金属学基础知识

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1、共析钢、亚共析钢、过共析钢1.共析钢碳溶解在铁的晶格屮形成固溶体，碳溶解到a——铁屮的同溶体叫铁素体，溶解到Y——铁屮的固溶体叫奥氏体。铁索体与奥氏体都具有良好的塑性。当铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体或奥氏体中吋，剩余出来的碳将•铁形成化合物——碳化铁（Fe3C）这种化合物的品体组织叫渗碳体，它的硬度极高，塑性儿乎为零。从反映钢的组织结构与钢的含碳量和钢的温度Z间关系的铁碳平衡状态图上可见，当碳的含屋正好等于0.77%吋，即相当于合金中渗碳体（碳化铁）约占12%,铁素体约占88%时，该合金的相变是在恒温

2、下实现的。即在这种特定比例卜的渗碳休和铁索体，在发牛相变时，如果消失两者同时消失（加热时），如果出现则两者乂同时出现，在这一点上这种组织与纯金属的相变类似。基于这个原因，人们就把这种由特定比例构成的两相组织当作一种组织来看待，并只命名为珠光体，这种钢就叫做共析钢。即含碳量正好是0.77%的钢就叫做共析钢，它的组织是珠光体。2.亚共析钢常用的结构钢含碳屋大都在0.5%以下，由于含碳量低丁•0.77%,所以组织中的渗碳体量也少于12%,于是铁素体除去一•部分要与渗碳体形成珠光体外，还会有多余的出现，所以这种钢

3、的组织是铁素体+珠光体。碳含量越少，钢组织中珠光体比例也越小，钢的强度也越低，但赠性越好，这类钢统称为亚共析钢。3.过共析钢工具川钢的含碳量往往超过0.77%,这种钢纽织屮渗碳体的比例超过12%,所以除与铁素体形成珠光体外，述有多余的渗碳体，于是这类钢的纟R织是珠光体+渗碳体。这类钢统称为过共析钢。二、有关钢材机械性能的名词1.丿出:服点（os）钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产牛屈服现象时的最小应力值即为屈服点。设Ps为屈

4、服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点os=Ps/Fo（MPa）,Mpa称为兆帕等于N（牛顿）/mm2,（MPa=106Pa,Pa：帕斯卡=N/m2）2.屈服强度（g0.2）冇的金属材料的屈服点极不明显，在测量上冇困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余赠性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度。0.2。1.抗拉强度（cb）材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

5、设Pb为材料被拉断前达到的最人拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度ob=Pb/Fo（MPa）o4.伸长率（5s）材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。2.屈强比（os/ob）钢材的丿出;服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为丿出:强比。丿屮:强比越大，结构零件的可靠性越高，一燉碳索钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86o3.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表而的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。

6、常用的硬度指标冇布氏硬度、洛氏便度和维氏硬度。⑴布氏硬度（HB）以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载示，负荷与其压痕而积之比值，即为布氏硬度值（HB）,单位为公斤力/mm2（N/mm2）。⑵洛氏硬度（HR）当HB>450或者试样过小时，不能采川布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120。的金刚石圆锥体或胃径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料便度的不同，分三种不

7、同的标度来表示：HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于唤度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硕度，用于硕度很高的材料（如淬火钢等）。⑶维氏硬度（HV）以120kg以内的载荷和顶角为136。的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）三、有关钢的热处理的名词1•钢的退火将钢加热到一定温度并保温一

8、段吋间，然后使它慢慢冷却，称为退火。钢的退火是将钢加热到发牛•和变或部分和变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高槊性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，乂为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。1.钢的正火止火是将钢加热到临界温度以上，使钢