金属学与热处理重要名词解释

RevisedbyHanlinon10January2021金属学与热处理重要名词解释用来制含金属和度系数及金属特性的一类物金属与非金属构成的、具有正的电阻天然硅酸盐(粘土、长石、石英等)或人工合成化合物(氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物)为原料，经粉碎、配置、成形和高温烧结而成的的材料，通过不同的工艺方法人疲劳强度、耐磨性等力学第一章金属的性能构件的过程中金属应具备的适应性能、铸造性能、压力加工性能、切削加工性能、焊接性出来的性能，包括强度。其实质是在外力作用下晶格发E力。可经受无限次周期循环而不被破。度。性。。第二章金属与合金的结构的反射能力、不透明性和金属光泽；④具有属的超导吸引力，使金属原子相互。4、晶体与晶体特性：原子(或分子)在三维空间呈有规则的周期性排列的一类物质称为晶体。晶体特性：①晶体中的原子(或分子)在三维空间呈有规则的周期性排列；②具有确定的熔点；③具有各向异性；④具有规则的几何外形。5、空间点阵：将刚球模型中的刚球抽象为纯粹的几何点，得到一个由无数几何点在三维空间规则排列而成的列阵，称之为空间点阵。6、晶格与晶胞：描述原子(离子、分子)或原子团在晶体中排列方式的几何空间格架称为结晶格子，简称晶格。从晶格选取一个能够完全反映晶体特征的最小几何单元。这个有代表性的最小几何单元称为晶胞。7、晶面与晶向：在晶体中，有一系列原子所组成的平面称为晶面；任意两个原子之间的连线称为原子列，其所指方向称为晶向。8、晶面指数与晶向指数：为确定晶面和原子列在晶体中的空间位向所采用的统一符号，分别称为晶面指数与晶向指数。9、晶面族(或晶向族)：某些晶面(或晶向)上的原子排列相同但空间位向不同，它们在晶体学上属等同晶面(或晶向)，可归并为一个晶向族称为晶面族()。10、配位数与致密度：晶格中任一原子周围与其最近邻且等距离的原子数目称为配位数；一个晶胞内原子所占体积与晶胞体积之比称为致密度。12、多晶型转变或同素异构转变：具有多晶型的金属在温度或压力变化时，由一种晶体结构变为另一种晶体结构的过程叫多晶型转变或同素异构转变。，一般不超过几个原子间距。点缺度上很大的晶体缺陷，包括刃型位16、位错：①晶体中沿着某一原子面(或原子列)有一列或若干列原子发生了某柏氏矢量不为零的晶体缺陷；③晶体中已滑移区与未滑18、柏氏矢量：通过柏氏回路来确定的，采用一个规定的矢量来描述位错区域晶格畸变总量的大小和方向，该矢量后来被人们称为柏氏矢量。运动；刃型位错在垂直于滑移面型位错的实质就是多余半原子面通过空位或原子扩散而21、面缺陷：是指二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷。包括晶体的外表面(即自由表面)和内界面两类，其中内界面又包括晶界、亚晶界、孪晶界、相界和面面积上新增加的能量称为表面能，它与表面张力为同一23、晶界与亚晶界：相邻晶粒之间的界面叫晶界。亚晶粒之间的界面叫亚晶界。：相邻晶粒位向差小于10°的为小角度晶界；相邻为大角度晶界。亚晶界属于小角度晶界。小角度晶界与位系列相隔一定距离的刃型位错垂直排列而成；②不对称互垂直的刃型位错交叉堆集而成；③扭转晶界是由两组25、晶界能：单位晶界面积上增加的能量称为晶界能。26、孪晶与孪晶界：当晶体一部分原子以某一晶面为共有面而与另一部分原子保持镜面对称的位向关系时，称此部分晶体为孪晶。孪晶之间的界面为孪晶界。27、相界：在复相合金组织中，晶体结构不同的两相分界面称为相界。相界分为共格、半共格和非共格三种类型。28、层错：实际晶体中的晶面堆垛顺序可能发生局部差错，从而产生一种二维晶体缺陷，叫堆垛层错，简称层错。。由给定组元以不或显微镜所观及各相之间的组合状态，常称之为具有特殊形态中溶入其他组元原子后所形仍保持溶剂晶格类型，结点上或间隙中含有其他组元晶格中所占据的位置，固溶体可分为置换固溶体和间在溶剂中的溶解能力，固溶体可分为有限固溶体和无限有规律，固溶体可分为无序固溶体体外，当超过固溶体的固溶和特性完全不同任一组元的新相，即金属化合物。由图中总是处于两个组元或端极固溶体区域之间的中间，通过大、小钢球的适当组合相。第三章纯金属的结晶团。2、结构起伏：液态金属中近程有序排列的原子集团，尺寸不等，取向各异，而且不稳定，瞬时形成，又瞬时消失，时聚时散，形成结构上的起伏，并为金属结了条件。3、过冷现象：金属实际开始结晶温度Tn总是低于理论结晶温度Tm，这种现象称为过冷，二者之间的温度差ΔT=Tm-Tn称为过冷度。过冷是金属结晶的必要条件。：当T＜Tm时，液相和固相的吉布斯自由能差值ΔG=GS-5、均匀形核：液态金属依靠自身的结构均匀自发地形核。6、非均匀形核：依靠外来夹杂所提供的固相界面非自发不均匀地形核。r界面能的增加，若要形核还。，而且处在起伏变化之中。通10、临界过冷度：液相中可能出现的最大晶胚尺寸rmax和临界晶核半径r*均受过的影响，与rmax=r的过冷度ΔT*称为临界过冷度，当过冷度ΔT＜ΔT*时，rmax＜12、动态过冷度：当界面温度Ti＜Tm，熔化速度＜凝固速度时，晶核才能长大，Tk=Tm-Ti，称之为动态过冷度。界面截然分开。但从宏观角度看，界面呈曲折的台阶成的，每个小平面是平整光滑的，故又称之为小平面晶的，界面上存在着几个原子厚的过现出平整的界面结构，故又称之为非小平面界面。一般面上有近50%的位置空缺原子，液相原子可以连续地向界面沿法线方向向液相中移动，这种长大方式称为垂直长液界面上形成后，单个原子再向二维晶核侧面台阶处迁一种温度分布，因而界面前沿的情况下，界面始终以平直界面件下，界面处偶然的凸起将伸入体长大和凝固潜热的散失，从而形成一次晶轴，在一次，便会分枝形成二次轴以及多级的分枝，直至各枝晶相22、细晶强化：细小晶粒不仅能提高材料的强度、硬度，而且能提高材料的塑性和韧性，工程上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法称为细晶强化。第四章二元合金的凝固与相图不仅反映了不同成分材料在不同温度下所存在的相及相平象点。该店对应某一成分合金在某一温度下的相组平衡条件下，系统的自由度数f与组元数c和平衡相数p三者fc-p+1.相状态的内外部因素中独于所研究的系统一般在恒压条件下发生转变，因此影响材和相对量，也可确定最后形成成固溶体的冷却是在砂模或金属模中进行，冷来不及充分进行，使结晶过程偏离了平衡状态，称为非平8、晶内偏析：固溶体非平衡结晶时，由于从液体中先后结晶出来的固相成分不成分不均匀的现象。9、枝晶偏析：由于固溶体通常以树枝状生长方式结晶，在非平衡结晶时，先结晶的枝干含高熔点组元较多，而后结晶的枝间含低熔点组元较多，称为枝晶偏析于一个树枝晶是由一个核心结晶而成的，故枝晶偏析属于晶内偏析。进，在液相与固相内溶质原子重新分布，结晶k内部的原子扩散，而仅成分决定的，因而液相中溶质分的变化，这时的过冷是由成分变化与实际温度分布两个有限溶解，通过共晶反应形成分合金在快冷条件下能得到100晶和过共晶合金，结晶后组，而且共晶体中与初晶相同的一相，同初晶结一相推至晶界，造成共晶体两相分离的组织称为离异，且又靠近端点的合金，在发生，但在非平衡结晶条件下，也能发生共晶转变，得到晶反应的相21、包晶偏析：在合金结晶过程中，如果冷速较快，包晶反应时原子扩散不能充分进行，则生成的固溶体中会发生较大的偏析，这种现象称为包晶偏析。下可形成一种或几种化合体结构不同于组元元素，位于相图的中间，称为中间相。外两个固相的转变。相L2，且固相相对量总是偏多的转变。25、熔晶转变：某些合金结晶过程中，当达到一定温度时会从一个固相分解成一个液相和另一个固相，即发生固相的再熔现象，称为熔晶转变。26、合晶转变：由成分不同的两个液相L1和L2相互作用形成一个固相的过程。27、包析转变：由两个成分不同的固相相互作用转变成另一个固相的过程。28、缩孔(集中缩孔)：铸锭结晶时，先结晶部分的体积收缩可以由尚未结晶的后结晶部分的体积收缩则得不到补充，因此整个铸锭结晶29、疏松(分散缩孔)：铸锭中存在的微小而分散的显微缩孔，称之为疏松或分树枝状晶体比较发达部位，当树枝状晶体很发达时，它们态金属中分割出许多分散的，与其他液态金属隔绝的小部30、气孔(气泡)：液态金属中的气体，在结晶时以气泡形式逸出，如果气泡来面已经凝固，则气体将保留在铸锭内部，形成气泡或气孔。的不均匀分布。一般。溶质元素实际成分高于铸锭平均成分时，称为正偏取两相平衡的成分范围和平衡章铁碳相图Fe体，呈体心立方晶格，在1394℃以上存在，在1495℃时溶碳量最F或α表示，是碳在α-Fe体，呈体心立方晶格。铁素体的性能特点是强度低、硬度低、塑Aγ表示，是碳在γ-Fe，呈面心立方晶格。奥氏体的强度较低、硬度不高、易于塑性变FeCFeC具有复杂结构的间隙化合物，通常称为渗碳体，用Cm混合物，是奥氏体共析反应的产物，用P表示。7、金属的切削加工性(机械加工性)：是指被刀具切削的难易程度和加工表面分、组织结构、硬度、韧性、导热性和加工硬化程度等，11、收缩：铸件在液态、凝固态(过程)和固态冷却的过程中所发生的体积减小孔、疏松、开裂、变形的基本原因，液态收缩和凝固收要原因，它与浇注温度、合金成分、结晶温度范围有关。中的氧将与碳放生化学反应，析出大量的一氧化碳气体，引第六章三元合金相图角形某一条边的直线，凡是，它们所含的与此直线对应顶点所代表的组元的质量分数顶点的直线，凡是成分位于该直线的合金，它们所含的由，边三角形的某一边。为清楚起见，可将成分三角形两腰放他两个组元含量较少时清楚起见，可采用直角坐标表示代表高含量的组元，则两个互相垂直的坐标轴代表其他两衡时，材料的成分点和两个平衡相成分和杠杆定律可知，在一定温度下当一定成分的合金处于两相相成分给定，另一相的成分点必在两已知成分点连线的延点已知，合金的成分点必然位于两个成分点的连线上。固溶体的相面变化，其变化轨迹在成分三角形中的投影呈蝴蝶状截取的平行于成分三角形的截金系所处的状态，可以利用杠杆定律和重心定律并根据从高温到低温的一系列水平截面分析合金的结晶过中截取的垂直于成分三角形的截面上的一系列合金在不同温度下的状态，反映这些合情况。利用垂直截面可以分析三元合金的结晶过程。元相图的投影图。利用三元相图的投影图可分析合金在加界线同时投影到浓度三角形中，并应的温度，这样的投影图就叫等温线投影图。实际上，它合。利用等温线投影图可以确定任一合金的结晶开始点和第七章金属与合金的塑性变形与断裂2、滑移：晶体在切应力作用下，其中的一部分沿一定的晶面和晶向与另一部分发生相对的位移，这种变形方式称为滑移。系。移系具有最大取向因子且使有最大的取向因子，滑移面上分滑移面交替进行或共同按为交滑移，交滑移是螺型位错在相交的两滑移面上的运动7、孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿孪生方向上和一定物如晶界、孪晶界、相界等的阻在应力试样的夹头应力集中部位产生一个变形条带，此时应力急方向扩展至一定长度后停止并在其他部位形成新的变形带子会偏聚到位错线上方，原子半的溶质原子会偏聚到位错线的下方，好像形成一个“气团变形量的增加，强度和硬度不断上碎，晶界严受力方向离断不清，合被拉长呈条带分布，这种具有各向异性的条带状组织称为，大量的位错会由于滑移时互相交丝使各个晶粒的某一滑移方向转向拉使各个晶粒的某一滑移晶向转向与转制方向平行，某一晶15、断裂：金属材料在外力作用下丧失连续性，分割成两个或两个以上部分称为许多多的形状、大小和深存在意异相的卵形物，坑壁是由于金属在变形时被拉长窝断口。韧窝断口依照断裂前金属的应力状态大致可分特征。在扫描电子显微镜下可见断口高低不平，呈冰糖温度变化的验温度降至某一数值时，冲击韧性急剧下降，该温度即第八章金属与合金的回复再结晶1、回复：是冷塑性变形的金属，在随后的加热时冷变形基体尚未发生变化时的，力学性能只有少许的变化，然而物理和化学性能却有明显的改变。线。破碎的晶无畸变、细小等轴晶粒，二者化学成分、晶体结构、原子经较大冷塑性变形之后，加热1小时，而再结晶体积达到总结晶温度下长时间保温，速吞并其他晶粒而长大。结果，整体金属是由少数的比再几百倍的特大晶粒组成，这一现象称为二次再结晶或异常结晶退火难以将其消除，而且还合金，例晶退火组织中发现了孪晶，此孪晶由于是在退火中出现而加工过程称为热加工。磷以及其他夹杂物和第二布，在热轧后冷却过程中，铁素体会优先在高磷或夹杂出，于是在原高磷部位形成一条条铁素体带，而铁素体珠光体带，呈现出铁素体与珠光体分层的组织称为带状伸率，这一现象称为超塑性，具有13、组织超塑性(微晶超塑性)：金属或合金具有极细的等轴晶粒组织时，若在的晶粒长大；加工时温度在以上；且变形速率较小，则可钢铁等，可以利加热与冷却，以诱导合金反复产生相变过程，借助原子在距离运动的这一特性，从而容易获得超塑性，故称为相变扩散1、扩散：物质中原子(分子)的迁移现象称为扩散。间隙位置跳动到子是通过跃迁到邻近的空，扩散原子由浓度低处向浓度高向低浓度的溶体溶解度极限时而形成新相的过第十章钢的热处理原理与工艺这种相对差值又称为错配度用δ表示。行长距离的。是通过扩散，而是通过类似塑5、热处理：在生产中，通过加热、保温和冷却，使钢发生固态相变，借此改变其内部组织结构，从而达到改善力学性能的目的的操作被称为热处理。晶定的冷却速度从高温一直连续冷却到临界点以下某一温度，等温保α-Fe中的过饱和固溶体。轴比c/a的比值称为马氏体的正方度。铁镍合金中形成的一种典型马氏体组态呈凸透镜状，由于试样磨面与其相截，因此在光学显中止于某一温度，停留一马氏体转变并不立即开始，而是经过一段时间后转变才通常用规定条件下，所能得到的最大淬透直径 (即心部被淬成半马氏体的最大直径)，用D0表示。17、贝氏体：共析成分的奥氏体在“鼻子”温度至Ms点范围内等温停留时，将发加，有些钢在250~400℃和450~650℃的范围内回火时，其冲击韧性比在较低温19、低温回火脆性：淬火钢在250~400℃回火时出现的脆性，称为低温回火脆性20、高温回火脆性：淬火钢在450~650℃温度范围内回火后出现的脆性，称为高21、退火：是将钢加热到临界点以上或以下的某一温度，保温一定时间后，随炉冷却的一种热处理工艺。它是热处理工艺中应用最广、种类最多的一种工艺，不同种类的退火目的也各不相同。到A3以上20~30℃，保温一定时间，然后随炉冷至500~600℃出炉空冷的热处理工艺。其目的是细化。23、等温退火：将亚共析钢工件加热到A3以上20~30℃，保温一定时间，然后在A。可有效缩短退火时间，提高生产效率并能获得均匀的组织和性能。24、球化退火：将过共析钢或合金工具钢的工件加热到Ac1以上20~30℃，保温一定时间，然后随炉冷至500℃左右出炉空冷(普通球化退火)或冷至Ar1以下20℃等温一定时间后在冷至500℃左右出炉空冷(等温球化退火)，获得粒状珠光体低硬度、均匀组织、改善切削性能，为淬火作组织的重要或合金钢铸锭或铸件，为达到化学成分的均匀化，可将其加热到Ac3或Acm以上150~300℃，经长时间保艺。由于扩散退火需要在高温下长时间加热，因此奥，以提高工件的尺寸稳定性，防止变形和开裂，将工件随炉缓慢加热至500~600℃，经一段时间保温后，随炉缓慢冷却至300~200℃以下出炉的退火工艺。以上，保持适当的时间，使28、正火：