金属材料与热处理-考试复习笔记

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《金属材料与热处理》期末考试复习题

《金属材料与热处理》期末考试复习题

《金属材料与热处理》期末考试复习题填空:1、变形一般分为(弹性)变形和(塑性)变形两种,不能随载荷的去除而消失的变形称为(塑性)变形。

2 、强度是指金属材料在(静)载荷作用下抵抗(塑性变形)或(断裂)的能力。

3 、断裂前金属材料产生(永久变形)的能力称为塑性,金属材料的(伸长率和(断面收缩率)的数值越大,表示材料的塑性越好。

4、含金中成分、结构及性能相同的组成部分称为(相)。

5、含碳量为(0.0218%~2.11%)的铁碳合金称为钢。

根据室温组织不同,钢又分为三类:亚共析钢(0.0218%<C<0.77%),其室温组织为(铁素体)和(珠光体);(C=0.77%)共析钢,其室温组织为(珠光体);过共析钢(0.77%<C<2.11%),其室温组织为(珠光体)和(二次渗碳体)。

6、金属材料抵抗(冲击)载荷作用而(不破坏)能力,称为冲击韧性。

冲击韧度越大,表示材料的冲击韧性越(好)。

7、强度的常用衡量指标有(屈服点)和(屈服强度),分别用符号(σs)和(σb )表示。

8、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。

9、金属的结晶过程是由(晶核的形成)和(长大)两个基本过程组成的。

10、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的形核率及长大速度。

11、从金属学观点来说,凡在再结晶温度以下进行的加工称为冷加工;在金属的再结晶温度以上进行的加工称为热加工。

12、铁碳合金的基本相是(铁素体F)、(奥氏体A)和(渗碳体Fe3C)。

13、铁素体的性能特点是具有良好的(塑性)和(韧性),而(强度)和(硬度)很低。

14、铁碳合金的基本组织有五种,它们是(铁素体)、(奥氏体)、(渗碳体)、(珠光体)、(莱氏体)。

15、大小不变或变化缓慢的载荷称为(静载荷),在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为(冲击载荷),大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为(交变载荷)。

16、金属在(固态)态下,随温度的改变,由(一种晶格)转变为(另一种晶格)的现象称为同素异构转变。

金属材料及热处理复习题

金属材料及热处理复习题

课题一:金属材料的的性能1、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫(强度、硬度、塑性、弹性)。

P35、当应力超过材料的屈服极限,零件会发生塑性变形。

2、要求耐磨的零件,应选择(塑性、硬度、疲劳极限、强度)好的材料。

3、材料的耐磨性与什么力学性能(塑性、硬度、疲劳极限、强度)关系密切4、在交变载荷工作条件下的零件材料要考虑的主要的力学性能指标为什么?(塑性、硬度、疲劳极限、强度)。

P96、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算吗?错(各种硬度值之间无直接换算关系,只是相对比较)7、拉伸试验可以测定金属材料的弹性、强度和塑性等多项指标数据。

所以拉伸试验是机械性能试验的重要方法。

对的P3-5。

补充:低碳钢拉伸实验中,应力超过屈服点后不会立刻在局部形成缩颈是因为已变形的部分得到了形变强化而比未变形的部分强度高。

8、退火、正火后的零件用一般用HBS硬度表示,淬火后的零件一般用HRC硬度表示。

P8表1-2(HBS、HRC、HRA、HV)P6、P79、硬度根据测定方法的不同,分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

10、在有关工件的图样上,出现了以下几种硬度标注方法,问是否正确,如不正确应如何修改?HBW210~300 HRC5~15?HV300 800~900HV前三个标注均不正确,应修改如下:HBW210~300应改为210~300HBW;HRC5~15 HRC的测量范围在:20~70HRC;HV300 应改为300HV;800~900HV标注是正确的。

补充:金属的晶体结构与结晶1、普通玻璃、沥青、松香、食盐哪种是晶体。

食盐是晶体2、对金属材料来说,晶粒越细小,则力学性能怎样?力学性能越高3、空位是点缺陷,位错是面缺陷,晶界是线缺陷吗?(参考)不对,正确的是:空位是点缺陷,位错是线缺陷,晶界是面缺陷。

4、根据晶体几何特征,晶体缺陷一般分为以下哪三类?•分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。

(参考)5、工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法叫做什么?细晶强化细晶强化:细晶强化能使材料强度和硬度提高,塑性和韧性也提高;形变强化(即冷变形强化或加工硬化):金属材料在再结晶温度以下塑性变形时能使材料强度和硬度提高,但塑性和韧性降低。

金属材料与热处理知识

金属材料与热处理知识

表面热处理
改善钢的性能:1)、调整钢的化学成分、2)热处理 热处理:通过加热、保温、冷却的操作方法,使钢的组织结 构发生变化,以获得所需性能的一种加工工艺。 退火和正火 退火和正火一般安排在铸造、锻造之后,机械加工之前。 目的:1)软化钢件以便切削加工;2)消除残余应力,防止 钢件变形开裂;3)细化晶粒,改善组织,提高钢的机型性 能;4)为最终热处理(淬火回火)作好组织上的准备。 退火分为:完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火。 完全退火:将亚共析钢工件加热至Ac3以上30-50℃,保温一 段时间后,随炉缓慢冷却至500℃以下在空气中冷却。 正火:将钢件加热至Ac3以上30-50℃,保温后从炉中取出在 空气中冷却。与退火的不同点是正火冷却速度稍快。
断裂韧性:
( 2 )金属材料的物理、化学和工艺性能 物理性能:比重、熔点、热膨胀性、导热性、导电性。
化学性能:抵抗活泼介质的化学侵蚀能力,如耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。
工艺性能:是物理、化学、机械性能的总和。可分为铸造性、可锻性、 可焊性、切削加工性能等。
2.钢铁材料 铁碳合金是以铁为基础的合金,也是钢和铁的统称。 铁碳合金固态下的组织:
(1)普通碳素钢:S、P含量分部≤0.055%和0.045% (2)优质碳素钢: S、P含量均应≤0.040% (3)高级优质碳素钢: S、P含量分别≤0.030%和0.035 % 3.按用途分类:分碳素结构钢和碳素工具钢两类。 (1)碳素结构钢:主要用于制造工程构件和机器零件。 (2)碳素工具钢:主要用于制造刀具、量具、模具。
1.金属材料的性能 (1).金属材料的机械性能 弹性和塑性:延伸率越大,塑性加工的性能越好。 刚度:弹性模数是金属最稳定的性质之一。
强度:常用指标有屈服强度和抗拉强度。

金属材料及热处理复习资料

金属材料及热处理复习资料

金属材料及热处理复习《金属材料与热处理》是一门技术基础课,它的内容主要包含以下几个部门:1、钢铁材料的冶炼介绍金属材料的概念、分类及其生产过程。

重点放在钢铁材料的生产过程。

2、金属的性能介绍金属的物理、化学、力学及工艺等性能。

3、金属学的基础知识介绍金属和合金的晶体构造及其结晶过程,以及金属的成分、温度和组织之间的相互关系及变化规律。

4、钢的热处理介绍热处理的基本理论及各种热处理工艺的目的和方法。

5、常用的金属材料介绍碳钢、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。

鉴于机械专业技校生掌握这门课的必需性以及同学们学起来有一定难度,平时往往还未全面掌握,在期末进行复习时,提高他们复习效率,帮助他们理解和融会贯通尤为重要,采用一般从前到后按顺序复习方法,往往效果不太好,为此笔者经过一段时间探索,概括全书,提出了“顺口溜”的复习方法,共10句,它们是:1金属材料热处理,2钢铁材料最重要。

3铁碳相图作纲要,4选材热处理有依靠。

5硬质合金作刀具,6轴承合金作滑动。

7正火退火去应力,8淬火回火变魔术。

9牢牢记住主干线,10成分组织与性能。

首先要求大家熟读这10句话,多读几遍,然后一句一句加以理解。

1金属材料热处理同学们读这句话,首先要知道,这本书主要由金属材料和热处理两部分组成,要知道金属材料分类和工厂中热处理种类。

热处理共分正火、退火、淬火、回火、表面热处理等五种。

2钢铁材料最重要读这句话大家要知道,工厂中用得最多的材料是钢和铁,许多重要关键场合都是用钢铁材料制造的,钢铁的产量、质量,在当今世界甚至是一个国家综合实力的标志。

同时同学们要简单了解钢铁是怎么生产出来的,钢与铁是完全不同的两种材料,它们彼此之间的性能完全不一样,联系到以后的热处理,即使是同一种钢,经过不同的热处理,其最后性能不一样。

3铁碳相图作纲要4选材热处理有依靠读了这两句话,同学们要知道,铁碳相图,是我们选材的基础,它是清楚地表明了铁碳合金成分、温度、组织三者之间关系的一个“地图”,同一种成分不同温度,同一种温度不同成分,它们组织不同,以及室温组织随含碳量的变化,最终导致钢材力学性能的变化,只有掌握和透彻理解铁碳相图,才能得心应手地选材用材。

机械基础复习资料金属材料和热处理含习题答案

机械基础复习资料金属材料和热处理含习题答案

第二部分 机械基础第四章 金属材料和热处理本章重点1.掌握:强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度的含义。

2.了解:工艺性能的含义。

3.了解:热处理的概念及目的。

4.熟悉:退火、正火、淬火、回火,表面热处理的方法。

5.掌握:碳素钢的概念、分类、牌号的表示方法及性能。

6.掌握:合金钢的牌号及表示方法。

7.熟悉:铸铁分类牌号及用途。

本章内容提要一.金属材料的性能1.物理、化学性能物理性能是指金属材料的密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等具有物理特征的一些性能。

化学性能是指金属在化学作用下所表现的性能。

如:耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性。

2.金属材料的机械性能金属材料在外力作用下所表现出来的性能就是力学性能。

主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。

(1)强度强度是材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。

可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度和抗扭强度。

常用的强度是抗拉强度。

工程上常用的强度指标是屈服点和抗拉强度。

(2)塑性塑性是金属材料在静载荷作用下产生永久变形的能力。

常用塑性指标是伸长率和断面收缩率。

伸长率:是指试样拉断后的伸长与原始标距的百分比。

式中,L 0表示试样原长度(mm ),L 1表示试样拉断时的长度(mm )。

断面收缩率:是指试样拉断后,缩颈处横截面积(A 1)的最大缩减量与原始横截面积(A 0)的百分比。

(3)硬度硬度是金属材料表面抵抗比它更硬的物体压入时所引起的塑性变形能力;是金属表面局部体积内抵抗塑性变形和破裂的能力。

目前最常用的硬度是布氏硬度(HB )、洛氏硬度(HRC 、HRB 、HRA )和维氏硬度(HV )。

(4)韧性1o o 100%L L L -=⨯δ010A A 100%A -=⨯ψ韧性是脆性的反意,指金属材料抵抗冲击载荷的能力。

工程技术上常用一次冲击弯曲试验来测定金属抵抗冲击载荷的能力。

(5)疲劳强度疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用下不发生断裂的最大应力。

一般规定,钢铁材料的应力循环次数取108,有色金属取107。

金属学与热处理总复习第二

金属学与热处理总复习第二

N T G
晶粒大小的控制
控制过冷度
N T G
点阵匹配
变质处理
振动、搅拌、超声波
正温度梯度
液固界面前沿液相中温度梯度
负温度梯度
正温度梯度下生长的界面形态
光滑界面
以密排面为外表面的有规则几何外形晶体
粗糙界面
平面长大方式
负温度梯度下生长的界面形态
粗糙界面 光滑界面
树枝状
规则几何外形晶体或者树枝状
长大速度
长大机制
台阶长大 慢 垂直长大 快
过冷度
先快后慢
晶粒大小的控制 控制过冷度
§2.5晶核的长大
液固界面的微观结构
光滑界面
粗糙界面
从原子尺度观察,这种界面是光 滑平整的。通常为密排晶面
§2.5晶核的长大
液固界面的微观结构
光滑界面
粗糙界面
从原子尺度观察,这种界面是粗 糙的,又称为非小平面界面
晶体长大机制
二维晶核长大机制
光滑界面 台阶 螺型位错长大机制
粗糙界面
垂直长大机制
液固界面前沿液相中温度梯度
均匀形核
非均匀形核
是指晶胚依附于液态 金属中的固态杂质表 面形核的过程。
均匀形核
G VGV S
16 T 1 Gk 24 2 3 3L G TV 4r 2 G m r
3 2 m
3
dG 0 dr
T GV Lm Tm
2Tm 2 rk GV Lm T
第二章 纯金属的结晶
凝固
金属熔点
结晶
平衡结晶温度或理论结晶温度
第二章 纯金属的结晶
§2.1 金属结晶的现象 §2.2 金属结晶的热力学条件 §2.3金属结晶的结构条件 §2.4晶核的形成 §2.5晶核的长大

【西大2017版】[1020 ]《金属材料及热处理》网上作业及课程考试复习资料(有答案]

【西大2017版】[1020 ]《金属材料及热处理》网上作业及课程考试复习资料(有答案]

( ( (1:[判断题]锡(Sn )属于高熔点金属。

()参考答案:错误2:[判断题]单晶就是指金属或合金中只有一个晶粒。

) 参考答案:正确3:[判断题]溶质原子造成固溶强化,使合金基体的塑性变差。

) 参考答案:正确4:[单选题]下面金属中刚度最高的为( )。

A :FeB :AlC :CuD :Mg参考答案:A5:[论述题]拉伸曲线参考答案:在拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线。

6:[论述题]热稳定性参考答案:指金属材料在高温下的化学稳定性。

7:[论述题]化学稳定性参考答案:是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。

8:[单选题]均匀形核过程的过冷度约为熔点的( )倍。

A :2B :0.2C :0.02D :0.002参考答案:B9:[判断题]材料的刚度可以用弹性模量来表示。

( ) 参考答案:正确10:[判断题]洛氏硬度虽然方法简单,但是准确度不如布氏硬度。

) 参考答案:正确11:[判断题]再结晶的晶粒并不是原来的铸态晶粒。

( ) 参考答案:正确12:[单选题]生产中通常不希望出现( )组织。

A :表层细晶B :树枝晶C :等轴粗晶D :柱状晶织参考答案:D13:[单选题]工程上所参考的材料强度主要是( )。

A :屈服强度B :抗拉强度C :延伸率D :断面收缩率参考答案:A14:[单选题]测试硬度的方法中压头最大的方法是( )A :洛氏B :维氏C :布氏D :肖氏参考答案:C15:[单选题]下面哪种金属的熔点最高?A :FeB :NiC :WD :Mo参考答案:C16:[单选题]一般情况下,铸锭有( )个晶区。

(A :1B :2C :3D :4参考答案:C17:[论述题]刚度参考答案:指材料抵抗弹性变形的能力,一般用弹性模量 E 表示。

18:[论述题]孪生参考答案:指在切应力作用下,晶体的一部分原子相对于另一部分原子沿某个晶面转动,使 未转动部分与转动部分的原子排列呈镜面对称。

金属材料学 复习总结

金属材料学  复习总结

名词解释合金元素:特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。

(常用Me表示)微合金元素:有些合金元素如V,Nb,Ti, Zr和B等,当其含量只在0.1%左右(如B 0.001%,V 0.2 %)时,会显著地影响钢的组织与性能,将这种化学元素称为微合金元素。

奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ-Fe的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W等铁素体形成元素:在α-Fe中有较大的溶解度,且能γ-Fe不稳定的元素Cr,V,Si,Al,Ti,Mo等原位析出:指在回火过程中,合金渗碳体转变为特殊碳化物。

碳化物形成元素向渗碳体富集,当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。

如Cr钢碳化物转变异位析出:含强碳化物形成元素的钢,在回火过程中直接从过饱和α相中析出特殊碳化物,同时伴随着渗碳体的溶解,如V,Nb,Ti。

(W和Mo既有原味析出又有异位析出)网状碳化物:热加工的钢材冷却后,沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物(过共析钢)或铁素体(亚共析钢)形成的网状碳化物。

水韧处理:高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。

将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围,使碳化物完全溶入奥氏体,然后在水中快冷,使碳化物来不及析出,从而获得获得单相奥氏体组织。

(水韧后不再回火)超高强度钢:用回火M或下B作为其使用组织,经过热处理后抗拉强度大于1400 MPa (或屈服强度大于1250MPa)的中碳钢,均可称为超高强度钢。

晶间腐蚀:沿金属晶界进行的腐蚀(已发生晶间腐蚀的金属在外形上无任何变化,但实际金属已丧失强度)n/8规律:随着Cr含量的提高,钢的的电极电呈跳跃式增高。

即当Cr的含量达到1/8,2/8,3/8,……原子比时,Fe的电极电位就跳跃式显著提高,腐蚀也跳跃式显著下降。

这个定律叫做n/8规律。

黄铜: Cu与Zn组成的铜合金青铜: Cu与Zn、Ni以外的其它元素组成的铜合金白铜: Cu与Ni组成的铜合金灰口铸铁:灰口铸铁中碳全部或大部分以片状石墨形式存在,其断口呈暗灰色。

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热处理复习重点第一章金属材料基础知识1. 材料力学性能(1)材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。

强度有多种指标,如屈服强度(σs)、抗拉强度(σb)、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。

(2)塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力,指标为伸长率(δ)和断面收缩率(φ),δ和φ越大,材料的塑性越好。

(3)材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度,其指标是弹性模量(弹性变形范围内,应力与应变的比值)。

(4)硬度(材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力)a. 布氏硬度(测较低硬度材料)用一定直径的钢球或硬质合金球,在一定载荷的作用下,压入试样表面,保持一定时间后卸除载荷,所施加的载荷与压痕表面积的比值。

HBS(钢球,<450)、HBW(硬质合金球,>650)。

b. 洛氏硬度(测较高硬度材料)利用一定载荷将交角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压入试样表面,保持一定时间后卸除载荷,根据压痕深度确定的硬度值。

HRA(金刚石圆锥,20~80)、HRB (1.588mm钢球,20~100)、HRC(金刚石圆锥,20~70)c. 维氏硬度(适用范围较广)维氏硬度其测定原理基本与布氏硬度相同,但使用的压头是锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体。

(5)冲击韧性材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。

通常用冲击功A k来度量,A k是冲击试样在摆锤冲击试样机上一次冲击试验所消耗的冲击功。

(6)疲劳强度材料在规定次数(钢铁材料为107次,有色金属为108次)的交换载荷作用下,不发生断裂时的最大应力,用σ-1表示。

2. 铁碳相图第二章钢的热处理原理1. 钢的临界温度A c1——加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度A c3——加热时先共析铁素体全部溶入奥氏体的终了温度A ccm——加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度A r1——冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度A r3——冷却时奥氏体开始析出先共析铁素体的温度A rcm——冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度2. 钢在加热时的转变(1)共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段:奥氏体形核(相界面处)、奥氏体晶核长大、剩余渗碳体溶解、奥氏体成分均匀化。

(2)铁素体向奥氏体的转变的速度远比渗碳体溶解速度快的多。

所以转变过程中珠光体中总是铁素体首先消失,铁素体全部转化为奥氏体时,可以认为奥氏体长大完成。

(3)影响奥氏体形成速度的因素:加热温度、加热速度、化学成分、原始组织。

(4)加热速度越快,奥氏体形成的开始温度和终了温度越高,而孕育期和转变时间越短,奥氏体形成速度越快。

(5)钢中含碳量越高,奥氏体形成速度越快;碳化物形成元素减小碳在奥氏体中的扩散速度,故减慢奥氏体的形成速度;费碳化物形成元素增大碳在奥氏体中的扩散速度,因而加快了奥氏体中的形成速度。

(6)当钢的化学成分相同时,原始组织越细,相界面面积越大,形核率越高,奥氏体形成速度越快。

(7)奥氏体的晶粒度可以用起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度等描述。

(8)起始晶粒度是指把钢加热到临界温度以上,奥氏体转变刚刚完成,其晶粒边界刚刚接触时的奥氏体晶粒大小;实际晶粒度是指钢在某一具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒大小;本质晶粒度表示在规定的加热条件下奥氏体晶粒长大的倾向。

1~4级为本质粗晶粒度,5~8级为本质细晶粒度。

(9)影响奥氏体晶粒长大的因素:加热温度和保温时间、加热速度、钢的化学成分、原始组织。

(10)实际生产中采取快速加热和短时保温的方法获得细小晶粒。

(11)当成分一定时,原始组织越细,碳化物弥散度越大,则奥氏体晶粒越细。

与粗珠光体相比,细珠光体总是易于获得细小而均匀的奥氏体晶粒。

片状珠光体比球状珠光体在加热时奥氏体晶粒易于粗化。

(12)时效强化:合金元素经固溶处理后,获得过饱和固溶体。

在随后的室温放置或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出,引起强度,硬度以及物理和化学性能的显著变化。

3. 钢在冷却时的转变(1)常用的冷却方式有两种:等温冷却——将奥氏体状态的钢迅速由高温冷却到临界点以下某一温度等温停留一段时间,使奥氏体在该温度下发生组织转变,然后再冷到室温。

过冷奥氏体等温转变曲线(TTT曲线或C曲线)连续冷却——将奥氏体状态的钢以一定的速度连续从高温冷到室温,使奥氏体在一个温度范围内发生连续转变。

过冷奥氏体连续转变曲线(CCT曲线)(2)TTT曲线反映转变开始和转变终了时间,转变产物的类型以及转变量与时间、温度之间的关系。

(3)在A1温度以下某一确定温度,过冷奥氏体转变开始线与纵坐标之间的水平距离为过冷奥氏体在该温度下的孕育期,孕育期的长短表示过冷奥氏体稳定性的高低。

过冷奥氏体转变终了线与纵坐标之间的水平距离则表示在不同温度下转变完成所需要的总时间。

(4)在A1~550℃温度范围内,发生珠光体转变,转变产物是珠光体型组织;在550℃~Ms温度范围内,发生贝氏体转变,转变产物是贝氏体。

(5)影响过冷奥氏体等温转变的因素:含碳量(随含碳量增加,C曲线先右移再左移)、合金元素、加热温度和保温时间。

(6)珠光体转变是单相奥氏体分解为铁素体和渗碳体两个新相的机械混合物的相变过程。

(7)根据渗碳体的形态不同,把珠光体分为片状珠光体和粒状珠光体;根据珠光体片间距的大小,把珠光体分为普通珠光体(P)、索氏体(S)、和屈氏体(T)。

(8)珠光体团的直径和片间距越小,钢的强度和硬度越高;为获得片间距离均匀一致,强度高的珠光体,应采用等温处理;粒状珠光体强度、硬度较低,但塑性较好;高碳钢在机加工和热处理前,常要求先经球化退火处理得到粒状珠光体。

(9)钢中马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体,具有很高的强度和硬度。

马氏体组织形态多种多样,其中板条马氏体(亚结构为高密度位错)和片状马氏体(亚结构为孪晶)最为常见。

(10)碳浓度越高,板条马氏体数量越少,而片状马氏体数量越多。

(11)马氏体具有高强度、高硬度的主要原因是固溶强化、相变强化、时效强化以及晶界强化。

(12)贝氏体,尤其是下贝氏体组织具有良好的综合力学性能,故生产中常将钢奥氏体化后过冷至中温转变区等温停留,使之获得贝氏体组织。

(13)从奥氏体晶界生长出来的近于平行的或其它规则排列的针状铁素体或渗碳体以及其间存在的珠光体组织称为魏氏组织。

奥氏体晶粒越粗大,越容易形成魏氏组织。

(14)一般采用膨胀法或金相-硬度法等来测定CCT曲线。

(15)共析钢的连续冷却曲线只有珠光体转变区和马氏体转变区,没有贝氏体转变区。

珠光体转变区由三条曲线构成——转变开始线、转变终了线、转变中止线。

(16)冷却速度V<V k’时,形成全部珠光体;V k’<V<V k时,发生部分珠光体转变;V>V k 时,只发生马氏体转变。

(17)连续冷却转变曲线位于等温转变曲线右下方,表明在连续冷却转变过程中过冷奥氏体的转变温度低于相应的等温转变温度,且孕育期较长。

4. 钢的回火转变(1)回火是将淬火钢加热到低于临界点A1的某一温度保温一段时间,使淬火组织转变为稳定的回火组织,然后以适当的方式冷却到室温的一种热处理工艺。

(2)淬火钢必须立即回火,以消除或减少内应力,防止变形和开裂,并获得稳定的组织和所需的性能。

(3)随着回火温度升高和时间延长,相应会发生以下几种组织转变:马氏体中碳的偏聚、马氏体的分解,残余奥氏体的转变,碳化物的转变,渗碳体的聚集长大和α相回复、再结晶。

(4)随着回火温度的升高,钢的硬度连续下降。

但含碳量大于0.8%的高碳钢在100℃左右回火时,硬度反而略有升高,这是由于马氏体中碳原子的偏聚及ε碳化物析出引起弥散强化造成的。

(5)淬火钢回火时冲击韧度并不总是随回火温度升高而单调增大,有些钢在一定的温度范围内回火时,其冲击韧度显著下降,这种脆化现象叫做钢的回火脆性。

(6)第一类回火脆性采用的办法是壁面在催化温度范围内回火;第二类回火脆性通过减小杂质原子在原始奥氏体晶界上的偏聚,可显著减弱回火脆性。

采用形变热处理也可以减弱回火脆性。

第三章钢的热处理工艺1. 钢的退火与正火(1)退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到适当的温度,经保温后随炉缓慢冷却下来,以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。

(2)退火可以分为完全退火、不完全退火、球化退火、扩散退火、再结晶退火、去应力退火等。

(5)正火的目的:作为最终热处理、作为预备热处理、改善切削加工性能(6)正火与退火的区别:正火的冷却速度比退火稍快,过冷度较大;正火后所得到的组织比较细,强度硬度比退火高。

(7)退火和正火的选择:a. 从切削加工性上考虑;b. 从使用性能上考虑;c. 从经济成本上考虑2. 钢的淬火(1)淬火是指将钢加热到临界温度以上,保温后以大于临界冷却速度的速度冷却,使奥氏体转变成马氏体的热处理工艺。

(2)淬火加低温回火可以提高工具、轴承、渗碳零件的硬度和耐磨性;结构钢通过淬火加高温回火可以获得较好的强度和塑性、韧性的配合;弹簧钢通过淬火加中温回火,可以获得很高的弹性极限。

(3)淬火温度主要根据钢的临界点确定,亚共析钢同场加热至Ac3以上30~50℃;共析钢、过共析钢加热至A c1以上30~50℃。

(4)冷却速率:盐水、碱水>水>油>盐浴、碱浴(5)淬火方法:单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火(6)等温淬火的目的是提高奥氏体的稳定性和增大其冷却速度,防止等温冷却过程中发生珠光体型组织转变。

(7)未淬透的工件上具有高硬度马氏体组织的这一层称为淬硬层(8)淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力,它是钢材固有的一种属性。

(9)淬硬性是指钢在正常淬火条件下所能达到的最高硬度。

(10)淬透性反映钢的过冷奥氏体的稳定性,主要取决于钢的临界冷却速度。

过冷奥氏体越稳定,临界淬火速度越小,钢在一定条件下淬透层深度越深,则钢的淬透性越好。

(11)淬透性的测量方法是端淬法。

(12)影响淬透性的因素:含碳量、合金元素、奥氏体化条件、钢中未溶第二相。

(13)热应力:表面压应力,心部拉应力;组织应力:表面拉应力,心部压应力。

(14)工件在淬火加热时,由于温度过高或者时间过长造成奥氏体晶粒粗大的缺陷称为过热;淬火加热温度太高,使奥氏体晶界处局部熔化或者发生氧化的现象称为过烧。

3. 钢的回火(1)各类回火温度范围,目的及应用(一般为550℃),这种在一定回火温度下出现峰值的现象称为二次硬化。

它是由于特殊碳化物析出或由于残余奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致。

(3)二次淬火是指多次回火过程中残余奥氏体发生合金碳化物的析出,使残余奥氏体Ms,Mf点升高,而在回火后的冷却过程中,转变成马氏体或贝氏体。

4. 表面淬火(1)仅对钢的表面快速加热、冷却,把表层淬成马氏体,心部组织不变的热处理工艺称为表面淬火。

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