工程材料复习-2012秋.ppt

1、工程材料 2012秋-复习大纲,1.名词解释(20分）,2.填空题（15分）,3.选择题（15分）,4.判断题（15分）,考试题型：,5.简答题(17分）,6.综合题（18分）,第一章 机械工程材料性能的要求,工程材料与机械零件所受三大负荷（及各负荷对机械零件产生的作用）力学负荷、热负荷、环境介质作用； 工程材料的性能（特别注意：弹性变形、塑性变形、强度、硬度、刚度、疲劳极限等 、另外：关注硬度试验及选用原则及其优缺点）； 工程材料类型及主要特征： 按化学组成分： 金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料（各自的主要特征）,第二章 材料的组成和内部结构特征,1、材料的结构 （1）所有的固态物质

2、就其原子（或分子）排列的规则性来分类，可分为：晶体、非晶体 单晶体各向异性，多晶体各向同性 （2）金属的常见晶体结构： 体心立方、面心立方、密排六方 塑性变形能力比较：面心立方体心立方 密排六方；,（3）晶体缺陷： 点缺陷 空位：晶格中的空结点。 间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。 置换原子：取代原来原子位置的外来原子。 线缺陷位错 面缺陷晶界和亚晶界,细晶强韧化在常温下使用的金属材料，一般情况下晶粒越小，强度、硬度越高，塑性、韧性越好。因为金属的晶粒越细，晶界总面积越大，位错运动阻力越大，使得金属塑性变形的抗力越高，所以使强度、硬度越高。在相同变形量下，晶粒越细的金属，单位体积内同时参与变形的

3、晶粒数目越多,变形越均匀，应力集中越小，使其塑性、韧性越好细晶强韧化。 第二相（弥散）强化概念当硬而脆的金属间化合物呈弥散状分布于固溶体基体上时，使强度、硬度增加，而塑韧性略有下降或不降的现象。沉淀（时效）强化,2、相图与相变 （1）合金、组元、相、固溶体、固溶强化 （概念） （2）合金的两大相结构： 固溶体： 金属间化合物 （3）相图：匀晶L ；共晶L+ ；共析 +,（4）铁碳合金： 组成相（五种）及各自的性能特点 ： 铁素体：碳在-Fe中的间隙固溶体。 奥氏体：碳在-Fe中的间隙固溶体。 珠光体：F与Fe3C组成的片层状的机械混合物。 马氏体：碳在-Fe中的过饱和固溶体。 室温组织：（ 钢

4、、铁） 含碳量对铁碳合金组织及力学性能的影响,Fe-C 合金分类及室温下的平衡组织,工业纯铁 C % 0.0218 %,钢 0.0218 % C % 2.11 %,亚共析钢 C % 0.77 %, 平衡组织：F+P共析钢 C % 0.77 %, 平衡组织： P过共析钢 C % 0.77 %, 平衡组织：P+Fe3C,白口铸铁 2.11 % C % 6.69 %,亚共晶白口铁 C % 4.3 % ,平衡组织：P+Fe3C+ Ld/ 共晶白口铁 C % 4.3 % ,平衡组织：Ld/ (低温莱氏体) 过共晶白口铁 C % 4.3 %,平衡组织：Fe3C+ Ld/,例题与作业,第三章 工程材料成型过

5、程中行为与性能变化,1、金属的凝固 （1）纯金属的结晶： 过冷现象；过冷度概念；冷却速度与过冷度； （2）晶粒大小对金属性能的影响（细晶强韧化） （3）形核率、长大速度的概念 （4）细化晶粒的方法（即如何控制晶粒大小）： 增加过冷度；变质处理；机械振动、搅拌,2、铸锭组织：（三个晶区，各自的性能特点） 3、冷变形加工： （1）加工硬化（概念）； （2）冷变形金属加热工程中，其组织和性能一般要经历三个阶段变化：回复、再结晶（概念）、晶粒长大。 冷热加工的区分界线: 再结晶温度 注意课本中的例题,第四章 改善材料性能的热处理、合金化及改性,1、钢材加热和冷却时的转变 （1）加热时的转变 奥氏体化步

6、骤： A形核； A晶核长大； 残余渗碳体溶解； A成分均匀化。,（2）冷却时的转变,等温转变曲线及转变组织（注意各区转变产物、不同钢种C曲线的稳定性比较）,650,600,550,350,P,S,T,B上,B下,M,M+A,AP,AS,AT,AB上,AB下,AM,过冷A,过冷A,过冷A,过冷A,过冷A,加入合金元素后，C曲线位置的变化（注意特例），C曲线越往右，钢的淬透性越好； 2、预先热处理：退火、正火、调质（注意概念） 退火包括：（各种退火的目的、使用范围） 扩散退火、再结晶退火、去应力退火、球化退火,3、最终热处理：淬火、回火 （1）淬透性与C曲线的关系；合金元素对淬透性的影响 （2）淬

7、火三原则、淬火工艺、淬火后的组织 （3）回火按温度高低分为：高温回火、中温 回火、低温回火；（回火目的、回火后的组织、应用举例 ） 注：回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。,注意课后作业题,第五章 常用金属材料与性能,1、合金钢的分类： （1）按含碳量高低分 （2）按合金元素含量高低分 （3）合金结构钢按用途及热处理特点分 （4）按钢的退火状态分,2、牌号： （1）、结构钢： 以 Q+屈服强度值表示：碳素结构钢、低合金（高强度）结构钢 开头以C含量万分数表示（2位）： 优质碳素结构钢（10、25、45）； 合金结构钢：合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢 （2）

8、、工具钢 碳素工具钢：T+C质量的千分数表示 合金工具钢：开头以C质量的千分数表示（1位）（当C% 1.0%时省略不标） 另须注意轴承钢的牌号：例如GCr15,3、高速钢牌号特点、热处理工艺及组织 4、按石墨形态的差异，灰口铸铁分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁（注意牌号及含义） 。 5、有色金属及合金的热处理强化,3、渗碳钢、调质钢、弹簧钢(60Si2Mn、65Mn) （1）、用途及性能特点； （2）、成分特点（包括碳元素的含量及其它主要合金元素类型及作用）； （3）、主要的热处理工艺特点及热处理后所获得的主要组织； （4）、常用钢种的牌号。,合金渗碳钢 （1）用途及性能特点： 用于承

9、受较大冲击载荷、同时表面经受强烈摩擦磨损的零件。渗碳及淬火、回火后，表硬内韧。 （2）成分特点： 低碳（0.25%），保证渗碳及热处理后表、里的良好配合。 加提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、B等，保证心部良好的强韧性。 加V、Ti、W等，阻止渗碳时晶粒长大。 （3）热处理特点：渗碳、淬火、低温回火 （4）常用钢种：20Cr、20MnTiB、20CrMnMo,合金调质钢 （1）用途及性能特点： 高强度（承受较大负荷）及高韧性（防止断裂事故）的重要零件，具有良好的综合力学性能。 （2）成分特点： 中碳（0.30-0.5%），保证热处理后足够强度，又不致太脆。 加提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、B等，保证大截面均一的性能。 加V、Mo、W等细化晶