工程材料重点内容 考试必备

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1、材料的分类：金属（黑色（钢与铸铁），有色），无机非金属，高分子（塑料合成纤维橡胶等）力学性能指标：强度，塑性，硬度（HRA75~85B25~100C20~67），冲击韧度，疲劳极限晶体：是指其中的原子(或离子)呈规则的周期性排列的物质（各向异性：原子排列以及结合力不同导致不同方向不同的性能）晶格：体心立方，面心立方，密排六方。晶面：晶格中原子中心所构成的平面晶向：晶体中穿过两个以上原子中心的方向（直）线立方晶格中，具有相同指数的晶面与晶向之间是相互垂直的立方晶系：晶向指数【】晶向族<>晶面指数（

2、）晶面族{}由于晶体中不同晶面和晶向上的原子密度不同，导致了晶体在不同方向上的性能不同的现象。晶体缺陷：点（空位，间隙，置换）线（刃型螺栓位错）面。提高位错密度是目前提高金属强度的常用手段；晶粒细化：通过细化晶粒提高金属材料强度和韧性的的方法称为“细晶强化”过冷度：实际结晶温度（Tn）与理论结晶温度（T0）之差ΔT越大则ΔF越大、则结晶驱动越大，结晶倾向也越大。过冷是金属结晶的必要条件。结晶：形核（均匀（过冷度越大，形核越容易），自发）与晶核长大（条件是液固界面取得动态过冷度）金属铸锭：由表层面

3、细、柱状和中心等轴晶粒区。冷却速度↑→ΔΤ↑，则N（形核率）/G（生长率）↑→d晶↓→机械性能↑。变质处理：人们为了得到优良性能的细晶粒时，通常故意加入某些难溶杂质（称“人工晶核”）来增加形核率。细化晶粒的方法：变质处理，增大过冷度，振动搅拌。相：在金属或合金中凡是具有相同成分、相同结构并与其他部分有界面分开的，均匀的组成部分，称之为相。固溶体定义：在固态下溶质原子以不同方式进入固态金属溶剂组元的晶格中，这样所形成的新相称为固溶体。（分为置换（原子直径相近时，可以形成无限固溶体后者不可）间隙）相

4、图：在合金系中，合金在平衡条件下，各相的存在状态与温度、成分间关系的图解。共晶反应：在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出成分一定且不相同的两个固相的转变，称为共晶转变（或共晶反应）弥散硬化：从固溶体中析出的二次相以细小粒子、均匀、弥散地分布于基体中，使合金的强度、硬度提高的现象碳素钢：小于2.11锰：是有益元素，脱氧剂。碳钢中含锰量通常<0.8%锰具有较强脱氧能力。能减轻硫的有害作用，溶于铁素体，固溶强化；硅：是有益元素，脱氧剂。碳钢中含硅量通常<0.4%其脱氧能力>锰。能溶于铁素体，固溶强

5、化；硫：有害元素。产生热脆。含量必须严控，S与Fe合成FeS，与Fe形成熔点为985℃的共晶体，分布于奥氏体晶界上，由于其熔点低于材料热加工的开始温度（1150-1250℃），因此，热加工时易造成晶界开裂，使钢变脆；磷：有害元素，产生冷脆。含量必须严控，磷溶于铁素体虽然提高强度，但在室温下钢的塑性和韧性急剧下降，而使钢变脆；氧：不利，降低刚的强度和塑性；氮：硬度，强度，塑性下降，脆性增大；氢：造成氢脆，白点。低碳钢（08~25）0.25中（35~50）0.6高，普通：s≤0.055%，p≤0.0

6、45优质s≤0.04，p≤0.04；高级优质s≤0.03p≤0.03用途分：碳素结构钢，工具钢碳素结构钢：以0.01%含碳量为单位，40钢表示0.4%，Q(屈服强度)，ABCD高，F：沸腾钢B半镇静Z镇静TZ特殊镇静；工具钢：以0.10%含碳量为单位。若为高级优质碳素工具钢，则在钢号末端附以“高”或“A”字，铸钢“ZG”后面两组数字，第一组代表最低屈服强度；第二组数代表最低抗拉强度值。铸态金属特点：组织粗大、不均匀、不致密、偏析。单晶体变形有滑移（晶体的一部分对于另一部分沿一定晶面和晶向发生相对

7、滑动，滑动后原子处于新的稳定位置；滑移通常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生；体心滑移向，面，系数2,6，12，面心3,4，12，密排：底面对角线，底面，3），孪生（外力作用下以产生孪晶的方式进行的切变过程，前后晶体结构不变化，均匀，前者不均匀）多晶体的塑性变形特点：各晶粒不能同时成形，各晶粒变形的不均匀性，各变形晶粒相互协调。加工硬化：经过冷态下塑性变形之后，金属的强度和硬度随变形量的增加而增加，同时塑性却随之降低，这种现象叫做“加工硬化”或“冷作硬化”。冷变形对金属结构的影响：改变金属的微

8、观组织，位错密度增加，亚结构细化，产生变形织构。再结晶温度以下的加工称为冷加工；以上的加工称为热加工（它的回复再结晶称为动态…）。冷变形金属加热时：回复（不需要孕育期）、再结晶及晶粒长大冷塑性变形对金属：产生加工硬化（变形增大，强度硬度升高，塑性韧性降低，这一现象叫做冷作硬化），产生各向异性，对物理化学性能的影响。回复：冷变形后的金属在较低温度加热时，金属中的一些点缺陷和位错的迁移而引起某些晶内变化称为回复。回复的性能变化：回复后强度和塑性无明显变化，而内应力消除，脆性降低。理化性能↑(耐蚀性、