材料热处理复习提纲

《工程材料及热处理》复习经典归纳池茶永2011.01.02★基础部分（填空、选择及简答）1、原子（离子、分子或原子团）在三维空间作有规则的周期性重复排列的物质叫晶体；在图示1的晶胞中，a、b、c称晶格常数。

（图示1）（图示2）2、根据晶胞的几何形状或自身的对称性，可把晶体结构分为七大晶系、十四种空间点阵。

3、常见的金属晶体结构有_体心立方晶格(BCC)、面心立方晶格(FCC)和密排六方晶格(HCP)_三种。

4、下列晶面和晶向指数的表示方法正确的是（ B ）A、﹙h k l﹚﹙µ v w﹚B、﹙h k l﹚[µ v w]C、﹙h, k, l﹚[µ, v, w]D、﹙-h k l﹚[-µ v w](提示：晶面和晶向指数分别用圆括号和方括号表示，数值间不用标点断开，负号写在数值上方)5、实际金属中存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三类晶体缺陷。

位错和晶界分别属于（ C ）A、点缺陷，面缺陷B、面缺陷，线缺陷C、线缺陷，面缺陷D、点缺陷，线缺陷6、金属结晶的条件是其温度低于理论结晶温度，造成液体与晶体间的自由能差，即具有一定的结晶驱动力才行。

那么由此产生的过冷度指的是理论结晶温度与实际结晶温度之差。

7、下图为金属结晶过程和奥氏体形成过程的示意图，填写下面的空白处。

（1）金属结晶过程：晶核的形成→晶核的成长→晶体互相接触并向液体伸展→结晶完毕（2）奥氏体形成过程：晶核的形成→晶核的长大→残余渗碳体的溶解→奥氏体成分的均匀化8、观察图示2在显微镜下的组织为珠光体。

9、细化铸态金属晶粒主要采用增大金属的过冷度、变质处理的方法。

10、合金中的相结构分为固溶体和金属间化合物两类；前者有可分为置换固溶体、间隙固溶体。

11、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。

12、铁碳合金中基本相是那些？其机械性能及结构如何？答：（1）基本相有：铁素体、奥氏体、渗碳体、石墨。

一．名词解释题间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。

再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。

淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。

枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。

时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。

同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。

临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。

热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。

二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。

共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。

比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。

置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。

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。

晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。

固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。

形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。

残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。

调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。

淬硬性：钢淬火时的硬化能力。

过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。

本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。

C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。

CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。

马氏体：含碳过饱和的α固溶体。

热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。

热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。

回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。

可逆回火脆性：又称第二类回火脆性，发生的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。

过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。

《金属材料与热处理》复习提纲一、钢铁的概念及其分类钢铁材料是钢和铸铁的统称。

钢是以铁为主要元素，含碳量一般在2.11%以下，并含有其他元素的材料。

铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。

含碳量2.11%通常是钢和铁的分界点。

根据化学成分，钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢。

二、钢的力学性能及其指标1、强度强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形）和断裂的能力。

常用的强度判据是屈服点和抗拉强度。

测定强度判据的方法是拉伸试验2、塑性指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。

塑性判据是断后伸长率和断面收缩率。

3、硬度硬度是材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力它衡量材料软硬的判据。

目前最常用的硬度试验法是布氏硬度试验法、洛氏硬度试验法和维氏硬度试验法。

4.韧性韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力,可用来衡量金属材料抵抗冲击载荷能力。

韧性的判据通过冲击试验来测定。

5.疲劳强度零件在循环应力作用下，常在远小于该材料的σb，甚至小于σS强度的情况下发生断裂的现象称为金属的疲劳，金属疲劳的判据是疲劳强度。

三、普通热处理的类型及概念普通热处理有“四火”，退火与正火淬火回火退火：将金属加热到一定温度，保持足够时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。

以消内部应力。

正火：将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。

回火：将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却的工艺。

四、钢铁牌号的标识表示方法及其含义1、碳素结构钢牌号表示方法：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号四部分顺序组成。

质量等级有：A、B、C、D脱氧方法有：F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、TZ（特殊镇静钢）。

通常Z 和TZ可省略。

例如：Q235－AF2.优质碳素结构钢牌号表示法：用两位数字表示钢平均含碳量的万分数，如40钢。

金属材料与热处理讲课提纲及内容第一篇金属材料：钢、铁钢：通常是指含碳量小于1.4% 的铁碳合金按照化学成分分为碳素钢和合金钢第一节碳素钢的分类一、按钢的含碳量分类：1、低碳钢：C≤0.25%2、中碳钢：0.25%＜C＜0.6%3、高碳钢：C≥0.6%二、按钢的质量分类：1、普通钢：S≤0.05%，P≤0.045%2、优质钢：S≤0.035%，P≤0.035%3、高级优质钢：S≤0.025%，P≤0.025%三、按钢的用途分类：1、结构钢：主要用于制造各种机械零件和工程构件。

C＜0.7%2、工具钢：主要用于制造各种刀具、模具和量具。

其含碳量大于0.70%四、按冶炼时脱氧程度的不同分类1、沸腾钢2、镇静钢3、半镇静钢第二节碳素钢的牌号及用途一、普通碳素钢结构钢：1、牌号：Q屈服点数值，质量等级符号和脱氧方法符号；2、性能：一般；3、应用：厂房、桥梁、船舶、铆钉、螺钉、螺母等。

例如：Q235-A·F：表示屈服点为235Mpa的A级沸腾钢。

二、优质碳素结构钢：1、牌号：用两位数字表示钢中平均含碳量的万分之几。

2、分类：1）、08~25钢，属于低碳钢性能：强度、硬度较低、塑性、韧性及焊接性良好；用途：冲压件、焊接结构件及渗碳件如：深冲器件、压力容器等。

2）、30~55钢属于中碳钢性能：较高的强度和硬度，是塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低。

用途：制作受力较大的机械零件。

如：连杆、曲轴、齿轮等3）、60钢以上属于高碳钢。

性能：有较高的强度、硬度和弹性；用途：制造较高强度、耐磨性和弹性的零件如：气门弹簧、弹簧垫圈等三、碳素工具钢：1）牌号：T+数字（平均含碳量的千分数）如：T12A：表示平均含碳量为1.2%的高效优质碳素工具钢。

2）T7~T8：钻头、模具等T9~T10：丝锥、板牙等T11~T13：锉刀、削刀等四、铸造碳钢：1）牌号：ZG+数字—数字第一组数字：屈服点第二组数字：抗拉强度值如：ZG270—500，2）应用：制造形状复杂力学性能要求较高的机械零件。

金属材料及热处理考试大纲9.1金属材料学1.1了解我国钢铁产品的牌号表示方法及分类方法。

了解合金属元素对铁碳相图的影响。

掌握合金元素对钢的转变加热的影响，了解合金元素对钢中过奥氏体转变的影响和相关术语、概念。

了解合金元素对淬火钢回火转变的影响。

掌握合金元素对钢的性能的影响。

1.2了解碳素钢及低合金高强度钢牌号的表示方法。

了解合金元素的作用、可焊性、冷脆性及相关的基本概念。

掌握控制钢制对钢组织性能的影响。

了解普通低合金钢的合金钢的合金化、组织与性能特点。

1.3了解机械制造用结构钢的牌号。

掌握合金元素对淬透性的影响。

了解合金元素及强韧化。

了解调质钢，渗碳钢，氮化钢，弹簧钢，易切钢的合金化原则、组织特点、性能特点、热处理特点。

1.4 了解钢的铸造性能及合金元素的影响。

1.5 了解铸造结构钢，高锰钢的性能和点及热处理性能。

特点。

1.6 了解工具钢，高速钢，模具钢成分、热处理、组织、性能。

了解电化学腐蚀原理，提高耐腐蚀性的途径。

了解不锈钢的合金化、组织结构特点。

了解奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。

了解不锈钢的热处理特点。

1.7 了解耐热钢和耐热合金的性能、种类、成分组织及强化特点。

1.8 了解超高强度钢的工作条件，性能要求及各种超高强度钢的成分特点、合金元素作用，热处理工艺。

1.9 了解铸铁的特点、分类、组织、性能和牌号。

了解各种铸铁的组织性能、热处理特点。

1.10 了解铝合金的分类和铝合金加性能特点、用途。

了解铝合金的强化原理、牌号。

了解铜合金的分类、牌号、性能特点及用途。

9.2 金属热处理（原理和工艺）2.1 了解金属固态相变的特征，掌握相关的基本概念和定义。

了解固态相变时形成的各种晶界及晶体缺陷对固态相变影响。

2.2 了解钢加热转变，掌握相关的基本概念和名词术语。

了解奥氏体晶粒长大及其控制，掌握影响奥氏体晶粒长大的因素。

熟练掌握奥氏体晶粒度的概念。

2.3 了解过冷奥氏体的等温转变（TTT）图的建立特征，影响其形状和转变线位置的因素。

金属材料及热处理复习《金属材料与热处理》是一门技术基础课，它的内容主要包含以下几个部门：1、钢铁材料的冶炼介绍金属材料的概念、分类及其生产过程。

重点放在钢铁材料的生产过程。

2、金属的性能介绍金属的物理、化学、力学及工艺等性能。

3、金属学的基础知识介绍金属和合金的晶体构造及其结晶过程，以及金属的成分、温度和组织之间的相互关系及变化规律。

4、钢的热处理介绍热处理的基本理论及各种热处理工艺的目的和方法。

5、常用的金属材料介绍碳钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等金属材料的牌号、成分、组织、热处理、性能及用途。

鉴于机械专业技校生掌握这门课的必需性以及同学们学起来有一定难度，平时往往还未全面掌握，在期末进行复习时，提高他们复习效率，帮助他们理解和融会贯通尤为重要，采用一般从前到后按顺序复习方法，往往效果不太好，为此笔者经过一段时间探索，概括全书，提出了“顺口溜”的复习方法，共10句，它们是：1金属材料热处理，2钢铁材料最重要。

3铁碳相图作纲要，4选材热处理有依靠。

5硬质合金作刀具，6轴承合金作滑动。

7正火退火去应力，8淬火回火变魔术。

9牢牢记住主干线，10成分组织与性能。

首先要求大家熟读这10句话，多读几遍，然后一句一句加以理解。

1金属材料热处理同学们读这句话，首先要知道，这本书主要由金属材料和热处理两部分组成，要知道金属材料分类和工厂中热处理种类。

热处理共分正火、退火、淬火、回火、表面热处理等五种。

2钢铁材料最重要读这句话大家要知道，工厂中用得最多的材料是钢和铁，许多重要关键场合都是用钢铁材料制造的，钢铁的产量、质量，在当今世界甚至是一个国家综合实力的标志。

同时同学们要简单了解钢铁是怎么生产出来的，钢与铁是完全不同的两种材料，它们彼此之间的性能完全不一样，联系到以后的热处理，即使是同一种钢，经过不同的热处理，其最后性能不一样。

3铁碳相图作纲要4选材热处理有依靠读了这两句话，同学们要知道，铁碳相图，是我们选材的基础，它是清楚地表明了铁碳合金成分、温度、组织三者之间关系的一个“地图”，同一种成分不同温度，同一种温度不同成分，它们组织不同，以及室温组织随含碳量的变化，最终导致钢材力学性能的变化，只有掌握和透彻理解铁碳相图，才能得心应手地选材用材。

工程材料及热处理复习要点一、材料的力学性能1. 强度、塑性、冲击韧性的定义，常用衡量指标、符号及其含义；2. 布氏硬度HBS、洛氏硬度HRC的表示方法及应用；3. 当对零件热处理后的力学性能有要求时，在零件设计图纸上常常标出其硬度指标。

二、纯金属的晶体结构与结晶1.纯金属的三种典型晶格类型。

具有面心立方晶格的金属塑性最好。

2.晶体缺陷的三种类型及其对金属力学性能的影响。

（位错强化、细晶强化）3.纯金属结晶的必要条件和基本规律4.晶粒度的概念、晶粒大小对金属材料常温下力学性能的影响；5.铸造生产中（金属结晶时）常获得细小晶粒的方法。

三、合金的结构与结晶1.合金的两种相结构——固溶体和金属化合物的结构和性能特点。

（固溶强化）2. 合金与纯金属结晶相比的不同点：（1）纯金属的结晶是在恒温下进行的，只有一个相变点（临界点）；合金的结晶是大多是在一个温度范围内进行的，结晶开始和终止温度不同，有两个相变点。

（2）液态合金结晶时，在局部范围内有成分的波动。

3.具有单相固溶体的合金塑性好，变形抗力小，具有良好的锻造性能。

→钢可加热到单相A区进行锻造成形。

共晶或接近共晶成分的合金熔点低，流动性好，铸造性能好。

→铸铁具有共晶反应，适于铸造成形。

四、铁碳合金1. F、A、Fe3C、P、Ld的定义、结构及性能特点2. 关于F—Fe3C相图（1）默画并填写各区的组织，A1、A3、Acm线的位置及含义（2）共晶反应、共析反应的反应式及其产物（3）亚共析（如45、60钢）、过共析钢（如T10、T12钢）的平衡结晶过程分析，发生了哪些转变，画出室温组织示意图。

（4）计算室温组织组成物的相对百分含量。

3. 含碳量对碳钢平衡组织和力学性能的影响。

（做到活学活用，如55页习题7、8、9）五、金属塑性变形1.加工硬化的定义、产生原因及利弊，如何消除。

2.理论上，热加工和冷加工如何区别。

注意：热塑性变形加工不产生加工硬化现象，但仍会使金属的组织和性能发生显著变化。

2010-12-19 22:32:32| 分类：教学资料 | 标签：退火、正火、淬火回火、强度、硬度、冲击韧性 |举报|字号订阅《机械工程材料及热处理》这门课程是机电工程类专业人员和技术工人必须具备的一门技术基础知识，在我国这类从业人员很多，但据我观察：他们绝大部分人基础知识都不牢，这对发展国家现代工业和提高个人技术水平非常不利。

现将自己原来编写的复习提纲重新置顶，是因为老师已经退休，不能将其压人箱底不见天日，希望更多从事机电行业的人员和学生在学习该课程时加以利用。

能为中国梦贡献自己微薄力量，作为老师万分欣慰。

机械工程材料及热处理复习提纲（本提纲可作为专科结业、专升本、考研材料学科复习资料）第一部分复习要点、重点、关健处复习参考题101．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。

Ak、ak 、δ、ψ、δ5、σ0.2 、σ-1、σ b、σs 、σe、E、50HRC、640HV30、620HV30/20、180HBS、150HBS10/1000/30 、500HBW5//750。

02．低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程?03．某金属材料的拉伸试样L0=100mm，d0=10mm。

拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷F0.2=6.5×103N；F b=8.5×103N)。

拉断后测得标距长为L l=120mm，断口处最小直径为d l=6.4mm，试求该材料的σ0.2、σb。

04．钢的刚度为20.7×104MPa，铝的刚度为6.9×104MPa。

问直径为2.5mm，长12cm的钢丝，在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(ΔL)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(ΔL)也不变的情况下，铝丝的直径应是多少?05．某钢棒需承受14000N的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa。

复习提纲制造工程基础——工程材料及成型技术1知道物质粒子键合方式与性质的相互关系；纯金属与合金的晶体结构的不同；陶瓷材料的分析结构及性能；复合材料的组成结构及特点。

2主要工程材料的力学性能指标及其定义；材料比强度与比刚度在结构设计中的实际意义。

3可以绘出铁碳合金相图，说明主要点、线、的含义，写出包晶反应、共晶反应和共析反应；可以说明碳含量对碳钢组织和性能的影响；说明铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体；4钢的热处理定义及其基本类型；分析表面热处理的原理及作用。

5分析热塑性变形中的动态恢复和再结晶过程；解释超塑性及其在生产中的实际意义。

6铸件的凝固方式以及如何进行控制；分析砂型、金属型、压力、熔模、离心铸造的特点及使用范围；塑性成型的主要类型及其特点；板料成形在飞机制造中的应用；常用的焊接热源及其特性；产生焊接应力和变形的原因，如何防止焊接变形，产生后的矫正方法；了解快速成型、半固态成型、粉末冶金、超塑成型\扩散连接及微成型技术；7常用非金属材料的种类、性能和应用，以及各类复合材料的成型特点；8热喷涂原理及其方法；堆焊技术；气相沉积技术及其类型；高能束表面改性技术的应用。

制造工程基础——切削原理及机床刀具9切削运动、加工表面、切削用量三要素；构成刀具切削部分的面、刃、尖；标注刀具角度的参考平面和测量平面，外圆车刀角度标注；10对刀具材料的要求，高速钢、硬质合金、涂层、陶瓷、CBN、金刚石刀具的特点、用途；11切削过程的三个变形区及其特点，第一变形区变形程度的表示方法，前刀面摩擦的三大特点，内摩擦的原因和机理，积屑瘤产生的原因以及对切削过程的影响；12加工表面形成过程及特点，影响加工表面粗糙度的因素，加工硬化和残余应力产生的原因；13切削力产生的原因，通过什么方法可以得到切削力值，切削热怎样产生，怎样传出，切削用量三要素对切削力和切削温度的影响规律；14前后刀面的磨损形态，刀具磨损过程的三个阶段，Taylor公式的物理意义，切削用量三要素对刀具使用寿命的影响；15切削用量的选择原则，刀具角度的合理选择；什么是切削加工性的相对性；16车床、铣床基本结构，麻花钻结构，砂轮特性，车、钻、铣、磨所能加工的表面形状以及所能达到的精度、粗糙度；数控机床的特点及工作原理。