金属热处理总结
第六章：
1. 理解概念：形变强化，细晶强化，滑移，滑移系，滑移面， 滑移方向，临界分切应力，取向因子，软位向，硬位向，孪生，纤维组织，形变织构，临界变形度，回复，再结晶，冷加工，热加工，超塑性
2. 掌握塑性变形的特点及对组织和性能的影响
3. 掌握冷变形金属在加热时组织和性能的变化
滑移的位错机制
软位相：最容易出现滑移 硬位相：不能产生滑移
φ
λστcos cos s k =
6.3多晶体的塑性变形 1、特点：
不同时性：只有处在有利位向（取向因子最大）的晶粒的滑移系才能首先开动
不均匀性：每个晶粒的变形量各不相同，而且由于晶界的强度高于晶内，使得每一个晶粒内部的变形也是不均匀的。
协调性：多晶体的塑性变形是通过各晶粒的多系滑移来保证相互协调性。根据理论推算，每个晶粒至少需要有五个独立滑移系。
2、晶粒大小对塑性变形的影响
6.4塑性变形对金属组织与性能的影响 组织的影响
1.形成纤维组织：
2.形成变形织构：晶体的择优选择
3.亚结构细化：随着变形量的增加，位错交织缠结，在晶粒内形成胞状亚结构，叫形变胞
4残余应力：残余内应力和点阵畸变. 宏观内应力： 微观内应力：
点阵畸变：金属在塑性变形中产生大量点阵缺陷（空位、间隙原子、位错等），使点阵中的一部分原子偏离其平衡位置，而造成的晶格畸变。
1.各向异性：形成了纤维组织和变形织构
2.形变强化：变形过程中，位错密度升高，导致形变胞的形成和不断细化，对位错的滑移产生巨大的阻碍作用
组织结构：形成纤维组织和变形织构;亚结构细化;点阵畸变 机械性能：各向异性;形变强化/加工硬化;形成残余内应力
6.5冷变形金属的回复与再结晶
形变金属与合金退火过程示意图
21-
+=Kd o s σσ
1.回复后的显微组织和性能:（去应力退火）
1)金属的晶粒大小和形状不发生明显的变化
2)亚结构变化
3)金属的强度、硬度和塑性等机械性能变化不大
4)内应力及电阻率等理化性能降低
多边形化：实质上是位错从高能态的混乱状态向低能态的规则排列移动过程
2.再结晶后的显微组织和性能
1)金属的晶粒大小和形状发生明显的变化，形成等轴晶粒
2)金属的强度、硬度有所降低，塑性、韧性有所提高
3)内应力完全消除
再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度之后，在原来的变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变化，并恢复到完全软化状态，这个过程称之为再结晶。
3.再结晶晶粒大小的控制
1）冷变形程度:变形度越大，晶粒越细小，大于临界变形度时
2）原始晶粒尺寸:原始晶粒越细，再结晶晶粒越细
3）杂质与合金元素:杂质与合金元素，细化晶粒
4）变形温度:变形温度越高，再结晶晶粒越粗
5）退火温度:退火温度越高，再结晶晶粒越粗
T再（K）= (0.35~0.4) T熔（K）
影响再结晶温度的因素
1）变形度:变形度越大，再结晶温度越低
2）金属的纯度:纯度越高，再结晶温度越低
3）加热速度和保温时间:加热速度十分缓慢或和加热时间长，则再结晶温度升高；但过快或时间短，则来不及形核和长大
4）原始晶粒尺寸:原始晶粒尺寸越细，再结晶温度越低
6.6金属的热加工
1) 改善铸锭和钢坯的组织，提高材料性能
a)提高金属致密度
b)细化晶粒
c)打碎粗大组织，并均匀分布
d)消除偏析
(2) 出现纤维组织，材料各向异性
在热加工过程中铸态金属的偏析、夹杂物、第二相、晶界等逐渐沿变形方向延展，在宏观工件上勾画出一个个线条，这种组织也称为纤维组织。---------流线
顺着纤维方向强度高，而在垂直于纤维的方向上强度较低。
在制订热加工工艺时，要尽可能使纤维流线方向与零件工作时所受的最大拉应力的方向一致，并在零件内部封闭。
(3) 形成带状组织，性能明显降低
复相合金中的各个相，在热加工时沿着变形方向交替地呈带状分布，这种组织称为带状组织
横向的塑性和韧性明显降低，
切削性能恶化
消除：正火：适用于变温单相的金属
高温扩散退火：严重磷偏析
(4) 晶粒大小变化
正确制定工艺，细化晶粒，提高性能
变形量：
变形量越大，晶粒越细，但避免临界变形度范围，且变形均匀
热加工温度：
变形量较大，变形温度过高，易引起二次再结晶
终锻温度：
终锻温度过高，晶粒粗大；终锻温度过低，造成加工硬化和残余应力
冷拉钢丝卷制弹簧时，在卷成之后，要在250~300进行退火，以降低其内应力并使之定型，而硬度和强度基本保持不变。
钢的热处理原理与热处理工艺
主要内容：
一、钢的热处理原理(五大转变)：
1.碳钢在加热时的组织转变─奥氏体化过程
2.碳钢冷却时的组织转变—珠光体转变；贝
氏体转变；马氏体转变；
3. 回火转变（合金的时效；调幅分解）
二、热处理工艺(四把火)：
退火；正火；淬火；回火
学习要求：
一、钢的热处理原理
1.掌握等温转变曲线和连续冷却转变曲线
2.掌握碳钢在加热和冷却时的组织转变过程和转变产物的性能
3.掌握合金的时效和调幅分解过程
二、热处理工艺
掌握退火、正火、淬火和回火工艺的目的、温度和冷却方式，正确制定工艺
第七章钢在加热和冷却时的转变
热处理定义
将钢在固态下加热到预定的温度，保温预定的时间，然后以预定
的方式冷却下来的一种热加工工艺。
普通工艺流程：
冶炼、浇注（成分，结晶）
→→
塑性变形（均匀组织，产生加工硬化）→→
预备热处理（降低硬度、细化组织）
→→
切削加工（初步形状，但性能不好）
→→
最终热处理（调整性能，决定性能）
→→
精加工（定形，不影响性能）
钢的临界点
A1---P向γ转变温度
A3---发生先共析α与γ转变温度
Acm---发生渗碳体与γ转变温度
7.2钢在加热时的转变
奥氏体形成的热力学条件
△G ＜ 0
以共析钢为例：
孕育期
影响奥氏体形成速度的因素
加热温度: 扩散速度，相变驱动力 原始组织: 形核位置，碳扩散距离 化学成分: 碳，合金元素
影响奥氏体晶粒大小的因素 加热温度和保温时间 加热速度
化学成分: 碳，合金元素
7.3钢的过冷奥氏体转变曲线 冷却方式:等温冷却;连续冷却
等温转变曲线 ————“C”曲线/ TTT 曲线
连续冷却转变曲线---CCT 曲线
e
S V G G G G ?+?+?=
?
相同点：都具有珠光体P和马氏体M转变区
不同点：https://www.360docs.net/doc/5118693631.html,T曲线在TTT曲线右下方;https://www.360docs.net/doc/5118693631.html,T没有贝氏体B转变区;3.转变产物不同
§7.4 珠光体转变
珠光体转变：
是过冷奥氏体在临界温度A1以下较高的温度范围内进行的转变（共析钢在A1～550℃之间），又称高温转变。是典型的扩散型相变。
珠光体形态:片状:奥氏体分解;粒状：调质处理或者球化退火
1、片状珠光体的组织形态
珠光体
索氏体
屈氏体/托氏体
2.片状珠光体的性能
珠光体层片间距S0 与性能，S0 越小，性
能越好
珠光体转变的主要特点
1)在A1温度以下的高温区进行的相变，对非合金钢约在550~720℃；
(2)是渗碳体和铁素体交替组成的片层状组织，为共析转变；
(3)在渗碳体和铁素体形核和长大的过程中，必须依靠碳的扩散，是扩散型相变；
(4)珠光体的形核率随转变温度的降低而增大，而原子的扩散随温度的降低而困难，故珠光体转变的温度—时间曲线呈C字形。
片状珠光体：
组织：( F + 片状渗碳体)
三种:①珠光体②索氏体③屈氏体
性能：取决于片层间距的大小。较高的强度，塑韧性偏低。片层间距愈小，其强度、硬度愈高，同时塑性、韧性也有所改善。
片间距影响因素：过冷度（珠光体形成
粒状珠光体：
组织：(F + 粒状渗碳体)
性能: 取决于粒状渗碳体的大小、形态和分布。具有较高的强度，较好的切削加工性能（塑韧性好）及淬火工艺性能。颗粒越细，强度越高；颗粒越均匀，韧性越好。在硬度相同的条件下，P粒状比P片拉伸性能好
获得：球化退火、淬火+ 回火
晶体结构：体心正方
性能：强度和硬度；塑性和韧性；比容
原因：固溶强化；相变强化；时效强化；细晶强化
马氏体相变强化机制:
a. 固溶强化: 过饱和的间隙原子碳在α相晶格中造成晶格的正方畸变，形成一个很强的应力场，该应力场阻碍位错的运动，从而提高马氏体的强度和硬度。
b. 相变强化: 马氏体转变时，在晶体内造成晶格缺陷密度很高的亚结构。这些缺陷都将阻碍位错的运动，使马氏体得到强化。
c. 时效强化: 马氏体形成以后，在随后的放置过程中，碳和合金元素的原子会向位错线等缺陷处扩散而产生偏聚，发生“自回火”，使位错难以运动，从而造成马氏体的强化。
d. 晶界强化: 通常情况下，原始奥氏体晶粒越细小，所得到的马氏体板条束也越细小，而马氏体板条束阻碍位错的运动，使马氏体得到强化。
板条马氏体高塑韧性机制:
a. 亚结构: 胞状位错亚结构中存在低密度位错区，能缓和局部应力集中；且不存在显微裂纹。
b. 含碳量: 含碳质量份数低，晶格畸变小，淬火应力小。
马氏体的组织、性能比较
板条马氏体: （位错马氏体）片状马氏体: （孪晶马氏体）
显微组织：相互平行排列的板条针状或竹叶状
空间形态: 扁条状凸透镜状
亚结构：高密度的位错孪晶
含碳量：低/中碳钢高碳钢
性能: 强韧性硬而脆
转变特点：热力学；晶体学；动力学
贝氏体转变的主要特点：中温相变
上贝氏体下贝氏体形成温度: 550 ~ 350℃350℃~ Ms
相组成：成束分布、平行排列的铁素体含碳过饱和的片状铁素体和其内部沉和夹与其间的断续的条状渗碳体淀的碳化物
显微组织：羽毛状针状或片状
亚结构：位错位错（密度较高）
性能：强度和韧性均较低强度高，韧性好
获得：等温淬火
魏氏组织：形成条件；消除方法
转变产物定义组织结构性能
奥氏体碳在γ-Fe中的固溶体等轴状多边形晶粒面心立方强度低、塑性高、比容最小珠光体铁素体和渗碳体的混合物层片状强度较高、塑性较好
贝氏体含碳碳过饱和的铁素体和渗碳体的混合物羽毛状或竹叶状强度不等、塑性不等马氏体碳在α-Fe中的过饱和固溶体板条状或片状体心正方强度高、比容最大
第八章钢的回火转变及合金时效
钢的回火转变和合金时效
学习要求
1.掌握淬火钢的回火转变过程。掌握回火转变产物的组织和性能。正确制定回火工艺。
2.理解时效、脱溶概念，掌握合金脱溶过程，掌握时效后合金性能变化。
3.了解调幅分解概念及产生条件。
淬火钢的回火转变过程
1.马氏体中碳的偏聚：20~100℃
2.马氏体分解：80~350℃
3.残余奥氏体转变：200~300℃
4.碳化物的转变：250~400℃
5.基体α相的回复、再结晶和碳化物的聚集长大：400~650℃
钢的回火转变
索氏体回火索氏体
组织小片状（F+ Fe3C）等轴的F +粗粒状Fe3C
性能对比较差较好，综合性能好
屈氏体回火屈氏体
组织细小片状（F+Fe3C）针状F +细小粒状Fe3C
性能对比较差较好，σe高
马氏体回火马氏体
组织过饱和度的F 一定过饱和度的F+共格ε碳化物
性能对比较差较好，耐磨性好
3、韧性
回火脆性：
有些钢在一定的温度范围内回火时，其冲击韧性显著下降的脆化现象。
1.第一类回火脆性:250～400 ℃,低温回火脆性.
钢种:工业用钢
产生原因:M分解时沿M条或片的边界析出断续的薄壳状碳化物,降低了晶界的断裂强度.
消除:无法消除
抑制:避免在脆化温度内回火
2.第二类回火脆性:450～650℃,高温回火脆性,
钢种:合金钢
产生原因:杂质元素在原A晶界偏聚或以化合物形式析出,降低了晶界的断裂强度.
消除:重新回火后,快速冷却
抑制:加入合金元素Mo、W可以抑制杂质元素向晶界偏聚；对脆性敏感的小工件进行高温回火后快速冷却。
注：300℃左右是第一类回火脆性区，要尽量避免在此温度范围内回火；有第二类回火脆性的钢，要高温回火后快冷
钢的回火工艺
温度：低温（≤250℃）；中温（350～500℃）；高温（500～650℃）
时间：τ=KD（min）
冷却：通常空冷，特殊急冷
8.2合金的时效
一、基本概念
脱溶: 从过饱和的固溶体中析出第二相(沉淀相)或形成溶质原子偏聚区及亚稳定过渡相的过程.又称沉淀
时效: 合金在脱溶过程中其机械性能、物理性能、化学性能等随之发生变化的现象。
固溶处理:把组元B含量大于B0的合金加热到略低于固相线的温度，保温一定时间，使B组元充分溶解，然后快速冷却，得到过饱和固溶体的热处理工艺，称为固溶处理.
时效强化:在脱溶过程中, 合金的硬度、强度会逐渐升高的现象。
自然时效: 在室温下放置产生的时效.
人工时效: 加热到室温以上某一温度进行的时效.
二、基本条件:固溶度随温度降低而显著减小
脱溶：形核与长大型，调幅分解型，后者不是按长大机理析出的
脱溶一般过程：α过饱和固溶体→GP区形成→中间相形成→平衡相形成
脱溶过程中组织和性能：
以Al- 4.5%Cu 合金为例: 该合金室温平衡组织为α+CuAl2
（1）形成GPⅠ区：薄片状的Cu原子富聚区，共格，晶格畸变，硬度升高
（2）形成GPⅡ区（θ″）：正方晶格结构，共格，成分接近CuAl2 畸变区增大，形成共格应变场，硬度进一步升高
（3）形成中间相（θ′）：部分失去共格，正方晶格，开始出现θ′时，硬度最大，随后硬度开始下降
（4）形成平衡相（θ）：无共格，正方晶格，硬度进一步下降
影响脱溶动力学因素
1.时效温度：
欠时效：T↑ →原子活动能力↑ →V ↑ 过时效：T↑ →合金的过饱和度↓→V ↓
2. 合金成分：
熔点↓→原子间结合力↓→原子活动能力↑→脱溶V ↑
3. 晶体缺陷：
晶体缺陷↑ →新相易于形成→脱溶V ↑
脱溶分为三种：
1. 局部脱溶：不均匀形核引起的析出相的核心优先在晶体缺陷处形成的脱溶方式.
2. 连续脱溶:均匀形核引起的析出相附近的浓度变化是连续的.
3. 不连续脱溶:脱溶物中的α相和母相α之间溶质原子浓度不连续.
8.3 调幅分解
定义：由一种固溶体分解为两种结构相同而成分不同的固溶体的固态相变。固溶体分解的一种特殊形式。
机制：无核转变，扩散-偏聚
条件：合金系固溶体有溶解度间隔；合金成分位于拐点曲线内；溶质可以扩散
结构、显微组织和性能
新相和母相完全共格;
两固溶相非常弥散; 具有定向排列的特征;
具有较好的综合性能和某些理想的物理性能.
第九章钢的热处理工艺
学习要求
掌握各工艺的目的、参数及所得组织，正确制定热处理工艺。
1. 退火:得到近似平衡组织
正火: 得到伪共析组织
一、退火
定义：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
种类：（1）完全退火（2）不完全退火（3）球化退
火（4）扩散退火（5）再结晶退火（6）去应力退火：
(一)完全退火
定义：将钢加热到Ac3温度以上，保温足够时间，
使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，获得接近平衡组织的热
处理工艺。
保温温度：Ac3 + 20~30℃
保温时间：τ= K D（min）K—加热系数，
碳钢1.5-2.0min/mm，低合金钢2.0-2.5min/mm ，
高合金钢2.5-3.0min/mm
D—有效厚度，饼类---h，环类---D-d，棒类---d
冷却方式：随炉冷却，600℃以下出炉空冷
室温组织：P+F
目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷、降低硬度、改善切削加工性能和冷塑性变形性能。
工序：预备热处理（个别时）
应用：亚共析钢
（二）球化退火
定义：将钢加热，使片状渗碳体转变为球状或粒状，获得粒状珠光体的热处理工艺。（是不完全退火的一种）
保温温度：（Ac1 + 20-30℃）
保温时间：2-4h (不易过长)
冷却方式：炉冷
室温组织：P粒
目的：降低硬度,均匀组织,改善切削加工性能, 为淬火作好组织准备
工序：预备热处理
应用：共析钢、过共析钢、工具钢、轴承钢和量具钢。
过共析钢中如有网状渗碳体，必须用正火来加以消除，否则球化难以进行。
二、正火
定义：是将钢加热到Ac3或Accm以上，保温一定时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却，以得到细片状珠光体类型组织的热处理工艺。
保温温度：亚共析钢Ac3 + 30~50℃；共析钢/过共析钢Accm + 30~50℃
保温时间：τ=KD（min）
冷却方式：空冷
室温组织：P类组织----伪共析组织
目的及应用：
（1）改善低碳钢的切削加工性能；
（2）消除中碳钢热加工组织缺陷；
（3）消除过共析钢的网状碳化物，降低硬度、改善和冷塑性变形性能，为淬火作好准备；
（4）提高普通结构件的机械性能。不重要零件可代替调质处理。
工序：预备热处理或最终热处理
退火与正火的选择---尽可能正火代替退火
（1）低碳钢----正火代替退火
较快的冷速可防止低碳钢沿晶界析出游离的三次渗碳体；提高硬度，改善低碳钢的切削加工性能。
（2）中碳钢—----正火代替退火
硬度虽较高，但可切削加工。成本低，生产率高。
（3）高碳钢----球化退火
正火后硬度高，不利于切削加工。但是，如果有网状碳化物存在，必须正火消除后再球化退火（为淬火作好准备）；
（4）不重要零件可代替调质处理。
三、淬火
是将钢件加热到Ac3 或Ac1以上，保温一定时间，然后快速冷却（通常大于临界冷却速度Vc），以得到马氏体（或下贝氏体）组织的热处理工艺。
保温温度：亚共析钢Ac3 + 30~50℃----完全淬火；过/共析钢Ac1 + 30~50℃----不完全淬火
热应力
1)产生原因: 内外温差
2)应力结果:表层—压应力,心部—拉应力
3) 影响热应力因素:
（1）冷却速度：V↑→→σ↑
（2）淬火温度：T↑→→σ↑
（3）截面尺寸：D↑→→σ↑
（4）线膨胀系数：α↑→→σ↑
组织应力
1)产生原因: 冷却时组织转变的不同时性
2)应力结果: 表层—拉应力, 心部—压应力(与热应力相反)
3)影响因素:
（1）化学成分:含碳量Wc ↑→→σ↑；合金元素W ↑→→σ↑（2）冷却速度：V↑→→σ↑
（3）淬火温度：T↑→→σ↑
（4）截面尺寸：D↑→→σ↑
（5）线膨胀系数：α↑→→σ↑
影响内应力大小的主要因素
（1）含碳量: Wc 高---组织应力为主；Wc 低---热应
力为主
（2）合金元素:W ↑→→热应力↓/组织应力σ↑
（3）截面尺寸：D大--热应力为主；D小---组织应力
为主
淬火方法
1—单液淬火
2—双液淬火
3—分级淬火
4—等温淬火
钢的淬透性
1. 淬透性: 是指钢在淬火时获得马氏体的能力, 它是钢的固有属性，取决于钢的临界冷却速度、过冷奥氏体的稳定性。淬透性的大小用钢在一定条件下淬火所获得的淬透层深度来表示.
2. 淬透层深度:规定为由表面到半马氏体区的深度.
淬透性: 是指钢在淬火时获得马氏体的能力, 它是钢的固有属性（不随工件的尺寸、形状和介质冷却能力而变化），取决于钢的临界冷却速度、过冷奥氏体的稳定性。
淬硬性: 是指钢在淬火后形成的马氏体组织所能达到的硬度, 取决于马氏体中的含碳量.
金属学与热处理知识点总结
金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法, 铸锭三晶区
的形成机制。 基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷；结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据Rk= 1..，T可知当过冷度T为零时临界晶核半 径R k为无穷大，临界形核功（1订2 ）也为无穷大。临界晶核半径R k与临界形核功为无穷大时，无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。 细化晶粒的方法：增加过冷度、变质处理、振动与搅拌。 铸锭三个晶区的形成机理：表面细晶区：当高温液体倒入铸模后，结晶先从模壁开始，靠近模壁一层的液体产生极大的过冷，加上模壁可以作为非均质形核的基底，因此在此薄层中立即形成大量的晶核，并同时向各个方向生长，形成表面细晶区。柱状晶区：在表面细晶区形成的同时，铸模温度迅速升高，液态金属冷却速度减慢，结晶前沿过冷都很小，不能生成新的晶核。垂直模壁方向散热最快，因而晶体沿相反方向生长成柱状晶。中心等轴晶区：随着柱状晶的生长，中心部位的液体实际温度分布区域平缓，由于溶质原子的重新分配，在固液界面前沿出现成分过冷，成分过冷区的扩大，促使新的晶核形成长大形成等轴晶。由于液体的流动使表面层细晶一部分卷入液体之中或柱状晶的枝晶被冲刷脱落而进入前沿的液体中作为非自发生核的籽晶。 三、二元合金的相结构与结晶 重点内容：杠杆定律、相律及应用。 基本内容：相、匀晶、共晶、包晶相图的结晶过程及不同成分合金在室温下的显微组织。合金、成分过冷；非平衡结晶及枝晶偏析的基本概念。 相律：f = c -p + 1其中，f为自由度数，c为组元数，p为相数。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金也可能得到全部共晶组织，这种共晶组织称为伪共晶。 合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或烧结、或用其它方法组合而成的具有金属特性的物质。 合金相：在合金中，通过组成元素（组元）原子间的相互作用，形成具有相同晶体结构与性质，并以明确界面分开的成分均一组成部分称为合金相。 四、铁碳合金 重点内容：铁碳合金的结晶过程及室温下的平衡组织，组织组成物及相组成物的计算 基本内容：铁素体与奥氏体、二次渗碳体与共析渗碳体的异同点、三个恒温转变。 钢的含碳量对平衡组织及性能的影响；二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体相对量的计算；五种渗碳体的来源及形态。
金属材料与热处理含答案
金属材料与热处理含答 案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气 态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。
1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（） A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 D.以上答案都对 7.做疲劳试验时，试样承受的载荷为（）。
金属学与热处理课后习题问题详解(崔忠圻版)
第十章钢的热处理工艺 10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？ 答： 钢的退火：退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。 退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。 退火用途： 1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3以上20-30℃，保温足够长时间，使 组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。 其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。 2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至AC1- AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm （过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除应力、降低硬度的目的。对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除应力、降低硬度，改善切削加工性能。 3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。 主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。 4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相 线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。 5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后 缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。 6、去应力退火：在冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，保温一段时间 然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其主要目的是消除铸件、锻轧件、焊接件及机械加工工件中的残留应力（主要是第一类应力），以提高尺寸稳定性，减小工件变形和开裂的倾向。 10-2 何谓钢的正火？目的如何？有何应用？ 答： 钢的正火：正火是将钢加热到AC3或Accm以上适当温度，保温适当时间进行完全奥氏体化以后，以较快速度（空冷、风冷或喷雾）冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。正火过程的实质是完全奥氏体化加伪共析转变。 目的：细化晶粒、均匀成分和组织、消除应力、调整硬度、消除魏氏组织、带状组织、网状碳化物等缺陷，为最终热处理提供合适的组织状态。
热处理生产工作总结
热处理生产工作总结 篇一：2013年热处理车间工作总结 2013年热处理车间工作总结 在即将过去的2013年里，在公司领导的正确领导下，热处理车间顺利的完成了公司下达的各项生产任务。虽然做了许多工作，也取得了一些成绩，但也还有在许多问题，现将一年工作总结如下： 一、2013年工作总结：今年开始，热处理车间各项生产任务步入正轨，年初就从文水订了八十多件齿轮毛坯组织生产。齿轮加工这一块是我们的主要产品，技术要求非常高，从毛坯正火，回火，渗碳，淬火，到最后的热处理总共八道工序，都要在我们的车间组织完成，这就要求我们在任何一个环节都不能出现问题。到目前为止，共生产各种齿轮210件，经过检查全部达到图纸要求，并
且做到了件件检查。在完成齿轮加工的同时，还生产了以前没有干过的三个型号的导性轴，全年共计生产110件，以及55、160、220、三种掘进机履带销。共生产6000件，各种二运配件1200件，质量全部合格。没有出现一件废品，同时我们还承揽了华越公司31部40T减速器的齿轮生产任务，加工各种齿轮216件，各种支架销轴淬火，调质810件，质量完成符合图纸要求，为外单位处理齿磨440件，毛坯销轴调质3吨，无一质量问题，领到用户好评，在完成各项生产任务的同时，还进行渗碳炉的滴油系统改造工作，为三台渗碳炉的正常工作打下了基础。目前设备运转良好，闭式冷却塔经过一段时期的调试，已投入正常运行，为淬火油，淬火液的温度控制提供了有力保障。5月中旬，和许总、窦总去邢台考察，上导了发黑工艺，为二运的生产制造，起了很大作用，近期我们为上海加工的70种配件加工任务也接近尾声，除部分需外委加工的，也已
《金属材料与热处理》课程标准
《金属材料与热处理》课程教学标准 【课程名称】金属材料与热处理 【课程代码】C2-2-1 【适用专业】模具设计与制造 机械制造与自动化 数控技术 【学时数】48 【学分数】3 【开设时间】模具设计与制造第二学期 机械制造与自动化第三学期 数控技术第二学期 一、课程概述 “金属材料与热处理”是一门制造类专业群的平台课程，是在明确学院办学定位，分析专业群发展方向的前提下，通过对我院机械制造类重点专业职业岗位进行整体调研与分析的基础上，采用模块课程开发的方式形成的、适用于机械制造类专业群开设的综合性课程。 通过本课程的学习使学生获得常用工程材料及成型工艺方法的基础知识，培养学生综合运用材料及成型工艺知识进行选择材料与改性方法、选择毛坯生产方法以及工艺路线分析的初步能力，并未学习其他有关课程和从事工业工程生产第一线技术工作奠定必要的基础。 本课程注重培养学生解决生产具体工艺问题的能力；着重培养学生在机械制造领域内进行选择和判断能力；并培养高职应用型人才的技术文化修养。 二、课程模块组成 1.工程材料的基础知识 2.金属材料及热处理 3.非金属材料（在汽车上的应用） 4.毛坯成型工艺与方法选择
二、培养目标 1．方法能力目标 （1）熟悉工程材料与材料成型工艺技术在机械制造过程中的地位和作用，具有现在制造过程的完整概念。 （2）通过在金相显微镜下观察铁碳合金的室温组织和力学实验，掌握金属材料的成分、组织、结构与性能之间的关系，培养透过现象看本质的能力； （3）给出知识目标，采用问题引入，培养自主学习获取信息的能力和独立思考的能力。 （4）通过完成各项目任务，让学生在学习中享受成功的喜悦，激发学习兴趣，从而培养学生勤奋好学的习惯； （5）通过实验培养学生的动手能力、实验技能、评价执行结果的能力。 2．社会能力目标 （1）具有良好的人文素质和职业道德，善于沟通协作，团队意识强； （2）养成严谨细致、一丝不苟的工作作风； （3）具有热爱科学、实事求是的学习态度，具有创新意识和创新精神； （4）通过学习有关的新材料、新技术、新工艺及其发展概况，使学生获得更多的专业知识及行业知识，使学生具备博学多识的特质。 3．专业能力目标 （1）熟悉材料的种类、牌号、成分、性能、改性方法和用途。 （2）具备阅读金属材料热处理报告的能力； （3）熟悉常用金属材料的性能、用途、材料主要质量问题和提高产品质量的途径； （4）主动了解金属材料的基础理论的发展； （5）了解与本课程有关的新材料、新技术、新工艺及其发展概况； （6）多种途径获取信息和处理信息的能力。 三、与前后课程的联系 1.前修课程的联系 前修课程是《机械制图》,学习本课程之前要去工厂见习，对机械制造具有一定的感性认识,学习《机械制图》课程，熟悉典型零件形状，具有一定的图示能力、识图能力、以及绘图的实际技能。 2．与后继课程的关系 本课程阐述的金属材料及热处理的知识贯穿机械设计和制造的全过程，设计时，要根据机械零件的使用条件和性能要求选材；制造时，要根据材料的制造工艺合理安排热处理。更
(完整版)金属材料与热处理题库
《金属材料与热处理》期末复习题库 一、填空 1．晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。 2．常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。 3．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 4．根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。 5．置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。 6．合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。 7．同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。 8．晶体与非晶体最根本的区别是原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质，而非晶体则不是。 9．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。 10．位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错，多余半原子面是刃型位错所特有的。 11．点缺陷有空位、间隙原子和置换原子等三种；属于面缺陷的小角度晶界可以用位错来描述。 12.人类认识材料和使用材料的分为石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代四个历史阶段。 13.金属材料与热处理是研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的课程。 14.金属是由单一元素构成的具有特殊光泽、延展性、导电性、导热性的物质。 15.合金是由一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法合成的具有金属特性的物质。 16.金属材料是金属及其合金的总称。 17.金属材料的基本知识主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。 18.金属的性能只要介绍金属的力学性能和工艺性能。 19.热处理的工艺包括退火、正火、淬火、回火、表面处理等。 20。物质是由原子和分子构成的。 21.物质的存在状态有气态、液态和固态。 22. 物质的存在状态有气态、液态和固态，固态物质根据其结构可分为晶体和非晶体。 23自然界的绝大多数物质在固态下为晶体。所有金属都是晶体。 24、金属的晶格类型是指金属中原子排列的规律。 25、一个能反映原子排列规律的空间架格，成为晶格。 26、晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。 27、能够反映晶体晶格特称的最小几何单元成为晶胞。 28、绝大多数金属属于体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种简单晶格。 29、只由一个晶粒组成的晶体成为单晶体。 30、单晶体的晶格排列方位完全一致。单晶体必须人工制作。 31、多晶体是由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的小晶体组成的。 32、小晶体成为晶粒，晶粒间交界的地方称为晶界。 33、普通金属材料都是多晶体。 34、晶体的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。 35、金属的结晶必须在低于其理论结晶温度条件下才能进行。 36、理论结晶温度和实际结晶温度之间存在的温度差成为过冷度。 37、过冷度的大小与冷却速度有关。 38、纯金属的结晶是在恒温下进行的。 39、一种固态金属，在不同温度区间具有不同的晶格类型的性质，称为同素异构性。 40、在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为金属的同素异构性。 41、纯铁是具有同素异构性的金属。
热处理实习小结范文
热处理实习小结范文 热处理实习小结怎么写？以下是的相关范文，欢迎阅读。 昨天参观了工具加工的车削、磨、铣的精加工车间，今天我们开始了，热处理的学习。到底在精加工和刃磨角度之前或者在冷拔、冲压之前，工具经过了怎样的热处理呢?今天工具厂的老厂长，为我们做了详细的介绍。 热处理是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，从而获得所需要性能的一种工艺。世界工业发展表明，制造技术的先进性是产品竞争能力的保证，而热处理技术的先进程度，则是保证机械产品质量的关键性因素。老师提到了美国历经数年形成并制订的“美国热处理2020年技术发展路线图”，这是目前国际上最先进的热处理技术发展路线，资料显示，美国对于热处理技术设想目标是能源消耗减少80%，工艺周期缩短50%，生产成本降低75%，热处理实现零畸变和最低的质量分散度，加热炉使用提高到原先的10倍(增加9倍)，加热炉价格降低50%，实现生产零污染。而我国的热处理相对于制造业发达的美国仍然存在20年的差距。 在上工具厂，主要的产品有：齿轮刀具、螺纹刀具、拉销刀具、孔加工刀具、硬质合金刀具、铣刀、铰刀类刀具、量具类刀具、非标准特殊刀具。而每一种产品在加工过程中都要依据其材料及工艺要求的不同接受不同方式的热处理。根据加热、冷却的方式及钢组织性能的变化特点不同，热处理可以分为以下几种：1、普通热处理：退火、
正火、淬火和回火;2、表面热处理：表面淬火、化学热处理;3、其他热处理：真空热处理、变形热处理、控制气氛热处理、激光热处理等。 随后，师傅为我们介绍了上海工具厂的热处理设备。在上海工具厂，有四台真空炉。热处理真空炉是具有高压(压力0.6-1.0MPa)气冷功能的真空热处理设备，适用于高速钢、高合金工模具钢、不锈钢等精密零件的真空气淬、退火、钎焊以及磁性材料的烧结及快速冷却等。在机床厂这四台真空炉中，有三台是91年从波兰引进的、美国技术制造的高压气淬真空炉，它由5bar的氮气进行冷却;有效零件炉塞尺寸为600×600×900mm、可承受最大重量为500kg;加热方式为高频辐射加热;真空度达到50~100pa(大气压为1×1000000pa。而另外一台真空炉是IPSEN的12bar高温气淬真空炉，这台设备属于国际领先技术，由着名的德国IPSEN公司生产。其特点有：1、低温对流循环加热，温度范围是150~850℃;循环加热对于型号大的模具便能达到均匀处理的效果。2、分级等温冷却，可以减少工件的变形和开裂;3、冷却风机可以在真空状态下启动，以达到快书冷却的目的。(普通的风机要在冲气0.4bar以后才能启动);4、功率因数高，普通炉在升温时功率因数0.85、保温时0.5而IPSEN在升温时功率因数也是0.85而保温的功率因数可以达到0.83;5、IPSEN的水冷风机可以超载250%，正常装机容量为115kw在最大超载状态下可以达到287.5kw。IPSEN公司是国际上知名的工业炉制造公司，总部设在德国Kleve，在欧洲、美洲、亚洲多个国家设有制造厂，在我国上海也设有制造厂，在北京设有办事处。IPSEN的主要产品有密封箱式多用炉、推杆式连
金属学与热处理章节重点总结
第1章金属和合金的晶体结构 1.1金属原子的结构特点：最外层的电子数很少，一般为1～2个，不超过3个。 金属键的特点：没有饱和性和方向性 结合力：当原子靠近到一定程度时，原子间会产生较强的作用力。结合力＝吸引力＋排斥力结合能＝吸引能＋排斥能（课本图1.2） 吸引力：正离子与负离子（电子云）间静电引力，长程力 排斥力：正离子间，电子间的作用力，短程力 固态金属原子趋于规则排列的原因：当大量金属原子结合成固体时，为使固态金属具有最低的能量，以保持其稳定状态，原子间也必须保持一定的平衡距离。 1.2晶体：基元在三维空间呈规律性排列。晶体结构：晶体中原子的具体排列情况， 也就是晶体中的这些质点在三维空间有规律的周期性的重复排列方式。 晶格：将阵点用直线连接起来形成空间格子。晶胞：保持点阵几何特征的基本单元 三种典型的金属晶体结构（要会画晶项指数，晶面指数） 共带面：平行或相交于同一直线的一组晶面组成一个晶带，这一组晶面叫做共带面 晶带轴：同一晶带中所有晶面的交线互相平行，其中通过坐标原点的那条直线。 多晶型转变或同素异构转变：当外部的温度和压强改变时，有些金属会由一种晶体结构向另一种晶体结构转变。 1.3合金：两种或两种以上金属元素，或金属元素与非金属元素，经熔炼、烧结或其它方法组合而成并具有金属特性的物质。组元：组成合金最基本的独立的物质，通常组元就是组成合金的元素。相：是合金中具有同一聚集状态、相同晶体结构，成分和性能均一，并以界面相互分开的组成部分。固溶体：合金的组元通过溶解形成一种成分及性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相，称为固溶体。与固溶体结构相同的组元为溶剂，另一组元为溶质。 固溶体的分类：按溶质原子在溶剂晶格中的位置：置换固溶体与间隙固溶体。按溶质原子在固体中的溶解度：分为有限固溶体和无限固溶体。按溶质原子在固溶体内分布规则：分为有序固溶体和无序固溶体 固溶强化：在固体溶液中，随着溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性韧性下降。 间隙相：当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时，将形成具有简单晶体结构的金属间化合物。间隙化合物：与间隙相相反（比值大于0.59）。 1.4点缺陷：⑴空位⑵间隙原子⑶置换原子。线缺陷：线缺陷就是各种类型的位错。它是指晶体中的原子发生了有规律的错排现象。（刃型位错、螺型位错、混合型位错）滑移矢量：表示位错的性质，晶格畸变的大小的物理量（刃型位错的柏氏矢量与其位错线相垂直；螺形位错的柏氏矢量与其位错线平行。）。 面缺陷：晶体的面缺陷包括晶体的外表面（表面或自由界面）和内界面两类，其中的内界面又有晶界、亚晶界、 小角度晶界、大角度晶界：两相邻晶粒位向差小于或大于10° 相界面的结构有三类：共格界面、半共格界面、非共格界面 习题3 、5做一下 第2章纯金属的结晶 2.1结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 同素异构转变：金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。过冷是结晶的必要条件。（金属不同过冷度也不同，金属纯度越高过冷度越大。过冷度的速度取决于，冷却速度越大过冷度越大实际洁净无度越低，反之） 金属结晶:孕育—出现晶核—长大—金属单晶体 2.2从液体向固体的转变使自由能下降.液态金属结晶时，结晶过程的推动力是 自由能差降低（△F）是自由能增加，阻力是自身放热
金属材料学总结
第一章 1、为什么钢中的硫和磷一般情况下总是有害的？控制硫化物形态的方法有哪些？ 答：S与Fe形成FeS，会导致钢产生热脆；P与形成Fe3P，使钢在冷加工过程中产生冷脆性，剧烈降低钢的韧性，使钢在凝固时晶界处发生偏析。 硫化物形态控制：a、加入足量的锰，形成高熔点MnS；b、控制钢的冷却速度；c、改善其形态最好为球状，而不是杆状，控制氧含量大于0.02%；d、加入变形剂，使其在金属中扩散开防止聚焦产生裂纹。 2、钢的强化机制有哪些?为什么一般钢的强化工艺采用淬火加回火？答：a、固溶强化（合金中形成固溶体、晶格畸变、阻碍位错运动、强化） b、细晶强化（晶粒细化、晶界增多、位错塞积、阻碍位错运动、强化） c、加工硬化（塑性变形、位错缠绕交割、阻碍位错运动、强化） d、弥散强化（固溶处理的后的合金时效处理、脱溶析出第二相、弥散分布在基体上、与位错交互作用、阻碍位错运动、强化） 淬火处理得到强硬相马氏体，提高钢的强度、硬度，使钢塑性降低；回火可有效改善钢的韧性。淬火和回火结合使用提高钢的综合性能。 3、按照合金化思路，如何改善钢的韧性？ 答：a、加入可细化晶粒的元素Mo、W、Cr； b、改善基体韧性，加Ni元素；
c、提高冲击韧性，加Mn、Si元素； d、调整化学成分； e、形变热处理； f、提高冶金质量； g、加入合金元素提高耐回火性，以提高韧性。 4、试解释40Cr13属于过共析钢，Cr12钢中已出现共晶组织，属于莱氏体钢。 答、Cr元素使共析点左移，当Cr量达到一定程度时，共析点左移到碳含量小于0.4%，所以40Cr13属于过共析钢；Cr12中含有高于12%的Cr元素，缩小Fe-C平衡相图的奥氏体区，使共析点右移。 5、试解释含Mn钢易过热，而含Si钢高淬火加热温度应稍高，且冷作硬化率高，不利于冷变性加工。 答：Mn在一定量时会促使晶粒长大，而过热就会使晶粒长大。 6、合金钢中碳化物形成规律①②③④⑤⑥⑦ 答：①、K类型：与Me的原子半径有关；②、相似相容原理；③、强碳化物形成元素优先于碳结合形成碳化物；④、NM/NC比值决定了K类型；⑤、碳化物稳定型越好，溶解越难，析出越难，聚集长大也越难。 第二章 1、简述工程钢一般服役条件、加工特点和性能要求。 答：服役条件：静载、无相对运动、受大气腐蚀。 加工特点：简单构件是热轧或正火状态，空气冷却，有焊接、剪切、
热处理工艺总结
1.退火 将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度后，一般随炉温缓慢冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能 2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备 3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料 2.一般在毛坯状态进行退火。 2.正火 将钢件加热到Ac3以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能 2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备 3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。 3.淬火 将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。 目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。 应用要点：1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回
火以得到较好的综合力学性能。 4.回火 将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。 目的：1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2.调整硬度，提高塑性和 韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。 应用要点：1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在保持一定韧度的条件下 提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有足够的强 度时用高温回火；2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一次回火脆性。 5.调质 淬火后高温回火称调质，即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度，保温后进行淬火，然后在400~720度的温度下进行回火。 目的：1.改善切削加工性能，提高加工表面光洁程度；2.减小淬火时的变形和开裂；3.获得良好的综合力学性能。 应用要点：1.适用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢和高速钢；2. 不仅可以作为各种较为重要结构的最后热处理，而且还可以作为某些紧密零件，如丝杠等的预先热处理， 以减小变形。 6.时效 将钢件加热到80~200度，保温5~20小时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。 目的：1. 稳定钢件淬火后的组织，减小存放或使用期间的变形；2.减轻淬火以及磨削加工 后的内应力，稳定形状和尺寸。 应用要点：1. 适用于经淬火后的各钢种；2.常用于要求形状不再发生变化的紧密工件，如 紧密丝杠、测量工具、床身机箱等。 7.冷处理
最全的金属学与热处理知识总结
钢的热处理总结 晶向指数[UVW]，晶向族 6. 能量起伏：液态金属中处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停地变化，时高时低的现象。 7. 均匀形核：液相中各个区域出现新相晶核的几率都是相同的，是液态金属绝对纯净、无任何杂质，喝不喝型壁接触，只是依靠液态金属的能量变化，由晶胚直接生核的理想过程。临界半径 8. 非均匀形核：液态金属中总是存在一些微小的固相杂质点，并且液态金属在凝固时还要和型壁相接触，于是晶核就可以优先依附于这些现成的固体表面上形成，需要的过冷度较小。 临界半径 非均匀形核的临界球冠半径与均匀形核的临界半径是相等的。 晶核长大的微观结构：光滑界面和粗糙界面。 晶粒大小的控制：控制过冷度；变质处理；振动、搅动。 表面细晶区的形成：当液态金属浇入温度较低的铸型中时，型壁附近熔体由于受到强烈的激冷作用，产生很大的过冷度而大量非均质生核。这些晶核在过冷熔体中也以枝晶方式生长，由于其结晶潜热既可从型壁导出，也可向过冷熔体中散失，从而形成了无方向性的表面细等轴晶组织。 柱状晶区的形成：在结晶过程中由于模壁温度的升高，在结晶前沿形成适当的过冷度，使表面细晶粒区继续长大（也可能直接从型壁处长出），又由于固-液界面处单向的散热条件（垂直于界面方向），处在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的单向热流的作用下，以表面细等轴晶凝固层某些晶粒为基底，呈枝晶状单向延伸生长，那些主干取向与热流方向相平行的枝晶优先向内伸展并抑制相邻枝晶的生长，在淘汰取向不利的晶体过程中，发展成柱状晶组织。 中心等轴晶的形成：内部等轴晶区的形成是由于熔体内部晶核自由生长的结果。随着柱状晶的发展，熔体温度降到足够低，再加之金属中杂质等因素的作用，满足了形核时的过冷度要求，于是在整个液体中开始形核。同时由于散热失去了方向性，晶体在各个方向上的长大速度是相等的，因此长成了等轴晶。 10. 固溶体与金属化合物的区别：固溶体晶体结构与组成它的溶剂相同，而金属化合物的晶体结构与组成它的组元都不同，通常较复杂。固溶体相对来说塑韧性好，硬度较低，金属化合物硬而脆。 11. 影响置换固溶体溶解度的因素：原子尺寸因素；电负性因素；电子浓度因素；晶体结构因素。 金属材料与热处理教案 第一教案 A：课题：绪论 B：课型：新课 C：教学目的与要求 1、了解学习本课程的目的 2、了解本课程的基本内容及其发展史 3、了解金属材料在各行业中的应用 D：教学重点与难点 无 E：教学过程 绪论 一、学习本课程的目的 本课程是研究金属材料的成份、组织、热处理与金属材料的性能间的关系和变化规律的学科。 二、本课程的基本内容 1、主要内容： 包括金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理和金属材料等。 2、金属的性能主要介绍： （1）金属的力学性能和工艺性能； （2）金属学基础知识讲述金属的晶体结构、结晶及金属的塑性变形，铁碳合金的组织及铁碳合金相图； （3）钢的热处理讲述热处理的原理和工艺； （4）金属材料讲述碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等金属材料的牌号、成分、组织、热处理、性能及用途。 3、学习本课程的方法 理论联系实际、注意观察现实生活中所接触到的金属材料。三、金属材料与热处理的发展史 金属材料的使用在我国具有悠久的历史。 四、金属材料在工业农业上的应用。 F：小结 G：布臵作业：预习第一章序论及第一章第一小节 第二教案 A：课题：金属的性能 B：课型：新课 C：教学目的与要求 1、掌握金属材料性能（工艺性能、使用性能）的概念、分类 2、掌握力学性能概念及其指标 3、掌握载荷的性质、名称、分类 4、掌握强度的概念及其种类、应力的概念及符号 D、教学重点与难点： 1、金属材料的性能是教学重点 2、金属材料的强度概念及种类是教学难点 E、教学过程： 第一章金属的性能 概论： 1、金属材料的性能包括：使用性能和工艺性能。 2、使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，包括①物理 性能（如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等）。②化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。③力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等）。④工艺性能。 第一节金属的力学性能 一、力学性能的概念：力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。 力学性能包括：强度、硬度、塑性、硬度、冲击韧性。 二、载荷的概念及分类： 一、填空（每空0.5 分，共 23 分） 1 、200HBW10/3000表示以毫米压头，加载牛顿的试验力，保持秒测得的 硬度值，其值为。 1、洛氏硬度 C 标尺所用压头为，所加总试验力为牛顿，主要用于测的硬度。 2 、金属常见的晶格类型有、、。α -Fe 是晶格，γ -Fe 是 晶格。 2 、与之差称为过冷度，过冷度与有关，越大，过冷度也越大，实际结晶温 度越。 3 、钢中常存元素有、、、，其中、是有益元素，、是有害 元素。 3、表示材料在冲击载荷作用下的力学性能指标有和，它除了可以检验材料的冶炼和热加工质 量外，还可以测材料的温度。 3 、拉伸试验可以测材料的和指标，标准试样分为种，它们的长度分别是和。 4 、疲劳强度是表示材料在载荷作用下的力学性能指标，用表示，对钢铁材料，它是试验循环数达时的应力值。 4 、填出下列力学性能指标的符号： 上屈服强度，下屈服强度，非比例延伸强度，抗拉强度，洛氏硬度 C 标尺，伸长率，断面收缩率，冲击韧度，疲劳强度，断裂韧度。 5 、在金属结晶时，形核方式有和两种，长大方式有和两种。 5 、单晶体的塑性变形方式有和两种，塑性较好的金属在应力的作用下，主要以方式进行变形。 5 、铁碳合金的基本组织有五种，它们分别是，，，，。 ６、调质是和的热处理。 6 、强化金属的基本方法有、、三种。 6 、形变热处理是将与相结合的方法。 ７、根据工艺不同，钢的热处理方法有、、、、。 ９、镇静钢的主要缺陷有、、、、等。 10、大多数合金元素（除Co 外），在钢中均能过冷奥氏体的稳定性，使 C 曲线的位置，提 高了钢的。 11、按化学成分，碳素钢分为、、，它们的含碳量围分别为、、 。 12、合金钢按用途主要分为、、三大类。 13、金属材料抵抗冲击载荷而的能力称为冲击韧性。 14、变质处理是在浇注前向金属液体中加入促进或抑制的物质。 15、冷塑性变形后的金属在加热过程中，结构和将发生变化，其变化过程分为、、三个 阶段。 10、在机械零件中，要求表面具有和性，而心部要求足够和时，应进行表面热处理。 16、经冷变形后的金属再结晶后可获得晶粒，使消除。 17、生产中以划分塑性变形的冷加工和。 18、亚共析钢随含碳量升高，其力学性能变化规律是：、升高，而、降低。 19、常用退火方法有、、、、等。 20、08 钢含碳量， Si 和 Mn 含量，良好，常轧成薄钢板或带钢供应。 热处理实习报告总结 ——热处理 上星期在铸造车间最后一道大工序热处理上实习完了，作为铸造的最后一道工序，热处理对轮毂的性能及后面的加工都起着很关键的作用。经过热处理可以提高轮毂毛坯的力学强度及性能，使后面的机加和涂装能游刃有余的完成。 热处理工作区在整个铸造车间占了一大半的地，主要是因为这个工序比较复杂，由固溶、淬火和时效组成，有的轮子还需要特殊的抛丸。固溶区就有八个区，占了近二十米，而时效有五个区也有十多米，所以整个工序占用的场地非常大，而在我实习的时候看到还准备新加一条热处理线。占用场地大这是其一，这道工序消耗的时间也特别多，按照规定，固溶需要6±小时，而人工时效也需要±小时，一个轮毂从投料开始到包装出来最多也只需要2天时间，由此可见其特殊性啊。 呆了几天下来把自己所看到的和所学到的说一下： 热处理过程中有三个步骤：固溶、淬火和时效。 固溶为第一个工序，把刚预钻孔完的轮毂放上料框，送进回溶入炉第一区开始固溶。固溶分为八个区，第一区为升温区，温度规定控制在420~540度，实际中，由于经常开门进料，所以温度有时会低到420度，但一般都控制在440~480度，很少上500度；第二区到第七区为保温区，温度控制在 535±5度，实际温度也是在535左右；第八区为出料区，温度控制为520~545度，实际温度为535度左右。每框轮毂固溶的规定时间为6±小时，频率为~，实际固溶时间为6小时。固溶的对铝合金轮毂的作用是：把铝合金中的强化相溶入α铝中，使其内部发生反应。通常固溶区为半小时进一框，所以出框也是半小时出一次。 固溶区出框后，马上便要进行淬火处理，就是把刚固溶处于高温的轮毂浸入水中，改变其力学性能。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。淬火有严格有时间限制，从炉门上升启动至料杠完全浸入水中不大于30S，如果大于30S则要将此框轮毂重新固溶。淬火浸在水中时间要大于等于4分钟。规定的淬火水温为55~85度，实际水温为65~75度。 淬火时间在保证达到4分钟后可以把轮毂吊起，不是马上进入时效工序，而是要进行效圆，因为轮子从低压出来到淬火结束这些过程中，轮子可能变形，特别是在固溶中，由于高温让其内部反应，外形有可能变形，如果不经过效圆就直接进入时效，时效完成后铝合金硬度加强，不容易再效圆， 金属材料与热处理技术专业简介 专业代码560107 专业名称金属材料与热处理技术 基本修业年限三年 培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握金属材料、热处理工艺制定及实施、生产管理与质量管理等基本知识，具备热处理操作、热处理工艺编制及实施、基本的热处理工装设计、设备保养与维护等能力，从事热处理生产操作、热处理工艺设计和实施、金属材料管理等方面工作的高素质技术技能人才。 就业面向 主要面向机械、航天航空、核工业、船舶制造、军工等企事业单位，在金属材料管理选择、金属材料改性等技术领域，从事热处理生产操作、热处理工艺设计和实施、金属材料管理、产品检验、车间生产管理等工作。 主要职业能力 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2.具备编制与实施常用热处理方法的工艺及工艺规程的能力； 3.具备常用工装夹具设计的能力； 4.具备常用热处理设备安装、调试、维修和技术改造的能力； 5.具备对金属制品进行金相分析、化学分析和力学性能检测的能力； 6.具备选用各种金属材料的能力； 7.具备分析、解决热处理现场技术问题的能力； 8.掌握常用热处理方法。 核心课程与实习实训 1.核心课程 机械制图及 CAD、机械设计基础、机械制造基础、金属学及金属材料、显微组织分析技术、材料成型与控制基础、金属力学性能测试技术、热加工检测技术、热处理原理及工艺等。 2.实习实训 在校内进行机加工、钳工、材料成型与控制、金相组织分析、金属力学性能测试、机械设计基础课程设计、热处理操作技能、热处理工艺设计、应用软件技术等实训。 在机械、核工业、军工等企业进行实习。 职业资格证书举例 热处理工金相分析员 衔接中职专业举例 金属热加工金属表面处理技术应用 接续本科专业举例 金属材料工程材料成型及控制工程 热处理实习心得与体会 篇一：热处理实习总结 转眼已然大四，在这即将毕业的时刻，我们迎来了大四下学期也是整个大学最后一次的实习。在李安铭老师的带领下，我们参观了校金属热处理实验室并进行了相关的实验研究，着时令我们长了不少见识，也让我们更好地把书本上所学的知识与实际生产好好的融合了，也让我更加的下定决心学好理论知识。马上即将踏上工作的岗位，我也希望借这次的金属热处理实习和将后来的毕业设计进行大练兵，这样才使我在将后来的工作当中不至于像无头苍蝇一样手忙脚乱。以下是本次实习的具体安排： 一、实习的目的与任务 目的：为了加深对课堂所学理论的理解和掌握，达到根据零件的工作条件正确选择材料及正确制定实施热处理工艺的目的，特安排了本次综合实践。《金属材料与热处理》是在若干基础科学的生产实践基础上发展起来的一门科学，但它的一些主要理论是通过实践并总结了实践的规律而建立起来的。实践不仅通过自己的实践来验证课堂的理论知识，加深理解、理论联系实际，而且也可以培养观察问题、发现问题、分析问题和解决问题的能力。钢的热处理是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用 于改善钢材的工艺性能。其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。热处理工艺分类：（根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下） 1、整体热处理：包括退火、正火、淬火、回火和调质； 2、表面热处理：包括表面淬火、物理气相沉积(PVd)和化学气相沉积(cVd)等； 3、化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。 热处理的三阶段：加热、保温、冷却 任务1.根据零件的工作条件选择零件材料及制定正确的热处理工艺； 2.选择毛坯的种类、选择成型的方法、绘制出毛坯图 3.制定工艺方案及拟定工艺路线； 4.制定正确的热处理工艺，掌握主要热处理工种（如：正火、淬火、回火）的基本操作技能，正确地使用热处理工种的主要设备，独立地完成简单零件的热处理工作； 5.通过热处理的质量分析，能初步地运用在《工程材料与热处理》中已学到的基本知识去分析和解决生产中的实际问题； 6.能正确使用洛氏硬度计和小型金相显微镜，了解和掌握金属材料金相组织分析的金属材料与热处理教案
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