工程材料及机械制造基础复习(工程材料)
工程材料与机械制造基础复习思考题(2_5)答案
《工程材料及机械制造基础》复习思考题（Ⅰ）第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。
线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。
如位错。
面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。
如晶界和亚晶界。
亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。
亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。
刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。
如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。
单晶体：如果一块晶体，其部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。
多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。
自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。
变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 Pb 、 Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。
工程材料及机械制造基础复习(热加工工艺基础)
工程材料及机械制造基础复习（Ⅱ）——热加工工艺基础铸造1．1 铸造工艺基础(1)液态金属的充型能力液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属充填铸型的能力。
充型能力好，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件，有利于排气和排渣，有利于补缩。
充型能力不好，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、渣孔等缺陷。
影响液态金属充型能力的因素是：1)合金的流动性液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性，即合金本身的流动能力。
流动性的好坏用螺旋线长度来表示。
螺旋线长度越长，流动性越好；反之，则流动性越差。
共晶成分的合金流动性最好，离共晶成分越远，流动性越差。
2)浇注条件①浇注温度：浇注温度越高，则充型能力越好。
因为浇注温度高，金属液的黏度低，同时，因金属液含热量多，能保持液态的时间长，由于过热的金属液传给铸型的热量多，在结晶温度区间的降温速度缓慢。
但在实际生产中，常用“高温出炉，低温浇注”的原则，因为浇注温度越高，金属收缩量增加，吸气增多，氧化也严重，铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔等缺陷。
②充型压头。
③浇注系统的结构。
3)铸型填充条件：包括铸型材料、铸型温度和铸型中的气体等。
(2)合金的收缩1)基本概念铸件在冷却、凝固过程中，其体积和尺寸减少的现象叫做收缩。
铸造合金从浇注温度冷到室温的收缩过程包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的阶段。
总收缩；液态收缩+凝固收缩+固态收缩∨↓体积变化尺寸变化↓↓产生缩孔、缩松的基本原因产生应力、变形、裂纹的基本原因影响收缩的因素是：①化学成分：凡是促进石墨化的元素增加，收缩减少，否则收缩率增大。
②浇注温度：T浇↑→过热度↑→液态收缩↑→总收缩↑。
③铸件结构与铸型条件。
2)缩孔、缩松的形成与防止3)铸造内应力的产生及防止铸造内应力按产生原因的不同可分热应力和收缩应力两种。
热应力是由于铸件各部分冷却速度不同，以致在同一时间内铸件各部分收缩不一致，在铸件内部产生了互相制约的内应力，铸件的厚大部分(或心部)受拉应力，薄的部分(或外部)受压应力。
工程材料及机械制造基础
工程材料及机械制造基础工程材料及机械制造基础随着工业化进程的加快，机械制造产业成为了产业结构调整和经济转型的重要部分。
而机械制造又离不开工程材料的选用和应用，因此，熟悉工程材料及机械制造基础知识，对机械制造从业者至关重要。
一、工程材料1. 金属材料金属材料是指以金属元素或其合金为主要成分和基体组成的材料。
金属材料具有导电性好、热导率高、强度高、耐磨损、耐腐蚀等特点，因此在机械制造中被广泛应用。
常用金属材料有钢、铜、铝、镁、锌等。
2. 非金属材料非金属材料是指一类不含金属或含金属量较低的材料。
常用的有陶瓷材料、高分子材料和复合材料。
其中，陶瓷材料通常用于高温炉具和电子产品；高分子材料适用于制作塑料制品、橡胶制品和纺织品等；复合材料在航空、航天、汽车等领域有广泛应用。
二、机械制造基础1. 机械制造方法常见的机械制造方法有车、铣、钻、刨、磨、冲压、焊接、锻造等。
各种机械制造方法的应用根据具体工艺之间的关系进行设计和选择。
2. 机械制造技术机械制造技术是指制造加工过程中使用的各种技术和方法，包括材料加工技术、生产加工技术、制造技术等。
其中，材料加工技术包括金属材料的锻造、挤压、模锻等方法，非金属材料的成型、压缩、挤压、拉伸等方法；生产加工技术包括车床加工、铣床加工、磨床加工等；制造技术则包括设计、加工、质量控制等。
3. 机械制造质量控制机械制造质量控制是保证机械制造品质的关键要素。
质量控制主要通过检测、检验等方式实现。
检测是检查组件、零件尺寸、外形、材料、硬度等，以记录分析；检验是通过材料检验、件检验、总体检验等方式，按照规定质量要求，分析原因，以实现优质机械制造。
三、结语工程材料和机械制造基础是机械制造产业不可或缺的组成部分，掌握了这些基础知识，能够实现从材料的选择、到机械制造过程中的技术选择、生产、质量控制，以及最终出厂的检查等各个环节的全掌控。
因此，各个从业者在实践中深入理解和应用这些知识，是非常必要的。
《工程材料及机械制造基础》复习要点
精品文档《工程材料及机械制造基础》复习要点《工程材料》部分第一章：1、掌握强度、硬度、塑性、韧性等静载下的机械性能指标的含义、表达符号、用途。
2、对金属材料的工艺性能（铸造性能、塑性成形性能、焊接性能、切削加工性能、热处理工艺性能）有所了解。
第二章：1、熟悉三种典型的晶格类型，掌握常见金属的晶格类型。
2、熟悉晶格缺陷类型及其对金属性能的影响。
3、掌握结晶的概念、条件、晶粒大小的控制措施。
4、了解同素异构现象。
第三章：1、了解单晶体塑性变形的形式，掌握滑移面、滑移方向、滑移系的概念。
2、掌握冷变形强化（加工硬化）对金属性能的影响及其在实际中应用。
3、熟悉塑性变形后金属加热时的组织变化规律，会分析实例。
（再结晶温度与再结晶退火温度）4、了解冷、热变形的概念。
第四章：（重点）1、合金、组元、固溶体、化合物、相、组织组成物的概精品文档念。
2、熟悉相图建立的方法，会分析简单的二元相图。
第五章：（重点）1、掌握铁碳合金相图的构成：各点、线、区的含义。
2、掌握典型成分的结晶过程及其室温下的组织，并且能利用杠杆定律计算其组成相和组织组成物的相对量3、掌握铁碳合金随成分变化其机械性能的变化规律。
4、掌握常见碳素钢种的分类、成分、牌号及用途。
第六章：（重点）1、掌握热处理的奥氏体化过程，重点掌握钢的冷却过程及转变产物。
2、熟悉四种常见热处理（淬火及回火）的加热、冷却规范；各自目的及用途。
第七章：（重点）1、掌握合金元素在钢中的作用（对相图、热处理工艺、钢的力学性能的影响）。
2、重点掌握合金钢的分类及各类合金钢牌号的编制规则，它们各自的最终热处理方法和用途。
第八章：1、掌握灰口铸铁中石墨化的过程、石墨存在的形态及其对铸铁性能的影响。
2、掌握常用灰口铸铁的种类、牌号、性能特点及用途（HT、精品文档QT、 KT、RUT）。
《材料成型工艺基础》部分铸造、锻压、焊接加工工艺的特点、基本方法。
基本概念：铸造性能（铸造缺陷）、流动性、收缩性、充型能力；塑性成型性能；焊接性、焊接冶金过程、焊接热循环、焊接接头的组成及各部分的组织和性能、电焊条等基础知识。
机械制造基础-简答题答案
第一部分工程材料四、简答题1．什么是工程材料?按其组成主要分为哪些种类?答：工程材料主要指用于机械工程和建筑工程等领域的材料。
按其组成主要分为：金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。
2．什么是金属的热处理?有哪些常用的热处理工艺?答：金属热处理就是通过加热、保温和冷却来改变金属整体或表层的组织，从而改善和提高其性能的工艺方法.金属热处理工艺可分为普通热处理（主要是指退火、正火、淬火和回火等工艺）、表面热处理（包括表面淬火和化学热处理)和特殊热处理（包括形变热处理和真空热处理等）。
3．钢退火的主要目的是什么？常用的退火方法有哪些？答：钢退火的主要目的是：①细化晶粒，均匀组织，提高机械性能；②降低硬度，改善切削加工性;③消除残余内应力，避免钢件在淬火时产生变形或开裂；④提高塑性、韧性，便于塑性加工⑤为最终热处理做好组织准备。
常用的退火方法有完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、扩散退火、再结晶退火。
4．钢正火的主要目的是什么？正火与退火的主要区别是什么？如何选用正火与退火？答：钢正火的主要目的是①细化晶粒，改善组织，提高力学性能；②调整硬度，便于进行切削加工（↑HB)；③消除残余内应力,避免钢件在淬火时产生变形或开裂；④为球化退火做好组织准备。
正火与退火的主要区别是冷却速度不同。
正火与退火的选用：①不同的退火方法有不同的应用范围和目的，可根据零件的具体要求选用;②正火可用于所有成分的钢，主要用于细化珠光体组织．其室温组织硬度比退火略高，比球化退火更高；③一般来说低碳钢多采用正火来代替退火。
为了降低硬度，便于加工，高碳钢应采用退火处理.5．淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪几种？答：淬火是将钢奥氏体化后快速冷却获得马氏体组织的热处理工艺。
淬火的目的主要是为了获得马氏体，提高钢的硬度和耐磨性。
它是强化钢材最重要的热处理方法。
常用的淬火方法有：单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火.6。
淬火后，为什么一般都要及时进行回火？回火后钢的力学性能为什么主要是决定于回火温度而不是冷却速度？答:淬火钢一般不宜直接使用，必须进行回火以消除淬火时产生的残余内应力，提高材料的塑性和韧性，稳定组织和工件尺寸。
工程材料及机械制造基础习题及答案.
第一章材料的种类与性能1．强度：强度是指在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力。
2．屈服强度：材料在外力作用下开始发生塑性变形的最低应力值。
3．弹性极限：产生的变形是可以恢复的变形的点对应的弹性变形阶段最大应力称为弹性极限。
4．弹性模量：材料在弹性变形范围内的应力与应变的比值称为弹性模量。
5．抗拉强度：抗拉强度是试样拉断前所能承受的最大应力值。
6．塑性：断裂前材料产生的塑性变形的能力称为塑性。
7．硬度：硬度是材料抵抗硬物压入其表面的能力。
8．冲击韧度：冲击韧度是材料抵抗冲击载荷的能力。
9．断裂韧度：断裂韧度是材料抵抗裂纹扩展的能力。
10．疲劳强度：疲劳强度是用来表征材料抵抗疲劳的能力。
11．黏着磨损：黏着磨损又称咬合磨损，其实质是接触面在接触压力作用下局部发生黏着，在相对运动时黏着处又分离，使接触面上有小颗粒被拉拽出来，反复进行造成黏着磨损。
12．磨粒磨损：磨粒磨损是当摩擦副一方的硬度比另一方大的多时，或者在接触面之间存在着硬质粒子是所产生的磨损。
13．腐蚀磨损：腐蚀磨损是由于外界环境引起金属表面的腐蚀物剥落，与金属表面之间的机械磨损相结合而出现的磨损。
14．功能材料：是具有某种特殊的物理性能，化学性能，生物性能以及某些功能之间可以相互转化的材料。
15．使用性能：是指在正常使用条件下能保证安全可靠工作所必备的性能，包括材料的力学性能，物理性能，化学性能等。
16．工艺性能：是指材料的可加工性，包括可锻性，铸造性能，焊接性，热处理性能及切削加工性。
17．交变载荷：大小，方向随时间呈周期性变化的载荷作用。
18．疲劳：是机械零件在循环或交变载荷作用下，经过较长时间的工作而发生断裂的现象。
20．蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。
21．脆断：在拉应力状态下没有出现塑性变形而突然发生脆性断裂的现象。
22．应力松弛：是指承受弹性应变的零件在工作过程中总变形量保持不变，但随时间的延长，工作应力自行逐渐衰减的现象。
工程材料及机械制造基础
工程材料及机械制造基础工程材料及机械制造基础是机械制造领域的核心知识，它包括了工程材料的基础知识以及机械制造方面的相关技术。
工程材料的选择和机械制造的工艺直接影响着机械产品的质量和性能。
因此，掌握工程材料及机械制造基础知识对于机械相关专业的学生来说至关重要。
本文将介绍工程材料及机械制造基础的一些重要知识点，供读者参考和学习。
一、工程材料工程材料是指在机械制造、建筑、化工、航空航天等工程领域中使用的材料。
工程材料的种类很多，涵盖了金属材料、非金属材料和复合材料等多种类型。
其中，金属材料是最常用的一种工程材料，由于其在强度、重量比等方面的优势，在机械制造行业中被广泛应用。
1. 金属材料金属材料是机械制造中最基础、最重要的材料之一。
金属材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能决定了机械产品的使用寿命和性能。
常用的金属材料有铁、钢、铜、铝、锌、镁、钛等。
其中，铁和钢是最常用的材料，它们在制造汽车、火车、船舶、建筑等方面有着广泛的应用。
2. 非金属材料非金属材料是指不包含金属元素的材料，如陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等。
这些材料常被用于制造密封件、冷却系统、耐高温、耐低温、耐腐蚀等零部件。
非金属材料通常具有轻便、耐磨、耐腐蚀等特点。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上材料组合而成的材料，具有单一材料所不具备的性能。
复合材料常用于制造高强度、高硬度、高温耐性、耐腐蚀、轻便等零部件。
常见的复合材料有碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料等。
二、机械制造机械制造是制造机器和设备的生产过程，它包括了机械零部件的加工技术、机械产品的设计和制造等方面。
机械制造在现代工业中发挥着至关重要的作用。
下面将介绍机械制造中的一些常见工艺和技术。
1. 压力加工压力加工是指通过施加力量使材料发生形变和变形的加工过程，包括了锻造、拉伸、挤压、压缩等多种工艺。
压力加工能够提高材料的韧性和强度，契合精度提高，可用于制造齿轮、轴等机械零部件。
2. 切削加工切削加工是指通过旋转或移动刀具来削除工件材料的加工工艺。
《机械制造基础》期末试题及答案-机械制造基础试卷答案
《机械制造基础》复习题第一篇工程材料一、填空题、金属材料的机械性能主要包括 强度 、 塑性 、 硬度 、 冲击韧性 、 疲劳强度 。
、金属材料的常用的强度指标主要有 屈服强度σ 和 抗拉强度σ 。
、强度是指金属材料在静态载荷作用下，抵抗 变形 和 断裂 的能力。
、金属材料的塑性指标主要有 伸长率δ 和 断面收缩率ψ 两种。
、金属材料的强度和塑性一般可通过 拉伸 试验来测定。
、常用的硬度测量方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 、 维氏硬度 。
、常用的洛氏硬度测量标尺有 、 、 。
冲击韧性值常见的金属晶格类型有 体心立方 、 面心立方 、密排六方 。
控制金属结晶晶粒大小的方法有 增加过冷度、 变质处理 和 附加振动和搅拌 。
按照几何形态特征，晶体缺陷分 点缺陷 、 线缺陷、面缺陷 。
在铁碳合金相图上，按含碳量和室温平衡组织的不同 将铁碳合金分为六种，即 亚共析钢 、 共析钢 、 过共析钢 、 亚共晶白口铁 、 共晶白口铁 、 过共晶白口铁 。
奥氏体是碳在 γ 中的固溶体，它的晶体结构是 面心立方 。
铁素体是碳在 中的固溶体，它的晶体结构是 体心立方 。
各种热处理工艺过程都是由 加热 、 保温 、 冷却 三个阶段组成。
普通热处理分为 退火 、 正火 、 淬火 和 回火 。
钢的淬火方法包括 单液淬火 、 双液淬火 、 分级淬火 和 等温淬火 。
钢常用的回火方法有 高温回火 、 中温回火 和 低温回火 等。
常见钢的退火种类有 完全退火 、 球化退火 和 去应力退火 或低温退火 。
钢的淬硬性是指钢经过淬火后所能达到的最高硬度 ，它取决于 马氏体中碳的质量分数 。
二、选择题拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（ ）。
屈服点 抗拉强度 弹性极限 疲劳极限锉刀的硬度测定，应用（ ）硬度测定法。
； ； ； 。
纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将（ ）。
越高； 越低； 接近于理论结晶温度； 没有变化。
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工程材料及机械制造基础复习（Ⅰ）——工程材料工程材料1．1 材料的力学性能1．2．1 金属的晶体结构(1)基本概念①晶体与非晶体：两者的主要区别是：a．晶体中原子(或分子)按一定的几何规律作周期的重复排列；b．晶体具有固定的熔点；c．晶体具有各向异性。
②晶格；为了便于表明晶体内部的原子排列规律，把每个原子看成一个点，点与点之间用直线连接起来而形成的空间格子。
③晶胞：能完全反映晶格原子排列特征的最小几何单元。
④晶格常数；晶胞的棱边长度，晶格常数和棱面夹角表示晶胞的形状和大小。
(2)常见金属晶格类型单晶体的各项异性：由于各晶面和各晶向上的原子排列密度不同，因而导致在同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能也不同——各项异性。
多晶体晶粒大小对材料性能影响很大，在常温下，晶粒愈细，材料的强度高，塑性、韧性愈好。
晶体的缺陷形式：点缺陷、线缺陷、面缺陷。
晶体的缺陷对金属的许多性能有很大的影响，特别对金属的塑性变形、强化、固态相变等都有重要的影响。
1．2．2 金属的结晶(1)结晶的概念物质从液态转变为固态的过程称为凝固。
而结晶是指由液态转变为晶体的过程，即金属与合金从液态的无序状态转变为原子有规则排列的晶体结构的过程。
理解结晶的概念应着重掌握以下几点：◆纯金属的结晶在恒温下进行，其结晶过程可用冷却曲线表示。
◆纯金属的结晶需要一定的过冷度，即过冷是金属结晶的必要条件。
过冷度△T是指理论结晶温度To与实际结晶温度Tn之差(△T=To—Tn)。
冷却速度越大，过冷度越大。
◆金属的结晶包括两个过程：晶核的形成和晶核的长大。
(2)晶粒大小及其控制晶粒越细，则金属的强度、硬度、塑性和韧性越好。
控制晶粒大小的方法有：增加过冷度(或增加冷却速度，如用金属型代替砂型、降低浇注温度、慢速浇注等)、变质处理、附加振动(机械振动、超声波振动、电磁搅拌等)。
(3)金属的同素异晶转变金属在固态下发生晶格类型改变的过程称为同索异晶转变。
它与液态金属结晶相比具有以下特点：①遵循金属结晶的一般规律（生核与长大）；②具有较大的过冷倾向；③常伴随着体积的变化，因而在金属中引起较大的内应力，故易引起金属材料的变形。
(4)实际金属的晶体结构1．3 金属的塑性变形单晶体的塑性变形的基本形式：滑移和孪晶两种。
多晶体的塑性变形包括晶粒内部的变形与晶粒之间的变形两部分。
晶内变形仍以滑移与孪晶两种基本方式进行，晶间变形包括晶粒之间的微量相互位移与转动。
多晶体塑性变形的特点是：变形的不均匀性，变形抗力比单晶体大，形成纤维组织与各向异性。
滑移系数愈多，金属的塑性愈好，特别是其中的滑移方向的作用更大。
塑性变形对金属组织和性能的影响变形金属在加热时的组织和性能的变化：回复、再结晶和晶粒长大。
变形金属经过再结晶后其变形组织、性能完全消失，所以硬度、强度显著下降，塑性、韧性明显提高，内应力基本消除，金属恢复到变形前的性能。
金属的冷热加工（按低于或高于金属的再结晶温度来分）热加工对金属组织和性能的影响三方面：粗大的柱状晶和枝晶经热塑性变形被击碎并形成等轴细晶粒组织，改善了力学性能；铸态金属中的疏松、气孔、微裂纹等缺陷，经热塑性变形被压实或焊合，从而使组织致密，性能提高；使金属具有明显的各向异性，如某些纵向的性能明显大于横向（流线）。
1．4 合金的结构和二元合金相图(1)基本概念①组元：组成合金的最基本的物质。
②相：合金中具有相同化学成分、相同晶体结构的均匀部分。
③固溶强化：因形成固溶体而引起合金强度、硬度升高的现象。
④合金相图：用来表示合金在不同成分、温度下的组织状态，以及它们之间相互关系的一种图形，亦称状态图或平衡图。
(2)合金的结构注：①固态合金的相结构可分为固溶体和金属化合物两大类。
②根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况不同可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体两种。
1．5铁碳合金相图（1）铁碳合金的基本组织（3）铁碳合金分类(4)各相区组织[注]①若要填各区域存在的相则与上图不同，请注意区别。
②所谓Fe3CⅠ、Fe3CⅡ、Fe3CⅢ，它们的碳的质量分数、晶体结构和本身的性质都相同，其区别在于渗碳体的来源、形态及分布状况有所不同。
┌───┬────┬───────┬───────┐││Fe3CⅠ│Fe3CⅡ│Fe3CⅢ│├───┼────┼───────┼───────┤│来源│液态│奥氏体│铁素体│├───┼────┼───────┼───────┤│形态│条片状│网状│断续的片状│├───┼────┼───────┼───────┤│分布││沿奥氏体晶界│沿铁素体晶界│└───┴────┴───────┴───────┘③结晶过程及室温组织示意图在亚共析钢中，随着碳的质量分数的增加，钢中的珠光体增多，铁索体减少，故强度、硬度提高，塑性、韧性下降。
但在过共析钢中，渗碳体沿原奥氏体晶界呈网状分布，削弱了各晶粒间的结合力，从而降低了钢的强度并增加了脆性。
因此，碳的质量分数超过了0．9％的钢，其硬度虽然继续增加，但强度却明显下降。
特别是在白口铸铁中渗碳体作为基体存在时，其塑性和韧性大大下降，因此白口铸铁具有很高的脆性。
1．6钢的热处理不论哪一种热处理工艺，都要经历加热、保温和冷却三个阶段，其中保温的作用在于使零件内外温度一致，并获得细而成分均匀的奥氏体晶粒。
热处理与其他加工方法(铸造、锻压、焊接、切削加工等)的区别是：它只改变金属材料的组织和性能，而不改变其形状和大小。
为了区别实际加热和冷却时的临界点，一般将加热时的临界点加标符号“c”，如Ac1、Ac2、Acm；冷却时的临界点加标符号“r”，如A1r、Ar3、Arcm。
(1)钢的热处理基本原理1)钢的奥氏体化奥氏体的形成过程也是由形核和长大两个过来完成的。
该过程可以归纳为以下三个阶段：奥氏体晶核的形成和长大、残余渗碳体的溶解、奥氏体成分均匀化。
奥氏体的晶粒大小除了与加热温度和保温时间有关外，还与奥氏体中碳的质量分数及合金元素的质量分数有关。
2)过冷奥氏体冷却时的组织转变共析钢C曲线如上图。
共析钢过冷奥氏体等温转变产物小结在实际生产中常用相应的C曲线来粗略地定性分析连续冷却转变所得到的产物与性能，应重点掌握根据C曲线判断常用碳钢在炉冷、空冷、油冷、水冷等不同冷却条件下的组织与性能。
3)马氏体转变的主要特点①转变速度极快，内应力较大；②晶格发生严重畸变，塑性变形阻力增大；③奥氏体中的碳的质量分数愈高，则Ms与Mf愈低；④马氏体转变不能完全进行到底，会有少量的残余奥氏体被保留下来，奥氏体的碳的质量分数愈高，淬火后残余奥氏体的量愈多。
(2)钢的热处理工艺1)退火的目的①调整钢件的硬度，改善切削加工性能；②消除残余应力，稳定工件尺寸，并防止其变形和开裂；③细化晶粒，改善组织，提高钢的力学性能和工艺性能；④为最终热处理(淬火、回火)做好组织上的准备。
2)正火目的与退火相似，其主要应用场合是：①改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；②消除过共析钢中二次渗碳体，为球化退火做好组织准备；③作为普通结构零件的最终热处理——中碳钢。
3)常用淬火方法4)渗氮①气体渗氮：加热温度一般为500～560℃，其特点为：a．工件不需再进行淬火处理便具有高的硬度和耐磨性，且在知500～600℃时仍保持高的硬度(即红硬性)。
b．显著提高了工件的疲劳极限，且使工件具有良好的耐蚀性能。
c．处理温度低，工件变形小。
d．氮化所需时间长。
渗氮处理主要用于耐磨性和精度要求很高的零件或要求耐热、耐蚀的耐磨件，如高精度机床丝杠、镗床镗杆、精密传动齿轮和轴、汽轮机阀门和阀杆、发动机气缸和捧气阀等。
②离子氮化：大大缩短了渗氮时间，并且还能降低工件表面渗氮层的脆性，明显地提高韧性和疲劳极限。
5)钢的各种常用热处理工艺及应用注：①在250-350℃及450-650℃范围回火时，钢的冲击韧性反而显著降低的现象称为回火脆性。
前者称为低温回火脆性或不可逆回火脆性；后者称为高温回火脆性或可逆回火脆性。
②渗碳后的组织和热处理：渗碳后的热处理为淬火(一次淬火法或直接淬火法)+低温回火。
最终组织为：表层为M回+少量A残，硬度可达58～64HRC；,心部组织取决于钢的淬透性，通常碳钢为F+P，硬度约为10～l5HRC；合金钢为低碳M或低碳M+F，强韧性较好，硬度约为30-45 HRC。
③回火时的组织转变包括：马氏体的分解(<200℃)；残余奥氏体的转变(200-300℃)；渗碳体的形成(250～400℃)；渗碳体的聚集长大，铁素体再结晶(>400℃)。
④淬透性与淬硬性：淬透性是指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。
它主要取决于钢的化学成分和奥氏体化条件。
大多数合金元素溶人奥氏体后使C曲线右移，降低了钢的临界冷却速度，从而提高了钢的淬透性；奥氏体化温度愈高，保温时间愈长，则奥氏体晶粒愈粗大，成分愈均匀，钢的淬透性提高。
钢的淬硬性是指钢经淬火后能达到的最高硬度，它主要取决于钢中碳的质量分数，更确切地说是取决于马氏体中碳的质量分数。
6)热处理工序安排①预备热处理：其目的是改善毛坯的加工性能，消除内应力和为最终热处理做准备。
它包'退火、正火、时效和调质等。
a．退火和正火：一般安排在毛坯制造之后粗加工之前进行，但也有将正火安排在粗加工之后进行的。
b．调质：一般安排在粗加工之后和半精加工阶段之前进行。
②最终热处理：目的主要是提高零件材料的硬度和耐磨性，包括各种淬火、渗碳和氮化处理等。
a．淬火：分整体淬火和表面淬火两种。
淬火经常安排在半精加工之后和精加工之前进行。
—般的工艺路线为：毛坯制造→正火(退火)→粗加工→调质→半精加工→表面淬火→精加工。
b．渗碳淬火：一般安排在半精加工和精加工之间进行。
一般的加工路线为：下料一锻造→正火→粗加工及半精加工→渗碳淬火→精加工。
c．氮化处理：氮化工序位置应尽量靠后安排。
氮化零件的加工工艺路线一般为：下料→锻造→退火→粗加工→调质→半精加工→除应力→粗磨→氮化→精磨、超精磨或研磨。
对于热处理变形更小的真空离子氮化，则可以安排在精磨之后作为最后一道工序进行。
1．7 钢的分类、编号及应用(1)钢中杂质元素1)锰：是有益元素，其作用是脱硫、脱氧，还能形成合金铁素体和合金渗碳体。
2)硅：是有益元素，其脱氧能力比锰强，此外也能溶解于铁素体中使铁素体强化。
3)硫、磷：都是有害元素，前者会使钢材出现热脆，后者会使钢材出现冷脆。
(2)合金元素在钢中的作用1)合金元素对钢中基本相的影响①形成合金铁素体：会引起铁素体的晶格发生畸变，产生固溶强化，因而铁素体的强度、硬度增高，塑性、韧性有所下降，尤以锰、硅、镍的强化效果最为明显。
②形成合金碳化物弱碳化物形成元素(锰)，易溶于渗碳体中，形成合金渗碳体，其稳定性、硬度比渗碳体略高。