一、名词解释：
1热强性：在室温下,钢的力学性能与加载时间无关,但在高温下钢的强度及变形量不但与时间有关,而且与温度有关,这就是耐热钢所谓的热强性;
2形变热处理：是将塑性变形同热处理有机结合在一起,获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法;
3热硬性：热硬性是指钢在较高温度下,仍能保持较高硬度的性能;
4固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到的热处理工艺;
5回火脆性：是指回火后出现韧性下降的;
6二次硬化：某些铁碳合金如高速钢须经多次回火后,才进一步提高其硬度;
7回火稳定性：在时,抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性;
8淬硬性：指钢在淬火时硬化能力,用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示;
9水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度1050-1100℃,视钢中碳化物的细小或粗大而定并保温一段时间每25mm壁厚保温1h,使铸态组织中的碳化物基本上都固溶
到奥氏体中,然后在水中进行淬火,从而得到单一的奥氏体组织;
10分级淬火：将奥氏体状态的工件首先淬入温度略高于钢的Ms点的盐浴或碱浴炉中保温,当工件内外温度均匀后,再从浴炉中取出空冷至室温,完成马氏体转
变;
11临界淬火冷却速度：是过冷奥氏体不发生分解直接得到全部马氏体含残留奥氏体的最低冷却速度;
12季裂：它指的是经冷变形后的金属内有拉伸应力存在又处于特定环境中所发生的断裂; 13奥氏体化：将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程;
14本质晶粒度：本质晶粒度用于表征钢加热时晶粒长大的倾向;
二、简答：
1 何为奥氏体化简述共析钢的奥氏体化过程;
答：1、将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程;
2、它是一种扩散性相变,转变过程分为四个阶段;
1形核;将珠光体加热到Ac1以上,在铁素体和渗碳体的相界面上奥氏体优先形核;珠光体群边界也可形核;在快速加热时,由于过热度大,铁素体亚边界也能形核;
2长大;奥氏体晶粒长大是通过渗碳体的溶解、碳在奥氏体和铁素体中的扩散和铁素体向奥氏体转变;为了相平衡,奥氏体的两个相界面自然地向铁素体和渗碳体两
个方向推移,奥氏体便不断长大;
3残余渗碳体的溶解;铁素体消失后,随着保温时间的延长,通过碳原子扩散,残余渗碳体逐渐溶入奥氏体;
4奥氏体的均匀化;残余渗碳体完全溶解后,奥氏体中碳浓度仍是不均匀的;只有经长时间的保温或继续加热,让碳原子进行充分地扩散才能得到成分均匀的奥氏体;
2 奥氏体晶粒大小对冷却转变后钢的组织和性能有何影响简述影响奥氏体
晶粒大小的因素;
答：1、奥氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响;奥氏体晶粒度越细小,冷却后的组织转变产物也越细小,其强度也越高,此外塑性,韧性也较好;但
奥氏体化温度过高或在高温下保持时间过长会显着降低钢的冲击韧度、减少裂
纹扩展功和提高脆性转变温度;
2、奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标,主要有下列因素影响奥氏体晶
粒大小;
1加热温度和保温时间的影响加热温度越高,保温时间越长,奥氏体晶粒越粗大;
2加热速度的影响加热速度越快,奥氏体的实际形成温度越高,形核率和长大速度越大,则奥氏体的起始晶粒越细小,但快速加热时,保温时间不能过长,否则晶粒反
而更加粗大;
3钢的化学成分的影响在一定含碳量范围内,随着奥氏体中含碳量的增加,碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大,晶粒长大倾向增加,但当含碳量超过一
定限度后,碳能以未溶碳化物的形式存在,阻碍奥氏体晶粒长大,使奥氏体晶粒
长大倾向减小;
4钢的原始组织的影响钢的原始组织越细,碳化物弥散速度越大,奥氏体的起始晶粒越细小,相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小;
3 简述影响过冷奥氏体等温转变的因素;
答：奥氏体成分含碳量、合金元素、奥氏体状态钢的原始组织、奥氏体化的温度和保温时间及应力和塑性变形;
1、含碳量的影响
亚共析钢随奥氏体含碳量增加,使C曲线右移,Ms和Mf点降低;
过共析钢随含碳量的增加,使C曲线向左移,Ms和Mf点降低;
2、合金元素的影响
除Co、AlWAl>%外,所有合金元素的溶解到奥氏体中后,都增大过冷奥氏体的稳定性,使C曲线右移,Ms和Mf点降低;
3、奥氏体状态的影响
奥氏体化温度越低,保温时间越短,奥氏体晶粒越细小,C曲线左移;
4、应力和塑性变形的影响
在奥氏体状态下承受拉应力会加速奥氏体的等温转变,承受压应力则会阻碍这种转变;
对奥氏体进行塑性变形有加速奥氏体转变的作用,C曲线左移;
4简述片状珠光体和粒状珠光体的组织和性能;
答：1、片状珠光体组织：WC=%的奥氏体在近于平衡的缓慢冷却条件下形成的珠光体
是由铁素体和渗碳体组成的片层相间的组织;
性能：主要决定于片间距;
片间距越小,钢的断裂强度和硬度均随片间距的缩小
而增大;随片间距减小,钢的塑性显着增加;片间距减
小,塑性变形抗力增大,故强度;硬度提高;
2、粒状珠光体组织：渗碳体呈颗粒状分布在连续的铁素体基体中的组织
性能：主要取决于渗碳体颗粒的大小,形态与分布;
钢的成分一定时,渗碳体颗粒越细,相界面越多,则刚的硬
度和强度越高;碳化物越接近等轴状、分布越均匀,则钢的
韧性越好;
粒状珠光体的硬度和强度较低,塑性和韧性较好,冷变形性能,可加工性能以及淬火
工艺性能都比珠光体好;
5何为马氏体简述马氏体的晶体结构、组织形态、性能及转变特点;
答：是碳在α-Fe中过饱和的间隙固溶体;
2、马氏体的晶体结构在钢中有两种:体心正方结构WC<%,c/a=1;
体心正方结构WC>%,c/a>1;
组织形态：板条马氏体、片状马氏体
200℃以上,WC<%,完全形成板条马氏体,因其体内含有大量位错又称位错马氏体;特
点强而韧
% 200℃以下,WC>%,完全形成片状马氏体,因其亚结构主要为孪晶又称孪晶马氏体;特 点硬而脆 4、1马氏体的显着特点是高硬度和高强度,原因包括固溶强化、相变强化、时效强 化、原始奥氏体晶粒大小及板条马氏体束大小; 马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量;合金元素对马氏体的硬度影响不大, 但可以提高其强度; 2马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构; 5、1无扩散性;奥氏体成分保留在马氏体中 2马氏体转变的切变共格性 3马氏体转变具有特定的惯习面和位向关系 4马氏体转变是在一定温度范围内进行的 6 简述淬火钢的回火转变、组织及淬火钢在回火时的性能变化; 答：1、钢的回火转变包括五个方面 180℃-100℃以下温度回火,马氏体中碳的偏聚,组织是马氏体 马氏体：碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体 280℃-100℃回火,马氏体开始分解,组织是回火马氏体 回火马氏体：低碳马氏体和ε碳化物组成的混合物,称为回火马氏体; 3200℃-300℃回火,残余奥氏体开始转变,组织是回火马氏体 4200℃-400℃回火,碳化物的转变为Fe3C,组织是回火托氏体 回火托氏体：由针状α相和无共格联系的细粒状渗碳体组成的机械混合物; 5500℃-650℃渗碳体的聚集长大和α相回复或再结晶,组织是回火索氏体 回火索氏体：回复或再结晶的铁素体和粗粒状渗碳体的机械混合物; 2、回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高,钢的抗拉强度、屈服强度和 硬度下降,塑性、韧性提高; 7 简述回火脆性的分类、特点及如何消除; 答：1分类：第一类回火脆性低温回火脆性250℃-400℃和第二类回火脆性高 温回火脆性450℃-650℃ 2特点第一类回火脆性：1具有不可逆性 第二类回火脆性：1具有可逆性； 2与后的有关 3与组织状态无关,但以M的脆化倾向 3如何消除 第一类回火脆性：无法消除,合金元素会提高脆化温度; 第二类回火脆性：1选择含杂质元素极少的优质钢材以及采用形变热处 理； 2加入适量的Mo、W等合金元素阻碍杂质元素在晶界上便聚； 3对亚共析钢在A1~A3临界区可采用 4采用高温回火后快冷的方法可抑制回火脆性,但不适用于对回火脆性敏感的较大工件; 8 叙述淬透性和淬硬性及淬透性和实际条件下淬透层深度的区别; 答：1、淬透性：是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力,它反映过冷奥氏体的 稳定性,与钢的临界冷却速度有关;临界冷却速度越慢,淬透性越大;其大 小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布来表示; 2、淬硬性：是指奥氏体化后的钢在淬火时硬化的能力,主要取决于马氏体中的含 碳量,含碳量越高,淬硬性越大;用淬火马氏体可能达到的最高硬度来 表示; 3、实际条件下的淬透层深度：是指具体条件下测定的半马氏体区至表面的深度; 4、区别：1同一材料的淬透层深度与工件尺寸、冷却介质有关.工件尺寸小、介 质冷却能力强,淬透层深; 2淬透性与工件尺寸、冷却介质无关,它是钢的一种属性;相同奥氏体 化温度下的同一钢种,其淬透性是确定不不变的; 9 何谓淬火热应力、组织应力影响因素都是什么简述热应力和组织应力造成 的变形规律; 答：1、淬火热应力：工件在加热或冷却时由于内外的温度差异导致热涨或冷缩的不一致所引起的内应力; 2、组织应力：工件在冷却过程中,由于内外温差造成组织转变不同时,引起内外比 体积的不同变化而引起的内应力; 3、影响因素： 1含碳量的影响：随着含碳量的增加热应力作用逐渐减弱组织应力逐渐增强; 2合金元素的影响：加入合金元素热应力和组织应力增加; 3工件尺寸的影响：a.在完全淬透的情况下随着工件直径的增大淬火后残余应力将由组织应力性逐渐变成热应力性; b.在未完全淬透的情况下所产生的应力特性是与热应 力相似的,工件直径越大淬硬层越薄,热应力特性越明显; 4淬火介质和冷却方法的影响:如果在高于Ms点以上的温度区域冷却速度快而在温度低于Ms点区域冷却速度慢则为热应力性,反之则为组织应力型; 4、变形规律： 1热应力引起的变形①沿最大尺寸方向收缩,沿最小尺寸方向伸长；②平面凸起,直角变钝,趋于球形；③外径胀大,内径缩小; 2组织应力引起变形与热应力相反; 10 何谓回火叙述回火工艺的分类,得到的组织,性能特点及应用; 答：1、回火：回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺; 2、分类: 低温回火：1得到回火马氏体; 2在保留高硬度、高强度及良好的耐磨性的同时 又适当提高了韧性,降低内应力; 3适用于刀具、量具、滚动轴承、渗碳件及高频 表面淬火件; 中温回火：1得到回火托氏体; 2基本消除了淬火应力,具有高的弹性极限,较高的强 度和硬度,良好的塑性和韧性; 3适用于弹簧热处理及热锻模具; 高温回火：1得到回火索氏体; 2获得良好的综合力学性能,即在保持较高的强度同时, 具有良好的塑性和韧性; 3广泛用于各种结构件如轴、齿轮等热处理;也可作为 要求较高精密件、量具等预备热处理; 11 简述化学热处理的一般过程；渗碳的工艺、渗层深度、渗碳后表层含碳 量、用钢、热处理、组织和应用; 答：1、过程：1介质渗剂的分解 2工件表面的吸收 3原子向内部扩散; 2、渗碳工艺：气体渗碳法,固体渗碳,离子渗碳 3、渗碳层厚度由表面到过度层一半处的厚度：一般为-2mm; 4、渗碳层表面含碳量：以%%为最好; 5、用刚：为含的低碳钢和低碳合金钢;碳高则心部韧性降低; 6、热处理：常用方法是渗碳缓冷后,重新加热到Ac1+30-50℃淬火分三类： 遇冷直接淬火、一次淬火、二次淬火+低温回火; 7、组织：表层：高碳M回+颗粒状碳化物+A少量心部：低碳M回+铁素体 淬透时、铁素体+索氏体 8、应用：拖拉机履带板,坦克履带板 第一章金属的晶体结构 决定材料性能的三个因素：化学成分、内部结构、组织状态 金属：具有正的电阻温度系数的物质。金属与非金属的主要区别是金属具有正的电阻温度系数和良好的导电能力。 金属键：处以聚集状态的金属原子，全部或大部分贡献出他们的价电子成为自由电子，为整个原子集体所共有，这些自由电子与所有自由电子一起在所有原子核周围按量子力学规律运动着，贡献出价电子的原子则变为正离子，沉浸在电子云中，依靠运动于其间的公有化的自由电子的静电作用结合起来，这种结合方式叫做金属键。 双原子模型： 晶体：原子在三维空间做有规则周期性重复排列的物质叫做晶体。晶体的特性：1、各向异性2、具有一定的熔点。 空间点阵：为了清晰地描述原子在三维空间排列的规律性，常将构成晶体的实际质点忽略，而将其抽象为纯粹的几何点，称为阵点或节点，这些阵点可以是原子或分子的中心，也可以是彼此等同的原子团或分子团的中心，各个阵点的周围环境都相同。做许多平行的直线将这些阵点连接起来形成一个三维空间格架，叫做空间点阵。 晶胞：从点阵中选取的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元。 晶格常数：晶胞的棱边长度称为晶格常数，在X、Y、Z轴上分别以a、b、c表示。 致密度：表示晶胞中原子排列的紧密程度，可用原子所占体积与晶胞体积之比K表示。 三种典型的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 体心立方晶格：α-Fe、Cr、W、V、Nb、Mo 配位数8 致密度0.68 滑移系：{110}*<111> 共12 个堆垛顺序ABAB 面心立方晶格：γ-Fe、Cu、Ni、Al、Au、Ag 配位数12 致密度0.74 滑移系：{111}*<110> 共12 个堆垛顺序ABCABC 密排六方晶格：Zn、Mg、Be、Cd 配位数12 致密度0.74 滑移系：{0001}*<1121> 堆垛顺序ABAB 晶向族指数包含的晶向指数： 一、写出的排列二、给其中每个晶向加一个负号，分三次加三、给其中每个晶向加两个负号，分三次加 四、给每个晶向加三个负号 晶面族指数包含的晶面指数：（如果h k l 中有一个是零就写出排列各加一个负号，如果有两个零就只写出排列就行。）一、写出{h k l}的排列二、给其中每个晶面加一个负号，分三次加 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 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 T R k ?∝1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（2 1 T G ?∝?）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。 金属学与热处理总结 九、钢的热处理原理 重点内容：冷却时转变产物（P、B、M）的特征、性能特点、热处理的概念。 基本内容：等温、连续C-曲线。奥氏体化的四个过程；碳钢回火转变产物的性能特点。 热处理：将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定的速度冷却下来，让其获得所需要的组织结构和性能的一种热加工工艺。 转变产物（P、B、M）的特征、性能特点：片状P体，片层间距越小，强度越高，塑性、韧性也越好；粒状P体，Fe3C颗粒越细小，分布越均匀，合金的强度越高。第二相的数量越多，对塑性的危害越大；片状与粒状相比，片状强度高，塑性、韧性差；上贝氏体为羽毛状，亚结构为位错，韧性差；下贝氏体为黑针状或竹叶状，亚结构为位错，位错密度高于上贝氏体，综合机械性能好；低碳马氏体为板条状，亚结构为位错，具有良好的综合机械性能；高碳马氏体为片状，亚结构为孪晶，强度硬度高，塑性和韧性差。 等温、连续C-曲线。 十、钢的热处理工艺 重点内容：退火、正火的目的和工艺方法；淬火和回火的目的和工艺方法。 基本内容：淬透性、淬硬性、热应力、组织应力、回火脆性、回火稳定性、过冷奥氏体的概念。淬火加热缺陷及其防止措施。 热应力：工件在加热(或冷却)时，由于不同部位的温度差异，导致热胀(或冷缩)的不一 致所引起的应力称为热应力。 组织应力：由于工件不同部位组织转变不同时性而引起的内应力。 淬透性：是表征钢材淬火时获得马氏体的能力的特性。 淬硬性：指淬成马氏体可能得到的硬度。 回火稳定性：淬火钢对回火时发生软化过程的抵抗能力。 回火脆性：钢在一定的温度范围内回火时，其冲击韧性显著下降，这种脆化现象叫做钢的回火脆性。 过冷奥氏体：在临界温度以下处于不稳定状态的奥氏体称为过冷奥氏体。 退火的目的：均匀钢的化学成分及组织；细化晶粒；调整硬度，改善钢的成形及切削加工性能；消除内应力和加工硬化；为淬火做好组织准备。 正火的目的：改善钢的切削加工性能；细化晶粒，消除热加工缺陷；消除过共析钢的网状 一、名词解释： 1热强性：在室温下,钢的力学性能与加载时间无关,但在高温下钢的强度及变形量不但与时间有关,而且与温度有关,这就是耐热钢所谓的热强性; 2形变热处理：是将塑性变形同热处理有机结合在一起,获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法; 3热硬性：热硬性是指钢在较高温度下,仍能保持较高硬度的性能; 4固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到的热处理工艺; 5回火脆性：是指回火后出现韧性下降的; 6二次硬化：某些铁碳合金如高速钢须经多次回火后,才进一步提高其硬度; 7回火稳定性：在时,抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性; 8淬硬性：指钢在淬火时硬化能力,用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示; 9水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度1050-1100℃,视钢中碳化物的细小或粗大而定并保温一段时间每25mm壁厚保温1h,使铸态组织中的碳化物基本上都固溶 到奥氏体中,然后在水中进行淬火,从而得到单一的奥氏体组织; 10分级淬火：将奥氏体状态的工件首先淬入温度略高于钢的Ms点的盐浴或碱浴炉中保温,当工件内外温度均匀后,再从浴炉中取出空冷至室温,完成马氏体转 变; 11临界淬火冷却速度：是过冷奥氏体不发生分解直接得到全部马氏体含残留奥氏体的最低冷却速度; 12季裂：它指的是经冷变形后的金属内有拉伸应力存在又处于特定环境中所发生的断裂; 13奥氏体化：将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程; 14本质晶粒度：本质晶粒度用于表征钢加热时晶粒长大的倾向; 二、简答： 1 何为奥氏体化简述共析钢的奥氏体化过程; 答：1、将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程; 2、它是一种扩散性相变,转变过程分为四个阶段; 1形核;将珠光体加热到Ac1以上,在铁素体和渗碳体的相界面上奥氏体优先形核;珠光体群边界也可形核;在快速加热时,由于过热度大,铁素体亚边界也能形核; 2长大;奥氏体晶粒长大是通过渗碳体的溶解、碳在奥氏体和铁素体中的扩散和铁素体向奥氏体转变;为了相平衡,奥氏体的两个相界面自然地向铁素体和渗碳体两 个方向推移,奥氏体便不断长大; 3残余渗碳体的溶解;铁素体消失后,随着保温时间的延长,通过碳原子扩散,残余渗碳体逐渐溶入奥氏体; 4奥氏体的均匀化;残余渗碳体完全溶解后,奥氏体中碳浓度仍是不均匀的;只有经长时间的保温或继续加热,让碳原子进行充分地扩散才能得到成分均匀的奥氏体; 2 奥氏体晶粒大小对冷却转变后钢的组织和性能有何影响简述影响奥氏体 晶粒大小的因素; 金属学与热处理知识点总结 金属学是研究金属材料的物理特性、化学特性和力学特性，以及金属原材料的加工工艺的学科。热处理是指将金属材料通过加热、保温和冷却等工艺过程来改变金属材料的性能，改善金属材料的加工性能。本文结合实例，从金属学和热处理两个方面对相关知识点进行总结。 一、金属学 1、金属的性质 金属的性质是由元素的原子结构和组成决定的，因此，金属的物理性质、化学性质和力学性质均受它的原子结构和组成的影响。金属的主要性质有导电性、导热性、耐腐蚀性等。它们的性质决定了金属在工业生活中的重要作用。 2、金属的加工工艺 金属加工是指采用机械、热处理、电子和化学等不同类型的加工方法，改变金属原材料的形状、性能和结构，以达到使用和生产需要的加工工艺。常见的金属加工工艺有冲压、锻造、焊接、切削等。 二、热处理 1、热处理的种类 热处理是指通过加热、保温和冷却等技术，改变金属材料的组织结构，以改善材料性能的一种技术手段。热处理的分类很多，其中包括：硬化、回火、淬火、正火、调质等。 2、热处理的作用 热处理的主要作用是改变金属材料的组织结构，从而改善金属材料的性能。热处理可以增加材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性，同时热处理还可以改变材料的尺寸、形状和外观等。热处理是衡量金属材料质量的关键性步骤之一，因此，热处理技术的发展有助于提高金属材料的使用性能。 综上所述，金属学是研究金属材料的物理特性、化学特性和力学特性，及其原材料加工工艺的学科，金属加工工艺可以改变金属原材料的形状、性能和结构，以达到使用和生产需要。热处理是通过加热、保温、冷却等技术，改变金属材料的组织结构，以改善材料性能的技术手段，可以改变材料的性能、尺寸、形状和外观等。正确运用金属学和热处理知识，可以有效提高金属材料的使用性能。 ★金属的定义：金属是具有正的电阻温度系数的物质, 通常具有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽。 ★金属原子的结构特点：其最外层的电子(价电子)数很少，一般为1～2个，不超过3个。★结合力: ①金属键:共有价电子→电子云→键无方向性和饱和性②离子键: 得失价电子→正负离子③共价键: 共有电子对→键有饱和性④范德瓦尔键 : 一个分子的正电荷部位与另一分子的负电荷部位间以微弱静电引力相引而结合在一起称为分子键。 ★金属的键能：键能高，熔点、强度、模量也越高；原子半径热膨胀系数小 ★晶带轴：平行于或者相交于同一直线的一组晶面组成一个晶带，而该直线叫做晶带轴。 多晶型转变：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，称之为多晶型转变，又称为同素异构转变（重结晶，二次结晶） 第二章： 凝固：金属由液态转变为固态的过程。 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。 宏观现象：过冷 热力学条件： 微观过程：形核和长大 影响金属结晶过冷度的因素： 答：①金属的本性 ②金属的纯度 ③冷却速度；④铸造模具所用材料 形核方式：均匀形核，非均匀形核 液固界面的微观结构：具有粗糙界面(杰克逊因子<2)：垂直方式长大； 光滑界面(杰克逊因子>5)、台阶长大：二维晶核、螺型位错； 正温度梯度：平面状界面、 负温度梯度：树枝状 第三章： 二元相图： 匀晶相图：固溶体合金，适于变形成形 选择性结晶规律： 不平衡结晶:成分偏析 成分过冷：正温度梯度下可能长成树枝晶 共晶相图：适于铸造成形 伪共晶：由非共晶成分的合金所得到的共晶组织 离异共晶：共晶体中的一相依附于先析出相生长，使共晶组织特征消失 包晶相图： 铸锭三晶区的形成过程 表层细晶区：当高温液态金属倒入铸模后，靠近模壁一层的液体产生较大的过冷，结晶先 从铸模壁开始，并且模壁可以作为非均匀形核的基底，因此，在此薄层中会形成大量的晶 核，同时向各个方向生长，形成了表面细晶区。 柱状晶区：在表层细晶区形成的同时，铸模温度迅速升高，液态金属冷却速度减慢，结晶 前沿沿模壁方向过冷度迅速减小，，只有垂直模壁方向上得散热最快，因而，晶体沿垂直 与模壁方向生长而形成柱状晶。 中心等轴晶区：随着柱状晶的生长，中心部位的液体温度分布逐渐趋于平缓，各向的散热 速度趋于一致，从而晶核长大成等轴晶。 第四章 分析碳铁碳合金（钢、铁）的平衡结晶过程，画出组织示意图。 相：铁素体、奥氏体、渗碳体（共晶渗碳体、一次渗碳体，二次渗碳体、共析渗碳体）液相 组织： 铁素体 奥氏体 珠光体 莱氏体 计算相组成与组织组成物相对含量。 m m T T L G ΔΔ= 第一章金属的晶体结构 第一节金属 1 度系数为负值。 第二节金属的晶体结构 1、晶体的特征：1、具有一定的熔点 2、各向异性 非晶体为各向同性 2 3、为了清楚地表明原子在空间排列的规律性，常常将构成晶体的原子抽象为纯粹的几何点，称之为点阵。这些点阵有规则地周期性重复排列所形成的三维空间阵列称为空间点阵。常人 4 5 6 7、常见的三种晶体结构主要是指体心立方、面心立方和密排六方结构， 其中体心立方结构(BCC)每个晶胞含有2原子，其原子配位数为8，致密度是68% 面心立方结构(FCC)每个晶胞含有4原子，其原子配位数为12；致密度是74% 密排六方结构(HCP)每个晶胞含有6原子，其原子配位数为12，致密度是74% 。 8、密排面的堆垛顺序是AB AB AB……，构成密排六方结构 ABCABCABC……，构成面心立方结构 9、通常以[uvw]表示晶向指数的普遍形式 原子排列相同但空间位向不同的所有晶向成为晶向族， 金属学与热处理第二版复习总结 哈工大（威海) 14级苏同学 此文档只总结了部分重要概念与影响因素(不包含第八章、第十二章、第十三章) 另外，第十章、十一章的热处理的具体工艺也是重点,此文档没有涉及。 概念 金属最外层的电子数很少，一般为1～2个，不超过3个。 金属键 ➢原子共用自由电子形成 ➢无饱和性和方向性。 金属晶体 原子排列密度高，能变形，导电，导热。 金属原子特点 ➢外层电子少,易失去 ➢有自由电子 ➢金属离子与自由电子形成键。 ➢金属键无方向性 ➢有良好的塑性 晶体：各向异性是晶体区别于非晶体的一个重要标志 柏氏矢量的意义及特征 ➢反映位错的点阵畸变总量 ➢反映晶体的滑移量及方向 ➢与位错线有确定的位置关系 ➢具有守恒性 相界 共格界面、半共格界面、非共格界面三类。共格界面界面能最低➢界面处晶体缺陷集中，原子能量高 ➢界面是氧化、腐蚀的优先发生地 ➢界面是固态相变的有效形核位置 ➢界面原子的扩散速度远高于晶内 ➢存在内吸附现象.异类原子可降低界面能时,会向界面偏聚 ➢界面阻碍位错运动，组织越细小,强度硬度越高 ➢界面能越大，界面迁移速度越大;晶粒长大可以降低界面能. 固溶体结晶的特点 （１）异分结晶:固相成分与液相成分不同，晶体与母相成分不同称为异分结晶（选择结晶）。 (２）固溶体结晶需要在一定的温度范围:每一温度下，结晶出一定数量的固相.温度的降低，固相的数量增加成分分别沿着固相线和液相线变化 非平衡凝固总结: （1）固相平均成分线和液相平均成分线偏离固相线与液相线. 冷却速度越快，偏离越严重 （2）固溶体成分不均匀。 先结晶部分总是富高熔点组元，后结晶的部分富低熔点组元。 区域偏析、晶内偏析、枝晶偏析 (3）结晶温度。凝固终结温度低于平衡凝固时的终结温度。 金属学与热处理复习归纳 晶向指数[UVW]，晶向族 学习好资料欢迎下载 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。 晶格类型晶胞中的原子数原子半径配位数致密度 体心立方243a868% 面心立方442a1274% 密排六方621 a1274% 晶格类型fcc(A1)bcc(A2)hcp(A3) 间隙类型正四面体正八面体四面体扁八面体四面体正八面体间隙个数84126126 23 a a 原子半径 r A4a 42 32 a a 53 a 2 3 a 6 2 a 2 1 a 间隙半径 r B 22 444442 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。 金属学与热处理知识点总结LT 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。 奥氏体与铁素体的异同点： 相同点：都是铁与碳形成的间隙固溶体；强度硬度低，塑性韧性高。 不同点：铁素体为体心结构，奥氏体面心结构；铁素体最高含碳量为0.0218%，奥氏体最高含碳量为2.11%，铁素体是由奥氏体直接转变或由奥氏体发生共析转变得到，奥氏体是由包晶或由液相直接析出的；存在的温度区间不同。 二次渗碳体与共析渗碳体的异同点。 相同点：都是渗碳体，成份、结构、性能都相同。 不同点：来源不同，二次渗碳体由奥氏体中析出，共析渗碳体是共析转变得到的；形态不同二次渗碳体成网状，共析渗碳体成片状；对性能的影响不同，片状的强化基体，提高强度，网状降低强度。 成分、组织与机械性能之间的关系：如亚共析钢。亚共析钢室温下的平衡组织为F＋P，F 的强度低，塑性、韧性好，与F相比P强度硬度高，而塑性、韧性差。随含碳量的增加，F量减少，P量增加（组织组成物的相对量可用杠杆定律计算）。所以对于亚共析钢，随含碳量的增加，强度硬度升高，而塑性、韧性下降 五、三元合金相图 重点内容：固态下无溶解度三元共晶相图投影图中不同区、线的结晶过程、室温组织。 基本内容：固态下无溶解度三元共晶相图投影图中任意点的组织并计算其相对量。 三元合金相图的成分表示法；直线法则、杠杆定律、重心法则。 六、金属及合金的塑性变形与断裂 重点内容：体心与面心结构的滑移系；金属塑性变形后的组织与性能。 基本内容：固溶体强化机理与强化规律、第二相的强化机理。霍尔——配奇关系式；单晶体塑性变形的方式、滑移的本质。 塑性变形的方式：以滑移和孪晶为主。 滑移：晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对另一部分作相对的滑动。滑移的本质是位错的移动。 体心结构的滑移系个数为12，滑移面：{110}，方向<111>。面心结构的滑移系个数为12，滑移面：{111}，方向<110>。 金属塑性变形后的组织与性能：显微组织出现纤维组织，杂质沿变形方向拉长为细带状或粉碎成链状，光学显微镜分辨不清晶粒和杂质。亚结构细化，出现形变织构。性能：材料的强度、硬度升高，塑性、韧性下降；比电阻增加，导电系数和电阻温度系数下降，抗腐蚀能力降低等。 七、金属及合金的回复与再结晶 重点内容：金属的热加工的作用；变形金属加热时显微组织的变化、性能的变化，储存能的金属学及热处理要点总结
金属学与热处理总结前七章
金属学与热处理2总结
金属学与热处理期末复习总结
金属学与热处理知识点总结
金属学与热处理资料总结试用期末复习考研哈尔滨工业大学(哈工大)重庆大学(重大)
金属学与热处理-期末复习重点
金属学与热处理第二版 复习总结
金属学与热处理复习归纳
金属学与热处理基础知识总结
金属学与热处理知识点总结
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