《金属学与热处理》复习资料.pdf

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1、《金属学与热处理》2010《金属学与热处理》复习资料第一章.金属概述（3学时）一、基本概念●金属定义：(1)具有正的电阻温度系数的物质。(2)具特有光泽而不透明（对可见光强烈反射的结果），富有展性、延性及导热性、导电性的这一类物质。●合金定义：一种金属元素与另一种或几种其它元素，经熔炼或其它方法结合而成的具有金属特性的物质。二、影响金属主要性能的主要因素①化学成分不同，性能不同；②化学成分相同，处理方式不同，性能不同。§提高材料性能的主要途径：一方面改变材料的化学成分；另一方面改进材料的生产工艺，进而改变材料内部的组织结构与性能。三

2、、材料不同层次的结构1）原子结构：取决于原子种类2）晶体结构：原子在空间的排列方式3）组织结构（显微组织）四、影响金属材料结构的主要因素材料的组织结构取决于:1原子种类;2内部原子排列的方式;3合金元素的存在方式;《金属学与热处理》20104内部不同尺度的各种结构缺陷五、金属冶炼的实质和主要步骤金属冶炼的实质：把金属从矿石中提炼出来金属冶炼的步骤1)矿石的富集除去杂质，提高矿石中有用成分的含量2)冶炼利用氧化还原反应，在一定条件下，用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质。3)精炼提高金属的纯度第二章.金属及合金的塑性变形与

3、断裂（6学时）一、金属的塑性变形金属塑性变形的本质和规律；塑性变形对金属组织和性能的影响；§塑性变形对组织结构的影响1.显微组织的变化2.亚结构的细化3.形变织构§性能的变化对性能的影响1.力学性能：利:深冲板材变形控制;弊：制耳。(各向异性)2.物理性能:硅钢片{100}[100]织构可减少铁损。a使金属及合金的比电阻增加，导电性能和电阻温度系数下降，热导率也略为下降。b提高金属的内能，使其化学活性提高，腐蚀速度增快。c金属中的晶体缺陷（位错及空位）增加，因而使扩散激活能减少，扩散速度增加。§残余内应力1.第一类残余应力（Ⅰ

4、）：宏观内应力，由整个物体变形不均匀引起。第二类残余应力（Ⅱ）：微观内应力，由晶粒变形不均匀引起。第三类残余应力（Ⅲ）：点阵畸变，由位错、空位等引起。80-90%。2消除：去应力退火。《金属学与热处理》20103利：预应力处理，如汽车板簧的生产。弊：引起变形、开裂,如黄铜弹壳的腐蚀开裂。二、单晶体的塑性形变●滑移：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和晶向(滑移方向）产生相对位移，且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。●孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀切

5、变并形成晶体取向的镜面对称关系。三、多晶体的塑性形变晶粒之间变形的协调性1）原因：各晶粒之间变形具有非同时性。2）要求：各晶粒之间变形相互协调。（独立变形会导致晶体分裂）3）条件：独立滑移系5个。（保证晶粒形状的自由变化）晶界对变形的阻碍作用晶界对变形的影响:滑移、孪生多终止于晶界,极少穿过。●固溶强化（固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。）●细晶强化（通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬度、塑性和韧性的方法称细晶强化。）●加工硬化(随着变形程度的增加，材料的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降，这一现

6、象即为加工硬化或形变强化。)《金属学与热处理》2010※没有加工硬化,金属就不会发生均匀塑性变形。※加工硬化是强化金属的重要手段之一，对于不能热处理强化的金属和合金尤为重要。●弥散强化(在晶内呈颗粒状弥散分布时，第二相颗粒越细，分布越均匀，合金的强度、硬度越高，塑性、韧性略有下降，这种强化方法称弥散强化或沉淀强化。)四、金属韧性断裂与脆性断裂的主要类型、定义、特征●塑性断裂又称为延性断裂，断裂前发生大量的宏观塑性变形，断裂时承受的工程应力大于材料的屈服强度。塑性断裂分为解理、准解理、韧窝、沿晶及疲劳断裂等。1、材料因素（内在

7、因素）①晶体特征（晶体结构、位错）②化学成分③显微组织（晶粒大小，各相，第二相，夹杂）④处理工艺（热处理、强化处理）2、环境因素（外因）①.裂纹和应力状态的影响②温度的影响③其他影响因素.例如环境介质对断裂有很大影响，某些金属与合金在腐蚀介质和拉应力的同时作用下，产生应力腐蚀断裂。金属材料经酸洗、电镀，或从周围介质中吸收氢之后，产生氢脆断裂。第三章金属的回复与再结晶（4学时）一、金属的回复与再结晶（1）回复与再结晶的概念和应用；《金属学与热处理》2010●回复是指冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生改变前（即在再结晶晶粒形

8、成前）所产生的某些亚结构和性能的变化过程。●冷变形后的金属加热到一定温度或保温足够时间后，在原来的变形组织中产生了无畸变的新晶粒，位错密度显著降低，性能也发生显著变化，并恢复到冷变形前的水平，这个过程称为再结晶。（2）冷变形金属在加