金属材料及热处理.docx

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1、金属材料及热处理（自己重新整理后，按照教学大纲总结的知识点，一个字一个字敲出来的，公共福利。）第一章绪论1、金属学：关于金属材料的科学，它的中心内容是研究金属和合金的成分、结构、纽织和性能，以及它们Z间的相互关系和变化规律。2、组织：指用肉眼或借助于乞种不同放大倍数的显微镜所观察到的材料内部的情呆,包括晶粒的大小、形状、利啖以及各种晶粒Z间的相对数量和相对分布。3、结构：指原子集合体中各原子的具体纽合状态。4、金属材料：在所有应用材料中，凡山金属元素或以金屈元素为主血形成的，并具有一般金属特性的材料通称为金屈材料（材料的分类）

2、。5、金属材料的一般特性:I、工艺性能：它能否适应这些工艺过程的要求，适应的程度如何，是决定它能否进行生产，或如何进行生产的重要因素；金属材料所具有的那种能够适应实际生产工艺要求的能力统称工艺性能，例如铸造性、锻造性、深冲性、焊接性等。n.使用性能：金属材料制作成工件后，在使用过程中，则要求它能适应或抵抗作用到它上而的各种作用。金属材料满足这些要求的能力，它包括力学性能、抗腐蚀性能（或化学性能）、耐热性能等等。6、决定金属材料性能的基本因素：纽成金属材料的主要元素是金属元素；金属的原子结构具有区别于英它元素的重要特点之一是外层

3、电子较少；这一特性决定了金属原子间结合键（金属键）的特点，这个结合键的特点又在-定程度上决定了内部原子集合体的结构特征（面心立方、体心立方、六方结构等）。金属材料的化学成分（原子序数）不同，性能不同；同一种成分，它的某些性能仍然可以在相当大的范围内发生显著变化（同素异形休）；同一种化学成分的臬种金屈材料的不同制件，其性能之差可以很大程度。山此可见，金屈材料的性能山化学成分、结构、组织因素决定的，金属材料的多变性,也止是通过这三个因素的多变性而表现出來的。第二章钢的热处理和工艺1、热处理定义：钢的热处理是通过加热、保温和冷却的方

4、法，來改变钢内部纽织结构,从而改善其性能的一种工艺。2、奥氏体形成的热力学：根据Fe-Fe3C状态图可知，当把钢缓慢加热到共析温度以上时，珠光体将向奥氏体转变。钢在热处理时，通常第一道工序就是把钢加热，使之形成奥氏体组织。将共析钢加热至Al（PSK）以上可获得完全的奥氏体；亚共析钢必须加热至A3线（GS）；过共析钢Acm线（ES）以上才能获得单相奥氏体。从铁碳相图可知，任何成分碳钢加热到Acl以上，珠光体就向奥氏体转变；加热到Ac3或Accm以上，将全部变为奥氏体。这种加热转变称奥氏体化。3、奥氏体的形成过程：扩散性相变，转变

5、过程分为四个阶段进行。（1）形核：光体加热到Acl以上，在铁素休和渗碳体的相界面上奥氏休优先形核。根据相变的一般规律，临界晶核的生成是需要一定的能量起伏和浓度起伏。相界、晶界、亚品界、位错、非金属夹杂等局部区域的0山能高，这些区域具有较大的能量起伏和浓度起伏,因而有利于奥氏体品核的形成。这是因为在柑界面上原子排列不规则，处于能昴较高状态,具备形核所需的结构起伏和能最起伏条件，同时相界面上处于碳浓度过渡，易出现浓度起伏,符合奥氏体所需的碳浓度，所以奥氏体晶核优先在相界而上形成。（2）长大：奥氏体在铁索体和渗碳体相界而上形核后，建

6、立起界而浓度平衡，在奥氏体和铁素休内部出现浓度差，碳原子山高浓度向低浓度扩散，使C2、C4浓度降低，而C1、C3升高，从而破坏浓度平衡；必须通过渗碳体逐渐溶解，以提高C2、C4,同时产生a->Y转变，以降低Cl、C3,维持界面浓度平衡。这样所进行的碳原子扩散，渗碳体溶解，Y点阵重构的反复，奥氏体逐渐长大。实验表明，铁素体向奥氏体的转变速度，往往比渗碳体的溶解要快，因此珠光体中铁素体总比渗碳体消失得早。（3）残余渗碳体的溶解：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，使奥氏体逐渐趋近共析成分。（4

7、）奥氏体的均匀化：余渗碳体完全溶解后，奥氏体中碳浓度仍是不均匀的，原是渗碳体的位置碳浓度较高，原是铁素体的位置碳浓度较低。为此必须继续保温，通过碳原子扩散，获得均匀化奥氏体。加热时奥氏体化程度会直接影响冷却转变过程，以及转变产物的组成和性能。4、奥氏体等温形成动力学：山共析碳钢的奥氏体等温形成曲线可知随加热温度升高，奥氏体化过程的四个阶段都加速；奥氏体均匀化时间远大于转变基本完成及残余渗碳体溶解的吋间。奥氏体界而的移动速度与碳在奥氏体中的扩散系数以及浓度梯度成止比，而与界而上的碳浓度差成反比。山于渗碳体与奥氏体相界面上高的碳浓

8、度差以及渗碳体本身复杂的晶体结构，使得奥氏体向渗碳体方向的长大速度远比向铁素体方向为小，所以铁素体向奥氏体的转变比渗碳体的溶解要快得多。此吋所获得的奥氏体，其成分也是不均匀的。山于扩散过程落后于渗碳体的溶解，在原來是渗碳体的部位碳含量仍然很高。同样,在原來是铁素体的地方碳含最