【材料科学基础】必考知识点第十章
《材料科学基础》复习大纲(08级)
《材料科学基础》总结及重点第一章 材料的结构与键合1、金属键、离子键、共价键、分子键（范德华力）、氢键的特点，并解释材料的一些性能特点。
2、原子间的结合键对材料性能的影响。
用金属键的特征解释金属材料的性能—①良好的延展性；②良好的导电、导热性；③具有金属光泽。
3、比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料在结合键上的差别。
本章重要知识点： 1. 金属键、离子键、共价键、分子键、氢键的特点。
第二章 固体结构1、晶体与非晶体（在原子排列上的区别）2、空间点阵、晶格、晶胞及选取晶胞的的原则、七大晶系及各自的特点，布拉菲点阵（14种） 、晶格常数、晶胞原子数。
3、晶面指数、晶面族、晶向指数、晶向族、晶带和晶带定理、晶面间距、配位数、致密度、八面体间隙、四面体间隙。
各向同性与各向异性、实际晶体的伪各向异性、同素异构转变（重结晶、多晶型性转变） 。
（1）指数相同的晶向.和晶面必然垂直。
如[111]⊥（111）（2）当一晶向[uvw]位于或平行某一晶面（hkl ）时，则必然满足晶带定理：h ·w+k ·v+l ·w =04、能绘出三维的体心、面心立方和密排六方晶胞，根据原子半径计算出金属的体心和面心立方晶胞的晶胞常数。
三种典型晶体结构的特征（包括：晶胞形状、晶格常数、晶胞原子数、原子半径、配位数、致密度、各类间隙尺寸与个数，最密排面（滑移面）和最密排方向的指数与个数，滑移系数目等）；即：bcc 、fcc 、hcp 的晶格特征及变形能力（结合塑性变形一章的内容你必须知道常用金属材料的滑移面与滑移系的指数）。
给画出晶胞指出滑移面和滑移方向。
能标注和会求上述三种晶胞的晶向和晶面指数。
晶向和晶面指数的一些规律。
求晶面间距d （hkl ）、晶面夹角。
5、晶面间距：d （hkl ） 的求法：（1）立方晶系：222)(l k h ad hkl ++= （2）正交晶系：222)(1⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=c l b k a h d hkl （3）六方晶系：2222)()(341⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=c l a k hk h d hkl （4）四方晶系：2222)()/(/)(1c l a k h d hkl ++=以上公式仅适用于简单晶胞，复杂晶胞要考虑其晶面层数的增加。
材料科学基础基础知识点总结
第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式2 原子结合键（1）离子键与离子晶体原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。
如氧化物陶瓷。
（2）共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。
如高分子材料。
（3）金属键与金属晶体原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。
如金属。
金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
（3）分子键与分子晶体原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。
分子晶体：熔点低，硬度低。
如高分子材料。
氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O（4）混合键。
如复合材料。
3 结合键分类（1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。
（2）二次键（物理键）：分子键和氢键。
4 原子的排列方式（1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序，各向异性。
（2）非晶体：――――――――――不规则排列。
长程无序，各向同性。
第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构（1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。
图1-5特征：a 原子的理想排列；b 有14种。
其中：空间点阵中的点－阵点。
它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。
描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。
空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。
（2）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。
特征：a 可能存在局部缺陷；b 可有无限多种。
2 晶胞图1－6（1）――－：构成空间点阵的最基本单元。
（2）选取原则：a 能够充分反映空间点阵的对称性；b 相等的棱和角的数目最多；c 具有尽可能多的直角；d 体积最小。
（3）形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。
《材料科学基础》考试重点及答案
《材料科学基础》考试重点及答案1晶体点阵有实际原子、离子、分子或各种原子集团，按一定几何规律的具体排列方式称为晶体结构或为晶体点阵。
2晶格用以描述晶体中原子排列规律的空间格架。
3配位数原子周围最近邻等距离的原子数目；在离子晶体里，一个正离子周围的最近邻负离子数称为配位数。
4晶体缺陷晶体中原子偏离其平衡位置而出现的不完整性区域。
5位错晶体中某处一列或若干列原子有规律的错排。
6位错反应有两个位错合成为一个新位错或有一个位错分解为几个新位错的过程。
7小角晶界两个相邻晶粒位向差小于10度的晶界称为小角晶界。
8晶面能由于晶界上原子排列不规律产生点阵畸变，引起能量升高，这部分能量称为晶面能。
9固熔体固态下一种组元熔解在另一种组元中而形成的新相。
10间隙相又称为简单间隙化合物非金属原子与过渡族原子的半径的比值小于0.59，化合物具有比较简单的结构称为间隙化合物。
11过冷度实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的温度差称为过冷度。
12均匀形核在过冷的液态金属中，依靠液态金属本身的能量变化获得驱动力由晶胚直接形核的过程。
13非均匀形核在过冷液态金属中，若晶胚是依附在其他物质表面上成核的过程。
14形核率单位时间单位体积内所形成的晶核数目。
15相图又称状态图或平衡图表示材料系统中相得状态与温度及成分之间关系的一种图形。
成分过冷这种有液相成分改变而形成的的过冷。
16伪共晶这种有非共晶成分的合金得到的共晶组织。
17包晶转变当有些合金凝固到达一定温度时，已结晶出来的一定成分的固相与剩余的液相发生反应生成另一种固相，这种转变为共晶转变。
18 扩散第一定律：单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质量（通称为扩散通量）与该截面处的浓度梯度成正比。
19 科肯道尔效应：由于两种原子扩散速度不同，导致扩散偶的一侧向另一侧发生物质静输送的性质。
20 本征扩散：以本征缺陷为媒介发生的扩散称为本征扩散。
(处于热平衡状态的晶体内部总存在一定数量的点缺陷，这类点缺陷也称为本征缺陷)。
【材料科学基础】必考知识点第十章
2020届材料科学基础期末必考知识点总结第十章金属材料工业用钢、铸铁和有色金属及其合金构成了国民经济建设所必须的全部金属材料。
尽管高分子材料、陶瓷材料和复合材料的应用日益广泛，但金属材料仍然是应用最广泛、用量最大的工程材料。
随着现代工业的发展和科学技术的进步，对金属材料的性能要求会越来越高，新型金属材料将会不断出现。
10.1基本要求10.1.1工业用钢1.熟悉钢的分类和编号，能鉴别钢号。
2.熟悉合金元素在钢中的作用和典型钢号中合金元素的作用。
3.掌握常用工业用钢的化学成分、热处理特点（或使用状态）、使用态组织、主性能特点及应用。
10.1.2铸铁1.熟悉铸铁的分类和铸铁的石墨化。
2.熟悉常用铸铁的牌号、组织、性能特点及应用。
3.了解铸铁的热处理特点及常用热处理工艺。
10.1.3有色金属及其合金1.熟悉铝合金的分类和编号、铝合金的时效强化、典型铝合金的组织与性能特点。
2.熟悉铜合金的分类和编号、了解黄铜的组织及性能特点。
10.2内容提要10.2.1重要名词合金元素……………………………………alloying element结构钢………………………………………construction steel工具钢………………………………………tool steel不锈钢………………………………………stainless steel奥氏体不锈钢………………………………austenitic stainless steel回火稳定性…………………………………temper stability二次硬化……………………………………secondary hardening调质钢………………………………………quenched and tempered steel渗碳钢………………………………………carburized steel弹簧钢………………………………………spring steel滚动轴承钢…………………………………ball-bearing steel高速钢………………………………………high-speed steel热模具钢……………………………………hot die steel晶间腐蚀……………………………………intergranular corrosion耐热钢………………………………………heat-resisting steel耐磨钢………………………………………wear-resisting steel时效强化……………………………………age hardening10.2.2工业用钢1.钢的分类和编号。
材料科学基础复习要点
材料科学基础复习要点第一章工程材料中的原子排列1、晶体中的原子键合方式？各种原子结合键的特点2、原子核外电子的能级排列？遵循的规律3、晶体和非晶体的区别？晶体的各向异性及各向同性4、晶体结构和空间点阵的联系及区别5、晶向指数和晶面指数的确定及表示方法，重点为面心立方晶体和体心立方晶体中密排面和密排方向的指数及其表示6、三种常见的晶体结构的特点，包括晶胞中的原子数、点阵常数与原子半径的关系、致密度、配位数、晶体中的间隙、原子堆垛方式、密堆程度、晶体的多晶型性7、铁的三种同素异构体的晶体结构类型8、空位的类型：肖脱基空位、弗兰克尔空位，空位浓度对晶体物理性能的影响9、位错的类型，刃位错、螺位错位错线与柏氏矢量间的关系，画图表示，位错密度对材料强度的影响10、位错环中位错类型的确定（如课本27页，图1-38，33页，图1-47）11、位错柏氏矢量的确定、柏氏回路与柏氏矢量的关系12、柏氏矢量的表示方法、柏氏矢量的模的计算13、柏氏矢量的守恒性及其推论14、作用在位错上的力的大小及方向15、位错的运动方式？刃、螺位错分别能如何运动，运动方向与位错线、柏氏矢量间的关系16、刃、螺位错应力场的特点？应变能与柏氏矢量的关系，不同类型位错应变的大小比较17、平行同号位错间的相互作用18、常见金属晶体中的位错：全位错、不全位错，位错稳定性的判定19、位错反应的判定20、晶界的类型及其位错模型，界面能与晶界位向差间的关系21、相界面的类型22、课后作业51页习题1、3、11，复习思考题1、2、9、10、12第二章固体中的相结构1、相的定义2、固溶体的晶体结构特点、分类及影响固溶体固溶度的因素3、金属原子间形成无限固溶体的条件4、间隙固溶体和间隙化合物的区别5、固溶体的性能特点6、金属间化合物的结构特点、分类、特性7、课后习题79页1、复习思考题1、2第三章凝固1、金属凝固的微观过程及宏观现象2、过冷现象与过冷度3、金属结晶的热力学条件、驱动力及其与过冷度间的关系4、金属结晶的结构条件5、晶核的形成方式6、均匀形核过程中系统能量的变化、临界晶核半径、形核功、临界晶核表面积、临界晶核体积间的关系推导7、均匀形核的条件8、均匀形核的形核率的受控因数、有效过冷度及其与熔点间的关系9、非均匀形核的形核功与均匀形核功间的比较10、晶体长大的条件、动态过冷度11、液固界面的微观结构及其宏观表象、常见金属的界面结构12、不同界面结构下晶体的长大方式13、液固界面的温度梯度与晶体长大形态间的关系14、铸态晶粒大小的控制措施15、课后习题109页1、6，复习思考题第四章相图1、相平衡及相律，相平衡的热力学条件，相率的表达式及其应用2、杠杆定律的计算3、固溶体非平衡凝固中固相、液相的成分变化规律，晶内偏析及其消除方法4、成分过冷的定义、表达式含义及成分过冷对固溶体生长形态及组织的影响5、典型二元共晶相图的分析，如Pb-Sn相图，包括典型合金的结晶过程分析、室温下组成相及组织组成的分析、相的相对含量、组织相对含量的计算（室温下）、非平衡凝固组织组成的分析6、伪共晶、离异共晶的定义，组织特征7、铁碳合金相图的基本相组成及其结构、性能特点8、铁碳合金相图中重要的点、线的含义、3个典型转变的方程式及其转变产物的相组成、组织名称。
材料科学基础重点知识
《材料科学基础》重要知识点1、在离子晶体中，正、负离子的配位数大小由结构中正、负离子半径的比值决定。
2、聚合物的形成过程是分化和缩聚同时进行的一种动态平衡过程。
3、硅酸盐熔体的结构特点：多种聚合物同时并存，而不是一种独存。
正是由于这个特点，硅酸盐熔体的结构是长程无序的。
但每一个聚合体又是具有晶体结构的，即硅酸盐熔体中存在短程有序的负离子团。
4、影响聚合物聚合程度的因素（1）温度的影响：随温度升高，低聚合物浓度增加，而高聚合物浓度降低。
（2）熔体组成的影响：R为O/Si比的大小。
O/Si比R越大，低聚合物浓度越大，高聚合物浓度越小。
5、影响熔体粘度的主要因素是温度和化学组成。
粘度---温度关系：温度升高，粘度减小。
粘度—组成关系（1） O/Si比：硅酸盐熔体的粘度首先取决于硅氧四面体网络的聚合程度，即随O/Si比的上升而下降。
(2)一价碱金属氧化物①加入碱金属氧化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O）降低硅酸盐熔体的粘度。
②碱金属氧化物的含量越高，硅酸盐熔体的粘度越小。
③不同的碱金属氧化物对粘度的影响大小也与碱金属氧化物的含量有关。
当Ｒ2O含量较低时（O/Si较低），加入的正离子半径越小，降低粘度的作用越大，其次序是：Li＋>Na＋>Ｋ＋>Rb＋>Cs＋。
当熔体中Ｒ2O含量较高（O/Si比较高）时，Ｒ2O对粘度影响的次序是Li+<Na+<Ｋ+。
（3）二价金属氧化物：二价碱土金属氧化物（ⅡA族）一般降低硅酸盐熔体的粘度。
但不同的氧化物降低粘度的程度不同，其降低粘度的次序是：Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ｍg2+，所以粘度大小次序为：Ba2+<Sr2+<Ca2+<Ｍg2+。
（4）阳离子配位数：阳离子配位数对粘度的影响是通过B2O3的研究而取得的。
①当B2O3含量较少（即Na2O/B2O3>1）时，粘度随含量升高而增加。
这是因为此时“游离”氧充足，故B3＋处于[BO4]四面体状态，结构紧密。
材料科学基础复习资料整理
一.名词解释塑性韧性强度弹性比功分子键（空间）点阵固溶体间隙固溶体固溶强化位错多晶体单晶体反应扩散柯肯达尔效应二次结晶共晶转变包晶转变共析转变铁素体（非）均匀形核结构起伏成分过冷过冷度加工硬化再结晶淬透性（过）时效回火脆性调幅分解二. 需掌握的知识点1. 延性断裂和脆性断裂的区分标准—断裂前有无明显塑性变形。
2. 原子核外电子分布规律遵循的三个原则。
3. 金属键、离子键、共价键、分子键的特点。
4. 混合键比例计算与电负性差的关系。
5. fcc、bcc、hcp的常见金属、一个晶胞内原子数、配位数、致密度、常见滑移系等。
6. 固态合金相分为两大类：固溶体（间隙固溶体与置换固溶体）和中间相（区别点）。
7.影响固溶体溶解度的因素。
8.间隙相和间隙化合物的区别。
9. 晶体缺陷几何特征分类-点、线、面缺陷。
10. 点缺陷的种类及其区别（肖脱基缺陷和弗兰克尔缺陷）。
11.获得过饱和点缺陷的方法及原因。
12. 各类位错运动方向与柏氏矢量、切应力、位错线的位向关系。
13. 位错的主要运动方式；常温下金属塑性变形的方式。
14. 位错的增殖机制：F-R位错增殖机制、双交滑移增殖机制的主要内容。
15.说明柏氏矢量的确定方法。
掌握利用柏氏矢量和位错线的位向关系来判断位错类型。
16.两根平行的螺型位错相遇时的相互作用情况。
17.刃型位错和螺型位错的不同点。
18. 大小角度晶界的位向差、常见类型、模型描述、能量等。
19. 扩散第一定律、第二定律的数学表达式及其字母的物理含义。
20. 体扩散的主要机制、适用对象、扩散激活能大小等；短路扩散等；反应扩散与原子扩散；多晶材料的三种扩散途径—晶内、晶界、表面扩散。
21.柯肯达尔效应的含义及说明的问题（重要意义）。
22. 上坡扩散：物质由低浓度→高浓度，说明扩散的真正原因是化学势梯度而非浓度梯度。
23. 反应扩散定义、特点、扩散层增厚速度的决定因素。
24. 影响扩散的主要因素简述及分别叙述。
材料科学基础知识点
材料科学基础知识点(总61页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--材料科学基础第零章材料概论该课程以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象，从材料的电子、原子尺度入手，介绍了材料科学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。
核心是介绍材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间的关系。
主要内容包括：材料的原子排列、晶体结构与缺陷、相结构和相图、晶体及非晶体的凝固、扩散与固态相变、塑性变形及强韧化、材料概论、复合材料及界面，并简要介绍材料科学理论新发展及高性能材料研究新成果。
材料是指：能够满足指定工作条件下使用要求的，就有一定形态和物理化学性状的物质。
按基本组成分为：金属、陶瓷、高分子、复合材料金属材料是由金属元素或以金属元素为主，通过冶炼方法制成的一类晶体材料，如Fe、Cu、Ni等。
原子之间的键合方式是金属键。
陶瓷材料是由非金属元素或金属元素与非金属元素组成的、经烧结或合成而制成的一类无机非金属材料。
它可以是晶体、非晶体或混合晶体。
原子之间的键合方式是离子键，共价键。
聚合物是用聚合工艺合成的、原子之间以共价键连接的、由长分子链组成的髙分子材料。
它主要是非晶体或晶体与非晶体的混合物。
原子的键合方式通常是共价键。
复合材料是由二种或二种以上不同的材料组成的、通过特殊加工工艺制成的一类面向应用的新材料。
其原子间的键合方式是混合键。
材料选择：密度弹性模量:材料抵抗变形的能力强度:是指零件承受载荷后抵抗发生破坏的能力。
韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力功能成本结构(Structure)性质(Properties)加工(Processing)使用性能(Performance)在四要素中，基本的是结构和性能的关系，而“材料科学”这门课的主要任务就是研究材料的结构、性能及二者之间的关系。
宏观结构←显微镜下的结构←晶体结构←原子、电子结构重点讨论材料中原子的排列方式（晶体结构）和显微镜下的微观结构（显微组织）的关系。
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2020届材料科学基础期末必考知识点总结第十章金属材料工业用钢、铸铁和有色金属及其合金构成了国民经济建设所必须的全部金属材料。
尽管高分子材料、陶瓷材料和复合材料的应用日益广泛，但金属材料仍然是应用最广泛、用量最大的工程材料。
随着现代工业的发展和科学技术的进步，对金属材料的性能要求会越来越高，新型金属材料将会不断出现。
10.1基本要求10.1.1工业用钢1.熟悉钢的分类和编号，能鉴别钢号。
2.熟悉合金元素在钢中的作用和典型钢号中合金元素的作用。
3.掌握常用工业用钢的化学成分、热处理特点（或使用状态）、使用态组织、主性能特点及应用。
10.1.2铸铁1.熟悉铸铁的分类和铸铁的石墨化。
2.熟悉常用铸铁的牌号、组织、性能特点及应用。
3.了解铸铁的热处理特点及常用热处理工艺。
10.1.3有色金属及其合金1.熟悉铝合金的分类和编号、铝合金的时效强化、典型铝合金的组织与性能特点。
2.熟悉铜合金的分类和编号、了解黄铜的组织及性能特点。
10.2内容提要10.2.1重要名词合金元素……………………………………alloying element结构钢………………………………………construction steel工具钢………………………………………tool steel不锈钢………………………………………stainless steel奥氏体不锈钢………………………………austenitic stainless steel回火稳定性…………………………………temper stability二次硬化……………………………………secondary hardening调质钢………………………………………quenched and tempered steel渗碳钢………………………………………carburized steel弹簧钢………………………………………spring steel滚动轴承钢…………………………………ball-bearing steel高速钢………………………………………high-speed steel热模具钢……………………………………hot die steel晶间腐蚀……………………………………intergranular corrosion耐热钢………………………………………heat-resisting steel耐磨钢………………………………………wear-resisting steel时效强化……………………………………age hardening10.2.2工业用钢1.钢的分类和编号。
2.合金元素在钢中的作用。
（1）合金元素对基本相的影响。
碳钢在室温下的基本相是铁素体和渗碳体。
合金元素可溶入铁素体中强化铁素体，若含量适当，仍可保持铁素体较好的韧性。
碳化物形成元素与碳相互作用，可形成合金渗碳体、间隙化合物和间隙相等，它们的稳定性、硬度、耐磨性均高于渗碳体，而聚集长大的倾向比渗碳体小。
（2）合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。
凡是扩大γ区的元素均扩大奥氏体区，使A1、A3降低。
当合金元素含量达到一定值时，奥氏体区将扩大到室温，得到奥氏体钢。
凡是缩小γ区的元素均缩小奥氏体，使A1、A3升高。
当合金元素含量达到一定值时，奥氏体区将消失，得到铁素体钢。
合金元素加入钢中，会使S点和E点向左移动。
S向左移动意味着共析点的含量下降；E点向左移动意味着出现莱氏体的含碳量减少。
总之，合金元素改变了平衡条件下的相变规律和平衡组织，从而改变了性能。
（3）合金元素对钢加热转变的影响①除Mn、Ni外，大多数合金元素升高临界点，减慢奥氏体的形成速变，因而合金钢要获得较均匀的奥氏体，需更高的加热温度和较长的保温时间。
②除Mn、P、N外，大多数合金元素都能细化奥氏体晶粒，从而改善强度和韧性。
（4）合金元素对钢冷却转变的影响。
除Co外，大多数合金元素溶入奥氏体中后，能增加奥氏体的稳定性，使C曲线向右移动，提高钢的淬透性。
另外，还会降低Ms点，增加残余奥氏体量。
（5）合金元素对回火转变的影响。
①合金元素提高回火稳定性，有利于提高综合力学性能。
②含Cr、Ｍn、Ni等元素的合金钢会产生第二类回火脆性，而Mo和W有抑制和减轻第二类回火脆性的倾向。
③某些高合金钢会产生二次硬化现象。
3．结构钢按用途，结构钢可分为两大类：工程结构钢和机械结构钢。
常用结构钢的主要性能要求、化学成分、典型牌号、最终热处理或使用状态、组织见表10-1。
表10-1常用结构钢4.工具钢按用途，工具钢可分为三大类：刃具钢、模具钢和量具钢。
常用工具钢的化学成分、典型牌号、最终热处理、组织、性能特点和用途举例见表10-2。
表10-2常用工具钢5.特殊性能钢特殊性能钢可分为三大类：不锈钢、耐热钢和耐磨钢。
（1）不锈钢①提高耐蚀性的途径A、加Cr，提高基体的电极电位。
B、加Cr、Al、Si，形成致密的钝化膜。
C、加Cr、Ni等，使其形成单相组织。
②典型马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢见表10-3。
（2）耐热钢①耐热性耐热性是指高温抗氧化性和热强性（高温强度），热强性用蠕变极限（σ6000.1/1000）和持久强度（σ7001000）来表征。
②提高耐热性的途径A、加Cr、Si、Al，形成致密的氧化膜，提高高温抗氧化性。
B、通过加合金元素提高原子间结合力，提高再结晶温度、减慢原子的扩散、增加组织的稳定性来提高热强性。
③按组织可分为：铁素体型耐热钢、珠光体型耐热钢、马氏体型耐热钢和奥氏体型耐热钢。
（3）耐磨钢耐磨钢是指在受到强烈摩擦、冲击或巨大压力时，表现出良好耐磨性的钢种。
典型耐磨钢是高锰钢，牌号为ZGMn13，其化学成分、热处理、组织、性能特点及用途举例见表10-3。
表10-3特殊性能钢11.2.3铸铁1.铸铁的分类2.铸铁的石墨化（1）铸铁的石墨化过程第一阶段包括从液态铁水中直接析出石墨以及从奥氏体中析出二次石墨；第二阶段包括共析转变过程中形成的石墨。
（2）铸铁的石墨化程度与组织的关系见表10-4。
表10-4共晶铸铁的石墨化程度与组织的关系（3）影响石墨化的因素3.石墨对铸铁性能的影响石墨一方面破坏了基体的连续性，减少了实际承载面积；另一方面石墨边缘会造成应力集中，形成断裂源。
因此铸铁的抗拉强度、塑性、韧性都比钢低。
片状石墨对基体削弱作用和应力集中程度最大，而球状石墨对基体的削弱作用和应力程度较小。
石墨的数量、大小和分布对铸铁性能也有显著影响。
4.常用普通铸铁的牌号、组织、性能特点和用途举例见表10-5。
5.铸铁的热处理（1）热处理只改变基体组织，不改变石墨形状，其热处理原理与钢相似。
（2）灰口铸铁常用热处理有：去应力退火，消除白口、改善切削加工性的退火、表面淬火。
（3）球墨铸铁中，石墨呈球状，基体强度利用率高，因而热处理强化效果好，可进行多种热处理来提高性能。
常用热处理有：退火、正火、调质处理和等温淬火等。
11.2.4有色金属及其合金1.铝及其合金（1）铝合金的分类和编号（2）铝合金的时效强化表10-5常用普通铸铁的牌号、组织、性能特点及用途举例（3）简单硅铝明的成分、组织、性能特点及用途2.铜及其合金（1）铜合金的分类和编号（2）单相黄铜与双相黄铜的成分、组织、性能特点及用途3.轴承合金（1）轴承合金的性能要求和组织要求（2）zchSnSb11-6的组织特点、性能特点及用途（3）20高锡铝基轴承合金的组织特点、性能特点及用途。
10.3重点和难点10.3.1重点工业用钢，包括：1.钢号的鉴别：根据钢的牌号判断钢的类别、碳和合金元素的大致含量。
2.典型钢号中合金元素的作用。
3.各类钢的化学成分、常用热处理或使用状态、使用态组织、主要性能特点和用途举例。
4.根据工件的工作条件和性能要求选用合适的钢种。
10.3.2难点1.钢的合金化原理2.铝合金的时效强化机理3.内容“零碎”，不易记忆10.4学习方法指导1.根据钢的牌号判断钢的类别时，可按下列步骤：（1）先看牌号中有无特殊标志，如T12中的“T”、GCr15中的“G”。
（2）再判断是否属于特殊性能钢，如1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9、ZGMn13等。
（3）根据含碳量的表示方法区分是属于结构钢还是工具钢。
如果含碳量用两位数字表示，则可确定该钢属于结构钢。
如果含碳量用一位数字表示或未标数字，则可确定该钢属于工具钢。
（4）结构钢中，可根据含碳量的多少判断是渗碳钢、调质钢还是弹簧钢。
有些不易分清的可重点记忆。
（5）工具钢中，含碳量若为中碳，则属于热模具钢；否则就是刃具钢或冷模具钢。
2.工业用钢类别多，内容“零碎”，不易记忆。
为解决此问题，可从两个方面：一方面进行归纳总结，将“零碎”的内容要条理化；另一方面先按下面的思路进行理解，在理解的基础上再加以记忆。
10.5课堂讨论典型零件的选材与热处理工艺的选用是学习本课程的主要目的之一。
通过讨论，不仅使学生对钢的热处理、工业用钢等内容加深理解，而且也使学生在综合运用所学的知识去分析解决问题方面得到一次训练。
9.5.1讨论目的1.熟悉钢的分类和编号，学会根据钢的牌号来判断钢的类别、碳和合金元素的大致含量。
2.熟悉典型钢号中合金元素的作用。
3.进一步理解和掌握各类钢的工作条件和性能要求、化学成分、最终热处理或使用状诚、使用态组织和用途。
9.5.2讨论题1.试判断下列牌号的钢中碳和合金元素的含量大致是多少？20 T10 50CrVA 9SiCrCrWMn Cr12MoV 5CrMnMo 4Cr132.说明下列钢号中合金元素的主要作用40Cr 20CrMnTi GCr15SiMn W18Cr4V1Cr13 1Cr18Ni9 CrWMn 40CrNiMo 3．判断下列牌号的钢属于何类钢（按用途分）？指出各类钢常用的最终热处理或使用状态、使用态组织、主要性能特点和用途。
Q235 20Cr 20CrMnTi 45 ZGMn1 340CrNiMo 65 60Si2Mn 65Mn GCr15 GCr15SiMn T12 9SiCr CrWMn W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 5CrNiMo 1Cr13 3Cr13 1Cr18Ni9 4．根据下面所列出的化学成分，写出钢的牌号，并指出其常用最终热处理、使用态组织、主要性能特点和用途。
5.欲制造车床主轴、机床变速齿轮、汽车变速齿轮、汽车板簧、轴承滚珠、高速车刀、热锻模，试问上述零件或工具各应选用何种材料？写出其牌号。
在制造过程中各需经过何种最终热处理？热处理后得到何种组织？6.渗碳钢适宜制作何种工作条件下的零件？为什么渗碳钢均为低碳？渗碳后为什么还要淬火、低温回火？7.调质钢适宜制作何种工作条件下的零件？为什么调质钢均为中碳？8.比较结构钢和工具钢的合金化特点和热处理特点。
9.W18Cr4V钢中，W、Cr、V的主要作用是什么？该钢为什么是莱氏体钢？为什么空冷就可获得马氏体组织？其最终热处理为何要采用高温淬火+560℃三次回火？10.判断下列说法是否正确，并说明理由。