第二章材料的性能
1、布氏硬度
布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。
缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。
适于测量退火、正火、调质钢,
铸铁及有色金属的硬度（硬度少于450HB）。
2、洛氏硬度
HRA用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。
HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。
HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。
洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。
缺点：测量结果分散度大。
3、维氏硬度
维氏硬度所用载荷小，压痕浅，适用于测量零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，载荷可调范围大，对软硬材料都适用。
4、耐磨性是材料抵抗磨损的性能，用磨损量来表示。
分类有黏着磨损（咬合磨损）、磨粒磨损、腐蚀磨损。
5、接触疲劳：（滚动轴承、齿轮）经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲劳剥落损坏的现象。
6、蠕变：恒温、恒应力下，随着时间的延长，材料发生缓慢塑变的现象。
7、应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。
第三章金属的结构与结晶
1、晶体中原子（分子或离子）在空间的规则排列的方式为晶体结构。为便于描述晶体结构，把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架，称为晶格。
晶格中每个点称为结点，由一系列原子所组成的平面成为晶面。
由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。
组成晶格的最小几何组成单元称为晶胞。
晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数。
①体心立方晶格
晶格常数用边长a表示，原子半径为√3a/4，每个晶胞包含的原子数为1/8×8+1=2（个）。属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。
②面心立方晶格
原子半径为√2a/4，每个面心立方晶胞中包含原子数为1/8×8+1/2×6=4（个）
典型金属（金、银、铝、铜等）。
③密排六方晶格
每个面心立方晶胞中包含原子数为为12×1/6+2*1/2+3=6（个）。
典型金属锌等。
2、各向异性：晶体中不同晶向上的原子排列紧密程度及不同晶面间距是不同的，所以不同方向上原子结合力也不同，晶体在不同方向上的物理、化学、力学间的性能也有一定的差异，此特性称为各向异性。
晶体中的缺陷
1）点缺陷包括空位、间隙原子、置换原子。
点缺陷的形成主要是由于原子在以各自的平衡位置为中心不停的作热振动的结果。
2)线缺陷：在三维空间中两维方向尺寸较小，另一维方向的尺寸相对较大的缺陷。
位错是晶格中的某处有一列或若干列原子发生了某些有规律的错排现象。
位错的基本形式：刃型位错、螺型位错。
提高位错密度是金属强化对重要途径之一。
1）面缺陷：尺寸在一维很小，另两维较大的缺陷。
常见的是：晶界和亚晶界
1.2凝固
1）晶体的结晶
自由能的减少量等于在变化过程中所研究的物质可对外界做功的能量。
一个变化的自由能减少，则自发；自由能增加，则非自发。
结晶的温度条件：在该温度下固态自由能<液态自由能
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。过冷度越大，液固之间能量状态差越大，促使液体结晶的驱动力越大。驱动力达到一定值时，结晶才能进行。
冷却速度越快，过冷度越大。
2）非晶体的结晶
非晶体是一种长程无序，短程有序的混合结构；性质上表现为各向同性。
非晶体的凝固是在一个温度范围内逐渐完成的。
1.2.2金属的结晶
1、液态金属在理论结晶温度以下开始结晶的现象称过冷。理论结晶温度与实际结晶温度的差T称过冷度，T= T0 –T1
2、金属的结晶过程
金属是由许多外形不规则，位向不同，大小不同的晶粒组成的多晶体。
金属结晶过程中，晶核形成有两种形式：均匀形核和非均匀形核。
由液体中排列规则的原子团形成晶核称均匀形核。
以液体中存在的固态杂质为核心形核称非均匀形核。
3、影响形核和长大的因素及晶粒大小控制
影响形核和长大的重要因素：冷却速度（或过冷度）和难熔杂质。
过冷度较小时，形核率变化低于长大速度，晶核长大速度快，得粗晶粒。
过冷度较大时，形核率的增长快些，得细晶粒。
改变过冷度可控制结晶后晶粒的大小，过冷度可通过冷却速度来控制。
冷却速度越快，过冷度越大，晶粒越细，金属的性能越好（强度、塑性、韧性）。
4、细化晶粒是提高金属材料性能的重要途径之一。（细晶强化）
（1）增大过冷度
1、金属型代替砂型
2、增大金属型厚度
3、降低金属型预热温度
4、提高液态金属的冷却能力。
（2）变质处理，在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。
作用：1.增大形核率；2.降低长大速率。
附加振动法（机械振动、超声波振动、电磁振动等）。
5、金属塑性变形后的加热
三个阶段: 回复----再结晶-----晶粒长大
（1）、回复:
1.温度:回=(0.25~0.3)熔
2.注:要消除残余内应力,可采用回复处理,进行一次250~300摄氏度的低温回火
（2）、再结晶:
1.再结晶:固态下,晶粒外形变化,但晶格类型不变
2.影响:冷变形强化现象消失,残余内应力完全消失
3.温度:T再=0.4T熔
4.冷加工-----在T再以下的加工过程
热加工-----在T再以上的加工过程
第四章二元合金
合金：由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的，具有金属特性的物质。组元：组成合金的、最基本的单元。（组成合金的元素或稳定的化合物）
相：合金中具有相同的物理、化学性能并与该系统的其余部分以界面分开的物质部分。组织：用金相观察法，在金属及合金内部看到的涉及晶体或晶粒的大小、方向、形状、排列状况等组成关系的构造情况。
相变：在一定条件下一种相转变成另一称相。
二、
1、固态合金中有两类基本相：固溶体和金属化合物。
①固溶体：合金在固态下，组元间会相互溶解，形成在某一组元晶格中包含其他组元的固相。
溶剂:基础金属溶质：合金元素
固溶体一般具有与溶质金属相同的晶体结构
a）置换固溶体：溶质原子代替一部分溶剂原子占据溶剂晶格中某些结点的位置。
b）间隙固溶体：溶质原子嵌入各结点间的间隙中。
固溶强化：由于溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发生畸变，变形抗力增大，合金的强度、硬度升高。
②金属间化合物：合金组元形成晶格类型与任一组元都不相同的新相。表达式：A m B n
特点：熔点较高，硬度很高，脆性高。例如：渗碳体F e3C
弥散强化：金属间化合物作为强化相弥散分布在固溶体基础上，以提高其强度、硬度及耐磨性。
二元合金相图
一、相图：表达温度、成分和相之间的关系，表明合金系中不同成分合金在不同温度下，由
哪些相组成以及这些相之间平衡关系的图形。
二、类型
1）匀晶相图
①定义：两组元在液态和固态均能无限互溶。 ②杠杆定律
③枝晶偏析：晶粒的成分不均匀现象。 均匀化退火 2）共晶相图：
①两组元在液态无限互溶，在固态有限溶解，并发生共晶反应时所构成的相图。
②共晶反应：L c →共晶温度
αd +βe
产物是由两个固相组成的机械混合物，称为共晶体。
共晶体
显微组织：两相交替分布，细小分散。
3）包晶相图及其他相图
包晶相图：两组元在液态下无限互溶，在固态有限溶解，并发生包晶反应时的相图。
铁碳合金相变基础知识
铁碳平衡相图 1.主要特性点
2．主要特性线
a 、ACD 线和AECF 线 ACD 线是液相线，AECF 线是固相线。
b 、ECF 线 共晶线温度1148℃。
c 、PSK 线 共析线温度727℃，又称A1线。
d 、GS 线 A3线。
e 、ES 线 Acm 线。
f 、PQ 线 碳在铁素体中的溶解度线。 3．相区
单相区 F 、A 、L 和Fe3C 四个。
两相区 L+A 、L+Fe3C 、A+F 、F+Fe3C 和A+Fe3C 五个。 一、基本相
固溶体：铁素体F 奥氏体A 金属间化合物：渗碳体 Fe3C
1)F:碳在α-Fe 中形成的间隙固溶体（体心立方）
特性：强度、硬度不高，塑性和韧性良好。 2）A ：碳在γ-Fe 中形成的间隙固溶体（体心立方）
特性：良好的塑性和较低的变形抗力，适于压力加工。
3）Fe3C ：碳浓度超过固溶体溶解度后，多余的碳与铁形成金属间化合物，含碳量为6.69%。 特性：硬度高、脆性大，作为强化相存在。 二、相图分析
1）共晶反应 ECF 为共晶线 L 4.30%→1148℃
A 2.11% + Fe3C
Ld 莱氏体：共晶混合物 2）共析反应 PSK 为共析线 A 0.77%→727℃
F 0.02185 + Fe3C
P 珠光体：共析混合物
四、含碳量对铁碳合金组织性能的影响
1．铁碳含金的组织随着含碳量的增加，其铁素体相对量减少，珠光体相对量增多，渗碳体
与莱氏体相对量增多；
2．铁碳合金的力学性能随着含碳量的增加，其强度、硬度增高，而塑性、韧性降低。但当
WC ＞1.0%时，因为有网状Fe3C 存在，所以强度下降。
五、钢在加热时的转变 1. 奥氏体形成过程
钢在加热时珠光体向奥氏体的转变过程称为奥氏体化。该过程遵循形核和长大的相变基本规
律，它通过以下四个基本阶段来完成，如图3.33所示。
1) 奥氏体形核 2) 奥氏体晶核长大 3) 残余渗碳体溶解 4) 奥氏体成分均匀化
(a) 形核 (b) 长大 (c) 残余Fe3C溶解 (d) A均匀化
图3.33 共析钢的奥氏体形成过程示意图
2.奥氏体晶粒度及其影响因素
钢加热时所获得的奥氏体晶粒大小，对冷却转变后钢的性能影响很大。晶粒细小均匀，冷却后钢的组织则弥散，强度与塑性、韧性较高。
a)起始晶粒度：奥氏体化刚刚完成时的晶粒大小
特点:难以测量，在实际生产中意义不大
b)实际晶粒度:钢在某一具体加热条件下获得的奥氏体晶粒大小（直接影响钢冷却后的力学性能）
特点：细小均匀，但提高温度或延长保温时间会使晶粒长大。
c)本质晶粒度:钢在规定加热条件下(930℃±10℃保温3h～8h)加热时奥氏体晶粒长大的倾向，可分为两类：○1本质细晶粒钢：晶粒长大倾向小○2本质粗晶粒钢：晶粒长大倾向
大
钢中加入合金元素对奥氏体化主要有下列影响：1）延缓钢的奥氏体化过程
2）细化奥氏体晶粒
2、合金的结晶只有在缓慢冷却条件下才能得到成分均匀的固溶体。但实际冷速较快，结晶时固相中的原子来不及扩散，使先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素（如Cu-Ni合金中的Ni）, 后结晶的枝晶间含有较多的低熔点元素(如Cu-Ni合金中的Cu)。
3、在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象称作枝晶偏析。
4、冷速越大，液固相线间距越大，枝晶偏析越严重。
5、当两组元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶,并发生共晶反应时所构成的相图称作共晶相图。
6、在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出两个成分和结构都不相同的新固相的转变称作共晶转变或共晶反应。
7、共晶组织，固态金属自高温冷却时，从同一母相中同时析出，紧密相邻的两种或多种不同的相构成的组织。
8、共晶组织中的相称共晶相。
9、共析反应(共析转变)是指在一定温度下，由一定成分的固相同时析出两个成分和结构完全不同的新固相的过程。
10、固溶体合金液固相线间距越大、偏析倾向大, 树枝晶发达, 流动性降低, 补缩能力下降, 分散缩孔增加.
11、共晶合金结晶温度低，流动性好，缩孔集中，偏析小，铸造性能好。
12、直接从液相中结晶出的固相称一次相或初生相。
13、由已有固相析出的新固相称二次相或次生相。
14、组织组成物是指组成合金显微组织的独立部分。【注意组织组成物和相组成物的区别】
15、含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢
16、含碳量为2.11%~ 6.69%的称铸铁。
17、亚共析钢随含碳量增加，P 量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降。
18、含碳量对工艺性能的影响
①切削性能: 中碳钢合适
②可锻性能: 低碳钢好
③焊接性能: 低碳钢好
④铸造性能: 共晶合金好
⑤热处理性能: 以后章节介绍
第五章金属的塑性变形与再结晶
1、滑移的定义和现象；（采用挂图和幻灯讲解），这里有五个问题：滑移线、滑移带、滑移距离、滑移面和滑移方向；
2、滑移系：一个滑移面和一个滑移方向构成一个滑移系，滑移系的数目决定了金属的塑性好坏，其数目越多，塑性越好；
体心立方晶格：6×2=12个滑移系；塑性较低好；如铁、铬等；
面心立方晶格：4×3=12个滑移系；塑性最好；如金、银、铜、铝等；
密排六方晶格：1×3=3个滑移系；塑性最差；如锌、镉等；
3、滑移的机理：非刚性滑动，而是由位错的移动实现的。
1）只有位错线附近的少数原子移动；
2）原子移动的距离小于一个原子间距；
总结：金属的塑性变形是由滑移这种方式进行的，而滑移又是通过位错的移动实现的。所以，只要阻碍位错的移动就可以阻碍滑移的进行，从而提高了塑性变形的抗力，使强度提高。金属材料常用的五种强化手段（固溶强化、加工硬化、晶粒细化、弥散强化、淬火强化）都是通过这种机理实现的。
4、滑移是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分移动了原子间距的整数倍
5、滑移部位：滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生。因原子密度最大的晶面和晶向之间原子间距最大，结合力最弱，产生滑移所需切应力最小。
6、滑移系：滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性也越好，其中滑移方向对塑性的贡献比滑移面更大。
7、孪生是指晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分所发生的切变。
8、随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称加工硬化。
1、加热可使原子扩散能力增加，金属将依次发生回复、再结晶和晶粒长大
2、回复是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化
3、最低再结晶温度：T再≈0.4T熔
4、加热温度越高，保温时间越长，金属的晶粒越粗大，加热温度的影响尤为显著。
5、当变形度很小时，晶格畸变小，不足以引起再结晶.
6、当超过临界变形度后，随变形程度增加，变形越来越均匀，再结晶时形核量大而均匀，使再结晶后晶粒细而均匀，达到一定变形量之后，晶粒度基本不变。
7、金属经冷变形后, 组织处于不稳定状态, 有自发恢复到稳定状态的倾向。但在常温下，原子扩散能力小,不稳定状态可长时间维持。
8、回复是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些
变化。在回复阶段，金属组织变化不明显，其强度、硬度略有下降，塑性略有提高，但内应力、电阻率等显著下降。
9、去应力退火：（也是回复的过程）将冷变形金属低温加热，既稳定组织又保留加工硬化的热处理方法。金属组织变化不明显，其强度、硬度略有下降，塑性略有提高，但内应力、电阻率等显著下降。
10、再结晶：冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程。金属的强度、硬度下降，塑性、韧性提高，加工硬化消失。晶粒的形状开始发生变化，由破碎拉长的晶粒变为新的完整的等轴晶粒。再结晶也是一个晶核形成和长大的过程，但不是相变过程。
11、把消除加工硬化的热处理称为再结晶退火
12、晶粒粗大会使金属的强度下降，尤其是塑性和韧性降低。
13、低于再结晶温度的加工称为冷加工，而高于再结晶温度的加工称为热加工。
14、提高塑性变形抗力的途径：
1）细化晶粒
2）形成固溶体
3）形成第二相
4）采用冷加工变形
二、提高塑性变形抗力的途径
（1）细化晶粒
σs = σ0+Kd-1/2 d晶粒尺寸，σ0、K材料常数
（2）形成固溶体
固溶后，基体晶格畸变，滑移面变得“粗糙”，位错运动阻力↑，如淬火
（3）形成第二相
弥散分布的第二相可以阻碍位错运动，第二相粒径<0.1-0.2μ时，这种阻挡效果最好
（4）采用冷加工变形
冷加工造成加工硬化，即位错密度↑，位错运动受阻。
第六章金属热处理及材料改性
1、在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。
2、奥氏体的形成过程
第一步奥氏体晶核形成：首先在与Fe3C相界形核。
第二步奥氏体晶核长大：晶核通过碳原子的扩散向和Fe3C方向长大。
第三步残余Fe3C溶解: 铁素体的成分、结构更接近于奥氏体，因而先消失。残余的Fe3C 随保温时间延长继续溶解直至消失。
第四步奥氏体成分均匀化：Fe3C溶解后，其所在部位碳含量仍很高，通过长时间保温使奥氏体成分趋于均匀。
3、处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。过冷奥氏体是非稳定组织，迟早要发生转变。随过冷度不同，过冷奥氏体将发生珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变三种类型转变。
4、退火：（完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火）将工件加热到临界点（Ac1、Ac3）
以上或以下某一温度经过适当保温后缓慢冷却，一般是随炉冷却的一种工艺操作过程。
目的：（1）改善组织和使成分均匀化，以提高钢的性能。
（2）消除不平衡的强化状态。
（3）经过重结晶以细化晶粒、改善组织，为最终热处理做好组织上的准备。
5、正火：将钢加热到Ac3或Accm以上30～50℃，经适当保温后在空气中冷却的一种操作工艺。
目的：（1）普通构件的最终热处理，正火可使粗大组织细化、均匀化。
（2）重要零件的预先热处理。
（3）对于过共析钢、轴承钢和工具钢等用正火消除钢状Fe3C，以利于球化退火，同时细化晶粒，并为淬火做组织准备。
正火和退火的选择：低碳钢（正火），中、高碳钢（退火）
6、淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，经保温烧透后快冷，使A向M转变
的一种操作工艺过程。
目的：提高钢的强度和硬度，得到的组织是M （淬火温度不能过低和太高）
冷却介质的确定：
水：用于形状简单和大截面碳钢零件的淬火。
盐水：用于形状简单和截面尺寸较大的碳钢工件的淬火。油：用于合金钢和小尺寸碳钢工件的淬火。
熔融盐碱：用于形状复杂、尺寸较小和变形要求较严格的零件，经常用于分级淬火和等温淬火的工艺。
淬硬性：钢淬火时的硬化能力。
淬透性:：以在规定条件下钢试样淬硬温度和改变分布表征的材料特性称为淬透性。7、回火：将淬火钢加热到Ac1以下某一温度，经适当保温后冷却到室温的一种操作工艺过程。
目的：（1）使淬火后的M和A残转变为稳定的组织，防止零件在使用过程中发生尺寸和形状的变化，特别是精密零件。
（2）防止变形和开裂，降低脆性。
（3）通过回火调整零件的强度、硬度、塑性和韧性，以满足对零件设计和使用的要求。
回火时性能的变化：随回火温度升高，强度和硬度下降，塑性和韧性增加。
①低温回火（100~250摄氏度）回火马氏体
②中温回火（250~500摄氏度）回火托氏体
③高温回火（500~650摄氏度）回火索氏体
调质处理=淬火+高温回火
注：退火和正火为预备热处理，淬火和回火为最终热处理。
8、合金元素对钢回火的影响（三方面）：
提高回火稳定性
产生二次硬化
回火脆性
9、表面热处理：
a.表面化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗及其它）
b.表面淬火（感应加热表面淬火、激光加热表面淬火）
c.化学气相沉积
d.物理气相沉积
e.离子注入
10、金属的合金化：
1.合金强化：
a.固溶强化：强化效果的影响因素：1.与溶质原子引起的畸变程度有关
2.与溶质原子的数量有关
注：固溶强化在提高强度、硬度的同时，仍然保持相当好的塑性、韧性
b.第二相强化：相界面的晶格畸变程度越大或第二相的弥散度越大，强度、硬度
越高，对位错运动的阻力作用越大，强化效果也越显著。
第二相的强化效果除了与其本身的性能有关外，还与其形状、分布及大小密度相关
c.细晶强化
第七章合金钢
钢的分类和编号
（一）钢的分类
低碳钢（C<= 0.25%）
碳素钢中碳钢（C<= 0.30%～0.60%）
高碳钢（C<= 0.60%）
锰钢
按化学成分分铬钢
按合金元素种类分硼钢
铬镍钢
合金钢硅锰刚
低合金钢（合金元素含量< 5%）
按合金元素含量分中合金钢（合金元素含量为5%～10%）
高合金钢（合金元素含量> 10%）
普通钢（S < 0.05% ，P <= 0.045%）
优质钢（S <= 0.030 %，P <= 0.035%）
按质量分高级优质钢（S <= 0.020 %，P <= 0.030%）
特级优质钢（S <= 0.015 %，P <= 0.025%）
建筑工程用钢
工程用钢桥梁工程用钢
船舶工程用钢
结构钢车辆工程用钢
调质钢
机器用钢渗碳钢
按用途分弹簧钢
轴承钢
刃具钢
工具钢模具钢
量具钢
不锈钢
特殊钢耐热钢
耐磨钢
结构钢
普通结构钢（包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢）
冶炼简单，成本低，具有相当的力学性能（即马马虎虎的性能），能满足工程用刚的良好焊接性，冷成型性（锻压），和较高强度的要求，顾用量很大、
1.成分特点：碳含量通常在0.4%以下，当强度要求高时，含碳量就去上限（最大值）。在
含碳量小于0.2%的低碳钢的基础上，加入少量合金元素（总量小于3%）而形成低合金高强度合金钢。Mn是强化的基本元素，即古榕强化，又降低了A3点，即提高强度又改善塑性和韧性。
2.热处理特点：这类钢一半不进行而处理，大多在热轧状态下火热轧后正火状态下使用。
组织为铁素体和少量珠光体。当然，如有需要，也可以进行相应的热处理。
优质结构钢（包括优质碳素结构钢和合金结构钢）
非金属夹杂物少，质量级别高，一半在热处理后使用。
1.性能要求：
①良好的塑性和焊接性能。适用于制造冷冲压和焊接件。
②表面硬而耐磨，具有较高韧性和足够强度。适用于在冲击和磨损条件下的零件，如汽车上的变速齿轮，内燃机上的凸轮，活塞销。
③高屈服点，屈强比，高疲劳强度，足够的塑性韧性。
④综合性能好。适用于齿轮，轴类件，连杆。
2.成分特点：
含碳量：
低碳：含碳量一半在0.25%以下。中碳：一般在0.25%-0.55%，这类钢通常经过调制处理，故也称调制刚。（综合性能好）
中高碳：一般为0.45%-0.85%。主要用于制造弹性元件。
高碳：一般为0.95%-1.15%，保证高硬度和耐磨度。主要用于制造滚动轴承。
合金化特点：（主要是Cr , Ni , Si , Mn 等元素）
3.热处理特点：机器零件的制造工艺流程一般为：
下料——毛坯成型（锻造等）——预备热处理——粗加工——最终热处理——精加工—装配
①预备热处理（通常是退火或正火），目的是：降低硬度，便于切削，为淬火做好组织准备。
a.完全退火。退火后为F+P（S）
b．球化退火
②最终热处理
a.淬火+高温回火。主要用于调制刚。处理后为回火索氏体。具有良好的综合力学性能。适用于受力复杂的零件，如齿轮，连杆，螺栓等。
b．淬火+中温回火。主要用于弹簧钢名主力后为回火托式体。具有高弹性极限，屈服点，和屈强比。
c.淬火+低温回火。主要用于滚动轴承钢，处理后的组织为回火马氏体和未融碳化物及参与奥氏体。具有高硬度耐磨性用于制造各种滚动轴承
d.渗碳+淬火+低温回火。主要用于渗碳钢。
工具钢
工具钢按化学成分可分为碳素工具钢，低合金工具钢。中合金工具钢和钢合金工具钢。按用途份则分为刃具钢，模具钢和量具钢。
1.性能要求：高硬度，高耐磨，高耐热，足够的韧性塑性。
2.成分特点
含碳量：中碳：一般为0.3%-0.6%主要用于热做模具钢。高碳：一般为0.65%-1.35%。主要用于碳素工具钢，地和经工具钢和高速钢。超高碳：1.4%-2.3%。主要用于高铬冷作工具钢
合金化特点：低合金化：合金元素小于5%。中高合金化：合金元素大于5%
3.锻造与热处理特点
锻造
预备热处理
⑴完全退火用于热做模具钢
⑵球化退火用于碳素工具钢，低合金工具钢，高速钢，冷作模具钢和部分热做模
具钢。
最终热处理
⑴淬火+高温回火
⑵正常淬火+低温回火（一次硬化法）
⑶高温淬火+多次高温回火（二次硬化法）{具体参见课本91页}
特殊性能钢
1.不锈钢
一．金属腐蚀的一般概念:得失电子。
二．成分特点：
含碳量：低碳或超低碳，一般小于0.2%。含碳量越低，则晶间腐蚀倾向越小，耐蚀性越好。中碳或高碳,一般都是马氏体不锈钢
合金化特点:Cr, Ni是主要元素
一，热处理特点：淬火+回火，主要用于马氏体不锈钢
固溶处理常用于奥氏体不锈钢。
第八章铸铁
含碳量在2％以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为2％～4％。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1％～3％的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。
铸铁可分为：
①灰口铸铁。含碳量较高（2.7％～4.0％），碳主要以片状石墨形态存在，
断口呈灰色，简称灰铁。熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，
抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。用于制造机床床身、汽缸、箱
体等结构件。
②白口铸铁。碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。
凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。硬度高，脆性大，不能承受冲击载
荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。
③可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。
其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、
能承受强动载荷的零件。
④球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简
称球铁。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃
机、汽车零部件及农机具等。
⑤蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。
力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用
于制造汽车的零部件。
⑥合金铸铁。普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、
铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，
从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿
山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。
铸铁的分类
分类方法分类名称说明
1.按断口颜色分
(1)灰铸铁这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有一定的力学性能和良好的被切削性能，普遍应用于工业中
(2)白口铸铁白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金，其断口呈白亮色，硬而脆，不能进行切削加工，很少在工业上直接用来制作机械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又称激冷铸铁或冷硬铸铁
(3)麻口铸铁麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状，性能不好，极少应用
2.按化学成分分
(1)普通铸铁是指不含任何合金元素的铸铁，如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等
(2)合金铸铁是在普通铸铁内加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁。如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁
3.按生产方法和组织性能分
(1)普通灰铸铁参见“灰铸铁”
(2)孕育铸铁这是在灰铸铁基础上，采用“变质处理”而成，又称变质铸铁。其强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁好得多，组织也较均匀。主要用于制造力学性能要求较高，而截面尺寸变化较大的大型铸件
(3)可锻铸铁可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成，比灰铸铁具有较高的韧性，又称韧性铸铁。它并不可以锻造，常用来制造承受冲击载荷的铸件
(4)球墨铸铁简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂，以促进呈球状石墨结晶而获得的。它和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他性能均接近，是兼有钢和铸铁优点的优良材料，在机械工程上应用广泛
(5)特殊性能铸铁这是一种有某些特性的铸铁，根据用途的不同，可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。大都属于合金铸铁，在机械制造上应用较广泛
铸铁-热处理工艺
1.消除应力退火
由于铸件壁厚不均匀，在加热，冷却及相变过程中，会产生效应力和组织应力。另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力，所有这些内应力都必须消除。去应
力退火通常的加热温度为500～550℃保温时间为2～8h，然后炉冷(灰口铁)或空冷(球铁)。采用这种工艺可消除铸件内应力的90～95%，但铸铁组织不发生变化。若温度超过550℃或保温时间过长，反而会引起石墨化，使铸件强度和硬度降低。
2.消除铸件白口的高温石墨化退火
铸件冷却时，表层及薄截面处，往往产生白口。白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落。因此必须采用退火(或正火)的方法消除白口组织。退火工艺为：加热到550－950℃保温2～5 h，随后炉冷到500-550℃再出炉空冷。在高温保温期间，游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和A，在随后护冷过程中二次渗碳体和共析渗碳体也分解，发生石墨化过程。由于渗碳体的分解，导致硬度下降，从而提高了切削加工性。
3.球铁的正火
球铁正火的目的是为了获得珠光体基体组织，并细化晶粒，均匀组织，以提高铸件的机械性能。有时正火也是球铁表面淬火在组织上的准备、正火分高温正火和低温正火。高温正火温度一般不超过950～980℃，低温正火一般加热到共折温度区间820～860℃。正火之后一般还需进行四人处理，以消除正火时产生的内应力。
4.球铁的淬火及回火
为了提高球铁的机械性能，一般铸件加热到Afc1以上30～50℃(Afc1代表加热时A形成终了温度)，保温后淬入油中，得到马氏体组织。为了适当降低淬火后的残余应力，一般淬火后应进行回火，低温回火组织为回火马氏作加残留贝氏体再加球状石墨。这种组织耐磨性好，用于要求高耐磨性，高强度的零件。中温回火温度为350-500℃回火后组织为回火屈氏体加球状石墨，适用于要求耐磨性好、具有一定效稳定性和弹性的厚件。高温回火温度为500-60D℃，回火后组织为回火索氏作加球状石墨，具有韧性和强度结合良好的综合性能，因此在生产中广泛应用。
5.球铁的多温淬火
球铁经等温淬火后可以获得高强度，同时兼有较好的塑性和韧性。多温淬火加热温度的选择主要考虑使原始组织全部A化、不残留F，同时也避免A晶粒长大。加热温度一般采用Afc1以上30～50℃，等温处理温度为0～350℃以保证获得具有综合机械性能的下贝氏体组织。稀土镁铝球铁等温淬火后σb=1200～1400MPa，αk=3～3.6J ／cm2，HRC＝47～51。但应注意等温淬火后再加一道回火工序。
6.表面淬火
为了提高某些铸件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度，可采用表面淬火。灰铸铁及球铁铸件均可进行表面淬火。一般采用高(中) 频感应加热表面淬火和电接触表面淬火。
7.化学热处理
对于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蚀的铸件，可以采用类似于钢的化学热处理工艺，如气体软氯化、氯化、渗硼、渗硫等处理。
铸铁的焊接性
铸铁含碳量高，塑性差，组织不均匀，焊接性很差，在焊接时，一般容易出现以下问题：
1、焊后易产生白口组织
2、焊后易出现裂纹
3、焊后易产生气孔
因此,在生产中,铸铁是不作为焊接材料的.一般只用来焊补铸铁件的铸造缺陷以及局部破坏的铸铁件。铸铁的焊补一般采用气焊或焊条电弧焊。
第九章有色金属及其合金
5.3.1铝及其合金
1》纯铝
1、比重小，比强高。
2、具有优良的物理化学性能，导电、导热性好
3、加工性能好，焊接性能好。
2》铝合金分类
根据成分和工艺性能特点分为：形变铝合金，铸造铝合金（结合书中P107图5-3-1
【1】形变铝合金
（1）防锈铝合金：代号“LF”，所含合金元素锰、镁，主要作用是产生固溶强化和提高耐腐蚀性。
（2）硬铝合金：代号“L Y”时效处理强化
（3）超硬铝：代号“LC”，室温强度最高
（4）锻造铝合金：代号“LD”，固溶处理和人工时效强化
【2】铸造铝合金：代号“ZL”，常用铸造铝合金分为al-si,al-mg,al-cu,al-zn系，应用最广的是AL-SI系合金
（1）铝硅铸造铝合金{举例ZL102}
（2）其他铸造铝合金：铸造铝铜合金，铸造铝镁合金，铸造铝锌合金
5.3.2铜及其合金
1》纯铜
（1）又称为紫铜，相对密度为8.96，熔点为1083度。具有良好的导电、导热性以及抗大气腐蚀性抗磁性金属
（2）工业纯铜有T1T2T3T4四个牌号，T后数字越大，纯度越低
2》黄铜
（1）以ZN为主要合金元素，用H+平均含铜量
（2）普通黄铜的组织和性能受含锌量的影响，工业黄铜中的锌含量不超过47% （3）根据退火组织分为单相黄铜和双相黄铜
（4）为了改善黄铜的某些性能加入一些其他的合金元素
3》青铜
工业上以铝、硅、铍、锰、铅、钛等为主加元素的铜合金
编号为“Q+主加元素符号+主加元素含量”铸造青铜前面加Z
[1]锡青铜
（1）以SN为主加元素，组织性能与含SN量有关{见书上P113图5-3-8}
（2）含SN量低于8%的塑性好，适于压力加工，成为压力加工锡青铜，大于10%成为铸造锡青铜
【2】铝青铜
（1）以铝为主加元素，力学性能受含铝量的影响{书P114图5-3-9}
（2）强度高、抗腐蚀性和铸造型均好
【3】铍青铜
（1）进行固溶时效处理，力学性能与含BE量及时效处理工艺有关
（2）主要用于制造精密仪器、仪表的弹性元件、耐磨零件等
5.3.3轴承合金
编号为“ZCH+基本元素+主加元素+主加元素含量+辅加元素含量”
1》锡基轴承合金
是SN-SB-CU系合金，膨胀系数和摩擦系数小，良好的导热、抗蚀性和工艺性，适于制造重要的轴承
2》铅基轴承合金
是PB-SB-SN-CU系合金，性能低于锡基轴承合金，但是由于价格便宜，常用作低速、低载荷的轴承材料
3》其他轴承合金
铜基、铝基轴承合金
5.3.4其他有色金属及其合金
1》钛及其合金
（1）钛是银白色金属，相对密度小，熔点为1668度，导热性差
（2）钛合金分为：三类
2》镁及其合金
（1）镁的相对密度为1.74，具有很高的化学活性，易在空气中形成疏松多孔的氧化膜（2）镁合金可以分为加工镁合金、铸造镁合金
制造飞行器中的零件
4》锌及其合金
（1）锌的熔点低，抗大气腐蚀性良好，再结晶温度在室温以下
（2）铝、铜、镁等为锌的主要合金元素，对锌合金产生明显的强化作用
（3）锌合金可分为变形合金和铸造合金两类
第十二章铸造
1、铸造是将液态合金浇注到具有与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固后获得零件或毛胚的方法。
2、液态合金充满铸型空腔，获得形状完善、轮廓清晰的能力——液态合金的充型能力
影响充型能力的主要因素如下：
①合金的流动性：液态合金本身流动能力称为合金流动性。
②浇注条件
③铸型的充填条件
3、在铸件凝固过程中，其断面存在三个区域，即固相区、凝固区和液相区。而对铸件质量影响较大的主要是液相与固相并存凝固区的宽窄。
4、液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到及时补充，则在铸件最后凝固部分形成孔洞。按孔洞大小分布分为缩孔和缩松。
5、热应力是由于铸件壁厚不均匀，冷却速度不同在同一时间内铸件各部分收缩不一样而引起的。同时凝固—减少热应力
6、变形的产生：具有残留内应力的铸件，厚的部位受拉应力、薄的部位受压应力。
7、熔模铸造又称为失蜡铸造，它是利用易熔的蜡质材料制成精确的蜡模，又称为精密铸造。
8、金属型铸造是将液态合金浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法—永久铸造。
9、压力铸造：指在高压作用下，使液态或半液态金属以高速压入金属铸型中，并在压力下凝固以获得铸件的一种工艺方法。压铸是在压铸机上进行铸型称压型。
第十三章压力加工
1、塑性变形：冷变形、热变形、温变形，以T再（再结晶温度）为区分。
2、锻造流线：钢锭成分中分布在晶界上的杂质随着晶粒变形被拉长，在再结晶时金属晶粒形状改变，杂质沿着被拉长方向保留下来，形成纤维状组织。
3、可锻性：衡量材料经受压力加工难易程度的工艺性能。
4、自由锻：利用外力使金属在上下两个砧铁之间产生变形，从而得到所需形状及尺寸的锻件。
5、高合金钢锻造特点：合金元素含量很高，内部组织复杂、缺陷多、塑性差、锻造时难度较大。
6、冲压：通过模具对材料施以外力，使之产生塑性变形和分离从而获得一定形状、尺寸与机械性能的零件加工方法。
7、分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。如落料、冲孔、切断、修整。
①落料―被分离部分为成品，而周边是废料
②冲孔―被分离部分为废料，而周边是成品
第十四章焊接
1、焊接: 是将分离的金属，用局部加热或加压手段，借助于原子间的结合，以形成永久性连接的方法。
2、手工电弧焊：用手工操纵电焊条，以电焊条和焊件之间产生的电弧为热源进行焊接的熔化焊方法。
3、焊接电弧：指发生在电极与工件间的气体介质中长时间的放电现象，即强烈而持久的气体放电现象。
4、焊条选用
a、等强度原则—选用与母材同强度等级的焊条；
b、同成分原则—按母材化学成分选用相应成分焊条；
c、抗裂纹原则—选用抗裂性好的碱性焊条；
d、抗气孔原则—对油污、铁锈等清理不便，选用抗气孔能力↑酸性焊条；
e、低成本原则。
5、焊接接头就是有焊缝和焊接热影响区组成。
⑴焊缝区⑵热影响区①熔合区②过热区③正火区④部分相变区
6、埋弧焊的特点
(1)生产率高(2)焊接质量高且稳定(3)节省金属和电能(4)劳动条件好
7、焊接性概念：指被焊金属在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头能力。
①工艺焊接性—金属材料通过焊接加工形成完整焊接接头的能力(结合性能)。
②使用焊接性—形成焊接接头在使用条件下完全运行的能力。
8、通常把钢材在焊接过程中产生裂纹的倾向作为评价其焊接性的指标，影响裂纹倾向的主要因素是化学成分，而C最显著
9、减少焊接应力和变形的措施
（1）预留收缩变形量；
（2）反变形法
（3）刚性固定法
（4）选择合理的焊接顺序
（5）焊前预热和焊后缓冷
工程材料复习总结 第一部分 项目一：工程材料 1．金属材料一般是指具有金属特性的物质。 2．金属材料通常分为钢铁材料、非铁金属材料、粉末冶金材料。 3．钢铁材料是指以铁、碳为主要元素组成的铁碳合金，分为工业用钢、工程铸铁。4．非合金钢（碳素钢），通常分为碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢。5．工业用钢是指碳的质量分数在% 11 .2以下并含有其他元素的铁碳合金；工程铸铁是指碳的质量分数在% .2以上并含有其他元素的铁碳合金。 11 6．钢材生产过程：轧制→锻造→拉拔→挤压 7．钢材分类：板材、型材和管材。
项目二：工程材料性能 1．力学性能：材料在力的作用下表现出来的特性。 2．力学指标：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度。实验：拉伸试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验。 3．变形：材料受到外力作用时，机器零件和部件在宏观上将表现出形状和尺寸的变化。 4. ???变形外力之后被保留下来的产生不能自行恢复卸除外力继续加大，材料将 塑性变形，变形随之消失外力不大时，去除外力弹性变形变形5. 荷载（负荷、负载）：材料所受的力。 ?? ???化向随时间发生周期性变大小、方向或大小和方变动载荷突然增加的载荷冲击载荷载荷大小不变或变动很慢的静载荷分类 6．强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。 7．变形的五种基本形式：拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲。 8．力—伸长曲线 ()1Oe 弹性变形阶段：发生弹性变形 ()2eeL 微量塑性变形阶段：弹性变形（大部分）+塑性变形（小部分） ()3'eLeL 屈服阶段：屈服现象（水平线段或锯齿形线段） ()4M eL '均匀变形阶段：材料发生大量塑性变形 ()5mz 缩颈阶段：缩颈现象，在z 点发生断裂
都是自己整理, 不全, 大家尽可能看书复习 道路工程材料知识点考点 绪论 ●道路工程材料是道路工程建设与养护物质基础, 其性能直接决定了道路工程质量和服务寿命和结 构形式。 ●路面结构由下而上有: 垫层, 基层, 面层。 ●面层结构材料应有足够强度、稳定性、耐久性和良好表面特征。 ●中国建筑材料标准: 国家标准, 行业标准, 地方标准, 企业标准 ●常见道路工程材料类型: 石料与集料, 结合料和聚合物类, 沥青混合料, 水泥混凝土与砂浆, 无机 结合料稳定类混合料, 其她道路工程材料 第一章 ●砂石材料是石料和集料统称 ●岩石物理常数为密度和孔隙率 ●真实密度: 指要求条件下, 烘干岩石矿质实体单位真实体积质量。书10页公式 ●毛体积密度: 指在要求条件下, 烘干岩石矿质实体包含空隙（闭口、开口空隙）体积在内单位毛体 积质量。 ●孔隙率: 是指岩石孔隙体积占岩石总体积（开口空隙和闭口空隙）百分率。(看书上公式, 打字好累) ●含水率: w=100*（m1-m）/m 详见书11页 ●吸水性: 岩石吸入水分能力称为吸水性。 ●吸水性大小用吸水率与饱和吸水率来表征。 ●吸水率: 是岩石试样在常温、常压条件下最大吸水质量占干燥试样质量百分率。 ●饱和吸水率: 是岩石在常温及真空抽气条件下, 最大吸水质量占干燥试样质量百分率。 ●岩石抗冻性: 是指在岩石能够经受反复冻结和融化而不破坏, 并不严重降低岩石强度能力。 ●集料: 是由不一样粒径矿质颗粒组成混合料, 在沥青混合料或水泥混凝土中起骨架和填充作用。
●表观密度: 是指在要求条件下, 烘干集料矿质实体包含闭口空隙在内表观单位体积质量。 ●级配: 是指集料中多种粒径颗粒搭配百分比或分布情况。 ●力学性质以下 ●压碎值: 用于衡量石料在逐步增加荷载下抵御压碎能力, 也是石料强度相对指标。压碎值是对石料 标准试样在标准条件下进行加荷, 测试石料被压碎后, 标准筛上筛余质量百分率。 磨光值: 是反应石料抵御轮胎磨光作用能力指标, 是决定某种集料能否用于沥青路面抗滑磨耗层关键指标。 冲击值: 反应粗集料抵御冲击荷载能力。因为路表集料直接承受车轮荷载冲击作用, 这一指标对道路表层用料非常关键。 磨耗值: 用于评定道路路面表层所用粗集料抵御车轮磨耗作用能力。 级配参数背书上23页公式累计筛余率等 天然砂细度模数, 系度模数越大, 表示细集料越粗。书24页公式 依据矿质集料级配曲线形状, 将其划分为连续级配和间断级配。 在连续级配类型集料中, 由大到小且各级粒径颗粒都有, 各级颗粒根据一定百分比搭配, 绘制出级配曲线圆滑不间断; 在间断级配集料中, 缺乏一级或多个粒级颗粒, 大颗粒与小颗粒之间有较大“空档”, 所做出级配曲线是非连续。 试算法, 详见课件例题。书28页, 30页。 第二章 沥青根据形态分类: 粘稠沥青、液体沥青。 沥青根据用途分类: 道路沥青、建筑沥青、水工沥青、防腐沥青、其她沥青。 沥青三组分法油分/树脂/地沥青质 四组分结构特征: 沥青质, 胶质, 芳香族, 饱和分, 蜡分 沥青中蜡分在低温时易结晶析出, 分散在沥青质中, 降低沥青分子之间紧密联络, 使沥青低温延展能
大一建筑材料知识点归纳 建筑材料作为建筑工程的基础，对于大一学习建筑专业的学生来说，了解和掌握建筑材料的基本知识是非常重要的。本文将对大一建筑材料的一些基本知识点进行归纳和总结，以帮助学生们更好地理解和运用这些知识。 一、水泥和混凝土 1. 水泥是一种常用的建筑材料，主要成分是石灰、硅酸盐、铝酸盐等。水泥可以与石灰、砂石等材料混合制成混凝土。 2. 混凝土是一种人造材料，由水泥、砂、石子和水等按一定比例混合制成。它具有良好的抗压强度和耐久性，广泛应用于建筑工程中。 3. 混凝土的种类有普通混凝土、重力混凝土、轻质混凝土等。不同种类的混凝土适用于不同的工程要求。 二、砖和石材
1. 砖是一种常用的建筑材料，分为红砖和磁砖两种。红砖具有一定的抗压、耐磨和耐火性能，适用于多种建筑结构。 2. 石材是一种天然材料，在建筑中常用于墙面、地面等装饰。石材种类繁多，有大理石、花岗岩等，具有独特的颜色和纹理。 三、金属材料 1. 钢材是一种常用的金属材料，具有高强度和耐腐蚀性能。常用于建筑结构、桥梁等。 2. 铝材是一种轻质金属材料，重量轻、强度高、导电性好。广泛应用于建筑幕墙、门窗等。 四、绝缘材料 1. 绝缘材料是一种常用的建筑材料，用于隔热、隔音和防潮。常见的绝缘材料有岩棉、玻璃棉等。
2. 绝缘材料的选择要考虑到不同地区的气候和建筑结构的要求，以提供良好的保温效果。 五、涂料和粘结剂 1. 涂料是一种涂刷在建筑表面的装饰材料，常用于墙面、天花 板等。涂料的种类有乳胶漆、油漆等。 2. 粘结剂是一种用于粘合材料的物质，常用于砖石、地板铺设等。常见的粘结剂有水泥胶浆、胶水等。 六、其他建筑材料 1. 木材是一种常见的建筑材料，具有良好的耐力和隔热性能。 常用于建筑结构、地板等。 2. 玻璃是一种透明的建筑材料，常用于窗户、幕墙等。具有良 好的透光性和保温性。
大一建筑材料重要知识点笔记整理建筑材料是建筑工程中不可或缺的一部分，对建筑质量和工程 效果有着至关重要的影响。在大一学习建筑专业时，了解和掌握 建筑材料的重要知识点是非常必要的。下面是我整理的一些重要 知识点，供大家参考。 1. 水泥 水泥是建筑材料中最常用的一种，一般用于混凝土、砂浆和灰 浆等的制作。常见的水泥有硅酸盐水泥、硬质水泥和高性能水泥等。水泥的强度、抗裂性和耐久性是使用时需要注意的重要指标。 2. 砂石 砂石在建筑工程中主要用于制作混凝土、砂浆和路面材料等。 常见的砂石材料有河砂、山砂和机制砂等。砂石的粒径、石粉含 量和颗粒形状对材料的性能和使用效果有着重要的影响。 3. 钢筋 钢筋是混凝土结构中主要承受拉力的材料，在建筑工程中起着 重要的加固作用。按照不同的标准和要求，钢筋可分为不同等级
和型号。钢筋的直径、抗拉强度和弯曲性能是使用时需要关注的关键指标。 4. 砖瓦 砖瓦是建筑工程中应用广泛的材料，用于制作墙体、地面和隔断等。常见的砖瓦有普通砖、空心砖和红砖等。砖瓦的尺寸、抗压强度和吸水性能是选择和使用时需要考虑的重要因素。 5. 油漆涂料 油漆涂料是建筑装饰中必不可少的一种材料，用于保护和美化建筑表面。常见的油漆涂料有乳胶漆、油性漆和水性漆等。油漆涂料的附着力、耐候性和环保性是选择时需要注意的重要指标。 6. 绝缘材料 绝缘材料在建筑工程中用于保护电气设备和管道等，防止电流泄漏和热量损失。常见的绝缘材料有橡胶、塑料和玻璃纤维等。绝缘材料的耐高温性、耐化学腐蚀性和绝缘性能是选择时需要关注的重要指标。 7. 陶瓷
陶瓷材料在建筑工程中被广泛应用于地面、墙面和装饰等，具 有较好的耐久性和美观性。常见的陶瓷材料有玻化砖、瓷砖和马 赛克等。陶瓷的硬度、抗压性和防滑性是选择和使用时需要考虑 的重要指标。 8. 防水材料 防水材料在建筑工程中起着保护建筑物不受水分侵蚀的作用。 常见的防水材料有沥青防水卷材、涂料防水和水泥基防水材料等。防水材料的耐候性、耐化学腐蚀性和施工方便性是选择时需要注 意的重要指标。 9. 木材 木材是建筑工程中常用的一种结构材料，广泛应用于梁柱、地 板和家具等方面。常见的木材有杉木、橡木和柚木等。木材的稳 定性、强度和防腐性是选择和使用时需要关注的关键因素。 10. 玻璃 玻璃是建筑工程中窗户和幕墙等的常见材料，具有透明、耐候 和隔热等特点。常见的玻璃材料有浮法玻璃、钢化玻璃和夹层玻
第二章材料的性能 1、布氏硬度 布氏硬度的优点：测量误差小,数据稳定。 缺点:压痕大,不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。 适于测量退火、正火、调质钢， 铸铁及有色金属的硬度（硬度少于450HB)。 2、洛氏硬度 HRA用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。 HRB用于测量低硬度材料，如有色金属和退火、正火钢等。 HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等. 洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。 缺点:测量结果分散度大。 3、维氏硬度 维氏硬度所用载荷小，压痕浅,适用于测量零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，载荷可调范围大，对软硬材料都适用。 4、耐磨性是材料抵抗磨损的性能,用磨损量来表示。 分类有黏着磨损（咬合磨损)、磨粒磨损、腐蚀磨损。 5、接触疲劳：（滚动轴承、齿轮）经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲劳剥落损坏的现象. 6、蠕变：恒温、恒应力下，随着时间的延长,材料发生缓慢塑变的现象。 7、应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。 第三章金属的结构与结晶 1、晶体中原子（分子或离子)在空间的规则排列的方式为晶体结构。为便于描述晶体结构,把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架，称为晶格。 晶格中每个点称为结点,由一系列原子所组成的平面成为晶面。 由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向. 组成晶格的最小几何组成单元称为晶胞。 晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数. ①体心立方晶格 晶格常数用边长a表示,原子半径为√3a/4，每个晶胞包含的原子数为1/8×8+1=2(个）。 属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。 ②面心立方晶格 原子半径为√2a/4，每个面心立方晶胞中包含原子数为1/8×8+1/2×6=4（个) 典型金属（金、银、铝、铜等). ③密排六方晶格 每个面心立方晶胞中包含原子数为为12×1/6+2＊1/2+3=6（个）。 典型金属锌等。 2、各向异性:晶体中不同晶向上的原子排列紧密程度及不同晶面间距是不同的,所以不同方向上原子结合力也不同，晶体在不同方向上的物理、化学、力学间的性能也有一定的差异,此特性称为各向异性. 晶体中的缺陷
建筑材料大一知识点归纳总结公式作为建筑工程专业的新生，学习建筑材料科学是我们的基础课 程之一。在大一的学习过程中，我们需要掌握并理解各种建筑材 料的性质、特点以及其在建筑中的应用。为了帮助大家更好地总 结和归纳，下面将给出一个建筑材料大一知识点归纳总结的公式。 一、材料的分类 1. 矿物材料 矿物材料主要包括石料、水泥、砂子等。 （详细论述矿物材料的性质、特点、应用） 2. 金属材料 金属材料主要包括钢筋、钢板、铝等。 （详细论述金属材料的性质、特点、应用） 3. 非金属材料 非金属材料主要包括木材、玻璃、塑料等。 （详细论述非金属材料的性质、特点、应用）
二、材料性能与特点 1. 强度与稳定性 材料的强度和稳定性是衡量其质量和可靠性的重要指标。（讨论材料强度与稳定性的关系和重要性） 2. 导热性与绝缘性 材料的导热性和绝缘性直接影响到建筑物的保温和隔热效果。（深入探讨导热性与绝缘性对建筑的影响） 3. 耐久性与防腐性 材料的耐久性和防腐性是确保建筑物长期稳定运行的关键。（解析耐久性与防腐性的重要性和测试方法） 三、材料的应用 1. 墙体材料 墙体材料是建筑中常用的材料之一，包括砖、石、混凝土等。（介绍墙体材料的不同种类和应用范围）
2. 地板材料 地板材料对于建筑物的使用寿命和舒适度有重要影响，包括木 地板、地砖等。 （详细讨论地板材料的选择和特点） 3. 屋面材料 屋面材料是保护建筑物顶部的重要材料，包括瓦片、金属板等。 （介绍屋面材料的种类和特点） 四、常见问题与解决方法 1. 湿度对于建筑材料的影响 湿度是对建筑材料影响最大的因素之一，需要通过合适的保护 措施来解决。 （探讨湿度对建筑材料性能的影响和预防措施） 2. 腐蚀与防护
建筑工程材料大一知识点归纳总结建筑工程材料是指用于建筑施工的各类材料，包括钢筋、水泥、砖石、玻璃等。对于大一学习建筑工程的学生来说，了解和掌握 建筑工程材料的基本知识非常重要。下面将对建筑工程材料的一 些知识点进行归纳和总结。 1. 钢筋 钢筋是建筑工程中常用的一种材料，用于加固和增强混凝土 结构的承重能力。钢筋主要分为普通钢筋和螺纹钢筋两种，前者 用于一般混凝土结构，后者用于需要更强的粘结力的结构。大一 学习时，需要了解钢筋的规格、型号和标识方法。 2. 混凝土 混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，由水泥、砂、骨料 和水按一定比例配制而成。混凝土在建筑中主要用于制作构件、 浇筑柱、梁和板等。大一学习时，需要了解混凝土的配制原理、 施工工艺和常见问题及处理方法。 3. 砖石
砖石是建筑工程中广泛使用的建筑材料，常用于砌墙、筑路和做地面铺装等。砖石的种类包括常规红砖、空心砖、实心砖和瓷砖等。在学习大一建筑工程时，需要了解常见砖石的特点、用途和施工要求。 4. 玻璃 玻璃在建筑中用于窗户、幕墙和装饰等。大一学习时，需要了解玻璃的制作工艺、性能和不同类型玻璃的用途。此外，还要了解玻璃在建筑中的安装方法和注意事项。 5. 木材 木材作为一种传统的建筑材料，在建筑中被广泛应用。大一学习时，需要了解木材的分类、性能和用途，以及木材的防腐和阻燃处理方法。 6. 施工用水 施工用水是建筑工程中必不可少的材料。大一学习时，需要了解施工用水的质量要求、来源和处理工艺，以及施工现场的排水和防水问题。
7. 隔音和防水材料 在建筑中，隔音和防水是非常重要的考虑因素。大一学习时，需要了解隔音材料和防水材料的种类、性能以及施工方法。 8. 粘结剂 粘结剂主要用于建筑材料的黏结和固定。大一学习时，需要 了解不同类型粘结剂的特点和用途，包括水泥砂浆、胶粘剂和填 缝剂等。 9. 保温和隔热材料 保温和隔热材料可以有效降低建筑物的能耗。大一学习时， 需要了解不同类型保温和隔热材料的性能和施工要求，包括保温 板材、岩棉和聚苯板等。 10. 建筑涂料 建筑涂料主要用于装饰和保护建筑表面。大一学习时，需要 了解不同类型建筑涂料的种类、用途和施工方法，以及涂料的环 保性。
工程材料知识点总结 工程材料是指在建筑、土木、机械、电气等工程中使用的各种材料。 它们具有不同的物理和化学性质，用途也各不相同。下面将从常见的几大 类材料中总结一些重要的知识点。 金属材料：金属材料是工程领域最常见的一类材料，其特点是热导率高、导电性好、强度高、塑性好等。常见的金属材料有钢材、铁材、铝材、铜材等。其中，钢材是最常用的金属材料之一，其具有高强度、耐腐蚀、 可塑性好等特点，适用于各种工程结构。 水泥和混凝土：水泥是一种重要的建筑材料，是混凝土的主要成分。 它由石灰石经过煅烧后，经过研磨形成的粉状物质。水泥的主要特点是早 期强度低，但逐渐增加，可以通过控制水泥的配比来调整混凝土的强度和 硬化时间。混凝土是一种由水泥、砂子、骨料、水等按一定比例混合而成 的人工石材，具有很高的耐用性和承重能力，广泛应用于建筑和土木工程中。 玻璃材料：玻璃是一种无定形的非晶态材料，主要由二氧化硅和其他 氧化物混合熔融后制成。它具有透明度高、硬度高、耐腐蚀等特点，广泛 应用于窗户、器皿、光学仪器等领域。在工程中，玻璃材料还可以作为复 合材料的增强材料使用，提高材料的机械性能和耐用性。 塑料材料：塑料是一种由合成树脂经加工成型而成的材料，其特点是 轻质、耐酸碱、绝缘性好等。塑料材料具有很高的适用性，应用范围广泛，例如在电子工程、汽车制造等领域中使用到的塑料配件。 复合材料：复合材料是由两种或两种以上成分组成的材料，通过各成 分之间的相互作用形成新的性能。常见的复合材料有纤维复合材料、金属
基复合材料、陶瓷基复合材料等。纤维复合材料是其中最常见的一种，由 纤维和树脂复合而成。它具有比金属轻、强度高、耐腐蚀等特点，广泛应 用于航空、汽车、体育用品等领域。 陶瓷材料：陶瓷材料是一类由无机非金属材料经高温烧结而成的材料，具有很高的硬度、耐磨性和耐荷载性。由于其良好的绝缘性能，陶瓷材料 在电气工程领域有很广泛的应用，例如电子器件、绝缘体等。 木材：木材是自然生长的一种有机材料，具有很好的机械和物理性能，也是一种可再生资源。木材应用广泛，例如作为建筑、家具、造船等领域 的材料。 除了以上几大类材料外，工程中还使用到了许多其他材料，例如橡胶 材料、纺织材料、石材等。每种材料都有其独特的性能和用途，了解和掌 握这些材料的特点对于工程设计和施工非常重要。工程材料的选用应根据 具体的工程要求，结合材料的物理、化学性能和经济因素进行综合考虑， 以达到最佳的技术和经济效果。
1. 弹性模量：用E 表示。材料在弹性变形阶段内，应力和对应的应变的比值。反映材料抵抗弹性变形能力。其值 越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小，抵抗变形能力越强 2. 韧性：在冲击、振动荷载作用下，能吸收较大能量产生一定变形而不致破坏的性质。 3. 耐水性：材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也不显著降低的性质，表示方法——软化系数：材料在吸水 饱和状态下的抗压强度与枯燥状态下的抗压强度之比K R = f b /f g 软化系数大于0.8的材料通常可以认为是耐水材料；对于经常位于水中或处于潮湿环境中的材料，软化系数不得低于0.85；对于受潮较轻或次要构造所用的材料，软化系数不宜小于0.75 4. 导热性：传导热量的能力，表示方式——导热系数,材料的导热系数越小，材料的绝热性能就越好。影响导热性 的因素:材料的表观密度越小，其孔隙率越大，导热系数越小,导热性越差。由于水与冰的导热系数较空气大，当材料受潮或受冻时会使导热系数急剧增大，导致材料保温隔热方式变差。所以隔热材料要注意防潮防冻。 5. 建筑石膏的化学分子式：β-CaSO 4˙½H 2O 石膏水化硬化后的化学成分：CaSO 4˙2H 2O 6. 高强石膏与建筑石膏相比水化速度慢,水化热低,需水量小,硬化体的强度高。这是由于高强石膏为α型半水石膏， 建筑石膏为β型半水石膏。β型半水石膏结晶较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，内比外表积较大；α型半水石膏结晶完整，常是短柱状，晶粒较粗大，聚集体的内比外表积较小。 7. 石灰的熟化，是生石灰与水作用生成熟石灰的过程。特点：石灰熟化时释放出大量热，体积增大1~2.5倍。应 用：石灰使用时，一般要变成石灰膏再使用。CaO+H 2 O Ca(OH)2+64kJ 8. 陈伏：为消除过火石灰对工程的危害，将生石灰和水放在储灰池中存放15天以上，使过火灰充分熟化这个过程 叫沉伏。陈伏期间，石灰浆外表应保持一层水，隔绝空气，防止发生碳化。 9. 石灰的凝结硬化过程：〔1〕枯燥结晶硬化：石灰浆体在枯燥的过程中,因游离水分逐渐蒸发或被砌体吸收，浆 体中的氢氧化钙溶液过饱和而结晶析出,产生强度并具有胶结性〔2〕碳化硬化：氢化氧钙与空气中的二氧化碳在有水分存在的条件下化合生成碳酸钙晶体，称为碳化。由于空气中二氧化碳含量少，碳化作用主要发生在石灰浆体与空气接触的外表上。外表上生成的CaCO 3膜层将阻碍CO 2的进一步渗入，同时也阻碍了内部水蒸气的蒸发，使氢氧化钙结晶作用也进展的缓慢。碳化硬化是一个由表及里，速度相当缓慢的过程。 O H n CaCO O nH CO OH Ca 23222)1()(++=++ 10. 水化热：水化过程中放出的热量。〔水化热的利与弊：高水化热的水泥在大体积混凝土工程中是非常不利的。 这是由于水泥水化释放的热量在混凝土中释放的非常缓慢，混凝土外表与内部因温差过大而导致温差应力，混凝土受拉而开裂破坏，因此在大体积混凝土工程中，应选着低热水泥。在混凝土冬期施工时，水化热却有利于水泥的凝结，硬化和防止混凝土受冻〕 11. 硅酸盐水泥水化后的主要水化产物及其相对含量：水化硅酸钙〔C-S-H 〕，水化铁酸钙〔CFH 〕,水化铝酸钙〔C 3AH 6〕, 水化硫铝酸钙〔Aft 与AFm 〕和氢氧化钙〔CH 〕。C-S-H 占70%CH 占20% Aft 与AFm 占7%
建筑材料知识点大一总结 一、导言 建筑材料作为建筑工程的重要组成部分，对于建筑师和工程师 而言具有重要的意义。本文将对大一学习过程中所学习的建筑材 料知识进行总结，并对其特点和应用进行分析和阐述。 二、水泥与混凝土 1. 水泥 水泥是建筑中常用的材料之一，它具有良好的硬化性能和强度。主要分为硅酸盐水泥、硫酸盐水泥和铝酸盐水泥等。水泥的应用 广泛，可用于制作混凝土、砂浆等建筑材料。 2. 混凝土 混凝土是一种由水泥、砂、骨料和适量的水混合而成的材料。 它具有抗压强度高、防火性好等优点。混凝土在建筑中有广泛的 应用，可用于制作建筑结构和地基等。 三、钢材 1. 钢材的分类
钢材按照成分可分为碳素钢和合金钢；按照用途可分为建筑钢材和机械制造用钢等。钢材具有优异的力学性能和可塑性，广泛应用于建筑结构和构件中。 2. 钢筋混凝土结构 钢筋混凝土结构是一种多用途的结构形式，具有强度高、抗震性好等特点。通过在混凝土中嵌入钢筋，可以充分发挥钢材和混凝土的优点，提高结构的承载能力和耐久性。 四、木材 木材是一种自然的建筑材料，具有质轻、易加工、良好的隔热性能等特点。在建筑中，木材常用于制作梁、柱、板材等结构部件。不同的木材种类具有不同的性质和用途，需要根据具体需求进行选择。 五、玻璃 玻璃是一种无机非金属材料，具有透明、坚硬等特点。在建筑中，玻璃广泛应用于窗户、墙面、隔断等部位。不同类型的玻璃具有不同的功能，如夹层玻璃具有隔热、隔音的效果。
六、保温材料 保温材料可以有效减少热量传递，保证建筑物的舒适度和节能效果。常见的保温材料包括岩棉、聚苯板和聚氨酯等。这些材料在建筑外墙、屋顶等部位起到重要的保温隔热作用。 七、装饰材料 装饰材料用于美化建筑物的外观，增加其舒适度和艺术性。常见的装饰材料包括涂料、瓷砖、地板等。这些材料具有不同的颜色、纹理等，可以根据设计需求进行选择和搭配。 八、结语 建筑材料作为建筑工程的重要组成部分，对于建筑师和工程师来说具有重要的意义。通过对建筑材料的了解和应用，可以提高建筑物的质量和性能，满足人们对于舒适、安全和美观的需求。深入学习和研究建筑材料知识，对于未来的工程实践具有重要的指导意义。
名词解释 1奥氏体(A):C在yFe中的间隙固溶体,常用A或r表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。 2回复:在加热温度较低时，由于金属的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化,回复后，组织不发生变化，硬度略有下降，塑性略有提高，可清除部分内应力。 3固溶体:组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。 4自然时效:自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。 5加工硬化:金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化 6过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。 7铁素体：碳熔与a-Fe中形成的间隔固溶体 8莱氏体：奥氏体和渗碳体组成的机械混合物 9淬透性：钢经淬火后所能获得的粹硬层深度 10调质：淬火加上高温回火获得回火索氏体的工艺过程 11晶胞:晶胞是能代表晶格中原子排列规律的最小几何单元。 12同素异构转变:固态金属的晶格结构随温度改变而改变的现象。 13固溶强化:通过溶入溶质元素形成固溶体,使材料的强度、硬度提高的现象 14钢的淬透性:在规定条件下,钢在淬火时获得淬硬层(淬透层)深度的能力 15调质处理:把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为调质处理 填空题： 1石墨为片状的灰口铸铁称为普通灰口铸铁。石墨为团絮状的灰口铸铁称为可锻铸铁，石墨为球状的灰口铸铁为球墨铸铁其中可锻铸铁的韧性最高，但不可以锻造。 2陶瓷材料中的气象是指气孔在烧结过程中形成的，它降低了陶瓷的强度。 3根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为固体渗碳，液体渗碳，气体渗碳三种 4工程中常用的特殊性能钢有不锈钢，耐热钢，耐磨钢。 5金属的断裂形式有脆性断裂和韧性断裂两种。 6金属元素在钢中形成的碳化物可分为合金渗碳体与特殊碳化物两类。 7常见的金属晶体结构有体心立方晶格面心立方晶格，密排六方晶格。 8铁素体是碳溶入a-Fe中的有限固溶体，它保持体心立晶格形式：奥氏体是碳溶r-Fe 中的有限固溶体，它保持面心立方晶格形式。 9亚共析钢退火加热温度为AC3＋（20~40)℃,组织为F+P/A。过共析钢退火加热温度为 AC1＋（30~50)℃,组织为P球／A＋Fe3C 10实际晶体中的缺陷按几何特征可分为点缺陷、线缺陷、面缺隐，位错是属于其中的线缺陷 11：40号钢的平均含碳量为0.4％，室温下的平衡组织是珠光和铁素体它们所占的百分比分别是51%和49% 12用硬计测定材料硬度时，表面淬火钢宜用维氏硬度指标，整体淬火钢宜用洛氏硬度指标，铝合金成品宜用布氏硬度指标。 13材料力学性能指标ak,0.2,σσ,δ中，属于强度指标的是σ0.2,σs，属于塑性指标的是 σb,δ,属于韧性指标的是ax 14从含碳量高低来看，渗碳钢属低碳钢，刃具钢属高碳钢，调质钢属中碳钢。 15钢的过冷奥氏体等温转变有珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变三个类型。 16高速钢粹火后要经过多次回火目的之一是为了使淬火组织中的奥氏体减少到最低限度。 17其他条件相同时，中碳钢比高碳钢的切削加工性更好些，焊接性能更好些；含碳量相同的钢中，片状珠光体比球状珠光体切削加工性更差些。 18钢的淬硬性主要取决于马体中的含碳量临界溶火速度Vk的大小，钢的淬透性主要取决于过冷奥氏体的稳定性。 19铁碳合金在平衡状态下，两个机械混合物是珠光体和莱氏体。
第一章 1.三种典型晶胞结构： 体心立方：Mo、Cr、W、V 和α-Fe 面心立方：Al、Cu、Ni、Pb 和β-Fe 密排六方：Zn、Mg、Be 2.晶 晶向：通过原子中心的直线为原子列，它所代表的方向称为晶向，用晶向指数表示。 晶面：通过晶格中原子中心的平面称为晶面，用晶面指数表示。 （晶向指数、晶面指数的确定见书P7。） 各向异性：晶体在不同方向上性能不相同的现象称为各向异性。 3.金属的晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷 4.晶体缺陷与强化：室温下金属的强度随晶体缺陷的增多而迅速下降，当缺陷增多到一定数量后，金属强度又随晶体缺陷的增加而增大。因此，可以通过减少或者增加晶体缺陷这两个方面来提高金属强度。 5..过冷：实际结晶温度Tn 低于理论结晶温度To 的现象称为过冷。 ∆T =T 0 -T n过冷度与冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度也越大。 过冷 度 6.结晶过程：金属结晶就是晶核不断形成和不断长大的过程。 7.滑移变形：单晶体金属在拉伸塑性变形时，晶体内部沿着原子排列最密的晶面和晶向发生了相对滑移，滑移面两侧晶体结构没有改变，晶格位向也基本一致，因此称为滑移变形。晶体的滑移系越多，金属的塑性变形能力就越大。 8.加工硬化：随塑性变形增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用增强，提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性显著降低，这称为加工硬化。 9.再结晶：金属从一种固体晶态过渡到另一种固体晶态的过程称为再结晶。作用：消除加工硬化，把金属的力学和物化性能基本恢复到变形前的水平。 10.合金：两种或两种以上金属元素或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质。 11.相：合金中具有相同化学成分、相同晶体结构并有界面与其他部分隔开的均匀组成部分称为“相”。分类：固溶体和金属间化合物 第二章 1.铁碳合金相图（20 分）P22
1.工程材料按属性分为：金属材料、陶瓷材料、碳材料、高分子材料、复合材料、半导体材料、生物材料。 2.零维材料：是指亚微米级和纳米级（1—100nm）的金属或陶瓷粉末材料，如原子团簇和纳米微粒材料； 一维材料：线性纤维材料，如光导纤维； 二维材料：就是二维薄膜状材料，如金刚石薄膜、高分子分离膜； 三维材料：常见材料绝大多数都是三位材料，如一般的金属材料、陶瓷材料等； 3.工程材料的使用性能就是在服役条件下表现出的性能，包括：强度、塑性、韧性、耐磨性、耐疲劳性等力学性能，耐蚀性、耐热性等化学性能，及声、光、电、磁等功能性能；工程材料按使用性能分为：结构材料和功能材料。 4.金属材料中原子之间主要是金属键，其特点是无方向性、无饱和性； 陶瓷材料中的结合键主要是离子键和共价键，大多数是离子键，离子键赋予陶瓷材料相当高的稳定性； 高分子材料的结合键是共价键、氢键和分子键，其中，组成分子的结合键是共价键和氢键，而分子间的结合键是范德瓦尔斯键。尽管范德瓦尔斯键较弱，但由于高分子材料的分子很大，所以分子间的作用力也相应较大，这使得高分子材料具有很好的力学性能； 半导体材料中主要是共价键和离子键，其中，离子键是无方向性的，而共价键则具有高度的方向性。 5.晶胞：是指从晶格中取出的具有整个晶体全部几何特征的最小几何单元；在三维空间中，用晶胞的三条棱边长a、b、c（晶格常数）和三条棱边的夹角α、β、γ这六个参数来描述晶胞的几何形状和大小。 6.晶体结构主要分为7个晶系、14种晶格； 7.晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[uvw]； 晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为（hkl）。 8.实际晶体的缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷，其中体缺陷有气孔、裂纹、杂质和其他相。 9.实际金属结晶温度Tn总要偏低理论结晶温度T0一定的温度，结晶方可进行，该温差ΔT=T0—Tn即称为过冷度；过冷度越大，形核速度越快，形成的晶粒就越细。 10.通过向液态金属中添加某些符合非自发成核条件的元素或它们的化合物作为变质剂来细化晶粒，就叫变质处理；如钢水中常添加Ti、V、Al等来细化晶粒。 11.加工硬化是指随着塑性变形增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用增强，提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度明显提高，塑性和韧性明显降低，也即形变强化；加工硬化是一种重要的强化手段，可以提高金属的强度并使金属在冷加工中均匀变形；但金属强度的提高往往给进一步的冷加工带来困难，必须进行退火处理，增加了成本。 12.金属学以再结晶温度区分冷加工和热加工：在再结晶温度以下进行的塑性变形加工是冷加工，在再结晶温度以上进行的塑性变形加工即热加工；热加工可以使金属中的气孔、裂纹、疏松焊合，使金属更加致密，减轻偏析，改善杂质分布，明显提高金属的力学性能。 13.再结晶是指随加热温度的提高，加工硬化现象逐渐消除的阶段；再结晶的晶粒度受加热温度和变形度的影响。 14.相:是指合金中具有相同化学成分、相同晶体结构并由界面与其他部分隔开的均匀组成部分； 合金相图是用图解的方法表示合金在极其缓慢的冷却速度下，合金状态随温度和化学成分的变化关系； 固溶体：是指在固态下，合金组元相互溶解而形成的均匀固相； 金属间化合物：是指俩组元组成合金时，产生的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新固相。 15.固溶强化：是指固溶体的晶格畸变增加了位错运动的阻力，使金属的塑性和韧性略有下降，强度和硬度随溶质原子浓度增加而略有提高的现象； 弥散强化：是指以固溶体为主的合金辅以金属间化合物弥散分布，以提高合金整体的强度、硬度和耐磨性的强化方式。 16.匀晶反应：是指两组元在液态和固态都能无限互溶，随温度的变化，形成成分均匀的液相、固相或满足杠杆定律的中间相的固溶体的反应； 共晶反应：是指由一种液态在恒温下同时结晶析出两种固相的反应； 包晶反应：是指在结晶过程先析出相进行到一定温度后，新产生的固相大多包围在已有的固相周围生成的的反应； 共析反应：一定温度下，由一定成分的固相同时结晶出一定成分的另外两种固相的反应。 17.铁素体（F）：碳溶于α-Fe中形成的体心立方晶格的间隙固溶体；金相在显微镜下为多边形晶粒；铁素体强度和硬度低、塑性好，力学性能与纯铁相似，770℃以下有磁性； 奥氏体（A）:碳溶于γ-Fe中形成的面心立方晶格的间隙固溶体；金相显微镜下为规则的多边形晶粒；奥氏体强度和硬度不高，塑性好，容易压力加工，没有磁性； 渗碳体（Fe3C）：含碳量为6.69%的复杂铁碳间隙化合物；渗碳体硬度很高、强度极低、脆性非常大； 珠光体（P）：铁素体和渗碳体的共析混合物；珠光体强度较高，韧性和塑性在渗碳体和铁素体之间； 莱氏体（Ld）：奥氏体和渗碳体的共晶混合物；莱氏体中渗碳体较多，脆性大、硬度高、塑性很差。
强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。 硬度：衡量金属材料软硬程度的指标。 材料在交变应力作用下，在一处或几处产生局部永久性积累损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为疲劳。当应力低于某值时，应力循环到无数次也不会发生疲劳断裂，此应力值称为材料的疲劳极限。 塑性：断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。
3种最典型、最常见的金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。 晶体中不可避免的存在着许多不完整的部位，这些晶格不完整的部位称为晶格缺陷。 晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。 合金：两种或者两种以上的金属元素或者金属元素与非金属元素组成的，具有金属特性的新物质。 相：合金中结构相同、成分和性能均一并以晶界相互分开的组成部分。合金中的相分为固溶体和金属化合物两类。 组织：在金属学中，组织是指用金相观察方法观察到的材料内部微观
形貌的图像，又称为金相组织。 固溶体是指合金在固态下，组元间能相互溶解而形成的均匀相。一般把与合金晶体结构相同的元素称为溶剂，其他元素称为溶质。 固溶体又分为置换固溶体和间隙固溶体。 固溶强化：形成固溶体时，随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度增加，塑性、韧性下降，这种由于溶质原子的固溶引起的强化效应称为固溶强化。 固溶强化的原因是溶质原子（相当于间隙原子或置换原子）使溶剂晶格发生畸变与对位错的钉扎作用（溶质原子在位错附近偏聚），阻碍了位错的运动。 问：1g 铁有多少个原子，在室温和1000℃各有多少个晶胞。 解：铁的摩尔质量：56g/mol ，1mol=6.02×1023，1g 铁有6.02×1023/56=1.075×1022个原子，室温下铁是体心立方晶格（α-Fe ），每个晶胞有两个原子，所以室温下有5.375×1021个晶胞，1000℃时铁是面心立方晶格（γ-Fe ），每个晶胞有四个原子，所以1000℃时有1.075×1022/4=2.6875×1021个原子。 问：已知纯铝的原子直径为0.28683nm ，试求其晶格常数。 解：纯铝是面心立方晶格，R=√2 4 a ，则晶格常数：a=√2 R=√2d=√2d=0.40564nm 过冷度（△T ）：金属的实际结晶温度T n 与理论结晶温度T m 之差。即：△T=T m −T n 。过冷度的大小与冷却速度有关，冷却速度越大，实际结晶温度越低，过冷度也越大。
第二章材料的性能 、布氏硬度 布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。 缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。 适于测量退火、正火、调质钢, 铸铁及有色金属的硬度（硬度少于）。 、洛氏硬度 用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。 用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。 用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。 洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。 缺点：测量结果分散度大。 、维氏硬度 维氏硬度所用载荷小，压痕浅，适用于测量零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，载荷可调范围大，对软硬材料都适用。 、耐磨性是材料抵抗磨损的性能，用磨损量来表示。 分类有黏着磨损（咬合磨损）、磨粒磨损、腐蚀磨损。 、接触疲劳：（滚动轴承、齿轮）经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲劳剥落损坏的现象。 、蠕变：恒温、恒应力下，随着时间的延长，材料发生缓慢塑变的现象。 、应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。 第三章金属的结构与结晶 、晶体中原子（分子或离子）在空间的规则排列的方式为晶体结构。为便于描述晶体结构，把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架，称为晶格。 晶格中每个点称为结点，由一系列原子所组成的平面成为晶面。 由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。 组成晶格的最小几何组成单元称为晶胞。 晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数。 ①体心立方晶格 晶格常数用边长表示，原子半径为√，每个晶胞包含的原子数为×（个）。 属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。 ②面心立方晶格 原子半径为√，每个面心立方晶胞中包含原子数为××（个） 典型金属（金、银、铝、铜等）。 ③密排六方晶格 每个面心立方晶胞中包含原子数为为×*（个）。 典型金属锌等。 、各向异性：晶体中不同晶向上的原子排列紧密程度及不同晶面间距是不同的，所以不同方向上原子结合力也不同，晶体在不同方向上的物理、化学、力学间的性能也有一定的差异，此特性称为各向异性。
1, 晶格：描述原子在晶体中排列规律的三维空间几何点阵。 2, 晶胞：晶格中能够代表晶格特征的最小几何单元 致密度=原子所占的总体积÷晶胞的体积 ♦属于面心立方晶格的常用金属：γ铁, 铝, 铜, 镍等。 ♦属于体心立方晶格的常用金属：α铬, 钨, 钼, 钒, α铁, β钛, 铌 等。 属于密排六方晶格的常用金属：镁, 锌, 铍, α钛, 镉等。 ♦晶面：晶体中由物质质点所组成的平面。 ♦晶向：由物质质点所确定的直线。 ♦每一组平行的晶面和晶向都可用一组数字来标定其位向。这组数字分别称为晶面指数和晶向指数。 ♦晶面指数的确定：晶面及三个坐标轴截距的倒数取最小整数，用圆括号表示。如（111）, （112）。 ♦晶向指数的确定：通过坐标原点直线上某一点的坐标，用方括号表示。如[111] ♦晶面族：晶面指数中各个数字相同但是符号不同或排列依次不同的全部晶面。这些晶面上的原子排列规律相同，具有相同的原子密度和性质。如{110}=（110）+（101）+（011）+（101）+（110）+（011） ♦晶向族：原子排列密度完全相同的晶向。如<111>=[111]+[111]+[111]+[111] 由于各个晶面和晶向上原子排列密度不同，使原子间的相互作用力也不相同。因此在同一单晶体内不同晶面和晶向上的性能也是不同的。这种现象称为晶体的各向异性。 ♦晶粒——金属晶体中，晶格位向基本一样，并有边界及邻区分开的区域。 ♦亚晶粒——晶粒内部晶格位向差小于2°, 3°的更小的晶块。 ♦实际金属晶粒大小除取决于金属种类外，主要取决于结晶条件和热处理工艺。 ♦晶界——晶粒之间原子排列不规则的区域。 ♦亚晶界——亚晶粒间的过渡区。 ♦晶体缺陷：是指晶体中原子排列不规则的区域。 1, 点缺陷2, 线缺陷3, 面缺陷 点缺陷类型主要有三种：（1）间隙原子（2）晶格空位（3）置换原子 间隙原子：在晶格的间隙处出现多余原子的晶体缺陷。 ☆晶格空位：在晶格的结点处出现缺少原子的晶体缺陷 线缺陷·位错：指晶体中若干列原子发生有规律的错排现象。 ♦位错密度：单位体积内位错线的长度，（cm-2） 面缺陷主要是指晶界和亚晶界。它是由于受到其两侧的不同晶格位向的晶粒或亚晶粒的影响而使原子呈不规则排列。 ♦合金：由一种金属元素及另外一种或多种金属或非金属元素，通过熔炼或烧结等方法所形成的具有金属性质的新金属材料。两类基本的相结构：固溶体和金属化合物。 ♦合金系：是指具有相同组元，而成分比例不同的一系列合金。如各种碳素钢。 ♦相：指在合金中，凡是化学成分相同, 晶体结构相同并有界面及其它部分分隔开来的一个匀称区域。在一个相中可以有多个晶粒，但是一个晶粒中只能是同一个相。
工程材料学知识点 第一章 材料是有用途的物质。一般将人们去开掘的对象称为“原料”，将经过加工后的原料称为“材料” 工程材料：主要利用其力学性能，制造结构件的一类材料。 主要有：建筑材料、结构材料 力学性能：强度、塑性、硬度 功能材料：主要利用其物理、化学性能制造器件的一类材料. 主要有：半导体材料（Si）磁性材料压电材料光电材料 金属材料：纯金属和合金 金属材料有两大类：钢铁（黑色金属）非铁金属材料（有色金属） 非铁金属材料：轻金属（Ni以前）重金属（Ni以后）贵金属（Ag，Au，Pt，Pd） 稀有金属（Zr，Nb，Ta）放射性金属（Ra，U） 高分子材料：由低分子化合物依靠分子键聚合而成的有机聚合物 主要组成：C，H，O，N，S，Cl，F，Si 三大类：塑料（低分子量）：聚丙稀 树脂（中等分子量）：酚醛树脂，环氧树脂 橡胶（高分子量）：天然橡胶，合成橡胶 陶瓷材料：由一种或多种金属或非金属的氧化物，碳化物，氮化物，硅化物及硅酸盐组成的无机非金属材料。陶瓷：结构陶瓷 Al2O3， Si3N4，SiC等功能陶瓷铁电压电 材料的工艺性能：主要反映材料生产或零部件加工过程的可能性或难易程度。 材料可生产性：材料是否易获得或易制备 铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得零件的能力 锻造性：材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量 焊接性：利用部分熔体，将两块材料连接在一起能力 第二章 （详见课本） 密排面密排方向
学教案两者则是不一致的：伯林反对大体系化学教、 fcc {111} <110> bcc {110} <111>体心立方bcc 面心立方fcc 密堆六方cph 点缺陷：在三维空间各方向上尺寸都很小，是原子尺寸大小的晶体缺陷。 类型： 空位：在晶格结点位置应有原子的地方空缺，这种缺陷称为“空位”。