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金属学与热处理总结

金属学与热处理总结
金属学与热处理总结

金属学与热处理总结

第一章、金属的晶体结构

晶体:在三维开空间做有规则的周期性排列的物质,金属一般为晶体。

晶体的特性:1.一定的熔点2.各向异性

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。无饱和性和方向性。

晶格:将阵点用直线连接起来形成的空间格子。

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。

晶体结构:

在晶体中由一系列原子所组成的平面叫做晶面,任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。

晶向指数:P14。取坐标值按比例化为最小简单整数,用【】表示

所有平行的晶向,都有相同的晶向指数。

原子排列相同但空间位相不同的所有晶向。

晶面指数:P15。取各截距倒数,用()表示

当晶面与坐标轴平行时,认为截距无穷大,倒数为0。

两个晶面指数的数字和顺序完全相同而符号相反,则晶面平行。

空间位相不同但原子排列情况完全一样的晶面属同一个晶面族。

晶体缺陷:点缺陷(空位、间隙原子:较多、置换原子:异类原子)

线缺陷(刃型位错、螺型位错)

面缺陷

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。

柏氏矢量确定方法:P24

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(外正,内负)

螺型平行(与柏氏矢量同向右,逆向左)

位错密度:单位体积中包含的位错线的总长度成为位错密度。

位错运动方式:1.滑移。2.攀移(只有刃型位错中有)

晶界:晶体结构相同但位相不同的晶粒之间的晶面称为晶界。

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。

第二章、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。

过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。

(影响因素:金属种类、冷却速度越大越高、纯度越高越大)

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 T R k ?∝1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(21T G ?∝?)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。

结晶潜热:1mol物质从液相转变为固相,伴随放出的热量。

结晶:形核+长大

金属结晶条件:

1.热力学条件

2.结构条件(出于瞬间出现又瞬间消失的短程有序的原子集团成为结构起伏,又叫相

起伏)

均匀形核:临界形核半径:

形核功:

形核率:N=N1*N2 N1受形核功影响的形核率因子

N2受原子扩散能力影响的形核率因子非均匀形核:临界形核半径:

形核功:

形核率:

光滑界面:界面光滑平整,液固相截然分开。小平面界面。a 大于5

1.二维晶核长大机制:形核,横向扩展,长完一层再一层

2.螺型位错长大机制

粗糙界面:高低不平,存在过渡层。非小平面界面a 小于2

3.连续长大机制:长大速度快,需要过冷度小。

固液界面前沿液体温度梯度:正温度梯度,负温度梯度

正温度梯度:1.光滑界面:锯齿状

2.粗糙界面:平面长大方式

负温度梯度:树枝状生长(等轴晶粒,柱状晶粒)

晶粒度:晶粒的大小

细晶强化:用细化晶粒来提高材料的强度的方法。

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。

影响柱状晶生长的因素:铸型冷却能力、浇注温度与浇筑速度、熔化温度

铸锭缺陷:缩孔(集中缩孔、分散缩孔),气孔,夹杂物

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。

1、固溶体:合金组元之间以不同比例相互混合后形成的固相,其晶体结构与组成合金的某一组元相同,这种相就成为固溶体。

溶质原子在晶格中的所占位置(置换固溶体、间隙固溶体)

固溶体分类(有限固溶体、无限固溶体)

按溶质原子与溶剂原子相对分布(无序固溶体、有序固溶体)

2、置换固溶体固溶度影响因素:

原子尺寸(越接近越固溶)、电负性(同上)、电子浓度(有一定极限)

晶体结构(溶质与溶剂晶体结构相同,是置换固溶体形成无限固溶体的必要条件)

3、固溶体的结构

晶格畸变、偏聚与有序、有序固溶体

4、固溶强化: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。

5、金属化合物(中间相):当超过固溶体的固溶度极限是,形成的金属化合物。

6、金属化合物:正常价化合物(电负性相差较大元素,化学式表示,高硬度,脆性大)

电子化合物(体心立方,;复杂立方,;秘排六方,)

间隙相和间隙化合物(按非金属与金属元素原子半径的比值区分)7杠杆定律

相律相律F=C-P+2压力为常数时F=C-P+1。F为平衡系统的自由度数,C为平衡系统的组元数,P为平衡系统的相数。他的含义是:在只受外界温度和压力影响的平衡系统中,它的自由度数等于系统的组元数和相数之差加上2。

杠杆定律a r b

ωLωα

ωL=rb/ab ×100%

8匀晶相图:在固液两态均无限互溶的二元合金系。

匀晶结晶特点:形核与长大和纯金属一样、变温结晶(需要一定的温度范围)、两相成分确定、异分结晶(固相成分与液相成分不同,两相质量比服从杠杆定

律)、容易产生支晶偏析。

9固溶体不平衡结晶(实际生产)

晶内偏析:在一个晶粒内部造成的化学成分不均匀的现象。

影响因素:分配系数k。k<1,k越小,越偏析;k>1,k越大,越偏析。

溶质原子扩散能力。越大偏析越小

冷却速度。冷却速度越大偏析越严重。

枝晶偏析:固溶体晶体树枝状,枝干和枝间化学成分不均

区域偏析:大范围化学成分不均匀。

区域提纯:重复将金属小块进行熔化和凝固。

提纯效果影响因素:熔区长度(越短越好)、k的大小(越小越好)、搅拌程度(激烈)

10、成分过冷:固溶体合金结晶时,溶质组元重新分布,在固液界面形成溶质的浓度梯,,

导致平衡温度随之升高,从而产生成分过冷。

成分过冷影响下生成胞状界面(成分过冷区较小时)、树枝晶(成分过冷区较大时)

11、共晶转变:在一定温度下,一定成分液相同时结晶出成分一定的两个固相的转变过程。

脱溶过程:由固溶体中析出另一个固相的过程,也是过饱和固溶体的分解过程,二次结晶。

a.共晶合金。L→A+B

b.亚共晶合金L→A L→A+B A+B→A2+B2

最终:先共晶的A、先共晶A中析出的B2和共晶组织A+B

c.过共晶合金L→B L→B+A B+A→B2+A2

最终:先共晶的B、先共晶B中析出的A2和共晶组织A+B

不平衡结晶

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,和可能得到全部的共晶组织,成为伪共晶组织。

(包括两组成相有近似熔点时较为对称的金属-金属型,两组成相熔点相差悬殊、伪共晶区偏向高熔点一侧的金属-非金属型)

离异共晶:在先共晶相数量较多而共晶组织很少时,又是共晶组织中(A+B)与先共晶组织(A)中相同的那一相,会依附在先共晶上生长,而剩下的另一相(B)则单独存在晶界处,

从而使共晶组织的特征消失,这种共晶叫做离异共晶。

比重偏析:由组成相与溶液之间的密度差所引起的一种区域偏析(增大冷却速度、加入第三种元素形成新相构成骨架组织上浮下沉、热对流和搅拌)

区域偏析(正偏析:低熔点的元素含量从先凝固的外层到后凝固的内层逐渐增多。反偏析:低熔点的元素富集在铸锭先凝固的外层。)

12、包晶相图:两组元在液态相互无限溶解,在固态相互有限溶解,并发生包晶转变的二元合金系相图。

包晶转变:有一定成分的固相和一定成分的液相作用,形成另一个一定成分的固相的转变。L+A→B

a、包晶点:先匀晶转变,L→A。再发生包晶转变L+A→B,B相通常依附在A相上

生核长大,将A相包围起来,B相成为A相的外壳,反应结束后,L和A 相全

部消失,全部转变成为B相。

b、低于包晶点:先匀晶转变L→A,生成大量A相,再发生包晶转变L+A→B,由

于A较多,所以继续从A中不断生成B2,也从B中不断生成A2,所以最终组

成为A+B+A2+B2

c、高于包晶点:先匀晶转变,L→A。再发生包晶转变L+A→B,结束后剩余大量L

相。接着发生匀晶转变L→B,直到L全部消失。然后保持一段时间B单相。最

后B→A,析出一部分A在B表面。最后组织为B+A2

包晶偏析:由于包晶转变不能充分进行而产生的化学成分不均匀现象。(用长时间均匀化退火消除)

包晶转变特点及应用:

1、形成相衣服在初晶相上形成。

2、包晶转变的不完全性。

1、在轴承合金中的应用。

2、利用包晶转变细化晶粒。

13、其他类型转变

稳定化合物相图:有一定熔点,在熔点一下保持其固有结构而不分解。(从液相线到底为一条垂线)

不稳定化合物相图:加热时发生分解的金属化合物。(液相线往下为一个相区,不再是一条垂线)

分解型:

a、共晶转变 L→A+B

b、共析转变 C→A+B

(一个固相分解为两个固相,如Fe-C合金的左下角,由奥氏体分解为铁素体和渗碳体)

c、偏晶转变L1→L2+A

d、熔晶转变C→A+B

合成型

a、包晶转变L+B→A

b、包析转变C+B→A

c、合晶转变L1+L2→A

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。

根据相图判断合金性能:

1、匀晶合金:度和度随合金含量增加而升高(中间高,两边低)。导率和塑性相反(中间低,两边低)

2、共晶和包晶。(看书P105)

3、流动性:固液两相线相距越远(成分间隔与温度间隔越大),流动性越差。

缩孔性质

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。

铁素体:溶于α-Fe 中的间隙固溶体,为体心立方结构,常用符号F或α表示。奥氏体塑性很好,具有顺磁性。

奥氏体:碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体,为面心立方结构,常用符号A或γ表示。

δ铁素体:碳溶于体心立方晶格δ-Fe 中的间隙固溶体,以δ表示。

渗碳体:Fe3C,含碳量为ωC=6.69%,可用C m表示,具有很高的硬度,但塑性差,低温下具有一定的铁磁性。

Fe-Fe3C相图分析

单相区——5个

相图中有5个基本的相,相应的有

5个相区: 液相区(L )——ABCD 以上区域

δ固溶体区——AHNA 奥氏体区(γ或A)——NJESGN

铁素体区(α或F)——GPQG

渗碳体区(Fe 3C)——DFKL 直线以左

两相区——7个

7个两相区分别存在于两个相应的单相区之间:

L +δ——AHJBA L+γ——BJECB L+Fe 3C ——DCFD δ+γ——HNJH

γ+α——GPSG

γ+ Fe 3C ——ESKFCE

α+ Fe 3C ——PQLKSP+ Fe 3C+

三相区——3个

包晶线——水平线HJB(Lδ+γ)

共晶线——水平线ECF(Lγ+Fe 3C)

共析线——水平线PSK(γ+α+ Fe 3C)

包晶转变 发生在1495℃(水平线HJB ),反应式为:L B +δH →γJ

式中L 0.53——含碳量为0.53%的液相;

δ0.09——含碳量为0.09%的δ固溶体;

γ0.17——含碳量为0.17%的γ固溶体,即奥氏体,是包晶转变的产物。

含碳量在0.09~0.53%之间的合金冷却到1495℃时,均要发生包晶反应,形成奥氏体。 共晶转变发生在1148℃(水平线ECF ),反应式为:L C →γE +Fe 3C

共晶转变的产物是奥氏体与渗碳体的机械混合物,称为莱氏体,用L d 表示。凡是含碳量大于2.11%的铁碳合金冷却到1148℃时,都会发生共晶反应,形成莱氏体。

共析转变发生727℃(水平线PSK ,也称为A1线),反应式为:γS →αP +Fe 3C

共析转变的产物是铁素体与渗碳体的机械混合物,称为珠光体,用字母P 表示。含碳量大于0.0218%的铁碳合金,冷却至727℃ 时,其中的奥氏体必将发生共析转变,形成珠光体。

Fe-Fe 3C 相图中的ES 、PQ 、GS 三条特性线也是非常重要的,它们的含义简述如下: ES 线(A cm 线)是碳在奥氏体中的溶解度曲线。奥氏体的最大溶碳量是在1148℃时,可以溶解2.11%的碳。而在727℃时,溶碳量仅为0.77%,因此含碳量大于0.77%的合金,从1148℃冷到727℃的过程中,将自奥氏体中析出渗碳体,这种渗碳体称为二次渗碳体(Fe 3C II )。

PQ 线是碳在铁素体中的溶解度曲线。727℃时铁素体中溶解的碳最多(0.0218%),而在200℃仅可以溶解7×10-7%C 。所以铁碳合金由727℃冷却到室温的过程中,铁素体中会有渗碳体析出,这种渗碳体称为三次渗碳体(Fe 3C III )。由于三次渗碳体沿铁素体晶界析出,因此对于工业纯铁和低碳钢影响较大;但是对于含碳量较高的铁碳合金,三次渗碳体(含量太少)可以忽略不计。

符号 T /℃ C % 说 明 A 1538 0 纯铁的熔点 B 1495 0.53 包晶转变时液相成分 C 1148 4.30 共晶点 D 1227 6.67 渗碳体的熔点 E 1148 2.11 碳在γ-Fe 中的最大溶解度 F 1148 6.67 渗碳体的成分 G 912 0 纯铁α?γ转变温度 H 1495 0.09 碳在δ-Fe 中的最大溶解度 J 1495 0.17 包晶点 K 727 6.67 渗碳体的成分 N 1394 0 纯铁γ?δ转变温度 P 727 0.0218 碳在α-Fe 中的最大溶解度 S 727 0.77 共析点 Q 600 0.0057 600?C 碳在α-Fe 中的溶解度

GS线(A3线)是冷却过程中,奥氏体向铁素体转变的开始线;或者说是加热过程中,铁素体向奥氏体转变的终了线(具有同素异晶转变的纯金属,其固溶体也具有同素异晶转变,但其转变温度有变化)。

纯铁、钢、白口铁

1.纯铁——含碳量<0.0218%,显微组织为铁素体。

2.钢——含碳量0.0218%~2.11%,特点是高温组织为单相奥氏体,具有良好的塑性,因而适于锻造。根据室温组织的不同,钢又可以分为:

亚共析钢:含碳量0.0218%~0.77%,具有铁素体α+珠光体P的组织,且含碳量越高(接近0.77%),珠光体的相对量越多,铁素体量越少。

共析钢:含碳0.77%,组织是全部珠光体P。

过共析钢:含碳量0.77%~2.11%,组织是珠光体P+渗碳体Fe3C。

3.白口铁——含碳量2.11%~6.69%,特点是液态结晶时都有共晶转变,因而具有良好的铸造性能。但是即使在高温也是脆性材料,不能锻造。根据室温组织不同,白口铁又分为:亚共晶白口铁:含碳2.11%~

4.30%,组织是珠光体P+渗碳体Fe3C+莱氏体L d'。

共晶白口铁:含碳4.30%,组织是莱氏体L d'。

过共晶白口铁:含碳4.3%~6.69%,组织是渗碳体Fe3C+莱氏体Ld'。

工业纯铁在缓慢冷却过程中发生的组织转变主要是同素异晶转变和Fe3C III的析出。

共析钢从液态冷却到室温要发生三次组织转变:匀晶转变L→γ(奥氏体),共析转变γ→(α+Fe3C)(珠光体P),α中析出三次渗碳体(Fe3C III)。室温下共析钢的组织组成全部为珠光体(可以忽略Fe3C III),共析钢只有一种组织(忽略Fe3C III),即珠光体P,珠光体由α和Fe3C两个相组成。应用杠杆定律可以计算出α和Fe3C两个相的相对量。

亚共析钢含碳0.45%的亚共析钢是应用十分广泛的一种钢,通常称为45号钢。45钢在液态到室温的冷却过程中将发生以下转变:匀晶转变L0.45→L0.53+δ,包晶转变L0.53+δ→γ0.45,同素异晶转变γ0.45→α+γ0.77,共析转变γ0.77→(α+Fe3C)。室温下45钢的组织为:铁素体α+珠光体P(α+Fe3C)。所有亚共析钢的室温组织都是由铁素体和珠光体组成,区别仅在于相对量的差别:含碳量越高(越接近0.77%C),珠光体的量越多、铁素体的量越少。组织组成物ωα=49.5%,ωP=50.5%,相组成物ωα=94.3%,ωFe3C =5.7%。

过共析钢在液态到室温的冷却过程中,首先进行匀晶转变,形成单相固溶体γ;当温度到达ES线以下时,过饱和的固溶体γ中析出渗碳体(二次渗碳体Fe3C II),奥氏体γ的成分变到共析点S(0.77%C);共析转变γ0.77→(α+Fe3C),形成珠光体P。因此,过共析钢的室温组织为珠光体P(α+Fe3C)+Fe3C II。对于过共析钢,随着含碳量增高,钢中Fe3C II的量增大。由于大量的Fe3C II会形成网状结构,造成钢的脆性急剧增高,所以实际生产中使用的钢含碳量一般都低于1.5%;另外,含有网状Fe3C II的钢不能直接使用,需要经过锻造(压碎Fe3C II 网)或相应的热处理后才能使用。

共晶白口铁在从液态缓慢冷却到室温的过程中,首先在1148℃进行共晶转变,液相全部凝固成为高温莱氏体Ld(共晶组织),在1148℃到727℃之间,莱氏体中的奥氏体γ将按照ES线的变化趋势析出二次渗碳体Fe3C II,而奥氏体在727℃时的含碳量降到0.77%;此时,奥氏体进行共析转变,将全部转变成珠光体P。经过共析转变的莱氏体,称为低温莱氏体,用符号Ld'表示,以区别Ld。珠光体中的渗碳体叫做共析渗碳体,共晶组织中的渗碳体叫做共晶渗碳体。

亚共晶白口铁冷却过程中组织转变与共晶白口铁类似,只是在共晶转变之前,液相中先结晶出奥氏体。到达1148℃时,剩余的液相成份为4.3%C,再往下面,液相的转变就与共晶白口铁一样了。先结晶出来的奥氏体和共晶奥氏体一样,在以后的冷却过程中依次析出二次渗碳体(难以明显看出)和进行共析转变。室温下亚共晶白口铁的平衡组织为:P+Fe3C II+Ld'。

过共晶白口铁在从液态到室温的冷却过程中,先从液相中结晶出来的是一次渗碳体Fe3CI,剩余的液相在1148℃进行共晶转变。因此,过共晶白口铁的室温组织为:Fe3C I+Ld’。

碳对合金平衡组织的影响:奥氏体析出铁素体(块状),珠光体中铁素体(层片状);含碳量很低的三次渗碳体(沿晶界呈小片状),共析渗碳体(与铁素体呈交替层片),二次渗碳体(网络状),共晶渗碳体与共晶奥氏体(粗大,鱼骨状),一次渗碳体从液体直接形成(规则长条状)。

碳对力学性能影响:碳钢的组成相只有铁素体和渗碳体两种,组织组成物有先共析铁素体、珠光体和二次渗碳体三种。由于铁素体硬度低、塑性好,渗碳体硬度非常高、塑性为0;所以,由铁素体和渗碳体均匀混合的珠光体具有良好的综合性能,即具有良好的强度和硬度,同时也具有较好地塑性和韧性。对于亚共析钢,随着含碳量的增加,珠光体的相对量提高,钢的强度、硬度增高,塑性、韧性下降。对于过共析钢,随着含碳量的增加,二次渗碳体数量增加,并且形成网状结构,不仅造成钢的塑性、韧性下降,同时也使强度下降;只有硬度增高。

对切削加工影响:低碳钢易粘刀,高碳钢易磨损刀具,中碳钢好。导热性不好的不利于刀具散热。粗晶切削性差。珠光体渗碳体形态的影响。

可锻性:金属在压力加工时,能改变形状而不产生裂纹的性能。(随含碳量增加可锻性变差)铸造性:1、流动性(浇注温度越高,流动性越好。浇注温度一定,过热度越大流动性越好。共晶铸铁流动性最好,亚共晶和过共晶次之)

2、收缩性:逐渐从浇注温度到室温冷却时,体积和线尺寸减小的现象。包括液态收缩、凝固收缩、固态收缩(铸件产生内应力、变形和裂纹等缺陷的基本原因)。液态:化学成分一定,浇注温度越高收缩越大;浇注温度一定,随含碳量增大,收缩性增大。固态与此相反

3、枝晶偏析:固液线距离越大,偏析越严重;铸铁成分越近共晶点偏析越小。

杂质元素:

锰和硅(脱氧剂、脱硫剂。提高强度和硬度,含量较高时降低韧性和塑性)、硫(FeS 引起热脆,加入适当的硫可以解决热脆)、磷(增强硬度和强度,但会引起冷脆)、氮(有害作用主要通过淬火时效和应变时效造成。引起强度硬度上升,塑性下降。解决方法是加入足量的铝。)、氢(危害有氢脆、大量细微裂纹缺陷的白点)、氧和其他非金属夹杂物钢锭的宏观组织及缺陷

根据钢中的氧含量和凝固时放出的一氧化碳量分为镇静钢、沸腾钢、半镇静钢

1、镇静钢:含氧量在0.01%以下。组织有表面细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区和沉积椎体区(结晶雨造成)。主要缺陷有缩孔(偏析,夹杂物和缩松密集区域)、缩松、偏析(方框形偏析、点状偏析)、气泡

2、沸腾钢:含氧量在0.03%-0.07%。组织包含坚壳带(致密细小的等轴晶)、蜂窝气泡带(柱状晶带内的长形气泡)、中心坚固带(柱状晶粒)、二次气泡带(柱状晶内的原型气泡)和锭心带(粗大等轴晶)。

金属学与热处理知识点总结

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 哈工大第三版版部分答案

14、何谓组元?何谓相?何谓固溶体?固溶体的晶体结构有何特点?何谓置换固溶体?影响其固溶度的因素有哪些? 答: 组元:组成合金最基本的、独立的物质。 相:合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。 固溶体:合金组元之间以不同的比例相互混合形成的晶体结构与某一组元相同的固相。 固溶体的晶体结构特点:固溶体仍保持着溶剂的晶格类型,但结构发生了变化,主要包括以下几个方面:1)有晶格畸变,2)有偏聚与有序,3)当低于某一温度时,可使具有短程有序的固溶体的溶质和溶剂原子在整个晶体中都按—定的顺序排列起来,转变为长程有序,形成有序固溶体。 置换固溶体:溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体。 影响置换固溶体固溶度的因素:原子尺寸,电负性,电子浓度,晶体结构 何谓柏氏矢量? 答:柏氏矢量:不但可以表示位错的性质,而且可以表示晶格畸变的大小和方向,从而使人们在研究位错时能够摆脱位错区域内原子排列具体细节的约束 1、名词解释: 过冷现象:结晶时,实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。在一定压力下,当液体的 温度已低于该压力下液体的凝固点,而液体仍不凝固的现象叫液体的过冷现象 结构起伏液态金属中近程有序的原子集团处于瞬间出现、瞬间消失、此起彼伏、变化不定 的状态之中,仿佛在液态金属中不断涌现出一些极微小的固态结构一样。这种不断变化的近 程有序原子集团成为结构起伏。 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。 2、根据结晶的热力学条件解释。为什么金属结晶时一定要有过冷度?冷却速度与过冷度有什么关系? 答:由热力学第二定律知道,在等温等压条件下,一切自发过程都朝着使系统自由能降低的方向进行。液态金属要结晶,其结晶温度一定要低于理论结晶温度Tm,此时的固态金属自由能低于液态金属的自由能,两相自由能之差构成了金属结晶的驱动力。要获得结晶过程所必须的驱动力,一定要使实际结晶温度低于理论结晶温度,这样才能满足结晶的热力学条件。过冷度越大,液、固两相自由能的差值越大,即相变驱动力越大,结晶速度越快,所以金属结晶必须有过冷度。冷却速度越大,过冷度越大;反之,冷却速度越小,则过冷度越小. 12、常温下晶粒大小对金属性能有何影响?根据凝固理论,试述细化晶粒的方法有哪些?答:金属的晶粒越细小,强度和硬度则越高,同时塑性韧性也越好。 细化晶粒的方法: 1)控制过冷度,在一般金属结晶时的过冷度范围内,过冷度越大,晶粒越细小;2)变质处理,在浇注前往液态金属中加入形核剂,促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒;3)振动、搅动,对即将凝固的金属进行振动或搅动,一方面是依靠从外面输入能量促使晶核提前形成,另一方面是使成长中的枝晶破碎,使晶核数目增加. 3、何谓枝晶偏析?是如何形成的?影响因素有哪些?对金属性能有何影响,如何消除? 2)答:枝晶偏析:在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象称为晶内偏析,由于固溶体晶体通常是树枝状,枝干,枝间的化学成分不同,所以之为枝晶偏析。形成原因:固溶体合金平衡结晶的结果,使前后从液相中结晶出的固相成分不同,再加上冷却较快,不能使成分扩散均匀,结果就使每个晶粒内部的化学成分很不均匀,先结晶的含高熔点组元多,后结晶的含低熔点组元多,再结晶内部存在浓

金属学与热处理课后习题问题详解(崔忠圻版)

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。

北京科技大学金属学与热处理期末考试资料

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

金属学与热处理章节重点总结

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

金属学与热处理试卷及答案 期末练习题

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()。

(完整word版)金属学与热处理(哈尔滨工业大学_第二版)课后习题答案

第一章 1?作图表示出立方晶系(1 2 3)、(0 -1-2)、(4 2 1)等晶面和[-1 0 2]、 今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距,2个原子间距和3个原子间距,求该晶面的晶面参数。 解:设X方向的截距为5a, Y方向的截距为2a,则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a,取截距的倒数,分别为 1/5a,1/2a, 1/2a 化为最小简单整数分别为2,5,5 故该晶面的晶面指数为(2 5 5) 4体心立方晶格的晶格常数为a,试求出(1 0 0)、(1 1 0)、(1 1 1) 晶面的晶面间距,并指出面间距最大的晶面 3?某晶体的原子位于正方晶格的节点上,其晶格常数

解:(1 0 0)面间距为a/2, (1 1 0)面间距为"2a/2, (1 1 1)面间距为"3a/3 三个晶面晶面中面间距最大的晶面为(1 1 0) 7证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633 证明:理想密排六方晶格配位数为12,即晶胞上底面中心原子 与其下面的3个位于晶胞内的原子相切,成正四面体,如图所示 贝卩OD=c/2,AB=BC=CA=CD=a 因厶ABC是等边三角形,所以有OC=2/3CE 由于(BC)2=(CE)2+(BE)2 有(CD)2=(OC)2+(1/2C)2,即 I /T J (CU)(c)2- ' 3 2 因此c/a=V8/3=1.633 8?试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R 解:面心立方八面体间隙半径r=a/2-v2a/4=0.146a

面心立方原子半径R二辺a/4,贝卩a=4R/\2,代入上式有 R=0.146X4R/ V2=0.414R 9. a )设有一刚球模型,球的直径不变,当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时,试计算其体积膨胀。b)经X射线测定,在912C时丫-Fe的晶格常数为0.3633nm, a -Fe的晶格常数为0.2892nm,当由丫-Fe转化为a -Fe时,求其体积膨胀,并与a)比较,说明其差别的原因。 解:a)令面心立方晶格与体心立方晶格的体积及晶格常数分别 为V面、V踢与a面、a体,钢球的半径为r,由晶体结构可知,对于面心晶胞有 4r=辺a 面,a 面=2辺/2r, V 面二(a 面)3= (2辺r)3 对于体心晶胞有 4r= \3a 体,a 体=4v3/3r, V 体二(a 体)3= (4\3/3r)3 则由面心立方晶胞转变为体心立方晶胞的体积膨胀厶V为 △V=2X V体-V 面=2.01r3 B)按照晶格常数计算实际转变体积膨胀厶V实,有 △V实=2^ V体-V 面=2x(0.2892)3-(0.3633)3=0.000425nm3 实际体积膨胀小于理论体积膨胀的原因在于由丫-Fe转化为a -Fe时,Fe原子的半径发生了变化,原子半径减小了。 10. 已知铁和铜在室温下的晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm,求

《金属学与热处理》试题库

《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)

最全的金属学与热处理知识总结

钢的热处理总结 晶向指数[UVW],晶向族;晶面指数(hkl),晶面族{hkl};六方晶系晶向指数[uvw]→u=(2U-V)/3,v=(2V-U)/3,t=-(u+v),w=W→[uvtw] 1. 空间点阵和晶体点阵:为便于了解晶体中原子排列的规律性,通常将实体晶体结构简化为完整无缺的理想晶体。若将其中每个院子抽象为纯几何点,即可得到一个由无数几何点组成的规整的阵列,称为空间点阵,抽象出来的几何点称为阵点或结点。由此构成的空间排列,称为晶体点阵;与此相应,上述空间点阵称为晶格。 2. 热过冷:纯全属在凝固时,其理论凝固温度(T m)不变,当液态金属中的实际温度低于T m 时,就引起过冷,这种过冷称为热过冷。 3. 成分过冷:在固液界面前沿一定范围内的液相,其实际温度低于平衡结晶温度,出现了一个过冷区域,过冷度为平衡结晶温度与实际温度之差,这个过冷度是由于界面前沿液相中的成分差别引起的,称为成分过冷。成分过冷能否产生及程度取决于液固界面前沿液体中的溶质浓度分布和实际温度分布这两个因素。 4. 动态过冷度:当界面温度T i

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。

金属学与热处理铸造合金期末考试题答案

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

金属学与热处理期末复习

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()。

第九章-金属学与热处理-热处理工艺习题

第九章热处理工艺 (一)填空题 1. 淬火钢低温回火后的组织主要是;中温回火后的组织是;高温回火后的组织是,用于要求足够高的及高的的零件。 5.淬火钢低温回火后的组织是,其目的是使钢具有高的和;中温回火后的组织是,一般用于高的结构件;高温回火后的组织是,用于要求足够高的及高的的零件。 5 根据铁碳相图,碳钢进行完全退火的正常加热温度围是它仅用于钢。 6 钢球化退火的主要目的是,它主要适于钢。 7 钢的正常淬火加热温度围,对亚共析钢为;对共析和过共析钢则为℃。 8 把两个45钢的退火态小试样分别加热到Acl~Ac3之间和 Ac3以上温度快速水冷,所得组织前者为; 后者为。 9 把加热到Accm以上温度后缓冷下来的T10钢小试样重新 加热到Acl以下温度,然后快速水冷,所得到的组织为加。 10 淬火钢进行回火的目的是;回火温度越高,钢的强度与硬度越。 12.碳钢高温回火的温度一般为,回火组织为,高温回火主要适于类零件。 13.淬火钢在(250~400)℃回火后产生的脆性通常称为或或。 14 作为淬火介质,食盐水溶液(NaCl)浓度为 15.淬火应力主要包括和两种。 16.淬火时,钢件中的应力超过钢的强度时,便会引起钢件的变形;超过钢的强度时,钢件便会发生裂纹。

17.热应力的大小主要与冷却速度造成零件截面上的有关,冷却速度,截面温差,产生的热应力愈大。 19.为便利切削加工,不同钢材宜采用不同的热处理方法。 w(C)<0.5%的碳钢宜采用, w(C)超过共析成分的碳钢宜采用,w (C)=在0.5%至共析成分之间的碳钢宜采用。 20.常见淬火缺陷有、、和等。21.感应加热是利用原理,使工件表面产生而加热的—种加热方法。 25.目前生产中用得较多的可控气氛渗碳法有和两种。 (二)判断题 1.回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的索氏体,两者只是形成过程不同,但组织形态和性能则是相同的。 (×) 2.硬度试验操作既简便,又迅速,不需要制备专门试样,也不会破坏零件,根据测得的度值还能估计近似的强度值,因而是热处理工人最常用的一种机械性能试验方法。 (√) 5.当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时,将获得由铁素体与奥氏体构成的两组织,在平衡条件下,其中奥氏体的w(C)总是大于钢的w(C)。(√) 7.表面淬火既能改变钢表面的化学成分,也能改善其心部的组织与性能。(×) 8.淬火理想的冷却速度应该是在奥氏体等温转变曲线(即C 曲线)的“鼻部”温度时要快冷, 以避免奥氏体分解,则其余温度不必快冷,以减少淬火应力引起的变形或开裂。(×) 9.高碳钢淬火时,将获得高硬度的马氏体,但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0℃以下,故淬火后钢中保留有少量残余奥氏体。(×)

金属学与热处理试卷与答案A1

金属学与热处理 一、填空题(30分,每空1分) 1、常见的金属晶体类型有___体心立方晶格、_面心立方_________晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括___型核_______、___长大_______两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同,固溶体分为___间隙固溶体_______与__置换固溶体________两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有__不锈钢_______、___耐热钢______、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有__回火________、正火和淬火、_退_火________。 6、随着回火加热温度的升高,钢的__强度________和硬度下降,而____塑性______和韧性提高。 7、根据工作条件不同,磨具钢又可分为__冷作磨具钢________、__热作磨具钢________和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为__合金渗碳体________、_特殊碳化物_________和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图________、_共晶相图_________、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。 10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属__碳化物________和金属粘结剂,通过__粉末冶金________工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于__机体组织________的组织和石墨的基体、形态、_____数量_____以及分布状态。 12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同,铸铁可分为__灰口铸铁________、__白口铸铁________和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中,__青铜________是以锌为主加合金元素,__白铜________是以镍为主加合金元素。 14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有___铁素体_______和___奥氏体_______,属于金属化合物的有___渗碳体_______,属于混合物的有____珠光体______和莱氏体。 二、选择题(30分,每题2分) 1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化,而铁则不需冷加工,只需加热到一定温度即使晶粒细化,其原因是( C )

第四章 金属材料和热处理基本知识(答案)

第四章金属材料的基础知识和热处理的基本知识 第一部分:学习内容 1、钢的分类:|(1)-碳钢:含碳量低于2%的铁碳合金;-合金钢:在钢中特意加入一种或几种其它合金元素组成的钢;-生铁:含碳量高于2%的铁碳合金.,可通过铸造方法制造零件,所以又称铸铁. (2)按化学成分分类: 碳钢-低碳钢:含碳量小于0.25%;-中碳钢:含碳量为0.25~0.55%;-高碳钢:含碳量大于0.55%. 合金钢-低合金钢:合金元素总含量小于3.5%;-中合金钢:合金元素总含量3.5~10%;-高合金钢:合金元素总含量大于10%; 2、洛氏硬度与布氏硬度值近似关系: HRC≈1/10HB 3、热处理及其常用工艺方法 热处理的定义-利用钢在固态下的组织转变,通过加热和冷却获得不同组织结构,从而得到所需性能的工艺方法统称热处理. 常用热处理工艺方法:退火-将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉一起缓慢冷却下来,以期得到接近平衡状态组织的一种热处理方法. 4、完全退火:AC3以上30~50℃,用于消除钢的某些组织缺陷和应力,改善切削加工性能; 等温退火:加热到AC3,以上30~50℃,较快的冷却到略低于Ar1的温度,并在此温度下等温到奥氏体全部分解为止,然后出炉空冷.适用于亚共析钢、共析钢,尤其广泛用于合金钢的退火。优点是周期短,组织和硬度均匀。 5、正火-正火和退火加热方法相似,只是冷却速度比退火稍快(空冷),得到的是细片状珠光体(索氏体),强度、硬度比退火的高,与退火相比,工艺周期短,设备利用率高。主要用于低碳钢获得满意的机械性能和切削性能、过共析工具钢消除网状渗碳体、中碳钢代替退火或作为淬火前的预先热处理。 6、淬火-将钢加热到AC1以上30~50℃(共析钢、过共析钢)或AC3以上30~50℃(亚共析钢),保温一段时间,然后快冷得到高硬度的马氏体组织的工艺方法。用以提高工件的耐磨性。 7、回火-将淬火后的工件加热到A1以下某一温度,保温一段时间,然后以一定的方式冷却(炉冷、空冷、油冷、水冷等) -目的:1)降低淬火工件的脆性,消除内应力(热应力和组织应力),使淬火组织趋于稳定,同时也使工件尺寸趋于稳定;2)获得所需的硬度和综合机械性能。 8、焊后消除应力热处理(PWHT、ISR):目的是消除应力、降低硬度、改善组织、稳定尺寸,避免制造和使用过程产生裂纹; 9、试述T8A的含义:含碳量为8‰的高级优质碳素工具钢。 10、怎样区别无螺纹的黑铁管与直径相似的无缝钢管? 答:无缝钢管是用优质碳钢、普通低合金钢、高强耐热钢、不锈钢等制成。不镀锌的瓦斯管习惯上称为黑铁管,从管子内壁有无焊缝和管子直径来判断。 11、何谓钢的热处理? 答:所谓钢的热处理就是在规定范围内将钢加热到预定的温度,并在这个温度保持一定的时间,然后以预定的速度和方法冷下来的一种生产工艺。 12、试述T7的含义。 答:T7的含义为:含碳量为7‰的碳素工具钢。 13,退火:将钢加热到一定的温度,保温一段时间,随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是:消除内应力,提高强度和韧性,降低硬度,改善切削加工性。应用:高碳钢

金属学与热处理章节重点总结

金属学与热处理章节重点总 结 -标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

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

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