贵州大学机械工程材料及其成型技术基础复习资料
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1、金属三种晶格类型:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。
2、晶体缺陷:点缺陷、线缺陷、面缺陷。
位错属于线缺陷。
3、材料抵抗外物压入其表面的能力称为硬度。
HRC表示洛氏硬度,HB表示布氏硬度,HV维氏硬度4、金属塑性加工性能用塑性和变形抗力衡量。
5、铸造应力分为:热应力和机械应力。
其中热应力属于残余应力。
6、单相固溶体压力加工性能好,共晶合金铸造加工性能好。
7、金属经过冷塑性变形后强度提高,塑性降低的现象称为形变强化。
8、铸造性能是指:流动性和收缩性。
9、板料冲压成形基本工序:分离工序和成形工序两大类。
10、工艺选择四条基本原则:①使用性能足够原则②工艺性能良好原则③经济性能合理原则④材料、成形工艺、零件结构相适应原则。
11、HT200是灰铸铁材料,其中200表示:最低抗拉强度为200MPa。
12、确定钢淬火加热温度的基本依据是:Fe-3C相图。
13、为保证铸造质量,顺序凝固适合于:缩孔倾向大的铸造合金。
14、锤上锻模时,锻件最终成型是在终锻模膛中完成的,切边后才符合要求。
15、材料45钢、T12、20钢、20Gr.中,焊接性能最好的是20钢(含碳量越高,焊接性能越差)16、机床床身用灰铸铁铸造成型17、固溶体分为:置换固溶体和间隙固溶体18、金属件化合物:正常价化合物、电子化合物、间隙化合物。
19、塑性衡量:伸长率和断面收缩率。
20、晶粒大小:①常温下晶粒越小,金属的强度、硬度越高,塑性、韧性越好。
②晶粒大小与形核率和长大速度有关③影响因素:过冷度和难溶杂质④细化晶粒:增大过冷度,变质处理。
机械搅拌21、单相固溶体合金塑性好,变形抗力好,变形均匀,不易开裂,加工性能好22、单相固溶体塑性变形形式:滑移和孪生23、退火:目的:1,、降低硬度,改善切削加工性2、消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与开裂倾向3、细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。
完全退火:适用于亚共析钢,锻件及焊接件。
加热到Ac3以上使奥氏体化,作用:使加热过程中造成的粗大不均匀组织均匀细化,降低硬度,提高塑性,改善加工性能,消除内应力。
百度下载,不是考试题!!!1. 强度:外力作用下,材料抵抗变形和断裂的能力。
2.屈服强度:材料在外力作用下开始发生塑性变形的最低应力值,用 表示,单位为MPa 。
3. 断裂前材料发生塑性变形的能力叫塑性,拉伸时用延伸率或伸长率(δ)和断面收缩率( )表示。
4.硬度是衡量材料软硬程度的指标,常用的硬度有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
布氏硬度材料选择:压头为淬火钢球时用HBS ,适用于布氏硬度值在450以下的材料;压头为硬质合金球时用HBW ,适用于布氏硬度在650以下的材料。
不适用于成品零件和薄壁件的硬度检验。
5. 韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力6.用假想的直线将结点连接起来所形成的三维空间格架称为晶格7.晶格中能够完全反映晶格特征的最小几何单元为晶胞。
8.最常见的立方晶格有:体心立方晶格(α-Fe )、面心立方晶格(γ-Fe )、密排六方晶格(C (石墨))。
9. 合金中有两类基本相 —— 固溶体 和 金属化合物。
按溶质原子在溶剂晶格中所占的位置的不同,可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。
10.固溶强化:由于溶质原子的溶入,引起溶剂晶格发生扭曲和畸变,使合金的强度、硬度上升,塑性韧性下降的现象;产生固溶强化的原因:溶质原子使溶剂晶格发生畸变及对位错的钉扎作用,阻碍了位错的运动。
与纯金属相比,固溶体的强度、硬度高,塑性、韧性低,但与金属化合物相比其硬度要低很得多,而塑性韧性要高的多11.机械化合物不是相,是一个混合物。
12.晶体缺陷类型:(1)点缺陷:空位、间隙原子、异类原子(2)线缺陷:位错(3)面缺陷:晶界与亚晶界(要会判断)13. 理想结晶温度和实际结晶温度之差叫过冷度。
过冷是金属结晶的必要条件。
14.金属晶核形成的方式:自发形核和非自发形核15.细化晶粒的方法:(1)增加过冷度ΔT ;2)变质处理;3)振动与搅拌。
16.有些物质的晶格结构随温度变化而改变的现象,称为同素异构转变δ-Fe γ-Fe α-Fe面心立方晶格 体心立方晶格17. 细晶强化:金属内部晶粒越细小,则晶界越多且晶格畸变越大。
工程材料与成形技术基础概念定义原理规律小结一、材料部分材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为材料的强度。
材料在外力作用下显现出的塑性变形能力称为材料的塑性。
拉伸过程中,载荷不增加而应变仍在增大的现象称为屈服。
拉伸曲线上与此相对应的点应力σ,S称为材料的屈服点。
称为材料的抗拉强度,它表明了试样被拉断前所能承载的最大应力。
拉伸曲线上D点的应力σb硬度是指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力,它是衡量材料软硬程度的力学性能指标。
一般情况下,材料的硬度越高,其耐磨性就越好。
韧性是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力,它是材料塑性和强度的综合表现。
材料在交变应力作用下发生的断裂现象称为疲劳断裂。
疲劳断裂可以在低于材料的屈服强度的应力下发生,断裂前也无明显的塑性变形,而且经常是在没有任何先兆的情况下突然断裂,因此疲劳断裂的后果是十分严重的。
晶体的结构:在晶体中,原子(或分子)按一定的几何规律作周期性地排列;晶体表现出各向异性;具有的凝固点或熔点。
而在非晶体中,原子(或分子)是无规则地堆积在一起。
常见的有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。
体心立方晶格的致密度比面心立方晶格结构的小。
晶体的缺陷:1)点缺陷2)线缺陷3)面缺陷1)点缺陷—空位和间隙原子在实际晶体结构中,晶格的某些结点,往往未被原子所占据,这种空着的位置称为空位。
同时又可能在个别空隙处出现多余的原子,这种不占有正常的晶格位置,而处在晶格空隙之间的原子称为间隙原子。
2)线缺陷—位错晶体中,某处有一列或若干列原子发生有规律的错排现象,称为位错。
其特征是在一个方向上的尺寸很长,而另两个方向的尺寸很短。
晶体中位错的数量通常用位错密度表示,位错密度是指单位体积内,位错线的总长度。
3)面缺陷——晶界和亚晶界实际金属材料是多晶体材料,则在晶体内部存在着大量的晶界和亚晶界。
晶界和亚晶界实际上是一个原子排列不规则的区域,该处晶体的晶格处于畸变状态,能量高于晶粒内部,在常温下强度和硬度较高,在高温下则较低,晶界容易被腐蚀等。
工程材料与成形技术基础 概念定义原理规律小结材料部分材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为材料的 材料在外力作用下显现出的塑性变形能力称为材料的 拉伸过程中, 载荷不增加而应变仍在增大的现象称为称为材料的 屈服点 。
拉伸曲线上D 点的应力b b 称为材料的抗拉强度,它表明了试样被拉断前所能承载的最大应力。
硬度是指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力, 它是衡量材料软硬程度的力学性能指标。
况下,材料的硬度越高,其耐磨性就越好。
韧性 是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力,它是材料塑性和强度的综合表现。
材料在交变应力作用下发生的断裂现象称为 疲劳断裂 。
疲劳断裂可以在低于材料的屈服强度的应力下 发生,断裂前也无明显的塑性变形,而且经常是在没有任何先兆的情况下突然断裂,因此疲劳断裂的 后果是十分严重的。
晶体的结构: 在晶体中,原子(或分子 )按一定的几何规律作周期性地排列; 晶体表现出各向异性; 具有的凝固点或熔点。
而在非晶体中,原子(或分子)是无规则地堆积在一起。
常见的有 体心立方晶格、 面心立方晶格 和密排六方晶格 。
体心立方晶格的致密度比面心立方晶格结构的小。
晶体的缺陷: 1)点缺陷 2)线缺陷 3)面缺陷1)点缺陷 — 空位和间隙原子 在实际晶体结构中,晶格的某些结点,往往未被原子所占据,这种空着的位置称为空位。
同 时又可能在个别空隙处出现多余的原子, 这种不占有正常的晶格位置, 而处在晶格空隙之间的原子称 为间隙原子。
2) 线缺陷 — 位错晶体中,某处有一列或若干列原子发生有规律的错排现象,称为位错。
其特征是在一个方向 上的尺寸很长,而另两个方向的尺寸很短。
晶体中位错的数量通常用位错密度表示,位错密度是指单 位体积内,位错线的总长度。
3) 面缺陷 —— 晶界和亚晶界实际金属材料是多晶体材料, 则在晶体内部存在着大量的晶界和亚晶界。
晶界和亚晶界实际 上是一个原子排列不规则的区域,该处晶体的晶格处于畸变状态,能量高于晶粒内部,在常温下强度 和硬度较高,在高温下则较低,晶界容易被腐蚀等。
一、二元相图的建立合金的结晶过程比纯金属复杂,常用相图进行分析,相图是用来表示合金系中各金在缓冷条件下结晶过程的简明图解,又称状态图或平衡图。
合金系是指由两个或两个以上元素按不同比例配制的一系列不同成分的合金。
组元是指组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质。
多数情况下组元是指组成合金的元素。
但对于既不发生分解、又不发生任何反应的合物也可看作组元,如Fe-C合金中的Fe3C。
相图由两条线构成,上面是液相线,下面是固相线。
相图被两条线分为三个相区,液相线以上为液相区L ,固相线以下为α固溶体区,两条线之间为两相共存的两相区(L+ α)。
(3) 枝晶偏析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)。
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。
与冷速有关而且与液固相线的间距有关.冷速越大,液固相线间距越大,枝晶偏析越严重枝晶偏析会影响合金的力学、耐蚀、加工等性能。
生产上常将铸件加热到固相线以下100-200℃长时间保温,以使原子充分扩散、成分均匀,消除枝晶偏析,这种热处理工艺称作扩散退火.2、二元共晶相图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。
以Pb-Sn 相图为例进行分析.(1) 相图分析①相:相图中有L、α、β三种相,α是溶质Sn在Pb中的固溶体,β是溶质Pb在Sn中的固溶体。
②相区:相图中有三个单相区:L、α、β;三个两相区:L+α、L+β、α+ β。
③液固相线:液相线AEB,固相线ACEDB。
A、B分别为Pb、Sn的熔点。
④固溶线: 溶解度点的连线称固溶线.相图中的CF、DG线分别为Sn在Pb中和Pb在Sn中的固溶线。
固溶体的溶解度随温度降低而下降。
工程材料及成形技术作业题库一. 名词解释1.间隙固溶体:溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。
3.过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度之差。
4.再结晶:金属发生重新形核和长大而晶格类型没有改变的结晶过程。
5.同素异构性:同一合金在不同温度下晶格类型不同的现象。
6.晶体的各向异性:金属各方向的具有不同性能的现象。
7.枝晶偏析:结晶后晶粒内成分不均匀的现象。
8.本质晶粒度:奥氏体晶粒长大的倾向。
9.淬透性:钢淬火时获得淬硬层深度的能力。
10.淬硬性:钢淬火时得到的最大硬度。
11.临界冷却速度:奥氏体完全转变成马氏体的最低冷却速度。
12.热硬性:钢在高温下保持高硬度的能力。
13.共晶转变:冷却时,从液相中同时结晶出两种固相的结晶过程。
14.时效强化:经固溶处理后随着时间的延长强度不断提高的现象。
15.固溶强化:由于溶质原子溶入而使金属强硬度升高的现象。
16.形变强化:由于塑性变形而引起强度提高的现象。
17.调质处理:淬火+高温回火得到回火索氏体的热处理工艺。
18.过冷奥氏体:冷却到A1 温度下还未转变的奥氏体。
19.变质处理:在浇注是向金属液中加入变质剂,使其形核速度升高长大速度减低,从而实现细化晶粒的处理工艺。
20. C 曲线:过冷奥氏体等温冷却转变曲线。
T曲线:过冷奥氏体连续冷却转变曲线。
22.顺序凝固原则:铸件时使金属按规定从一部分到另一部分逐渐凝固的原则。
23.孕育处理:在金属浇注前或浇注时向其中加入高熔点元素或化合物,使其形核速率提高,长大速率降低来细化晶粒的处理工艺。
24.孕育铸铁:经过孕育处理的铸铁。
25.冒口:铸件中用于补充金属收缩而设置的。
26.熔模铸造:用易熔材料27.锻造比:变形前后的截面面积之比或高度之比。
28.拉深系数:29.氩弧焊:用氩气做保护气体的气体保护焊。
30.熔化焊:31.压力焊:32.钎焊:二. 判断正误并加以改正1.细化晶粒虽能提高金属的强度,但增大了金属的脆性• X2.结构钢的淬透性,随钢中碳含量的增大而增大.X3.普通低合金结构钢不能通过热处理进行强化。
工程材料及成形技术基础课复习资料第1章零部件对材料性能的要求⒈零件在工作条件下所受力学负荷、热负荷和环境介质的作用。
⒉力学负荷分静载荷(拉、压、弯、扭等)和动载荷(交变载荷与冲击载荷)。
力学负荷使零件产生变形或断裂;热负荷使零件产生热应力,交变热应力引起材料的热疲劳,温度升高材料的强度硬度下降、塑性韧性升高,高温使材料产生氧化,温度超过0.3Tm时产生高温蠕变;环境介质使金属产生腐蚀和摩擦磨损、使高分子材料产生老化。
⒊在弹性变形范围内,△L﹦PL0/EA0,E↑或A0↑→△L↓,即提高材料的弹性模量E或增加零件的横截面积A0均能减少弹性变形。
E主要取决于材料的本性,与显微组织关系较小,加工处理对它的影响很小。
⒋强度—材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。
强度是应力值(MPa),应力极限。
强度与组织的关系密切,用于零件的设计计算。
常用的强度指标有屈服强度ζs(适用于塑性好材料)、条件屈服强度ζ0.2(适用于塑性差的材料)、抗拉强度ζb等。
⒌比刚度(比模量)—E/ρ;比强度—ζb/ρ。
比刚度、比强度大的材料能减轻零件的重量。
屈强比—ζs/ζb,表征材料强度的利用程度和工作的安全程度,屈强比高材料强度利用程度高但工作安全程度低。
⒍塑性—材料在外力作用下产生永久变形而不断裂的能力。
指标有延伸率δ(δ5)、断面收缩率ψ。
同一材料的δ5值大于δ值(δ5>δ),因颈缩而ψ能较真实地反映材料的塑性好坏。
塑性指标不能直接用于设计计算,塑性能降低应力集中,有利于压力加工,提高零件使用的可靠性。
⒎冲击韧性—在一定温度下材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力(αK),强度和塑性的综合指标。
冲击韧性对材料的夹杂物等缺陷及晶粒大小十分敏感。
一般把冲击韧性值低的材料称为脆性材料,冲击韧性值高的材料称为韧性材料。
冲击韧性值随温度的降低而降低。
冷脆或韧脆转变温度Tk—冲击韧性值急剧下降时的温度。
冲击韧性值不能直接用于零件的设计计算。
⒏硬度—材料表面局部抵抗塑性变形或破裂的能力,是反映材料软硬程度的指标,是一种综合性指标。
生产中常用的有洛氏硬度(HR)和布氏硬度(HB)。
硬度试验简单方便且非破坏性,用于零件的设计和检验。
硬度与材料的强度、塑性、韧性有关,对耐磨性和切削加工性有直接关系。
从定义出发,强度高硬度高,塑性韧性就低。
提高塑性韧性就要降低强度硬度。
硬度对组织不敏感。
⒐疲劳强度—当应力低于一定值时,试样在交变应力作用下经无限周期循环而不破坏的应力值(ζ﹣1)。
⒑工程材料的分类分金属材料、有机高分子材料、陶瓷材料和复合材料。
⒒各类材料特征⑴金属材料(金属键)的特征:良好的导电性、导热性、塑性、金属光泽、正的电阻温度系数。
⑵有机高分子材料(主链间强共价键及大分子链间弱分子键)的特征:密度小,强度低(比强度高),E低,弹性较高,电绝缘性好,优良的减摩、耐磨和自润滑性能,优良的耐腐蚀性能,优良的透光性和隔热、隔音性,可加工性好。
但不耐热(<300℃),可燃,易老化。
⑶陶瓷材料(强离子键或共价键化合物)的特征:熔点高、硬度高、化学稳定性高,极高的弹性模量,具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、绝缘、热膨胀系数小等优点。
部分陶瓷具有特殊功能,作压电材料、磁性材料、生物陶瓷等功能材料。
但抗压不抗拉、脆性大、不易加工成形。
⑷复合材料的特征:性能优于组成材料,成分、性能可人为调整设计,材料合成与产品成形大多一次完成。
第2章材料的内部结构、组织与性能⒈固态物质的晶体与非晶体:晶体具有固定熔点和各向异性(单晶体);非晶体无固定熔点和各向同性。
晶体与非晶体在一定条件下可以互相转化。
⒉金属的三种晶体结构:体心立方晶格,大多具有较高的熔点、硬度及强度,塑性、韧性较低并具有冷脆性。
面心立方晶格,大多具有较高的韧性并且无冷脆性。
密排六方晶格,大多无冷脆性,但机械性能不突出。
⒊晶体缺陷:⑴点缺陷—空位、间隙原子和置换原子,破坏晶格的规则性,引起晶格发生畸变,导致金属的强度、硬度、电阻等增加,塑性下降,是内部原子扩散和固溶强化的主要原因。
⑵线缺陷—位错,金属在退火态时强度硬度最低,塑性高,在此基础上增加或减少位错密度,均使强度升高,位错密度升高是导致加工硬化的主要原因。
⑶面缺陷—晶界和亚晶界,晶粒越细,晶界数量越多,晶界对塑性变形的抗力越大,晶粒的变形越均匀,致使强度、硬度越高,塑性、韧性越好。
在常温下晶粒越细力学性能越好,在高温下晶界稳定性差而晶粒越细高温性能越差。
晶界增加是细晶强化的主要原因,位错密度增加亚晶细化是加工硬化的主要原因。
⒋合金的相结构—固溶体和金属化合物。
合金、组元、相、组织的概念。
固溶体分间隙固溶体和置换固溶体,保持溶剂的晶体结构,间隙固溶体由过渡族金属元素与原子半径很小的非金属元素(H、B、C、N、O等)组成,为有限固溶体;置换固溶体可形成有限固溶体和无限固溶体。
固溶强化—溶质原子溶入引起晶格畸变,使强度、硬度提高、塑性、韧性降低的现象。
固溶体是合金的基本组成相(基体相),可单独使用。
金属化合物(有金属键结合,具有金属特性)分正常价化合物、电子化合物(前两种仅出现在有色金属中)、间隙化合物。
金属化合物一般具有很高的熔点、高的硬度和较大的脆性,不能单独使用(强化相)。
在固溶体基体上弥散分布适当的金属化合物,可提高材料的强度、硬度和耐磨性,即弥散强化(或沉淀强化)。
机械混合物—由固溶体或金属化合物混合在一起形成的多相固体组织,性能介于组成相之间(与组元种类、数量、形态、大小和分布有关)。
⒌有机高分子材料的结构单体、链节、聚合度、聚合反应。
单个大分子链的形状分线型分子结构、支链型分子结构和体型分子结构。
线型高分子的聚集状态分晶态、部分晶态和非晶态,体型聚合物只能为非晶态(玻璃态)。
⒍陶瓷材料的结构组成相有晶体相、玻璃相和气相,晶体相常为硅酸盐、氧化物和非氧化物,主要决定陶瓷的性能;玻璃相的主要作用是起粘结作用、填充孔隙作用和降低烧结温度;气相(气孔)越少越好,一般为5%~10%,特种陶瓷<5%。
大多数氧化物结构氧离子排列成简单立方、面心立方和密排六方的晶体结构,正离子位于其间隙中。
硅酸盐结构以硅氧四面体(共价键)为基本结构单元组成。
⒎纯金属结晶是在恒温下进行的,结晶必须过冷(低于理论结晶温度T0),过冷度△T﹦T0﹣T1,冷却速度越快,过冷度越大。
结晶的基本规律为形核和核长大,一个晶核长大成一个晶粒。
结晶的速度取决于形核率和晶体长大速度,过冷度增加形核率和晶体长大速度增加。
形核分自发形核和非自发形核(异质形核),非自发形核所需过冷度比自发形核小得多,晶体的长大方式主要是枝晶长大。
⒏金属的同素异构(或异晶)转变—金属在固态下由一种晶格转变成另一种晶格。
纯铁的同素异构转变为δ﹣Fe(体心立方)←→γ﹣Fe(面心立方)←→α﹣Fe(体心立方)。
具有同素异构转变和溶解度显著变化是进行热处理强化的先决条件。
⒐二元合金相图有匀晶相图、共晶相图、包晶相图、共析相图等。
二元合金相图的一般分析方法:⑴特性点(成分、温度、意义),①熔点②共晶点③共析点④包晶点⑤同素异构转变点⑥溶解度点⑵特性线(起点、终点),①液相线②固相线③共晶线④共析线⑤包晶线⑥溶解度曲线⑦金属化合物垂线⑶相区①单相区 a液相区 b固溶体区 c纯组元或化合物垂线②两相区两个单相区之间必夹一个由这两个单相组成的两相区⑶三相(区)等温线 a共晶线 b共析线 c 包晶线⑷典型成分结晶过程分析⒑铁碳合金相图与铁碳合金组成相:固溶体①铁素体—碳溶在体心立方晶格α-Fe中的间隙固溶体,用符号“F”或“α”表示。
室温下溶碳量为0.0008%,727℃溶碳量为0.0218℃。
碳溶在体心立方晶格δ-Fe中的间隙固溶体称为高温铁素体。
铁素体的强度硬度较低,塑性韧性较好。
②奥氏体—碳溶在面心立方晶格γ-Fe中的间隙固溶体,用符号“A”或“γ”表示。
1148℃时溶碳量最高为2.11%。
韧性极好。
化合物③渗碳体—铁和碳的复杂晶格间隙化合物,用“Fe3C”表示。
硬度高,脆性大,强度塑性韧性均很低,是强化相。
分共晶渗碳体、共析渗碳体、Fe3CⅠ、Fe3CⅡ、Fe3CⅢ五种渗碳体。
铁碳合金分类组织:⑴工业纯铁ωc≤0.0218%,室温组织为F﹢Fe3CⅢ;⑵钢①亚共析钢 0.0218%<ωc<0.77%,F﹢P;②共析钢ωc﹦0.77%,P;③过共析钢 0.77%<ωc<2.11%,P﹢Fe3CⅡ。
⑶白口铸铁①亚共晶铸铁ωc﹦4.3%,Le′;③过共晶白口铸铁4.3%<ωc<6.69%,Le′﹢Fe3CⅠ。
含碳量与钢的相、组织、性能之间的关系:ωc↑,铁素体相↓,渗碳体相↑;组织F﹢P→P→P﹢Fe3CⅡ;硬度↑(与渗碳体相数量多少有关,数量增加硬度增加),塑性、韧性↓(与铁素体相数量多少有关,数量增加而增加),强度对组织敏感,当组织均匀分布时随ωc↑而强度↑,当过共析钢中形成网状二次渗碳体时强度↓。
(见图2.39)第三章改变材料性能的主要途径⒈金属的热处理强化⑴钢的热处理工艺—将钢在固态下通过加热、保温和冷却,改变其组织性能的一种工艺。
⑵热处理的特点:不改变工件的尺寸和形状,仅改变组织性能。
⑶热处理分类分普通(整体)热处理(退火、正火、淬火、回火)、表面热处理(表面淬火,仅改变表层组织性能,不改变化学成分)和表面化学热处理(改变表层的成分而改变组织性能),按热处理的作用分预先热处理(改善工艺性能)和最终热处理(保证使用性能)。
⒉钢加热的目的:获得细小均匀的奥氏体晶粒(只有奥氏体才能向低温的其它组织F、P、B、M等转变,细小均匀保证转变后的组织细小,性能好且变形小)。
⒊保温的目的是:①整体热处理,使其达到工件整体加热到所需温度;②表面化学热处理,使原子扩散达到所要求的浓度和深度。
⒋钢的冷却分等温组织转变冷却和连续组织转变冷却。
等温冷却可得到组织类型单一、尺寸均匀的组织;连续转变则可能得到组织尺寸大小不均、组织类型多样的(高温和低温转变组织)混合组织。
⒌高温转变(A1~550℃鼻部)—珠光体型转变(P、S、T,无本质区别,仅是片间距不同),扩散型转变(铁、碳原子均能扩散)。
珠光体P在A1~650℃,索氏体S在650~600℃,屈氏体T在600~550℃形成。
P、S、T均为片层状结构,随转变温度降低,转变产物的片间距减小,硬度、强度、塑性、韧性均增加。
⒍中温转变(鼻部~Ms)—贝氏体型转变(B上、B下),半扩散型转变(铁原子不能扩散,只有碳原子扩散)。
贝氏体—过饱和铁素体和渗碳体的非片层状混合物。
B上在550~350℃形成,由稍过饱和铁素体板条和条间小片状Fe3C组成,羽毛状特征,性能脆性大无实用价值;B下在350℃~Ms(240℃)形成,由呈一定角度的更过饱和的针片状铁素体与其内部超细小碳化物片粒组成,针状特征,强韧性好。