轮机工程材料1-8章总结

1、第三章金属材料的性能一.金属材料室温下的机械性能是通过拉伸试验获得的。1 .刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧性的区别刚度一抵抗弹性形变的能力强度一而产生 塑性形变和断裂的能力塑性一产生塑，g形变而不被破坏的能力硬度一金属表面抵抗局部变形的能力冲击韧性一金属材科左动载荷作用下的性能指标1）构件的刚度取决于材料的弹性模量 E （不随各种处理而改变）和构件的形状 和截面积F大小2）强度指标一一1屈服强度（屈服极限）一2抗拉强度（强度极限一 屈服现象：除退火、热轧的低碳钢和中碳刚等少数合金有屈服现象外，多数合金都没有。屈强比：小说明材料储备强度大，工作可靠性大，潜能未充分发挥（弹性财料有较高的屈强比）3

2、）塑性1延伸率2断面收缩率4）硬度：布氏一一HBSW氏硬度小于450 HBWM度大于450, HBSS用普通碳钢、 铸铁、有色金属。特点-测量精度较高；压痕大不宜成品。洛氏一一 HRA极硬 材料（硬质合金）HRB较软材料（退火钢、有色金属）HRC较硬材料（淬火 钢、白口铸铁）其中HRC最广，不宜硬脆薄层，只表示式样局部硬度。维氏 （HM精度较前两者高，操彳麻烦。显微硬度（HM5）冲击韧性：ak断口单位面积所消耗的功。疲劳强度：动载荷无数次交变作用不知破坏的最大应力2 .高温机械性能指标：高温强度（热强度）指标一一1蠕变极限高温应力条件 下抵抗塑性形变的能力6J/t=最大应力一一2持久强度 高温

3、应力抵抗断裂的能 力（T tT=应力热硬性金属材料在高温下仍具有较高硬度二.工艺性能1 .铸造性：1）流动性2）收缩性3）偏析灰铸铁、锡青铜有很好的铸造性2 .可锻性：中低碳钢可锻性好，高碳钢差3 .可焊性：低碳钢和低合金钢优良的可焊性，灰铸铁和铝合金差4 .切削加工性5管材与型钢的冷变形工艺三.导电性导热性磁性耐腐蚀性第四章金属晶体结构和结晶1 .常见的金属晶格类型1）体心立方，晶格致密度68%代表a-Fe、W a-Cr 2） 面心立方，晶格致密度74%代表丫-Fe、Al、Cu ）密排六方晶格，致密度74% 代表 Mg、Zn、Be2 .铸锭组织1）铸锭的组织结构一一1表层细晶粒区，过冷度极大

4、，产生大量晶 核，形成细小的等轴晶粒2柱状晶粒，过冷度减小，成核数减少，结晶于散热 方向相反，形成粗大的等轴晶粒3中心等轴晶粒 各处成核几率相等，形成粗大 的等抽晶粒第五章金属的塑性变形和再结晶1 .单晶体塑性形变1）滑移 晶面的相对移动 三种典型的滑移系：晶体体方晶格回力晶格密排六面滑移面641滑移方向233滑移系12123其中滑移方向比滑移面对塑性的 影响大2）学生 晶体一部分相对另一部分发生 了一定角度的转动（两侧晶体呈镜面对称）2 .多晶粒金属的塑性变形：1）晶界影响一品界原子排列不规则，具有较高的自 由能，具有较高的抗变形能力2）多晶粒中各晶粒空间位向不同，只有那些有利 方向的晶粒先

5、开始移动，而这些晶粒又受到周围晶粒的约束，所以变形抗性增大。 3）晶粒大小的影响一晶界多 每个晶粒周围的不同方位的晶粒也多。3 .塑性变形对金属性能的影响：1）加工硬化一晶格歪扭、晶粒破碎、位错密度 增加，使划移位错受阻，强度硬度增加，塑性韧性降低。适用不能热加工的金属 和合金。2）各向异性3）理化性能变化 电阻增加 耐腐蚀降低。4 .形变金属在加热过程中的变化：1）回复 强度硬度下降不大，塑性略微提高， 电阻和内应力显著下降，退火是利用这阶段变化2）再结晶-成核、长大。加工硬化消失。冷塑性变形再结晶过程发生的仅是晶粒形状的改变，没品格类型的变 化。T再=（0.350.4 ） T熔，塑性形变程

6、度越大结晶温度越低，没有塑性形变没有 冉结晶0第六章合金的构造与合金相图1合金的物理、机械性能：合金的硬度、强度较其组元高而电导率下降。合金成 分在两相性能之间。第七章铁碳合金相图1.铁碳合金组织的组成物组成物形成特点铁素体性能与纯铁相近，强度硬度低，塑性 韧性好奥氏体强度硬度较低，塑性很好珠光体727含碳量0.77%1氏体发生共析转交生成铁素体于渗碳 体的机械混合物强度较图，塑性韧性和硬度在铁素体 于渗碳体之间莱氏体共晶转艾产物，奥氏体与渗碳 体的机械混合物，1148高温 莱氏体，室温为低温莱氏体低温莱氏体性能硬脆一次渗碳 体从液态析出粗大板条状二次从奥氏体析出网状三次从铁素体析出薄片状共析

7、共析珠光体组成相片状共晶共晶莱氏体组成相与莱氏体一致2.含碳量对铁碳合金性能的影响在钢中强度随碳含量呈直线增加，达到 0.9% （7 b到最大，之后脆性增加，硬度降低产生片状共析渗碳铁和二次渗碳铁， 超过2.11%产生低温莱氏体，强度变很低, 韧性与塑性变化一致。第八章钢的热处一.钢的退火与正火1 .钢的退火：将钢加热到一定温度，保温一段时间缓慢冷却（随炉冷或埋灰冷） 的一种操作。实质：将钢加热到临界点以上使其奥氏体化后经行珠光体转换，或加热到临界温度经行无相变的低温处理。退火不恢退火特点退火适用钢材作用完全退火（重结晶 退火）力口热至ij AC33050中、小型亚共析钢 的铸钢件、锻件及 热

8、轧件降低硬度，消除过 热缺陷，细化组织不完全退火加热到Aci3050大型轧钢件锻件 （共析钢）降低硬度，提高韧 性和消除应力球化退火Ao1020,充分保 温后缓冷至600, 出炉空冷工具钢、滚珠轴承 钢等过共析钢球化网状二次渗 碳体，降低硬度， 为淬火做准备，存 在粗大网状渗碳 体时先用正火处 理低温退火A。Aci以上，保温 后迅速转入低于 A1 以下温度 （600700）的恒温 炉长时间保温，出 炉空冷使截面的组织和 性能均匀，工时 少，可代替完全不 完全退火再结晶退火加热到650700保温缓冷经过冷变形的低 碳钢低合金钢，有 色金属消除加工硬化低温退火加热到500600保温缓冷经冷热加工的

9、零 件消除残余应力，防 止开裂变形2 .钢的正火：与退火相比，冷却速度较大，共析转变后生成片层较细的珠光体， 及索氏体。目的：消除过热缺陷，提高硬度，改善切削加工性能，消除和减少网状渗碳体， 提高钢的综合机械性能。至适用于碳钢和低、中合金钢。应用：1）低碳钢 低合金钢的改善加工性能，因其硬度低切削加工性能差，采用正火提高硬度。2）代替中碳钢 中合金钢的大直径和形状复杂的调制处理， 代替 工时长的铸锻件的完全退火。3）为球化退火做准备二.钢的淬火1 .钢的淬火：将钢加热到临界点以上，保温后急速冷却，实质是使钢中的奥氏体 发生马氏体转化。2 .钢的淬透性：钢淬火时获得淬硬层深度的能力。 淬硬性：钢

10、淬火后的最高硬度3:影响淬透性的因素：奥氏体化越有利，过冷奥氏体稳定性越好，孕育期越长，C曲线右移，V临越小，淬透性越好。冷却方式特点适用钢材水淬广泛用于碳钢零件，容易 开裂变形油淬矿物油合金钢小尺寸的碳钢双液冷却:较大尺寸的碳钢件分级淬火奥氏体化钢件Ms点附近 低温盐浴或碱浴，充分保 温是内外温度均匀后空 冷尺寸较小的刃具和量具等温淬火奥氏体化钢件Ms点以上 低温盐浴或碱浴，长时间 保温贝氏体化，待全部变 为下贝氏体后空冷形状复杂要求高的小零 件，小弹簧、小齿轮、丝 锥螺丝刀冷处理先常规淬火，再冷至室温 下减少残余奥氏体，适用柴 油机系统精密偶件及贵 重工模具处理三淬火钢回火后组织性能1 .回火马氏体：250 一下获得，低饱和度马氏体和e碳化物，强度高，淬火应力 和脆性较马氏体低2 .回火屈氏体：350500,铁素体和渗碳体的机械混合物，有较高的弹性极限和 屈服极限。3 .回火索氏体：500600, F和铁素体的机械混合物，具有很好的综合机械性能。4回火珠光体：600A1,强度低，塑性好，优良的可切削加工性。四.回火种类1 .高温回火（调质