渗漏和漏水等现象。
常见的防水材料包括防水涂料、防水卷材等。
二、建筑材料的性能和特点1. 强度建筑材料具有一定的强度和刚度,能够承受外部力的作用,保证建筑物的安全和稳定。
2. 耐久性建筑材料能够在长期使用中保持良好的性能,不易受到外界环境的损害和腐蚀。
3. 施工性能施工性能是建筑材料的一个重要特点,良好的施工性能能够保证建筑施工的顺利进行和施工质量的稳定。
建筑材料与构造知识点总结

建筑材料与构造知识点总结一、建筑材料建筑材料是建筑工程中用来构成建筑物和构筑物的各种材料的统称。
常见的建筑材料包括混凝土、砖石、木材、玻璃、金属材料等。
不同的建筑材料具有不同的特性和用途,下面将对常见的建筑材料进行详细介绍。
1. 混凝土混凝土是一种由水泥、砂、碎石和水按一定比例配制而成的人工石材。
混凝土具有良好的耐久性、抗压强度和耐腐蚀性,因此在建筑工程中得到广泛应用。
混凝土可以用于制作楼板、柱、梁等建筑结构,也可以用于路面、桥梁等基础设施的建造。
2. 砖石砖石是由粘土或其他黏土矿物经过成型、干燥和烧制而成的建筑材料。
砖石具有良好的抗压强度和耐火性,适用于建造墙体、隔墙、地面铺砌等部位。
3. 木材木材是一种天然的建筑材料,具有轻质、易加工、隔热、隔声等优点。
木材可以用于建造屋架、楼板、地板、门窗等部位。
但是木材也存在易腐、易燃的缺点,需要做好防腐、防火处理。
4. 玻璃玻璃是一种透明的非晶态硅酸盐材料,具有优秀的透光性、抗压强度和化学稳定性。
玻璃可以用于制作窗户、门、隔断墙等部位,也可以用于装饰和美化建筑物。
5. 金属材料金属材料如钢材、铝合金等具有高强度、耐用、抗腐蚀等优点,适用于制作梁柱、桁架、屋面等部位。
金属材料还可以用于制作建筑的装饰构件,如栏杆、扶手等。
以上是常见的建筑材料,它们各具特点,在建筑工程中扮演着重要的角色。
在实际工程中,建筑师和工程师需要根据项目的需求、建筑环境和材料成本等因素,合理选择建筑材料,并结合工程实际情况进行材料的使用和施工设计。
二、建筑结构构造建筑结构构造是指构成建筑物各部分的材料和构造形式,它直接影响到建筑物的整体稳定性、承载性和抗震性。
建筑结构构造的种类主要包括框架结构、框剪结构、桁架结构、桩基础等。
下面将对常见的建筑结构构造进行详细介绍。
1. 框架结构框架结构是一种由柱、梁、楼板等构件组成的空间框架系统。
框架结构具有刚度大、稳定性好、适应性强等特点,广泛应用于多层和高层建筑中。
材料工程基础知识点总结

材料工程基础知识点总结
第一章、材料的性能及应用
1、常用的力学性能,如:σS,σb,σe,σP 等所表示的含义,弹性模量E及其主要影响因素、塑性指标的意义。
不同材料所适用的硬度(HB、HR、HV)测量方法。
第二章、原子结构和结合键
1、结合键的类型(主要为金属键、离子键、共价键)及其主要特点,它们对材料性能的主要影响
第三章、晶体结构
1、晶面与晶向的标注和识别
2、BCC、FCC、HCP三种常见金属晶体结构中所含的原子数、它们的致密度。
3、相、固溶体、中间相、固溶强化的概念、固溶体的分类、中间相的分类以及固溶体和中间相的主要区别。
第四章、晶体缺陷
1、晶体缺陷的分类、位错的含义和分类及特点。
位错(及点缺陷)密度的变化对材料性能(主要是力学性能)的影响。
2、晶界原子排列?的特点及其分类,晶界的特性;相界的分类、润湿
第五章、固体材料中原子的扩散
1、Fick第一定律的含义、非稳态扩散的误差函数解的应用计算
2、扩散的机制及影响扩散的主要因素以及在工业上的应用(如:工业渗碳为何在奥氏体状态下进行)
第六章、相平衡与相图原理
1、Gibbs相律含义,二元匀晶、共晶相图分析,杠杆定律的应用计算;相图与合金使用性(强度、硬度)和工艺性(铸造)的关系
2、铁碳相图(简化版)及其标注上面主要的成分点和温度及相;不同含碳量的合金从高温到室温下组织的变化,利用杠杆定律计算组织或相组成物的含量(主要针对C%<2.11%的合金,即钢)第七章、材料的凝固
1、液态合金结构的特点,过冷度及其与冷却速率的关系?。
工程材料知识点总结

工程材料复习总结第一部分项目一:工程材料1.金属材料一般是指具有金属特性的物质。
2.金属材料通常分为钢铁材料、非铁金属材料、粉末冶金材料。
3.钢铁材料是指以铁、碳为主要元素组成的铁碳合金,分为工业用钢、工程铸铁。
4.非合金钢(碳素钢),通常分为碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢。
5.工业用钢是指碳的质量分数在%11.2以下并含有其他元素的铁碳合金;工程铸铁是指碳的质量分数在%.2以上并含有其他元素的铁碳合金。
116.钢材生产过程:轧制→锻造→拉拔→挤压7.钢材分类:板材、型材和管材。
项目二:工程材料性能1.力学性能:材料在力的作用下表现出来的特性。
2.力学指标:强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度。
实验:拉伸试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验。
3.变形:材料受到外力作用时,机器零件和部件在宏观上将表现出形状和尺寸的变化。
4.⎩⎨⎧变形外力之后被保留下来的产生不能自行恢复卸除外力继续加大,材料将塑性变形,变形随之消失外力不大时,去除外力弹性变形变形5. 荷载(负荷、负载):材料所受的力。
⎪⎩⎪⎨⎧化向随时间发生周期性变大小、方向或大小和方变动载荷突然增加的载荷冲击载荷载荷大小不变或变动很慢的静载荷分类6.强度:材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
7.变形的五种基本形式:拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲。
8.力—伸长曲线()1Oe 弹性变形阶段:发生弹性变形()2eeL 微量塑性变形阶段:弹性变形(大部分)+塑性变形(小部分)()3'eLeL 屈服阶段:屈服现象(水平线段或锯齿形线段)()4M eL '均匀变形阶段:材料发生大量塑性变形()5mz 缩颈阶段:缩颈现象,在z 点发生断裂图2-1 力—伸长曲线9.强度指标强度指标是判定材料强度大小的量化数据,通常用应力表示。
应力是指试验过程中的力除以试样原始横截面积的商,即试样单位横截面积上所受到的力,用符号R 表示,单位为MPa (兆帕)。
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第二章材料的性能1、布氏硬度布氏硬度的优点:测量误差小,数据稳定。
缺点:压痕大,不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。
适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度(硬度少于450HB)。
2、洛氏硬度HRA用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。
HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。
HRC用于测量中等硬度材料,如调质钢、淬火钢等。
洛氏硬度的优点:操作简便,压痕小,适用范围广。
缺点:测量结果分散度大。
3、维氏硬度维氏硬度所用载荷小,压痕浅,适用于测量零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度,载荷可调范围大,对软硬材料都适用。
4、耐磨性是材料抵抗磨损的性能,用磨损量来表示。
分类有黏着磨损(咬合磨损)、磨粒磨损、腐蚀磨损。
5、接触疲劳:(滚动轴承、齿轮)经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲劳剥落损坏的现象。
6、蠕变:恒温、恒应力下,随着时间的延长,材料发生缓慢塑变的现象。
7、应力强度因子:描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。
第三章金属的结构与结晶1、晶体中原子(分子或离子)在空间的规则排列的方式为晶体结构。
为便于描述晶体结构,把每个原子抽象成一个点,把这些点用假想直线连接起来,构成空间格架,称为晶格。
晶格中每个点称为结点,由一系列原子所组成的平面成为晶面。
由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。
组成晶格的最小几何组成单元称为晶胞。
晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数。
①体心立方晶格晶格常数用边长a表示,原子半径为√3a/4,每个晶胞包含的原子数为1/8×8+1=2(个)。
属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。
②面心立方晶格原子半径为√2a/4,每个面心立方晶胞中包含原子数为1/8×8+1/2×6=4(个)典型金属(金、银、铝、铜等)。
③密排六方晶格每个面心立方晶胞中包含原子数为为12×1/6+2*1/2+3=6(个)。
典型金属锌等。
2、各向异性:晶体中不同晶向上的原子排列紧密程度及不同晶面间距是不同的,所以不同方向上原子结合力也不同,晶体在不同方向上的物理、化学、力学间的性能也有一定的差异,此特性称为各向异性。
晶体中的缺陷1)点缺陷包括空位、间隙原子、置换原子。
点缺陷的形成主要是由于原子在以各自的平衡位置为中心不停的作热振动的结果。
2)线缺陷:在三维空间中两维方向尺寸较小,另一维方向的尺寸相对较大的缺陷。
位错是晶格中的某处有一列或若干列原子发生了某些有规律的错排现象。
位错的基本形式:刃型位错、螺型位错。
提高位错密度是金属强化对重要途径之一。
1)面缺陷:尺寸在一维很小,另两维较大的缺陷。
常见的是:晶界和亚晶界1.2凝固1)晶体的结晶自由能的减少量等于在变化过程中所研究的物质可对外界做功的能量。
一个变化的自由能减少,则自发;自由能增加,则非自发。
结晶的温度条件:在该温度下固态自由能<液态自由能过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度之差。
过冷度越大,液固之间能量状态差越大,促使液体结晶的驱动力越大。
驱动力达到一定值时,结晶才能进行。
冷却速度越快,过冷度越大。
2)非晶体的结晶非晶体是一种长程无序,短程有序的混合结构;性质上表现为各向同性。
非晶体的凝固是在一个温度范围内逐渐完成的。
金属的结晶1、液态金属在理论结晶温度以下开始结晶的现象称过冷。
理论结晶温度与实际结晶温度的差T称过冷度, T= T0 –T12、金属的结晶过程金属是由许多外形不规则,位向不同,大小不同的晶粒组成的多晶体。
金属结晶过程中,晶核形成有两种形式:均匀形核和非均匀形核。
由液体中排列规则的原子团形成晶核称均匀形核。
以液体中存在的固态杂质为核心形核称非均匀形核。
3、影响形核和长大的因素及晶粒大小控制影响形核和长大的重要因素:冷却速度(或过冷度)和难熔杂质。
过冷度较小时,形核率变化低于长大速度,晶核长大速度快,得粗晶粒。
过冷度较大时,形核率的增长快些,得细晶粒。
改变过冷度可控制结晶后晶粒的大小,过冷度可通过冷却速度来控制。
冷却速度越快,过冷度越大,晶粒越细,金属的性能越好(强度、塑性、韧性)。
4、细化晶粒是提高金属材料性能的重要途径之一。
(细晶强化)(1)增大过冷度1、金属型代替砂型2、增大金属型厚度3、降低金属型预热温度4、提高液态金属的冷却能力。
(2)变质处理,在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。
作用:1.增大形核率;2.降低长大速率。
附加振动法(机械振动、超声波振动、电磁振动等)。
5、金属塑性变形后的加热三个阶段: 回复----再结晶-----晶粒长大(1)、回复:1.温度:回=~熔2.注:要消除残余内应力,可采用回复处理,进行一次250~300摄氏度的低温回火(2)、再结晶:1.再结晶:固态下,晶粒外形变化,但晶格类型不变2.影响:冷变形强化现象消失,残余内应力完全消失3.温度:T再=熔4.冷加工-----在T再以下的加工过程热加工-----在T再以上的加工过程第四章二元合金合金:由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的,具有金属特性的物质。
组元:组成合金的、最基本的单元。
(组成合金的元素或稳定的化合物)相:合金中具有相同的物理、化学性能并与该系统的其余部分以界面分开的物质部分。
组织:用金相观察法,在金属及合金内部看到的涉及晶体或晶粒的大小、方向、形状、排列状况等组成关系的构造情况。
相变:在一定条件下一种相转变成另一称相。
二、1、固态合金中有两类基本相:固溶体和金属化合物。
①固溶体:合金在固态下,组元间会相互溶解,形成在某一组元晶格中包含其他组元的固相。
溶剂:基础金属溶质:合金元素固溶体一般具有与溶质金属相同的晶体结构a)置换固溶体:溶质原子代替一部分溶剂原子占据溶剂晶格中某些结点的位置。
b)间隙固溶体:溶质原子嵌入各结点间的间隙中。
固溶强化:由于溶质原子的溶入,使固溶体的晶格发生畸变,变形抗力增大,合金的强度、硬度升高。
②金属间化合物:合金组元形成晶格类型与任一组元都不相同的新相。
表达式:A m B n特点:熔点较高,硬度很高,脆性高。
例如:渗碳体F e3C弥散强化:金属间化合物作为强化相弥散分布在固溶体基础上,以提高其强度、硬度及耐磨性。
二元合金相图一、相图:表达温度、成分和相之间的关系,表明合金系中不同成分合金在不同温度下,由哪些相组成以及这些相之间平衡关系的图形。
二、类型1)匀晶相图①定义:两组元在液态和固态均能无限互溶。
②杠杆定律③枝晶偏析:晶粒的成分不均匀现象。
均匀化退火 2)共晶相图:①两组元在液态无限互溶,在固态有限溶解,并发生共晶反应时所构成的相图。
②共晶反应:L c →共晶温度αd +βe产物是由两个固相组成的机械混合物,称为共晶体。
共晶体显微组织:两相交替分布,细小分散。
3)包晶相图及其他相图包晶相图:两组元在液态下无限互溶,在固态有限溶解,并发生包晶反应时的相图。
铁碳合金相变基础知识铁碳平衡相图 1.主要特性点2.主要特性线a 、ACD 线和AECF 线 ACD 线是液相线,AECF 线是固相线。
b 、ECF 线 共晶线温度1148℃。
c 、PSK 线 共析线温度727℃,又称A1线。
d 、GS 线 A3线。
e 、ES 线 Acm 线。
f 、PQ 线 碳在铁素体中的溶解度线。
3.相区单相区 F 、A 、L 和Fe3C 四个。
两相区 L+A 、L+Fe3C 、A+F 、F+Fe3C 和A+Fe3C 五个。
一、基本相固溶体:铁素体F 奥氏体A 金属间化合物:渗碳体 Fe3C1)F:碳在α-Fe 中形成的间隙固溶体(体心立方)特性:强度、硬度不高,塑性和韧性良好。
2)A :碳在γ-Fe 中形成的间隙固溶体(体心立方)特性:良好的塑性和较低的变形抗力,适于压力加工。
3)Fe3C :碳浓度超过固溶体溶解度后,多余的碳与铁形成金属间化合物,含碳量为%。
特性:硬度高、脆性大,作为强化相存在。
二、相图分析1)共晶反应 ECF 为共晶线 %→1148℃%+ Fe3CLd 莱氏体:共晶混合物 2)共析反应 PSK 为共析线 %→727℃+ Fe3CP 珠光体:共析混合物四、含碳量对铁碳合金组织性能的影响1.铁碳含金的组织随着含碳量的增加,其铁素体相对量减少,珠光体相对量增多,渗碳体与莱氏体相对量增多;2.铁碳合金的力学性能随着含碳量的增加,其强度、硬度增高,而塑性、韧性降低。
但当WC >%时,因为有网状Fe3C 存在,所以强度下降。
五、钢在加热时的转变 1. 奥氏体形成过程钢在加热时珠光体向奥氏体的转变过程称为奥氏体化。
该过程遵循形核和长大的相变基本规律,它通过以下四个基本阶段来完成,如图所示。
1) 奥氏体形核 2) 奥氏体晶核长大 3) 残余渗碳体溶解 4) 奥氏体成分均匀化(a) 形核 (b) 长大 (c) 残余Fe3C 溶解 (d) A 均匀化 图 共析钢的奥氏体形成过程示意图2.奥氏体晶粒度及其影响因素钢加热时所获得的奥氏体晶粒大小,对冷却转变后钢的性能影响很大。
晶粒细小均匀,冷却后钢的组织则弥散,强度与塑性、韧性较高。
a)起始晶粒度:奥氏体化刚刚完成时的晶粒大小特点:难以测量,在实际生产中意义不大b) 实际晶粒度:钢在某一具体加热条件下获得的奥氏体晶粒大小(直接影响钢冷却后的力学性能)特点:细小均匀,但提高温度或延长保温时间会使晶粒长大。
c)本质晶粒度:钢在规定加热条件下(930℃±10℃保温3h ~8h)加热时奥氏体晶粒长大的倾向,可分为两类:○1本质细晶粒钢:晶粒长大倾向小○2本质粗晶粒钢:晶粒长大倾向大钢中加入合金元素对奥氏体化主要有下列影响:1)延缓钢的奥氏体化过程2)细化奥氏体晶粒2、合金的结晶只有在缓慢冷却条件下才能得到成分均匀的固溶体。
但实际冷速较快,结晶时固相中的原子来不及扩散,使先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素(如Cu-Ni合金中的Ni), 后结晶的枝晶间含有较多的低熔点元素(如Cu-Ni合金中的Cu)。
3、在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象称作枝晶偏析。
4、冷速越大,液固相线间距越大,枝晶偏析越严重。
5、当两组元在液态下完全互溶,在固态下有限互溶,并发生共晶反应时所构成的相图称作共晶相图。
6、在一定温度下,由一定成分的液相同时结晶出两个成分和结构都不相同的新固相的转变称作共晶转变或共晶反应。
7、共晶组织,固态金属自高温冷却时,从同一母相中同时析出,紧密相邻的两种或多种不同的相构成的组织。
8、共晶组织中的相称共晶相。
9、共析反应(共析转变)是指在一定温度下,由一定成分的固相同时析出两个成分和结构完全不同的新固相的过程。
10、固溶体合金液固相线间距越大、偏析倾向大, 树枝晶发达, 流动性降低, 补缩能力下降, 分散缩孔增加.11、共晶合金结晶温度低,流动性好,缩孔集中,偏析小,铸造性能好。