机械工程材料ppt
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机械基础课件——工程材料
§4-1 黑色金属材料
（3）可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧
铁。
可锻铸铁的牌号由“可铁”二字的汉语拼音首字母“KT”加类型代号（H、
B、Z）和两组数字组成，H表示“黑心”，B表示“白心”，Z表示“珠光体
集体”；两组数字分别表示最低抗拉强度（MPa）和最低伸长率（%）。如
素结构钢可以分为3种：
①普通碳素结构钢。
②优质碳素结构钢。
③高级优质碳素结构钢。
（3）按用途分类。
①碳素结构钢：主要用于制造各种工程结构件（如桥梁、船
舶和建筑结构等）和机器零件（如轴、齿轮等），一般属低碳钢
和中碳钢。
②碳素工具钢：一般属高碳钢，含碳量在0 7%以上，经淬
火和低温回火后，可获得高的硬度和耐磨性。含碳量越高，其硬
字表示其最低抗拉强度（MPa）。如RT420表示最低抗拉强度为420MPa的蠕
墨铸铁。蠕墨铸铁的力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨
铸铁之间。一般用于制造汽车的零部件。
（6）合金铸铁。普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、
铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具
②双液淬火：先水后油，或先油后空气。双液淬火的特点是可 防止变形与开裂。
③分级淬火：先放入一定温度的盐浴或碱浴中，再空冷。分级 淬火的特点是有效减小内应力，防止变形与开裂，但只适于小尺 寸工件。
§4-1 黑色金属材料
（4）回火。回火是指钢件经淬硬后，再加热到Ac1以下的 某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
④合金弹簧钢：合金弹簧钢有高的强度，特别是高的弹性极限
和疲劳强度。它含碳量一般在0.50%～0.70%之间，主要加入锰、
机械工程材料ppt课件
1,纯铁(重要特性是结晶过程具有同素
目 录 异构转变 );
2, 铁素体 :是碳溶于α-Fe中形成的固
上一页 溶体，常用符号“α”或“F”表示。
下一页
3,奥氏体 :奥氏体是碳溶于γ-Fe中形
成的固溶体，用“γ”或“A”表示。
4,渗碳体:是铁与碳的稳定化合物Fe3C，
退出
其碳的质量分数为6.69％。 渗碳体在高温下可以分解形成石墨态的自
第3章 合金的相结构与二元合金相图
目录
上一页 下一页 退出
• 3.1 合金的相结构 • 3.2 匀晶相图 • 3.3 共晶相图 • 3.4 合金的性能与相图的关系
2020/11/4
7
常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料
4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织
目
录
•
铁碳合金按其碳的质量分数及室温平衡组织 分为三大类，即工业纯铁、钢和铸铁。
• 4.3.1 工业纯铁: (Wc<0．0218％)室温平衡组织
上一页 为铁素体加少量Fe3CⅢ;
下一页 • 4.3.2 共析钢 :室温平衡组织为珠光体 ; • 4.3.3 亚共析钢 :在室温下的组织由先共析铁素
再结晶 • 第3章 合金的相结构与二
元合金相图 • 第4章 铁碳合金 • 第5章 钢的热处理 • 第6章 合金钢 • 第7章 铸铁
• 第8章 有色金属及其合金 • 第9章 非金属材料 • 第10章 纳米材料与功能材料 • 第11章 铸造 • 第12章 金属压力加工 • 第13章 焊接 • 第14章 机械零件的选材及工
机械工程材料-于永泗-课件1.
钢中的MnS夹杂 比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高产生 冷脆性于1938年冬发生断裂坠入河中
P一般控制在0.045%以下.
5、气体元素
① N：室温下N在铁素体中溶
解度很低，钢中过饱和N在常
温放置过程中以FeN、Fe4N形
式析出使钢变脆, 称时效脆化.
钢中TiN夹杂
加Ti、V、Al等元素可使N固 定，消除时效倾向。 ② O：氧在钢中以氧化物的形 式存在，其与基体结合力弱， 不易变形，易成为疲劳裂纹源.
号，不标含量；
钢管
当合金元素的平均含量为1.50~2.49%、2.50~ 3.49%、 3.50~4.49%、4.50~5.49%、……时，在相应的合金元
素符号后标2、3、4、5 ……等数字。如20CrNi3。
高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2MnA。
特级优质钢在牌号后加字母E，如30CrMnSiE。
铜 陵 长 江 公 路 大 桥
一、碳素结构钢
1、成分：<0.4%C, P、
S量及非金属夹杂较多.
2、性能：可焊性、塑
性好。
螺纹钢
3、热处理：不进行专
门热处理，热轧空冷态
下使用。
4、使用状态下组织：
F+P
圆钢
5、用途
常以热轧板、带、棒及型
钢使用，用量约占钢材总
热轧钢板
量的70%。
用于建筑结构，适合焊接、 铆接、栓接等。
⑵ 合金工具钢
含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+……
当含碳量小于1.00%时，含碳量用一位数字标明，
P一般控制在0.045%以下.
5、气体元素
① N：室温下N在铁素体中溶
解度很低，钢中过饱和N在常
温放置过程中以FeN、Fe4N形
式析出使钢变脆, 称时效脆化.
钢中TiN夹杂
加Ti、V、Al等元素可使N固 定，消除时效倾向。 ② O：氧在钢中以氧化物的形 式存在，其与基体结合力弱， 不易变形，易成为疲劳裂纹源.
号，不标含量；
钢管
当合金元素的平均含量为1.50~2.49%、2.50~ 3.49%、 3.50~4.49%、4.50~5.49%、……时，在相应的合金元
素符号后标2、3、4、5 ……等数字。如20CrNi3。
高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2MnA。
特级优质钢在牌号后加字母E，如30CrMnSiE。
铜 陵 长 江 公 路 大 桥
一、碳素结构钢
1、成分：<0.4%C, P、
S量及非金属夹杂较多.
2、性能：可焊性、塑
性好。
螺纹钢
3、热处理：不进行专
门热处理，热轧空冷态
下使用。
4、使用状态下组织：
F+P
圆钢
5、用途
常以热轧板、带、棒及型
钢使用，用量约占钢材总
热轧钢板
量的70%。
用于建筑结构，适合焊接、 铆接、栓接等。
⑵ 合金工具钢
含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+……
当含碳量小于1.00%时，含碳量用一位数字标明，
机械工程 完整的ppt课件
机械零件的疲劳大多发生在 －N曲线D点以前，可用下式描
述：
m rN NC (N ND)
D点以后的疲劳曲线呈一水 平线，代表着无限寿命区， 其方程为：
σγ
σγN1 σγN2 σγN
σγ
有限寿命区
无限寿命区
D
rN r N（ N D )
0
N1 N2 N
N0
N
由于ND很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个
2）典型变应力及应力循环特征γ
.
σ
σ =常数 t
a）静应力：γ= +1 变应力特例
σ
一．载荷和应力的类型
σ
σa
σa σmin
σm σmax t
b）非对称循环变应力γ 在（+1～-1）间变化
σ
σa
σmax
t σmin
c）对称循环变应力γ= -1
.
应力类型
σa
σa
σm
σmax t
d）脉动循环变应力γ= 0
二．机械零件的失效形式及强度条件式
一）零件的失效形式 静应力作用下——过载断裂、塑性变形 变应力作用下——疲劳破坏约占零件损坏事故中的80% 。
二）零件强度条件式：σ ≤ [σ] = σlim / S
材料的极限应力
安全系数
1．静应力作用下 脆性材料制造的零件：σlim =σb 零件极限应力 塑性材料制造的零件：σlim =σS
用表面状态系数 来考虑
综合影响系数
(K )D
K
或
(K )D
K
考虑各因素影响
.
四.机械零件的疲劳强度计算
一）零件的极限应力线图
机械零件的疲劳强度计算1
由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的 影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。
机械基础(陈长生)03机械工程材料及其选用PPT课件
一、强度和塑性 （1）强度：材料抵抗变形和断裂的能力
比例极限 p
弹性极限 e 屈服点 s 抗拉强度 b
（2）塑性 材料断裂前塑性变形的能力
•伸长率(延伸率) d
l1l10% 0
l
•断面收缩率ψ
AA110% 0
A
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科
δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
δ > 10%
（1）回火的目的 回火的目的是减少内应力；稳定 组织，使工件形状、尺寸稳定；调整组织，消除脆性，以 获得工件所需要的使用性能。
（2）回火的方法及应用 1）低温回火（150℃～250℃） 回火后的硬度一般为 58～64HRC。低温回火一般用于表面要求高硬度、高耐磨 的工件，如刀具、量具、冷作模具、滚动轴承、渗碳件、 表面淬火件等。 2）中温回火（350℃～500℃） 中温回火后的硬度为 35～50HRC。中温回火一般用于要求弹性高、有足够韧性 的工件，如弹簧、弹性元件及热锻模具等。 3）高温回火（500℃～650℃）（调质） 高温回火后 的硬度一般为220～330HBS。通常将淬火加高温回火相结 合的热处理称为调质处理，调质处理广泛用于汽车、拖拉 机、机床等重要的结构零件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类 。
（2）淬火方法及其应用 为了保证钢淬火后得到马氏体， 同时又防止产生变形和开裂，应选择合适的淬火方法。常 用淬火方法如图3-13所示，图中MS是指马氏体开始转变温 度（约为230oC）。
①单液淬火 ②双液淬火 ③分级淬火 ④等温淬火
3．钢的回火 将淬火钢重新加热到A1以下某一温度 ，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺，称为回 火。它是紧接淬火的热处理工序。
2．钢的淬火 淬火是将钢件加热到相变点Ac3或Ac1以 上30～50℃,保温一定时间，然后快速冷却，获得马氏体 （或贝氏体）组织的热处理工艺。淬火是强化钢铁零件最 重要的热处理方法。
机械工程材料(哈工大)讲义PPT课件
14
• 3、共晶相图分析
共晶转变： L →α+β 由一定成分的液相同时结晶出两Байду номын сангаас不同成分固相的转变。
相图特点：液态无限互溶、固态有限互溶或完全不溶，且发生共晶反应， 产物是两相混合物
15
3. 包晶相图分析
包晶转变：L+α→β 由一个一定成分的固 相和一定成分液相生 成另一个一定成分固 相的转变
相图特点： 液态无限互溶、固态 有限互溶
16
4. 不平衡结晶——晶内偏析 （扩散退火消除）
17 17
5.铁碳相图分析
① 铁碳合金的 基本组织与性能
a. 铁素体 b. 奥氏体 c. 渗碳体 d. 珠光体 f. 莱氏体
奥氏体
珠光体
铁素体
18
② 主要的区、线、点 a. 共晶反应 b. 共析反应
19
③ 钢铁的分界 与分类
④ 钢、铁的 凝固过程分析
24
§2 金属塑性变形
变形方式：1.滑移 2.孪生 1.滑移 ：切应力导致
施密特定律: 滑移面上沿滑移方的分切应力达 到临界值c时晶体开始滑移。 c＝scoscos ①滑移特点：沿密排面（滑移面）和密排
晶向（滑移方向）进行 ② 滑移系： ③滑移结果：产生滑移带并伴有晶体转动
25
④滑移的微观机制：通过滑移面上位错的运动来实现
⑤ 含碳量对室 温平衡组织的 影响
20
⑥含碳量对钢的力学性能影响
⑦含碳量对钢的工艺性能影响
a. 铸造性能 b. 锻造性能 c. 焊接性能 d. 切削加工
6.凝固与结晶理论的应用
① 控制晶粒措施 a. 增加冷速 b. 孕育处理 c. 震动、搅拌 ② 单晶制备 ③ 非晶制备
• 3、共晶相图分析
共晶转变： L →α+β 由一定成分的液相同时结晶出两Байду номын сангаас不同成分固相的转变。
相图特点：液态无限互溶、固态有限互溶或完全不溶，且发生共晶反应， 产物是两相混合物
15
3. 包晶相图分析
包晶转变：L+α→β 由一个一定成分的固 相和一定成分液相生 成另一个一定成分固 相的转变
相图特点： 液态无限互溶、固态 有限互溶
16
4. 不平衡结晶——晶内偏析 （扩散退火消除）
17 17
5.铁碳相图分析
① 铁碳合金的 基本组织与性能
a. 铁素体 b. 奥氏体 c. 渗碳体 d. 珠光体 f. 莱氏体
奥氏体
珠光体
铁素体
18
② 主要的区、线、点 a. 共晶反应 b. 共析反应
19
③ 钢铁的分界 与分类
④ 钢、铁的 凝固过程分析
24
§2 金属塑性变形
变形方式：1.滑移 2.孪生 1.滑移 ：切应力导致
施密特定律: 滑移面上沿滑移方的分切应力达 到临界值c时晶体开始滑移。 c＝scoscos ①滑移特点：沿密排面（滑移面）和密排
晶向（滑移方向）进行 ② 滑移系： ③滑移结果：产生滑移带并伴有晶体转动
25
④滑移的微观机制：通过滑移面上位错的运动来实现
⑤ 含碳量对室 温平衡组织的 影响
20
⑥含碳量对钢的力学性能影响
⑦含碳量对钢的工艺性能影响
a. 铸造性能 b. 锻造性能 c. 焊接性能 d. 切削加工
6.凝固与结晶理论的应用
① 控制晶粒措施 a. 增加冷速 b. 孕育处理 c. 震动、搅拌 ② 单晶制备 ③ 非晶制备
第十一章 机械工程常用材料
§11-1 常用金属材料 一 钢 1. 非合金钢（碳素钢） 碳素钢：含碳量<2.11%的铁碳合金。 按质量分数分类： 低碳钢、中碳钢、高碳钢 按质量等级分类： 普通质量、优质和特殊质量 按用途分类： 碳素结构钢、碳素工具钢
2. 合金钢 合金钢：在碳素钢的基础上，有目的的加入一些合金元 素, (如铬Cr、钒V、镍Ni、钨W)性能显著提高。
常用的黄铜 金奖黄铜 - H90
弹壳黄铜 -H70 ( H68 )
日用黄铜 -H62 ( H59 )
冷凝器管
法兰阀
闸阀
§11-1 常用金属材料
4) 青铜
1)定义 在黄铜中加入Al、Fe、Si、Cr、Ni、Sn、Mn 等元 素所形成的合金。
2)牌号
QSn4-3、ZCuSn5Pb5Zn5 3 轴承合金 用来制造轴承的特定材料。
用
途
举
例
铁素体 灰铸铁
低载荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮、支 架等 承受中等应力的零件，如底座、床身、工作台、 阀体、管路附件及一般工作条件要求的零件
承受较大应力和较重要的零件，如汽缸体、齿 轮、机座、床身、活塞、齿轮箱、油缸等 床身导轨，车床、冲床等受力较大的床身、机 座、主轴箱、卡盘、齿轮等，高压油缸、泵体、 阀体、衬套、凸轮，大型发动机的曲轴、汽缸 体、汽缸盖等
Q235、Q275——拉杆、连杆、轴、齿轮、螺栓、螺母等
§11-1 常用金属材料
3) 优质碳素结构钢的编号及用途 两位阿拉伯数字，表示含碳量 * 45 --- Wc = 45%%的优质碳素结构钢 * 较高锰质量分数的优质碳素结构钢 45Mn --- Wc = 45%， WMn = 0.7%～1.0%
第十一章
机械工程常用材料
8章机械系工程材料教学课件
11
结论：主要原因是半轴凸缘与杆连接的轴台阶处表面存在脱 碳层，在高的扭转疲劳剪应力作用于形成裂纹源；40Cr钢 中含有较多的大尺寸非金属夹杂物；此外，热处理工艺不当， 中频感应淬火温度偏高且回火不足，使材料的综合力学性能 变差，使表面萌生的裂纹在应力作用下迅速扩展，导致半轴 发生早期疲劳断裂。
12
8
能谱分析：因夹杂物数量多、尺寸大，用能谱仪对夹杂物成 分进行分析后发现球形夹杂物为复合氧化物，其成分与冶炼 炉渣相近。 原因：由于采用上铸法浇注时炉渣容易混于钢液中而条 状硫化物夹杂主要为硫化铁和硫化锰，是由于钢材在轧制时 发生变形所致。
力回火→粗磨→氮化→精加工→检验
19
6.典型轴类零件的选材示例 例1：机床主轴的选材与工艺路线
20
➢ 车床主轴，工作时承受应力不大。主轴大端内锥孔和锥度外 圆，经常与卡盘、顶针有相对摩擦；花键部分与齿轮有相对 滑动，轴颈处易磨损；锥孔与外圆锥面，易拉毛，故这些部 位要求有较高的硬度和耐磨性。
➢ 选用45钢制作。
26
4.齿轮类零件的常用材料 一般选用45、40Cr、40 CrNi、40MnB、35CrMo等中 碳钢或中碳合金钢锻件为毛坯。 单件或小批量生产，直径100mm以下的小齿轮可用圆钢下 料毛坯。 直径500mm以上的大型齿轮锻造比较困难，常采用铸钢件 或球墨铸铁。
27
铸造齿轮一般以辐条结构代 替锻造齿轮的辐板结构，有 时也以焊接方式生产大型齿 轮毛坯，特殊情况下选用工 程塑料，如受力不大或在无 润滑条件下工作的齿轮，可 选用尼龙、聚碳酸脂等高分 子材料来制造
8.2 零件设计中的材料选择
选材的基本原则
选材的一般步骤及注意事项
使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。
结论：主要原因是半轴凸缘与杆连接的轴台阶处表面存在脱 碳层，在高的扭转疲劳剪应力作用于形成裂纹源；40Cr钢 中含有较多的大尺寸非金属夹杂物；此外，热处理工艺不当， 中频感应淬火温度偏高且回火不足，使材料的综合力学性能 变差，使表面萌生的裂纹在应力作用下迅速扩展，导致半轴 发生早期疲劳断裂。
12
8
能谱分析：因夹杂物数量多、尺寸大，用能谱仪对夹杂物成 分进行分析后发现球形夹杂物为复合氧化物，其成分与冶炼 炉渣相近。 原因：由于采用上铸法浇注时炉渣容易混于钢液中而条 状硫化物夹杂主要为硫化铁和硫化锰，是由于钢材在轧制时 发生变形所致。
力回火→粗磨→氮化→精加工→检验
19
6.典型轴类零件的选材示例 例1：机床主轴的选材与工艺路线
20
➢ 车床主轴，工作时承受应力不大。主轴大端内锥孔和锥度外 圆，经常与卡盘、顶针有相对摩擦；花键部分与齿轮有相对 滑动，轴颈处易磨损；锥孔与外圆锥面，易拉毛，故这些部 位要求有较高的硬度和耐磨性。
➢ 选用45钢制作。
26
4.齿轮类零件的常用材料 一般选用45、40Cr、40 CrNi、40MnB、35CrMo等中 碳钢或中碳合金钢锻件为毛坯。 单件或小批量生产，直径100mm以下的小齿轮可用圆钢下 料毛坯。 直径500mm以上的大型齿轮锻造比较困难，常采用铸钢件 或球墨铸铁。
27
铸造齿轮一般以辐条结构代 替锻造齿轮的辐板结构，有 时也以焊接方式生产大型齿 轮毛坯，特殊情况下选用工 程塑料，如受力不大或在无 润滑条件下工作的齿轮，可 选用尼龙、聚碳酸脂等高分 子材料来制造
8.2 零件设计中的材料选择
选材的基本原则
选材的一般步骤及注意事项
使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。
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㈡ 合金的组织
1、相图 匀晶L 共晶L+ 共析 + 包晶L+
杠杆定律：只适用于两相区。 枝晶偏析：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分 不均匀的现象。 2、合金中的固态相变
⑴ 固溶体转变：AF
⑵ 共析转变：AP(F+Fe3C)
⑶ 二次析出：AFe3CⅡ
⑷ 奥氏体化
⑸ 过冷奥氏体转变 ⑹ 固溶处理+时效： 固溶处理是指将合金加热到固溶线以上，保温并淬 火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。
时效是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温
度保温，以析出弥散强化相的热处理。
3、铁碳合金相图
点：符号、成分、温度 线：液固相线、水 平线、固溶线、固 溶体转变线 相区标注 组织组成物标注 复相组织组成物： 珠光体P(F+ Fe3C) 莱氏体Le(A+ Fe3C) Le’(P+Fe3C)
QF 100% 6.7% 93.3% QF 100% 58.4% 41.6%
QFe 3C
Q 100% 3.9% 1.0 0.0008 100% 14.9% Fe 3C 6.69 0.77 6.69 0.0008
1.0 0.77
QF 100% 14.9% 85.1%
《机械工程材料》
总复习
结晶 塑性变形 热处理
工业用钢 铸铁 有色金属及其合金
纯金属
使用性能 工艺性能
合金
一、性能
㈠ 使用性能
1、力学性能
⑴ 刚度：材料抵抗弹性变形的能力。
指标为弹性模量：E=/
⑵ 强度：材料抵抗变形和破坏的能力。指标： 抗拉强度 b—材料断裂前承受的最大应力。 屈服强度 s—材料产生微量塑性变形时的应力。
子面的相对位移量小于一个原子间距。
⑵ 冷热加工：以再结晶温度划分 ① 冷加工组织：晶粒被拉长压扁、亚结构细化、 织构：变形量大时，大部分晶粒的某一位向与外力趋 于一致的现象。
加工硬化： 随冷塑性变形量增加，金属的强度、 硬度提高，塑性、韧性下降的现象。
冷加工使内应力增加，耐蚀性下降，提高。 ② 热加工：形成纤维组织、带状组织 纤维组织使热加工金属产生各向异性，加工零件时 应考虑使流线方向与拉应力方向一致。
㈡ 合金的晶体结构
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。
1、固溶体：与组成元素之一的晶体结构相同的固相. ⑴ 置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格结点位置形 成的固溶体。多为金属元素之间形成的固溶体。
1394℃ 912℃
3、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；
a 3
晶面或晶向。
⑸密排面和密排方向 ——同滑移面与滑移方向
在立方晶系中，指数相同的晶面与晶向相互垂直。
2、实际金属
⑴ 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。 ⑵ 晶体缺陷—晶格不完整的部位 ① 点缺陷 空位：晶格中的空结点。 间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。
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
A1
650℃ 过冷A 600℃ 过冷A 550℃
过冷A A→S
A→P
A→T
P S T B上
过冷A
A→B上
350℃
过冷A A→B下
? M回 M+A’ P? S T+B下+M+A’ M+A’ T+M+A’
3、回火时的转变
碳钢：马氏体的分解 ；残余奥氏体分解 ；-碳化物转
变为Fe3C ；Fe3C聚集长大和铁素体多边形化 。
马氏体的硬度主要取决于其含碳量，并随含碳量增加 而提高。
⑵ 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。
P+F
K
P+ Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ+Le’
F+ Fe3C Le’
Le’+ Fe3CⅠ
F+ Fe3CⅢ
C%
Fe3C
典型合金的结晶过程（以共析钢为例）
温 度
时间
杠杆定律的应用
合金 45钢 T10钢 相的相对重量百分比
QFe 3C
组织组成物的相对重 量百分比
0.45 0.0008 100% 6.7% QP 0.45 0.0008 100% 58.4% 6.69 0.0008 0.77 0.0008
低；产生内吸附；是相变的优先形核部位。
金属的晶粒越细，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。
QP 100% 3.9% 96.1%
3.0 2.11 100% 40.6% 4.3 2.11
2.11 0.77 13.4% 6.69 0.77
含碳 3.0%亚 共晶白 口铁
QF
6.69 3.0 100% 55.2% 6.69 0.0008
QLe '
② 晶内片状：强硬度提高，塑韧性降低
③ 颗粒状： 弥散强化：第二相颗粒越细，数量越多，分布越均匀, 合金的强度、硬度越高，塑韧性略有下降的现象。
⑸ 固溶体与化合物的区别：①结构；②性能；③表达
方式
合金元素在钢中的作用
1、强化铁素体；
2、形成化合物——第二相强化
3、扩大（C,Mn,Ni,Co）或缩小（Cr,Si,W,Mo）A相区
B下 M+A’ M
时间
MS
A→M
Mf
⑵ 用C曲线定性说明连续冷却转变产物
根据与C曲线交点位置判断转变产物
均匀A
细A
A1
正火 (空冷)
等温退火
退火 (炉冷)
500-650℃
淬火
S回 淬火 350-500℃ (油冷) T回 分级淬火
? T+S回
? S PP B下
时间
等温淬火
MS
P Mf
(水冷) 150-250℃
转变为M回，使硬度不仅不下降，反而升高的现象)
10、防止第二类回火脆性：W、Mo (回火脆性 ：淬火钢在某些温度范围内回火时，出现的 冲击韧性下降的现象。)
三、组织
㈠ 纯金属的组织 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
⑶ 结晶晶粒度控制方法：①增加过冷度；②变质处 理；③机械振动、搅拌
2、纯金属中的固态转变
同素异构转变：物质在固态下晶体结构随温度而发 生变化的现象。
固态转变的特点：①形核部位特殊；②过冷倾向大; ③伴随着体积变化。 铁的同素异构转变：-Fe ⇄ -Fe ⇄ -Fe
偏析倾向。
2、锻造性能：成型性与变形抗力。 3、切削性能：对刀具的磨损、断屑能力及导热性。 4、焊接性能：产生焊接缺陷的倾向。 5、热处理性能：淬透性、耐回火性、二次硬化、回 火脆性。
二、晶体结构
㈠ 纯金属的晶体结构
1、理想金属 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.
0.68 {110}×6 <111> ×2 12
常见金属 -Fe、Cr、W -Fe、Ni、Al
⑶ 立方晶系的晶面指数和晶向指数
①晶面指数：晶面三坐标截距值倒数取整加（ ）
②晶向指数：晶向上任一点坐标值取整加 [ ]
立方晶系常见的晶面和晶向
⑷ 晶面族与晶向族
指数不同但原子排列完全相同的
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。
为过渡族金属元素与小原子半径非金属元素组成。
铁素体：碳在-Fe中的固溶体。
奥氏体：碳在-Fe中的固溶体。
马氏体：碳在-Fe中的过饱和固溶体。 固溶强化：随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度