第1章金属和合金的晶体结构
1.1金属原子的结构特点：最外层的电子数很少，一般为1～2个，不超过3个。
金属键的特点：没有饱和性和方向性
结合力：当原子靠近到一定程度时，原子间会产生较强的作用力。结合力＝吸引力＋排斥力结合能＝吸引能＋排斥能（课本图1.2）
吸引力：正离子与负离子（电子云）间静电引力，长程力
排斥力：正离子间，电子间的作用力，短程力
固态金属原子趋于规则排列的原因：当大量金属原子结合成固体时，为使固态金属具有最低的能量，以保持其稳定状态，原子间也必须保持一定的平衡距离。
1.2晶体：基元在三维空间呈规律性排列。晶体结构：晶体中原子的具体排列情况，
也就是晶体中的这些质点在三维空间有规律的周期性的重复排列方式。
晶格：将阵点用直线连接起来形成空间格子。晶胞：保持点阵几何特征的基本单元
三种典型的金属晶体结构（要会画晶项指数，晶面指数）
共带面：平行或相交于同一直线的一组晶面组成一个晶带，这一组晶面叫做共带面
晶带轴：同一晶带中所有晶面的交线互相平行，其中通过坐标原点的那条直线。
多晶型转变或同素异构转变：当外部的温度和压强改变时，有些金属会由一种晶体结构向另一种晶体结构转变。
1.3合金：两种或两种以上金属元素，或金属元素与非金属元素，经熔炼、烧结或其它方法组合而成并具有金属特性的物质。组元：组成合金最基本的独立的物质，通常组元就是组成合金的元素。相：是合金中具有同一聚集状态、相同晶体结构，成分和性能均一，并以界面相互分开的组成部分。固溶体：合金的组元通过溶解形成一种成分及性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相，称为固溶体。与固溶体结构相同的组元为溶剂，另一组元为溶质。
固溶体的分类：按溶质原子在溶剂晶格中的位置：置换固溶体与间隙固溶体。按溶质原子在固体中的溶解度：分为有限固溶体和无限固溶体。按溶质原子在固溶体内分布规则：分为有序固溶体和无序固溶体
固溶强化：在固体溶液中，随着溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性韧性下降。
间隙相：当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时，将形成具有简单晶体结构的金属间化合物。间隙化合物：与间隙相相反（比值大于0.59）。
1.4点缺陷：⑴空位⑵间隙原子⑶置换原子。线缺陷：线缺陷就是各种类型的位错。它是指晶体中的原子发生了有规律的错排现象。（刃型位错、螺型位错、混合型位错）滑移矢量：表示位错的性质，晶格畸变的大小的物理量（刃型位错的柏氏矢量与其位错线相垂直；螺形位错的柏氏矢量与其位错线平行。）。
面缺陷：晶体的面缺陷包括晶体的外表面（表面或自由界面）和内界面两类，其中的内界面又有晶界、亚晶界、
小角度晶界、大角度晶界：两相邻晶粒位向差小于或大于10°
相界面的结构有三类：共格界面、半共格界面、非共格界面
习题3 、5做一下
第2章纯金属的结晶
2.1结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。
同素异构转变：金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。过冷是结晶的必要条件。（金属不同过冷度也不同，金属纯度越高过冷度越大。过冷度的速度取决于，冷却速度越大过冷度越大实际洁净无度越低，反之）
金属结晶:孕育—出现晶核—长大—金属单晶体
2.2从液体向固体的转变使自由能下降.液态金属结晶时，结晶过程的推动力是
自由能差降低（△F）是自由能增加，阻力是自身放热
2.3近程有序：在液体中的微小范围内，存在着紧密接触规则拍了的的原子集团。
远程有序：在大范围内原子时无序分布的，在晶体中大范围内却是有序排列的。
结构起伏或相起伏：近程有序在金属液体中各处瞬间出现、瞬间消失、此起彼伏、变化不定的现象。液态金属重要特点：存在着相起伏，只有在过冷液体中的相起伏才能成为晶胚。
2.4固态晶核两种形核方式：均匀形核（是指完全依靠液态金属中的晶胚形核的过程）
非均匀形核（是指晶胚依附于液态金属中的固态杂质表面形核的过程）。
晶核半径与△G的关系：当r r＝rk时,△G最大，这样的晶胚称为临界晶核，rk为临界晶核半径。 r>r k时,晶胚成为稳定的晶核。临界晶核半径：晶胚刚好可以自发的长大成为稳定地晶核时的半径叫做临界晶核半径 均匀形核是在过冷液态金属中，依靠结构起伏形成大于临界晶核的晶胚，同时必须从能量起伏中获得形核功，才能形成稳定的晶核。形核功：半径为临界晶核半径的晶胚继续长大成为稳定晶核所需要做的最小功形核率N受两个矛盾的因素控制，一方面随过冷度增大，rk 、减小，有利于形核；另一方面随过冷度增大，原子从液相向晶胚扩散的速率降低，不利于形核。形核率可用下式表示：N=N1N2 2.5决定晶体长大方式和长大反方式主要原因：晶核界面结构、界面附近的温度分布及潜热的释放和逸散条件。生长线速度：单位时间内晶体长大的线速度。 活性质点：满足点阵匹配原理的界面，可对形核起催化作用。 变质处理：在浇注前往液态金属中加入形核剂，促进大量非均匀形核来细化晶粒的方法 变质剂：能提供结晶核心，或起阻止晶粒长大的作用的物质。 晶体长大的机制：二维晶核长大机制、螺形位错长大机制、垂直长大机制。常温下，金属晶粒越细小，则强度硬度越高，塑性韧性也越好 细化晶粒的方法：（1）提高过冷度。降低浇铸温度，提高散热导热能力适用于小件。（2）化学变质处理，加入形核剂（孕育剂）。促进非均匀形核，阻碍晶粒长大。（3）振动和搅拌。输入能量提高形核率；使凝固过程中正在长大的晶体破碎，增加核心。 第3章二元合金相图和合金的凝固（掌握二元合金图） 相图: 是表明合金系中各种合金相的平衡条件和相与相之间关系的一种简明示图 平衡: 是指在一定条件下合金系中参与相变过程的各相的成分和质量分数不再变化所达到的一种状态。影响相结构的因素：1、负电性因素2、原子尺寸因素3、电子浓度因素 建立相图的方法：热分析法，金相组织法，X射线分析法，硬度法，电阻法，热膨胀法， 相律：热力学平衡条件下，系统的组元数、相数和自由度数之间的关系。表达式：f=c-p+2; 压力为常数时，f=c-p+1。杠杠定律：（书上p67公式牢记） 有序固溶体: 又称为超点阵，溶质原子按适当比例并按一定顺序和一定方向围绕溶剂原子分布时就形成有序固溶体。 置换固溶体：指溶质原子位于溶剂晶格的某些节点位置所形成的固溶体。 间隙固溶体：溶质原子填入溶剂原子间的一些间隙中形成的固溶体。 晶格畸变：由于异类原子的溶入或塑性变形等原因造成的点阵中的原子偏离其正常平衡位置的现象。 影响固溶度的因素：1、原子尺寸因素2、负电性因素3、电子浓度因素 4 、晶体结构因素5、温度因素只有r溶质/ r溶剂<0.59 时，才有可能形成间隙固溶体。 金属间化合物一般具有高熔点、高硬度、和脆性大。分类：1、正常价化合物2、电子化合物3、间隙相合间隙化合物。 固溶体合金结晶两大特点：1 异分结晶－结晶时结晶出的固相与液相成分不同，也称为选择性结晶。2变温结晶－固溶体合金的结晶需要在一定温度范围内进行。 晶内偏析：一个晶粒内部化学成分不均匀现象。枝晶偏析：树枝晶的枝干和枝间化学成分不均匀的现象。 消除枝晶偏析：扩散退火或均匀化退火 对偏析的影响：1.与分别配系数K0有关（k0大于1，k0值越小偏析越大；k0大于1，k0越大偏析越大）2.原子扩散（成反比）3.冷却速度（一般冷却速度越大偏析越严重） 成分过冷：液界面前沿液相中的成分有所差别，导致固液界面前沿的熔体的温度低于实际液相线温度，从而产生的过冷。 四种相图（又要有术记住的） 共晶反应式为Ld←→αc+βe共晶反应的特点是发生共晶反应时三相共存，它们各自的成分是确定的，反应在恒温下平衡的进行。 第四章铁碳合金 铁素体：碳溶于α铁中的间隙固溶体，体心立方晶格，性能与纯铁基本相同，塑性和韧性很好，但其强度很低居里点也是770℃，最大溶碳能力727℃时为0.0218%。 奥氏体：碳溶于γ铁中的间隙固溶体，面心立方晶格，塑性很好，但具有顺磁性，比容最小。最大溶碳能力1148℃时为2.11%。 δ铁素体：碳溶于δ-Fe中的间隙固溶体。体心立方晶格，最大溶碳能力1495℃时为0.09%。 渗碳体：铁与碳形成的间隙化合物Fe3C。属正交晶系，复杂立方晶格。具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零，居里温度为230℃，又称A0转变。含碳量6.69% P110图4.5 、P119图4.21（两图要求默写想办法记住） 第六章金属及合金的塑性变形与再结晶 取向因子、软取向、硬位向（书上自己背，有点难打这字） 滑移：晶体的一部分相对于另一部分沿某些晶面和晶向发生滑动时晶体产生塑性变形的方式。滑移线：经塑性变形，滑移面与晶体表面的交线。滑移系：由一个滑移面与其面上的一个滑移方向组成的滑移系。滑移带：由一族相互平行的滑移线组成的带称为滑移带。 丝织构：在拉拔时形成，特征是各晶粒的某一晶向与拉拔方向平行或接近平行。 板织构：在轧制时行成，特征是各晶粒的某一晶面平行于轧制平面，而某一晶向平行于轧制方向。 孪生：晶体的一部分沿一定的晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪生方向），相对于另一部分晶体作均匀的切变过程。 晶界强化的原理：1、由于晶界的增多，使位错在晶界处运动受到的阻碍加大。2、由于各晶粒间存在位向差，为了协调变形，要求每个晶粒必须进行多滑移，发生位错的交割，使位错运动困难。3、 小晶粒内位错塞积群引起的应力集中小，引起变形开裂的机会少，可以承受大变形量。 加工硬化及原理：金属材料在外力作用下发生塑性变形的过程中，由位错增殖机构产生了越来越多的位错，形成胞状形变亚结构，使亚晶粒细化，提高了基体强度。同时这些位错发生相互交割，一方面 形成割阶，增大了位错的长度；另一方面可能形成一种使位错难以运动的固定割阶。成为后续 位错运动的障碍。提高了金属的变形抗力。使材料的塑性、韧性下降的现象。 残余应力分类：（残余应力在第一、二、三类内应力中的分配为：1：10：100） 1、宏观内应力（第一类内应力），由物体各部分变形不均匀产生，在物体整个范围内处于平衡的力。 2、微观内应力（第二类内应力），由晶粒或亚晶粒变形不均匀产生，在晶粒亚晶粒范围处于平衡的力。 3、点阵畸变（第三类内应力），储存在晶体缺陷中。 3、解理断裂：断口特征为河流花样，是在正应力作用下的一种穿晶断裂。 退火过程包括：回复、再结晶、晶粒长大三个阶段。 回复：冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生改变前所产生的某些亚结构和性能的变化过程。再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度之后，在原来的变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒。而性能也发生了明显变化，并恢复到完全软化状态。再结晶的驱动力也是弹性畸变能的降低。 影响再结晶温度的因素主要有：1、变形程度2、金属纯度3、加热速度和时间 影响再结晶晶粒大小的因素：1、变形程度2、原始晶粒尺寸3、合金元素和杂质4、变形温度（温度回复程度越大） 再结晶晶粒正常长大的驱动力：晶粒长大前后总的界面能差。 影响再结晶晶粒长大的因素：1、温度2、杂质及合金元素3、第二相质点4、相邻晶粒之间的位向差。超塑性：某些材料在特定条件下进行拉伸时，能获得特别大的均匀塑性变形，其伸长率可达200～1000%，而不致过早产生缩颈和断裂，这种现象 临界变形度：对应于得到特别粗大的再结晶晶粒的变形度叫做临界变形度。再结晶晶粒反常长大叫做二次再结晶。 带状组织：复相合金中的各个相，在热加工时沿着变形方向交替的呈带状分布，这种组织称为带状组织.可用正火消除. 第7章钢在加热和冷却时的转变 热处理：通过对材料进行加热、保温、冷却的操作方法使钢的组织结构发生变化，以获得所需性能的一种工艺。 奥氏体的形成四个步骤：①奥氏体晶核的形成②奥氏体晶粒长大③残余渗碳体溶解 ④奥氏体成分均匀化 影响奥氏体形成速度的因素：1.加热温度的影响2.原始组织的影响3.化学成分的影响 1.奥氏体的晶粒度：通常分为8级，1级最粗，8级最细，8级以上为超细晶粒。 a、起始晶粒度：指珠光体刚刚全部转变为奥氏体时的晶粒度。 b、实际晶粒度：指钢在具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒度 c、本质晶粒度：不是指具体的晶粒大小，只表示钢的奥氏体晶粒长大的倾向性 2．影响奥氏体晶粒长大的因素1.加热温度和保温时间的影响2.加热速度的影响3.质量分数的影响4.合金元素的影响。 过冷奥氏体：在临界点以下存在且不稳定的将要发生转变的奥氏体。 珠光体型转变：过冷奥氏体在A1~550℃温度范围内，将分解为珠光体类组织。高温转变 珠光体分为三类：珠光体（A1~650℃）索氏体（650~600 ℃）屈氏体（600~550 ℃） 粒状珠光体：铁素体基本上分布着粒状渗碳体的组织。一般是经过球化退火得到或淬火后经中、高温回火得到的粒状珠光体的机械性能主要决定于渗碳体颗粒的大小、形态与分布。 马氏体：碳在α－Fe中的过饱和间隙固溶体。 马氏体转变：钢从奥氏体状态快速冷却，在较低温度下发生的无扩散型相变叫做马氏体转变。 M相变发生的条件：1、过冷A必须以大于临界淬火速度的速度冷却2、必须过冷到M s点以下。 M的组织形态： 1、板条状M：亚结构为高密度位错，又称为位错M，其形成后由于温度较高发生自回火，容易形成体心 立方M 空间形态：扁条状的，每个板条为一个单晶体，相邻的板条之间往往存在薄壳状的残余奥氏体。 性能特点：高强度、高硬度、韧性和塑性好。 1、片状M：亚结构为孪晶，又称孪晶马氏体。存在大量显微裂纹。 空间形态：为双凸透镜状，光学显微镜下呈针状或竹叶状 性能特点：高强度、高硬度、韧性很差。 M高强度、高硬度的原因： 1、固溶强化（过饱和的C的溶入造成严重晶格畸变，形成与位错交互作用的强烈应力场） 2、相变强化（M相变形成的高密度位错的板条状M或者是具有微细孪晶亚结构的片状M都阻碍位错的运动） 3、时效强化（时效后C及合金元素的偏聚形成科氏气团，钉扎位错，提高强度） M转变的特点：1、无扩散性2、切变共格性3、存在惯习现象4、在一个温度范围内进行5、可逆性 贝氏体是铁素体和碳化物组成的机械混合物。下贝氏体是铁素体和ε碳化物组成的机械混合物。600—350℃转变形成的是B上特征是羽毛状。强度低，韧性差。 350—M s转变形成的是B下特征是黑色针状。具有高密度位错，无孪晶亚结构，强度和韧性都很好。 魏氏组织：含碳量小于0.6或大于1.2的钢当加热温度过高并以较快速度冷却时，先共析F或先共析C m从A晶界沿A一定晶面往晶内近于平行的生长，并呈针片状析出形成的针状F+P或C m+P 组织叫 做魏氏组织。是钢的一种过热缺陷。 第八章钢的热处理工艺 完全退火：将工件加热至AC3以上20-30℃，经完全奥氏体化后进行缓慢冷却以获得 近于平衡组织的热处理工 扩散退火：又称均匀化退火，将铸件加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后 缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺 球化退火：是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 球化退火的作用：降低硬度、均匀组织、改善切削加工性，并为淬火作组织准备。 淬火：将钢加热到AC3或AC1以上一定温度，保温后以大于临界冷却速度的速度冷却，得到M（或B下）的工艺。 淬火方法：1、单一淬火法2、双液淬火法3、喷射淬火法4、分级淬火法5、等温淬火 淬火加热温度：亚共析钢AC3以上30—50℃；过共析钢AC1以上30—50℃ 淬透性：表示A化后的钢在淬火时获得M的能力。大小用钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度表示。 淬硬性：表示钢淬火时的硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示，它主要取决于M中含碳量的大小。 低温回火：温度：150—250℃组织：回火M，特别适用于高碳钢和高碳合金钢。 作用：减小内应力，并进一步提高钢的强度和塑性，保持优良的综合机械性能 中温回火：350—500℃回火T，主要用于各种弹簧零件及热作模具钢 高温回火：温度：500—650℃组织：回火S，用于中碳钢或低合金结构钢。 作用：经调质处理后，获得优良的综合机械性能。 P244习题6、7、8（老师说了，注意哦） 老师画的大部分都整理出来了，还有一些图表不好弄自己书上自己看看，这些占得分值还不足与让我们过，不要太依赖，书还是要看的。因为有点多要做小抄的话根据自己需要删减，作业记得复习复习。祝大家轻松考过。。。 金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法, 铸锭三晶区 的形成机制。 基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷；结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据Rk= 1..，T可知当过冷度T为零时临界晶核半 径R k为无穷大，临界形核功（1订2 ）也为无穷大。临界晶核半径R k与临界形核功为无穷大时，无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。 细化晶粒的方法：增加过冷度、变质处理、振动与搅拌。 铸锭三个晶区的形成机理：表面细晶区：当高温液体倒入铸模后，结晶先从模壁开始，靠近模壁一层的液体产生极大的过冷，加上模壁可以作为非均质形核的基底，因此在此薄层中立即形成大量的晶核，并同时向各个方向生长，形成表面细晶区。柱状晶区：在表面细晶区形成的同时，铸模温度迅速升高，液态金属冷却速度减慢，结晶前沿过冷都很小，不能生成新的晶核。垂直模壁方向散热最快，因而晶体沿相反方向生长成柱状晶。中心等轴晶区：随着柱状晶的生长，中心部位的液体实际温度分布区域平缓，由于溶质原子的重新分配，在固液界面前沿出现成分过冷，成分过冷区的扩大，促使新的晶核形成长大形成等轴晶。由于液体的流动使表面层细晶一部分卷入液体之中或柱状晶的枝晶被冲刷脱落而进入前沿的液体中作为非自发生核的籽晶。 三、二元合金的相结构与结晶 重点内容：杠杆定律、相律及应用。 基本内容：相、匀晶、共晶、包晶相图的结晶过程及不同成分合金在室温下的显微组织。合金、成分过冷；非平衡结晶及枝晶偏析的基本概念。 相律：f = c -p + 1其中，f为自由度数，c为组元数，p为相数。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金也可能得到全部共晶组织，这种共晶组织称为伪共晶。 合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或烧结、或用其它方法组合而成的具有金属特性的物质。 合金相：在合金中，通过组成元素（组元）原子间的相互作用，形成具有相同晶体结构与性质，并以明确界面分开的成分均一组成部分称为合金相。 四、铁碳合金 重点内容：铁碳合金的结晶过程及室温下的平衡组织，组织组成物及相组成物的计算 基本内容：铁素体与奥氏体、二次渗碳体与共析渗碳体的异同点、三个恒温转变。 钢的含碳量对平衡组织及性能的影响；二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体相对量的计算；五种渗碳体的来源及形态。 《金属学与热处理》课程教学大纲 课程名称：金属学与热处理课程代码: 05224040 课程类型：专业必修课程 学分：3 总学时：48 理论学时：32 实验学时：16 先修课程：高等数学材料力学适用专业：材料成型与控制技术、模具设计与制造 一、课程性质、目的和任务 本课程是“材料成型与控制技术、模具设计与制造”专业的专业必修课，是学习材料专业课的技术基础课。它在基础课和专业课之间起桥梁作用。只有在修完本课程之后，才能进入其他专业课的学习。开设该课程的目的主要是向学生阐述金属学与热处理的基础知识，任务是使学生通过该课程的学习，掌握金属材料的成份、组织结构、热处理工艺与性能之间的相互关系及其变化规律，熟悉热处理基本工艺和常用工程材料的种类、成份、组织、性能特点，为后续专业课的学习奠定基础。 二、教学基本要求 1、知识、能力、素质的基本要求 通过本课程的学习，应使学生掌握金属学与热处理的基础知识，即金属及合金的成分、组织、结构与性能之间的相互关系及其变化规律；初步学会使用金相显微镜对金属及合金的组织进行观察及相应的实验能力；具备能用所学理论对金属材料热处理的一些实际工程问题进行分析的素质。 2、教学模式基本要求（课程主要教学环节要求，教学方法及手段要求） 本课程的特点是理论抽象，空间结构多且复杂，理论性叙述多，计算内容少。针对这些特点，在教学时应尽量结合工程实例来加深对基础理论的理解；有关金属组织的认识和识别对初学者来说是难度很大的内容，必须配合实验来加深认识。 三、教学内容及要求 第一章金属的晶体结构 要求学生掌握三种常见金属的晶体结构、晶体学基本概念、实际金属中三类晶体缺陷、合金中的两类基本相。 第二章纯金属金属的结晶 要求学生掌握结晶的规律，结晶基本过程以及结晶后获得细晶粒的方法，了解晶核长大机理、铸锭组织形成过程、铸锭组织结构与性能特点。 第三章二元合金相图 要求学生掌握二元合金相图的建立方法，熟悉匀晶相图．共晶相图、包晶相图的结构，正确地分析相应合金的结晶过程，画出示意图，并能熟练地运用杠杆定律计算相组成物的相 初中物理所有章节知识点总结 【第一章机械运动】 1．测量长度的常用工具：刻度尺。测量结果要估读到分度值的下一位。2．刻度尺的使用方法： （1）使用前先观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值； （2）测量时刻度尺的刻度线要紧贴被测物体； （3）读数时视线要与尺面垂直。 3．测量值和真实值之间的差异叫做误差，我们不能消灭误差，但应尽量减小误差。 4．减小误差方法：多次测量求平均值、选用精密测量工具、改进测量方法。5．误差与错误的区别：误差不是错误，错误不该发生，能够避免，而误差永远存在，不能避免。 6．物理学里把物体位置的变化叫做机械运动。 7．在研究物体的运动时，选作标准的物体叫做参照物。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。 8．速度的计算公式： 1m/s=3.6km/h 【第二章声现象】 9．声是由物体的振动产生的。 10．声的传播需要介质，真空不能传声。 11．声速与介质的种类和介质的温度有关。15℃空气中的声速为340m/s。12．声音的三个特性是：音调、响度、音色。（音调与物体的振动频率有关；响度与物体的振幅有关；音色与发声体的材料和结构有关。） 13．控制噪声的途径：防止噪声的产生、阻断噪声的传播、防止噪声进入人耳。14．为了保证休息和睡眠，声音不能超过50dB；为了保证工作和学习，声音不能超过70 dB；为了保护听力，声音不能超过90 dB。 15．声的利用： （1）传递信息：例如声呐、听诊器、B超、回声定位。 （2）传递能量：例如超声波清洗钟表、超声波碎石。 【第三章物态变化】 16．液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。 17．使用温度计前应先观察它的量程和分度值。 第十章钢的热处理工艺 10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？ 答： 钢的退火：退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。 退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。 退火用途： 1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3以上20-30℃，保温足够长时间，使 组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。 其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。 2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至AC1- AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm （过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除应力、降低硬度的目的。对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除应力、降低硬度，改善切削加工性能。 3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。 主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。 4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相 线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。 5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后 缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。 6、去应力退火：在冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，保温一段时间 然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其主要目的是消除铸件、锻轧件、焊接件及机械加工工件中的残留应力（主要是第一类应力），以提高尺寸稳定性，减小工件变形和开裂的倾向。 10-2 何谓钢的正火？目的如何？有何应用？ 答： 钢的正火：正火是将钢加热到AC3或Accm以上适当温度，保温适当时间进行完全奥氏体化以后，以较快速度（空冷、风冷或喷雾）冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。正火过程的实质是完全奥氏体化加伪共析转变。 目的：细化晶粒、均匀成分和组织、消除应力、调整硬度、消除魏氏组织、带状组织、网状碳化物等缺陷，为最终热处理提供合适的组织状态。 金属学与热处理复习题 第一章复习题 晶向指数相同，符号相反的为同一条直线 原子排列相同但空间位向不同的所有晶向 晶面指数的数字和顺序相同，符号相反则两平面互相平行 晶面的空间位向不同但原子排列相同的所有晶面 当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl）平行时hu+kv+lw=0 当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl）垂直时h=u，K=v，l=w 晶体的各向异性原因: 在不同晶面上的原子紧密程度不同 纯铁冷却时在912 发生同素异晶转变是从结构转变为结构，配位数，致密 度降低，晶体体积，原子半径发 生。 面心立方晶胞中画出） 11晶面和]211[晶向 （2 刃型位错的四个特征（作业） 螺型位错的四个特征（作业） 面心立方（FCC）体心立方（BCC）密排六方（HCP）晶胞原子数 原子半径 配位数 致密度 同素异构转变定义--18页 晶体缺陷的分类： 常见的点缺陷： 常见的面缺陷： 第二章复习题 一、填空 1、金属结晶两个密切联系的基本过程是和 2 、金属结晶的动力学条件为 3 、金属结晶的结构条件为 4 、铸锭的宏观组织包括 5、如果其他条件相同，则金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的晶粒更细，高 温浇注的铸件晶粒比低温浇注的晶粒粗大，采用振动浇注的铸件晶 粒比不采用振动的晶粒更细，薄铸件的晶粒比厚铸件晶粒更细。 二、问答 1、金属的结晶形核45页 2、金属的长大的要点52页 2、铸锭三晶区名称及形成过程（柱状晶为重点） 3、影响柱状晶生长的因素56-57页 三、名词解释： 1、细晶强化 2、变质处理 3、铸造织构 第三章二元合金的相结构与结晶作业题（复习题） 1、概念 合金、相、固溶体、固溶强化、、离异共晶、伪共晶 2、填空 必修一 第一章集合与函数概念 1．1 集合 1．2 函数及其表示 1．3 函数的基本性质 第二章基本初等函数（Ⅰ） 2．1 指数函数 2．2 对数函数 2．3 幂函数 第三章函数的应用 3．1 函数与方程 3．2 函数模型及其应用 必修二 第一章空间几何体 1．1 空间几何体的结构 1．2 空间几何体的三视图和直观图 1．3 空间几何体的表面积与体积 第二章点、直线、平面之间的位置关系2．1 空间点、直线、平面之间的位置关系2．2 直线、平面平行的判定及其性质2．3 直线、平面垂直的判定及其性质 第三章直线与方程 3．1 直线的倾斜角与斜率 3．2 直线的方程 3．3 直线的交点坐标与距离公式 必修三 第一章算法初步 1．1 算法与程序框图 1．2 基本算法语句 1．3 算法案例 第二章统计 2．1 随机抽样 阅读与思考一个著名的案例 阅读与思考广告中数据的可靠性 阅读与思考如何得到敏感性问题的诚实反应2．2 用样本估计总体 阅读与思考生产过程中的质量控制图 2．3 变量间的相关关系 阅读与思考相关关系的强与弱 第三章概率 3．1 随机事件的概率 3．2 古典概型 3．3 几何概型 必修四 第一章三角函数 1．1 任意角和弧度制 1．2 任意角的三角函数 1．3 三角函数的诱导公式 1．4 三角函数的图象与性质 1．5 函数y=Asin（ωx+ψ） 1．6 三角函数模型的简单应用 第二章平面向量 2．1 平面向量的实际背景及基本概念 2．2 平面向量的线性运算 2．3 平面向量的基本定理及坐标表示 2．4 平面向量的数量积 2．5 平面向量应用举例 第三章三角恒等变换 3．1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式 3．2 简单的三角恒等变换 必修五 第一章解三角形 1．1 正弦定理和余弦定理 探究与发现解三角形的进一步讨论 1．2 应用举例 阅读与思考海伦和秦九韶 1．3 实习作业 第二章数列 2．1 数列的概念与简单表示法 2．2 等差数列 2．3 等差数列的前n项和 2．4 等比数列 2．5 等比数列前n项和 第三章不等式 3．1 不等关系与不等式 3．2 一元二次不等式及其解法 3．3 二元一次不等式（组）与简单的线性规划问题 3．4 基本不等式 必修三实用性和适用性在高一作用不大，所以高一上学期学必修一二，下学期学必修四五，跳过必修三 1、热处理的定义：根据钢件的热处理目的,把钢加热到预定的温度，在此温度下保持一定的时间，然后以预定的速度冷却下来的一种综合工艺。钢的热处理是通过加热、保温和冷却的方法，来改变钢内部组织结构，从而改善其性能的一种工艺。凡是材料体系（金属、无机材料）中有相变发生，总可以采用热处理的方法，来改变组织与性能。 2、Ac1、Ac 3、Accm的意义：对于一个具体钢成分来说，A1、A3、Acm是一个点，而且是无限缓慢加热或冷却时的平衡临界温度。加热时的实际临界温度加注脚字母“C”，用Ac1、Ac3、Accm表示；冷却时的实际临界温度加注脚字母“r”，用Ar1、Ar3、Arcm表示。 3、什么是奥氏体化？奥氏体化的四个过程？是什么类型的相恋？将钢加热到AC1点或AC3点以上，使体心立方的α-Fe铁结构转变为面心立方结构的γ-Fe，这个过程就是奥氏体化过程。从铁碳相图可知，任何成分碳钢加热到Ac1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。共析钢的奥氏体化过程包括以下四个过程：形核；长大；残余渗碳体溶解；奥氏体成分均匀化。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。是扩散型相变。 4、碳钢与合金钢的奥氏体化有什么区别？为什么？在同一奥氏体化温度下，合金元素在奥氏体中扩散系数只有碳的扩散系数的千分之几到万分之几，可见合金钢的奥氏体均匀化时间远比碳钢长得多。在制定合金钢的热处理工艺规范时，应比碳钢的加热温度高些，保温时间长些，促使合金元素尽可能均匀化。 5奥氏体晶粒的三个概念（初始晶粒、实际晶粒和本质晶粒）？奥氏体的初始晶粒：指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的奥氏体晶粒，这时的晶粒大小就是初始晶粒度。奥氏体实际晶粒：指在热处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒，其大小就是奥氏体的实际晶粒度。奥氏体的本质晶粒：指各种钢的奥氏体晶粒的长大趋势。晶粒容易长大的称为本质粗晶粒钢；晶粒不容易长大的称为本质细晶粒钢； 6为什么要研究奥氏体晶粒大小？奥氏体晶粒大小会显著影响冷却转变产物的组织和性能。 7、工厂中对奥氏体晶粒大小的表征方法是什么？本质晶粒度的测试方法？统一采用与标准金相图片比较，来确定晶粒度的级别。生产中为了便于确定钢的本质晶粒度，只需测出930度左右的实际晶粒度，就可以判断。 8过冷奥氏体：奥氏体冷至临界温度以下，牌热力学不稳定状态，称为过冷奥氏体。 9、钢的共析转变？珠光体组织的三种类型？钢的共析转变：钢奥氏体化后，过冷到A1至“鼻尖”之间区域等温停留时，将发生共析转变，形成珠光体组织，其反应如下：γ→P(α+Fe3C)结构：FCC、BCC、正交；含碳：0.77%、0.0218%、6.69%珠光体的三种类型：珠光体，索氏体，屈氏体。 10、什么叫钢的C曲线？如何测定？影响C曲线的因素？过冷奥氏体等温转变曲线，也称TTT曲线。因曲线形状象英文字母“C”，故常称C曲线。在过冷奥氏体的转变过程中有组织（相变）转变和性能变化，因此可用金相法、硬度法、膨胀法或磁性法等来测定过冷奥氏体的等温转变过程，其中金相法是最基本的。金相法测定过冷奥氏体等温转变图---C曲线（基本方法），以共析钢为例：①用共析钢制成多组圆片状试样(φ10×1.5)；②取一组试样加热奥氏体化；③迅速转入A1以下一定温度熔盐浴中等温；④各试样停留不同时间后分别淬入盐水中，使未分解的过冷奥氏体变为马氏体；⑤这样在金相显微镜下就可以观察到过冷奥氏体的等温分解过程。钢的成分和热处理条件都会引起C曲线形状和位置的变化1)含碳量的影响2)合金元素的影响3)奥氏体化温度和保温时间的影响 11、什么叫CCT曲线？如何测定？连接冷却曲线上相同性质的转变开始点和终了点，得到钢种的连续冷却转变图称为CCT曲线。与测定C曲线的方法相同，一般也都用膨胀法或金相-硬度法等来测定CCT(Continuous Cooling Transformation)图；在测定时，首先选定一组具有不同冷却速度的方法，然后将欲测试样加热奥氏体化，并以各种冷却速度进行冷却，同时测 第1章金属和合金的晶体结构 1.1金属原子的结构特点：最外层的电子数很少，一般为1～2个，不超过3个。 金属键的特点：没有饱和性和方向性 结合力：当原子靠近到一定程度时，原子间会产生较强的作用力。结合力＝吸引力＋排斥力结合能＝吸引能＋排斥能（课本图1.2） 吸引力：正离子与负离子（电子云）间静电引力，长程力 排斥力：正离子间，电子间的作用力，短程力 固态金属原子趋于规则排列的原因：当大量金属原子结合成固体时，为使固态金属具有最低的能量，以保持其稳定状态，原子间也必须保持一定的平衡距离。 1.2晶体：基元在三维空间呈规律性排列。晶体结构：晶体中原子的具体排列情况， 也就是晶体中的这些质点在三维空间有规律的周期性的重复排列方式。 晶格：将阵点用直线连接起来形成空间格子。晶胞：保持点阵几何特征的基本单元 三种典型的金属晶体结构（要会画晶项指数，晶面指数） 共带面：平行或相交于同一直线的一组晶面组成一个晶带，这一组晶面叫做共带面 晶带轴：同一晶带中所有晶面的交线互相平行，其中通过坐标原点的那条直线。 多晶型转变或同素异构转变：当外部的温度和压强改变时，有些金属会由一种晶体结构向另一种晶体结构转变。 1.3合金：两种或两种以上金属元素，或金属元素与非金属元素，经熔炼、烧结或其它方法组合而成并具有金属特性的物质。组元：组成合金最基本的独立的物质，通常组元就是组成合金的元素。相：是合金中具有同一聚集状态、相同晶体结构，成分和性能均一，并以界面相互分开的组成部分。固溶体：合金的组元通过溶解形成一种成分及性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相，称为固溶体。与固溶体结构相同的组元为溶剂，另一组元为溶质。 固溶体的分类：按溶质原子在溶剂晶格中的位置：置换固溶体与间隙固溶体。按溶质原子在固体中的溶解度：分为有限固溶体和无限固溶体。按溶质原子在固溶体内分布规则：分为有序固溶体和无序固溶体 固溶强化：在固体溶液中，随着溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性韧性下降。 间隙相：当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时，将形成具有简单晶体结构的金属间化合物。间隙化合物：与间隙相相反（比值大于0.59）。 1.4点缺陷：⑴空位⑵间隙原子⑶置换原子。线缺陷：线缺陷就是各种类型的位错。它是指晶体中的原子发生了有规律的错排现象。（刃型位错、螺型位错、混合型位错）滑移矢量：表示位错的性质，晶格畸变的大小的物理量（刃型位错的柏氏矢量与其位错线相垂直；螺形位错的柏氏矢量与其位错线平行。）。 面缺陷：晶体的面缺陷包括晶体的外表面（表面或自由界面）和内界面两类，其中的内界面又有晶界、亚晶界、 小角度晶界、大角度晶界：两相邻晶粒位向差小于或大于10° 相界面的结构有三类：共格界面、半共格界面、非共格界面 习题3 、5做一下 第2章纯金属的结晶 2.1结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 同素异构转变：金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。过冷是结晶的必要条件。（金属不同过冷度也不同，金属纯度越高过冷度越大。过冷度的速度取决于，冷却速度越大过冷度越大实际洁净无度越低，反之） 金属结晶:孕育—出现晶核—长大—金属单晶体 2.2从液体向固体的转变使自由能下降.液态金属结晶时，结晶过程的推动力是 自由能差降低（△F）是自由能增加，阻力是自身放热 1. 基本概念 (1) 数据库(DB):是一个以一定的组织形式长期存储在计算机内的，有组织的可共享的相关数据概念(2) 数据库管理系统(DBMS)；是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，是数据库系统的核心(3) 数据库系统(DBS)；计算机系统中引入数据库后的系统构成(4) 实体；凡是现实世界中存在的可以相互区别开，并可以被我们所识别的事物.概念等对象均可认为是实体(5) 属性；是实体所具有的某些特征,通过属性对实体进行刻画.实体由属性组成(6) 码；唯一标识实体的属性集称为码(7) 域；属性的取值范围称为该属性的域 (8) 实体型；具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名和属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。(9) 实体集；同一类型实体的集合。(10) 1 :1联系：如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2中的一个实体有联系，反之亦然，那么E1和E2的联系称为“1:1联系”。1:N联系：如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，而E2中每个实体至多和E1中一个实体有联系，那么E1和E2的联系是“1:N联系”。M:N联系：如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，反之亦然，那么E1和E2的联系称为“M:N联系”。（11）现实世界(现实世界是指我们要管理的客户存在的各种事物.事物之间的发生.变化过程)、观念世界（信息世界）、数据世界 2.数据管理技术的发展阶段 人工管理阶段(数据不保存,系统没有专用的软件对数据进行管理,数据不共享,数据不具有独立性)、文件系统阶段(数据以文件形式可长期保存下来,文件系统可对数据的存取进行管理,文件组织多样化,程序与数据之间有一定独立性)、数据库系统阶段(数据结构化,数据共享性高,冗余少于且易扩充,数据独立性高,有统一的数据控制功能) 3. 数据库系统的特点 (1) 数据结构化 (2) 共享性高，冗余度低，易扩充 (3) 独立性高 (4) 由DBMS统一管理和控制 4. DBMS的数据控制功能 (1) 数据的安全性保护 (2) 数据的完整性检查 (3) 并发控制 (4) 数据库恢复 5. 数据模型的组成要素 数据结构数据结构是所研究的对象类型的集合，是刻画一个数据模型性质最重要的方 面，是对系统静态特性的描述。 数据操作数据操作是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的集 合，包括操作及有关的操作规则。是对系统动态特性的描述。 数据的约束条件数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据 模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，以保证数据的正确、有效、相容。 6. 最常用的数据模型 层次、网状、关系、面向对象模型 7. 关系模型 ?关系: 一张表 ?元组: 表中的一行 ?属性: 表中的一列 ?主码: 表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组 ?域: 属性的取值范围 ?分量: 元组中的一个属性值 ?关系模式: 对关系的描述。 表示为：关系名（属性1，属性2,…属性n) 金属学与热处理期末练习题（含答案） 1、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有____强度_______、_____硬度______、_________塑性__。衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有_______韧性____和____疲劳强度_______。 2、常见的金属晶格类型有___面心立方晶格____ 、___体心立方晶格___ ____和__密棑六方晶格_ ________。 3、常用的回火方法有低温回火、_中温回火__________ 和____高温回火_______ 。 4、工程中常用的特殊性能钢有___不锈钢______、耐热钢_________和耐磨刚。 5、根据铝合金成分和工艺特点，可将铝合金分为__变形铝合金_________和铸造铝合金两大类。 6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_镇静钢________、半镇静钢_________、特殊镇静钢_________和__沸腾钢_______。 7、铸铁中_________碳以石墨形式析出___________________的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有_化学成分__________ 和冷却速度。 8、分别填写下列铁碳合金组织符号： 奥氏体A、铁素体F、渗碳体fe3c 、 珠光体P 、高温莱氏体ld 、低温莱氏体ld’。 9、含碳量小于%的钢为低碳钢，含碳量为的钢为中碳钢，含碳量大于% 的钢为高碳钢。 10、三大固体工程材料是指高分子材料、复合材料和陶瓷材料。 二、选择题（每小题1分，共15分） （ b ）1、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大拉应力称为材料的（）。 A 屈服点 B 抗拉强度 C 弹性极限 D 刚度 （b）2、金属的（）越好，其锻造性能就越好。 A 硬度 B 塑性 C 弹性 D 强度 （ c ）3、根据金属铝的密度，它属于（）。 A 贵金属 B 重金属 C 轻金属 D 稀有金属 （ d ）4、位错是一种（）。 第十三章内能 本章知识结构图： 一、分子热运动 1.分子热运动： （1）物质的构成：常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。无论大小，无论是否是生命体，物质都是由分子、原子等粒子构成。 （2）扩散：不同物质在相互接触时彼此进入对方的现象。比如墨水在水中扩散等等。 a.扩散的物理意义：表明一切物质的分子都在不停地做无规则运动。表明分子之间存在间隙。 b.扩散的特点：无论固体、液体，还是气体，都可以发生扩散。发生扩散时每一个分子都是无规则运动的。 （3）分子的热运动 a.定义：分子永不停息地做无规则运动叫做热运动。无论物体处于什么状态、是什么形状、温度是高还是低都是如此。因此，一切物体在任何情况下都具有内能。 b.影响因素：分子的运动与温度有关，物体温度越高，分子运动越剧烈。 2.分子间的作用力： （1）分子间同时存在着引力和斥力，它们是随着分子间距离的增大而减小，随着分子间距离的减小而增大，但是斥力变化要比引力变化快得多。分子间作用力的特点如图： （2）固态、液态、气态的微观模型 二、内能 1.内能： （1）定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和。分子动能：分子由于运动而具有的能，其大小决定于温度高低。分子势能：分子由于存在相互作用力而具有的能，其大小决定于分子间距。单位是焦耳（J）。 （2）一切物体的分子都永不停息地做无规则运动，无论物体处于什么状态、是什么形状、温度是高还是低都是如此。因此，一切物体在任何情况下都具有内能。 （3）同一物体的内能的大小与温度有关，温度越高，具有的内能就越多。但不同物体的内能则不仅以温度的高低为依据来比较。 （4）影响内能大小的因素：分子的个数、分子的质量、热运动的剧烈程度（温度高低）、分子间相对位置。 2.物体内能的改变： （1）改变内能的方法：做功和热传递 做功：两种不同形式的能量通过做功实现转化。 热传递：内能在不同物体间的转移。 （2）热量： a.定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。 b.单位：焦耳（J）。 《金属学与热处理》试题库 一、名词解释 1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体 7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织 10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体 14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析 19、钢的退火，正火，淬火，回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应 四、简答 1、简述工程结构钢的强韧化方法。（20分） 2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制（20分） 3、为什么奥氏体不锈钢（18-8型不锈钢）在450℃～850℃保温时会产生晶间腐蚀？如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？ 4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近？ 5、什么是交滑移?为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能？ 6、根据溶质原子在点阵中的位置，举例说明固溶体相可分为几类？固溶体在材料中有何意义？ 7、固溶体合金非平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，原因何在？ 8、应变硬化在生产中有何意义？作为一种强化方法，它有什么局限性？ 9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么？ 10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。 11、枝晶偏析是怎么产生的？如何消除？ 12、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 14、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 15、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行？若不在γ-Fe相区进行会有什么结果？ 17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，再结晶退火后发现板材两端的抗拉强度不同，请解释这个现象。 18、冷轧纯铜板，如果要求保持较高强度，应进行何种热处理？若需要继续冷轧变薄时，又应进行何种热处理？ 19、位错密度有哪几种表征方式？ 20、淬透性与淬硬性的差别。 21、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。 22、马氏体相变的基本特征？（12分） 23、加工硬化的原因？（6分） 24、柏氏矢量的意义？（6分） 25、如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈服平台这种不连续的现象？（8分） 26、已知916℃时，γ-Fe的点阵常数0.365nm，（011）晶面间距是多少？（5分） 27、画示意图说明包晶反应种类，写出转变反应式？（4分） 28、影响成分过冷的因素是什么？（9分） 29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么？（9分） 30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系，并解释原因。（6分） 钢的热处理总结 晶向指数[UVW]，晶向族 6. 能量起伏：液态金属中处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停地变化，时高时低的现象。 7. 均匀形核：液相中各个区域出现新相晶核的几率都是相同的，是液态金属绝对纯净、无任何杂质，喝不喝型壁接触，只是依靠液态金属的能量变化，由晶胚直接生核的理想过程。临界半径 8. 非均匀形核：液态金属中总是存在一些微小的固相杂质点，并且液态金属在凝固时还要和型壁相接触，于是晶核就可以优先依附于这些现成的固体表面上形成，需要的过冷度较小。 临界半径 非均匀形核的临界球冠半径与均匀形核的临界半径是相等的。 晶核长大的微观结构：光滑界面和粗糙界面。 晶粒大小的控制：控制过冷度；变质处理；振动、搅动。 表面细晶区的形成：当液态金属浇入温度较低的铸型中时，型壁附近熔体由于受到强烈的激冷作用，产生很大的过冷度而大量非均质生核。这些晶核在过冷熔体中也以枝晶方式生长，由于其结晶潜热既可从型壁导出，也可向过冷熔体中散失，从而形成了无方向性的表面细等轴晶组织。 柱状晶区的形成：在结晶过程中由于模壁温度的升高，在结晶前沿形成适当的过冷度，使表面细晶粒区继续长大（也可能直接从型壁处长出），又由于固-液界面处单向的散热条件（垂直于界面方向），处在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的单向热流的作用下，以表面细等轴晶凝固层某些晶粒为基底，呈枝晶状单向延伸生长，那些主干取向与热流方向相平行的枝晶优先向内伸展并抑制相邻枝晶的生长，在淘汰取向不利的晶体过程中，发展成柱状晶组织。 中心等轴晶的形成：内部等轴晶区的形成是由于熔体内部晶核自由生长的结果。随着柱状晶的发展，熔体温度降到足够低，再加之金属中杂质等因素的作用，满足了形核时的过冷度要求，于是在整个液体中开始形核。同时由于散热失去了方向性，晶体在各个方向上的长大速度是相等的，因此长成了等轴晶。 10. 固溶体与金属化合物的区别：固溶体晶体结构与组成它的溶剂相同，而金属化合物的晶体结构与组成它的组元都不同，通常较复杂。固溶体相对来说塑韧性好，硬度较低，金属化合物硬而脆。 11. 影响置换固溶体溶解度的因素：原子尺寸因素；电负性因素；电子浓度因素；晶体结构因素。 教材结构 第一章信息化基础知识 1、信息化基础知识 2、电子政务 3、企业信息化 4、商业智能 第二章信息系统服务管理 1、信息系统服务管理体系 2、信息系统集成资质管理 3、信息系统工程监理 4、ITIL与IT服务管理、信息系统审计 第三章信息系统集成专业技术知识 1、信息系统集成简述 2、信息系统建设 3、软件工程 4、面向对象系统分析与设计 5、软件架构 6、典型应用集成技术 7、计算机网络知识 第四章项目管理一般知识 1、什么是项目 2、项目的组织方式 3、项目生命周期 4、典型的信息系统项目的生命周期模型 5、单个项目的管理过程 6、项目管理高级话题 第五章立项管理 1、立项管理内容 2、建设方的立项管理 3、承建方的立项管理 4、签订合同 第六章项目整体管理 1、项目整体管理的主要活动和流程 2、项目启动 3、编制项目范围说明书（初步） 4、制定项目管理计划 5、指导和管理项目执行 6、监督和控制项目 7、整体变更控制 8、项目收尾 第七章项目范围管理 1、产品范围与项目范围 2、编制范围管理计划 3、范围定义 4、创建工作分解结构 5、范围确认 6、范围控制 第八章项目进度管理 1、项目进度管理概述 2、活动定义 3、活动排序 4、活动资源估算 5、活动历时估算 6、制定进度计划 7、项目进度控制 第九章项目成本管理 1、项目成本管理概述 2、制定项目成本管理计划 3、项目成本估算 4、项目成本预算 5、项目成本控制 第十章项目质量管理 1、质量管理基础 2、制定项目质量计划 3、项目质量保证 4、项目质量控制 第十一章项目人力资源管理 1、项目人力资源管理的定义及有关概念 2、项目人力资源计划编制 3、项目团队组织建设 4、项目团队管理 本答案非标准答案，仅作参考，祝大家期末取的好成绩！ 金属学与热处理铸造合金及其熔炼考试题纲 1．铁碳相图的二重性及其分析 从热力学观点上看，Fe-Fe3C相图只是介稳定的，Fe-C相图才是稳定的；从动力学观点看，在一定条件下，按Fe-Fe3C相图转变也是可能的，因此就出现了二重性。 分析：1）稳定平衡的共晶点C’的成分和温度与C点不同 2）稳定平衡的共析点S’的成分和温度与S点不同 2．稳定态和亚稳定态铁碳相图异同点 稳定平衡态的Fe-C相图中的共晶温度和共析温度都比介稳定平衡的高一点； 在共晶温度时，稳定平衡态的奥氏体的含碳量小于亚稳态平衡下奥氏体的含碳量。 3．用铁碳相图分析铸铁碳钢一二次结晶异同点 一次结晶：铁液降至液相线时，有初析石墨和初析奥氏体析出。温度继续下降，熔体中同时析出奥氏体和石墨，铸铁进入共晶凝固阶段。 当钢液温度降低至液相线时，有高温铁素体析出。温度下降至包晶温度时，发生包晶转变，生成奥氏体。温度继续下降，穿过L+γ区时，又有奥氏体自钢液中析出，此析出过程进行到固相线温度为止。 二次结晶：铸铁的固态相变即二次结晶。继续冷却，奥氏体中的含碳量沿E’S’线减小，以二次石墨的形式析出。当奥氏体冷却至共析温度以下，并达到一定的过冷度，就开始共析转变。两个固体相α与Fe3C相互协同地从第三个固体相长大（成对长大），形成珠光体。当温度下降至GS和PS线之间的区域是，有先共析铁素体α相析出。随着α相的析出，剩余奥氏体的含碳量上升。当温度达到共析转变温度时，发生共析转变，形成珠光体。结晶过程完了后，钢的组织基本上不在变化。 4．分析球状石墨形成过程 目前已基本肯定，球状石墨可以和奥氏体直接从熔体中析出。 在亚共晶或共晶成分的球墨铸铁中，首批小石墨在远高于平衡共晶转变温度就已成形，这是不平衡条件所造成的，但随着温度的下降，有的小石墨球会重新解体，而有的则能长大成球，随着这一温度的进行，又会出现新的小石墨球，说明石墨球的成核可在一定的温度范围内进行。 某些石墨球能在熔体中单独成长至一定尺寸，然后被奥氏体包围，而有的石墨球则很早的就被奥氏体包围，形成奥氏体外壳。总之，石墨球的长大包括；两个阶段，即：1）在熔体中直接析出核心并长大2）形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下成长。 5．灰铸铁的金相组织及其性能特点 灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨所组成，还有少量非金属夹杂物。 特点：强度性能差；硬度特点，同一硬度时，抗拉强度有一个范围，同一强度时，硬度也有一定的范围；较低的缺口敏感性；良好的减震性；良好的减磨性。 6．流动性的概念及其影响因素 《圆》章节知识点 一、圆的概念 1.平面内到定点的距离等于定长的所有点组成的图形叫做圆。其中，定点称为圆心，定长称为半径，以点O为圆心的圆记作“O”，读作“圆O”。 2.确定圆的基本条件：（1）、圆心：定位置，具有唯一性，（2）、半径：定大小。 3.半径相等的两个圆叫做等圆，两个等圆能够完全重合。 4.①连接圆上任意两点的线段叫做弦，经过圆心的弦叫做直径，②圆上任意两点间的部分叫做圆弧，简称弧，弧用符号“?”表示，圆的任意一条直径的两个端点分圆成为两条等弧，每一条弧都叫做半圆，大于半圆的弧称为优弧，小于半圆的弧称为劣弧。③在同圆或等圆中，能过重合的两条弧叫做等弧。理解：弧在圆上，弦在圆及圆上：弧为曲线形，弦为直线形。 5.不在同一直线上的三个点确定一个圆且唯一一个。 6.①三角形的三个顶点确定一个圆，经过三角形各顶点的圆叫做三角形的外接圆，外接圆的圆心是三角形三边垂直平分线的交点，叫做三角形的外心，这个三角形叫做这个圆的内接三角形。②与三角形三边都相切的圆叫做这个三角形的内切圆，内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点，叫做三角形的内心。三角形的内切圆是三角形内面积最大的圆，圆心是三个角的角平分线的交点，他到三条边的距离相等：内心到三顶点的连线平分这三个角。 （补充）圆的集合概念 1、圆可以看作是到定点的距离等于定长的点的集合； 2、圆的外部：可以看作是到定点的距离大于定长的点的集合； 3、圆的内部：可以看作是到定点的距离小于定长的点的集合 轨迹形式的概念： 1、圆：到定点的距离等于定长的点的轨迹就是以定点为圆心，定长为半径的圆； 2、垂直平分线：到线段两端距离相等的点的轨迹是这条线段的垂直平分线（也叫 中垂线）； 3、角的平分线：到角两边距离相等的点的轨迹是这个角的平分线； 4、到直线的距离相等的点的轨迹是：平行于这条直线且到这条直线的距离等于定 长的两条直线； 5、到两条平行线距离相等的点的轨迹是：平行于这两条平行线且到两条直线距离 都相等的一条直线。 历年试题 材料成型与控制专业01级金属学与热处理试题 一. 名词解释（每小题2分，共2０分）： 1.晶体 2.正火 3.无限固溶体 4. 金属间化合物 5.晶界 6.相起伏 7.共晶转变 8.比重偏析 9.马氏体 10. 同素异构转变 二. 在同一个立方晶胞中画出以下晶面和晶向：（111）、（110）、（122）、[110]、[210]。（5分） 三. 晶粒大小对合金的常温力学性能有何影响？试分析其原因。(15分) 四.T8钢的过冷奥氏体等温冷却曲线如图所示，试分析以图中标明的几种冷却条件冷却之后各得到什么组织？对比这几种组织各具有什么样的力学性能特点．(10分) 五.．(15分) 六.冷塑性变形后的金属，在重新加热时其组织结构和力学性能各有何变化？(15分) 七．简述T8钢的奥氏体化过程由哪几个阶段组成？分析其中奥氏体晶核长大机理。(10分) 八.具有网状渗碳体的T12钢要获得回火马氏体，应进行哪些热处理？试说明每种热处理的加热温度和冷却条件。(10分) 02级材料加工各专业金属学与热处理期末考试题B 一. 名词解释（每小题3分，共30分） 1.非自发形核 2.滑移 3.再结晶 4.间隙固溶体 5.铁素体 6.珠光体 7.本质晶粒度 8.淬火 9.各向异性 10.合金 二. 填空（每空1分，共15分） 1.一个体心立方晶胞中包含（）个原子，一个面心立方晶胞中包含（）个原子，一个密排六方晶胞中包含（）个原子。 2. 纯铁在加热时，在912℃纯铁的晶格由（）转变为（），在1394℃纯铁的晶格由（）转变为（）。 3.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个基本过程分别是（）和（）。 4.纯金属的最低再结晶温度和熔点的关系是（）。 5.马氏体的显微组织形态主要有（）、（）两种。其中（）的韧性比较好。 6.钢的淬透性越高，则其C曲线位置越靠（），说明临界冷却速度越（）。 三. 选择（每题1分，共10分） 1.具有体心立方晶格的金属有（） a)Cu b)α-Fe c)γ-Fe 2.具有面心立方晶胞的金属有（）个滑移系。 a) 6 b)8 c)12 3.固溶体的晶体结构（）。 a) 与溶剂相同 b)与溶质相同 c) 与溶质和溶剂都不相同 4. 铁碳两个元素可能形成的相有（）。 a) 间隙固溶体 b)间隙化合物 c) 置换固溶体 5. 下列金属中塑性最好的是（） a) α-Fe b)Al c) Mg 6.冷变形金属再结晶后，（）。 a) 形成等轴晶，强度升高 b)形成柱状晶，强度升高 c) 形成等轴晶，塑性升高 7.与铁素体相比，珠光体的力学性能特点是（）。金属学与热处理知识点总结
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