金属材料学复习.doc

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1、碳钢分类方法：1．按钢中碳含量分类（1）铁碳合金按Fe-Fe3C相图分类亚共析钢：0.0218%≤wc≤0.77%共析钢：wc=0.77%过共析钢：0.77%＜wc≤2.11%（2）按钢中碳含量，碳钢通常可分为低碳钢：wc≤0.25%中碳钢：0.25%＜wc≤0.6%高碳钢：wc＞0.6%2．按钢的质量（品质），碳钢可分为（1）普通碳素钢：wS≤0.05%，wP≤0.045%（2）优质碳素钢：wS≤0.035%，wP≤0.035%（3）高级优质碳素钢：wS≤0.02%，wP≤0.03%（4）特级优质碳素钢：wS≤0.015%，wP≤0.025%3．按钢的用途分

2、类，碳钢可分为（1）普通碳素结构钢：主要用于各种工程构件，如桥梁、船舶、建筑构件等。也可用于不太重要的机件。（2）优质碳素结构钢：主要用于制造各种机器零件，如轴、齿轮、弹簧、连杆等。（3）碳素工具钢：主要用于制造各种工具，如刃具、模具、量具等。（4）铸造碳素钢：主要用于制造形状复杂且需一定强度、塑性和韧性零件。4．按钢冶炼时的脱氧程度分类，可分为（1）沸腾钢：是指脱氧不彻底的钢，代号为F。（2）镇静钢：是指脱氧彻底的钢，代号为Z。（3）半镇静钢：是指脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，代号为b。（4）特殊镇静钢：是指进行特殊脱氧的钢，代号为TZ。合金钢分类按钢中合

3、金元素总质量分数，合金钢分为：低合金钢（Me总质量分数小于5%）中合金钢（Me总质量分数在5%~10%）高合金钢（Me总质量分数大于10%）间隙原子的溶解度随间隙原子尺寸的减小而增加，即按B，C，N，O，H的顺序而增加。合金元素对相区影响（1）γ相稳定化元素γ相稳定化元素使A3降低，A4升高，促使奥氏体形成。①启γ相区(无限扩大γ相区)Mn、Ni、Co，与γ-Fe无限固溶②扩展γ相区(有限扩大γ相区)C、N、Cu、Zn、Au，与γ-Fe有限固溶（2）α相稳定化元素A4降低，A3升高，促使铁素体形成。①闭γ相区(无限扩大α相区)Si、Al和强碳化物形成元素C

4、r、W、Mo、V、Ti及P、Be等。含Cr量小于7%时，A3下降；含Cr量大于7%时，A3才上升。①缩小γ相区(但不能使γ相区封闭)B、Nb、Zr、Ta等。合金元素对碳的扩散的影响强碳化物形成元素阻碍碳的扩散，降低碳原子的扩散速度；弱碳化物形成元素Mn以及大多数非碳化物形成元素则无此作用，甚至某些元素如Co还有增大碳原子扩散的作用。l普通碳素结构钢牌号中数字代表屈服点数值；l优质碳素结构钢中两位数字代表钢中平均碳的质量分数的万倍；l碳素工具钢中数字表示碳的质量分数的千倍。层错能越低，钢的加工硬化趋势增大。高Ni钢易于变形加工，Ni、Cu和C等元素使奥氏体层错能

5、提高。高Mn钢则难于变形加工，Mn、Cr、Ru和Ir则降低奥氏体的层错能。Me对共析转变温度的影响扩大γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度下降；缩小γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度上升。Me对共析点（S）和共晶点（E）成分的影响几乎所有合金元素都使共析点碳含量降低；共晶点也有类似的规律，尤其以强碳化物：a.较高的强度与韧性　工程结构钢主要是承受各种载荷，要求有较高的强度与韧性。　工程结构钢一般在-５０～１００℃范围内使用，需具有较高的低温韧性。低温韧性的指标是韧-脆转化温度FATT50(℃)。b.良好的焊接性和成形工艺性。c.良好的耐腐蚀性。影响钢

6、的冲击韧性和韧-脆转化温度的因素有含碳量,晶粒尺寸，固溶元素，弥散析出相和非金属夹杂物等。焊接要求：焊缝与母材有牢固的结合，强度不低于母材，焊缝周围有较高的韧性，没有焊接裂纹。焊接裂纹产生的原因：焊接是一次热处理过程，电弧移走以后，焊缝的热量被周围的母材迅速吸收，使焊缝的冷却速度很大，发生局部淬火，产生相变，产生很大的内应力。热影响区由于温度高而引起晶粒粗化。这些都促使焊接裂纹产生。合金元素对工程结构钢焊接性的影响合金元素增加钢的淬透性，焊后冷却时发生马氏体相变，升高内应力；钢中的碳增高马氏体的比容和硬度，引起内应力增加；降低Ms点，使马氏体转变温度降低，导致

7、塑性变差；钢中含氢量高将使钢的塑性下降，引起氢脆。碳当量：把合金元素对焊接性的影响折合成碳的作用。用碳当量判断焊接性的好坏。铜和磷共同作用对抗大气腐蚀最为有效。控制轧制、控制冷却工艺的最终目的是：细化晶粒。与相同含碳量的铁素体-珠光体组织相比，经贝氏体相变强化低碳贝氏体钢有更高的强度和良好的韧性，屈服强度490～780MPa。显著推迟先共析铁素体和珠光体转变，而较少推迟贝氏体的转变的主要合金元素是：钼和硼。与上贝氏体相比，下贝氏体有更高的强度和低的多的FATT50（℃）。双相钢组成：20～30％马氏体，80～70％铁素体减少硫化物的方式：a-减少钢液中的含硫量

8、；b-钢液中加入稀土金属，反应吸收S元