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1、《工程材料学》总结第一部分:晶体结构与塑性变形一、三种典型的金属晶体结构1.bcc、fcc、hcp的晶胞结构、内含原子数,致密度、配位数。2.立方晶系的晶向指数[uvw]、晶面指数(hkl)的求法和画法。3.晶向族〈…〉/晶面族{…}的意义(原子排列规律相同但方向不同的一组晶向/晶面,指数的数字相同而符号、顺序不同),会写出每一晶向族/晶面族包括的全部晶向/晶面。4.bcc、fcc晶体的密排面和密排方向。密排面密排方向fcc{111}<110>bcc{110}<111>二、晶体缺陷1.点缺陷、线缺陷、面缺陷包括那些具体的晶体缺陷。如:位错是线缺陷,晶界(包括亚晶界
2、)是面缺陷三、塑性变形与再结晶1.滑移的本质:滑移是通过位错运动进行的。2.滑移系=滑移面+其上的一个滑移方向。滑移面与滑移方向就是晶体的密排面和密排方向。3.强化金属的原理及主要途径:阻碍位错运动,使滑移进行困难,提高了金属强度。主要途径是细晶强化(晶界阻碍)、固溶强化(溶质原子阻碍)、弥散强化(析出相质点阻碍)、加工硬化(因塑变位错密度增加产生阻碍)等。4.冷塑性变形后金属加热时组织性能的变化过程:回复→再结晶→晶粒长大。8性能变化:回复:不引起硬度大的变化;再结晶:硬度大幅度降低5.冷、热加工的概念冷加工:在再结晶温度以下进行的加工变形,产生纤维组织和加工硬
3、化、内应力。热加工:在再结晶温度以上进行的加工变形,同时进行再结晶,产生等轴晶粒,加工硬化、内应力全消失。6.热加工应使流线合理分布,提高零件的使用寿命。第二部分:金属与合金的结晶与相图一、纯金属的结晶1.为什么结晶必须要过冷度?2.结晶是晶核形成和晶核长大的过程。3.细化晶粒有哪些主要方法?(三种方法)二、二元合金的相结构与相图1.固溶体和金属化合物的区别。(以下哪一些是固溶体,哪一些是金属化合物:α-Fe、γ-Fe、Fe3C、A、F、P、L’d、S、T、B上、B下、M片、M条?)2.匀晶相图①在两相区内结晶时两相的成分、相对量怎样变化?②熟练掌握用杠杆定律计算
4、的步骤:⑴将所求材料一分为二,⑵注意杠杆的位置和长度,⑶正确列出关系式。3.共晶(析)相图①熟悉共晶(析)相图的基本形式(水平线、一变二)。②会区分共晶(析)体、先共晶(析)相、次生相(二次相)。注意:共晶成分与共晶反应成分范围的区别共晶成分具有最好的铸造性能③会在相图中填写组织组成物(或相组成物)8,掌握不同合金在室温时的平衡组织,会熟练应用杠杆定律计算相组成物和组织组成物的相对量(重点)。三、Fe-Fe3C相图(重点)1.默绘相图并牢记共晶转变和共析转变的温度与各相成分。2.掌握各类合金平衡结晶过程与室温时的平衡组织,会画符合要求的平衡组织示意图:①各组织组成
5、物的形态,②在相图上标注各组织组成物。3.会用杠杆定律计算相组成物和组织组成物的相对量。第三部分:各类材料与钢铁热处理(重点)一、各类材料的牌号、热处理和用途1.会根据牌号确定钢的化学成分(碳及合金元素的含量范围)。①结构钢钢号特征:前二位数字(万分比)普通碳素结构钢(如Q235等)、普通低合金钢(如Q295等)包括:⑴工程构件用钢:含碳量小于0.20%。热处理:热轧空冷后(相当于正火)直接使用⑵机器零件用钢:按含碳量区分,由低到高是渗碳钢(0.10-0.25%)(碳素钢:15,20,合金钢:20Cr,20CrMnTi,20CrMnMo,18Cr2Ni4WA)热处
6、理:表面渗碳+淬火+低温回火组织:外表面,中部,心部用途:齿轮调质钢(0.35-0.50%)(碳素钢:40,45;合金钢:40Cr,35CrMo,40CrNiMo)、热处理:调质处理,即淬火+高温回火组织:S回用途:轴,弹簧钢(0.50-0.90%)(碳素钢:0.6-0.9%,70,)8(合金钢:0.5-0.7%,65Mn(小),55Si2Mn,60Si2Mn(中),50CrVA(大))热处理:(热成型)淬火+中温回火,组织:T回(冷成型)A化,然后在500-550℃等温,组织:索氏体用途:汽车板簧滚动轴承钢(约1.0%)(合金钢:GCr15,GCr15SiMn)
7、热处理:淬火+低温回火+冷处理组织:M回+弥散碳化物用途:轴承②工具钢钢号特征:前一位或无数字(千分比)例如:碳素工具钢(T+数字,T:碳的汉语拼音,数字:C含量千分比),合金钢:如高速钢包括:⑴刃具用钢:碳素工具钢:C:0.65-1.25%;T7(A)-T12(A)热处理:水(油淬)+低温回火低合金刃具钢:C=0.75-1.25%,8MnSi,9SiCr热处理:油淬+低温回火高速钢:C:0.7-1.9%,W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2(C»1.0%)热处理:高温(油)淬火+多次高温回火⑵模具用钢:冷作模具钢:C量大于0.90%的工具钢,如:T10A,9Mn
8、2V热处理