《金属材料及热处理》考试知识点
考试要求
要求学生全面、系统的掌握“金属学与热处理”课程的基础理论、基本知识和基本技能，并能灵活运用金属学与热处理理论分析和解决工程的实际问题的综合能力。
考试知识点
（一）金属的晶体结构
1、金属的宏观特性。
2、金属的晶体结构；晶体学基础——晶体结构、空间点阵、晶格常数、晶向指数和晶面指数、晶面间距。三种典型金属晶体结构。
3、实际金属的晶体结构；晶体缺陷——点缺陷、位错和面缺陷。
（二）纯金属的结晶
1、金属结晶的基本规律——结晶的两个基本过程，冷却曲线、过冷度。
2、金属结晶的基本条件——结晶的动力学条件、热力学条件和结构条件。
3、形核——均匀形核与非均匀形核。
4、长大——液/固界面的微观结构、晶核的长大机制与晶体的长大形态及温度梯度。
5、结晶理论的应用——结晶理论在实际生产中的具体应用。
（三）合金相结构与二元相图
1、合金的相结构——合金、组元、系（统）、相（变）、相平衡、固溶体与金属化合物（中间相）。
2、二元合金相图概论——相图、相律，杠杆定律的应用。
3、匀晶相图——结晶规律、平衡结晶和不平衡结晶。
4、共晶相图——结晶规律、平衡结晶的组织与不平衡结晶组织。
5、包晶相图——结晶规律、平衡结晶的组织与不平衡结晶组织。
6、金属铸锭的组织与缺陷——合金铸锭的三晶区和铸锭组织的缺陷。
（四）铁碳合金
1、铁碳相图——基本相的组成及相图的特点。
2、铁碳合金的平衡结晶——铁碳合金的分类，平衡结晶过程及其组织形貌。
3、含碳量的影响——掌握含碳量对铁碳合金平衡组织、机械性能和工艺性能的影响。
（五）金属及合金的塑性变形
1、金属的应力-应变曲线——应力-应变曲线、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率。
2、(金属)单晶体的塑性变形——滑移、滑移系、位错的运动和增殖、弗兰克－瑞德源、位错的交割与塞积。
3、多晶体的塑性变形——晶粒尺寸对塑性变形的影响,Hall-Patch公式。
金属热处理基础知识大全
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。
1．金属组织
金属：具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。
合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。
相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。
固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
化合物：合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。
机械混合物：由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。
铁素体：碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
奥氏体：碳在g-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。
珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%）
莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
合金的晶体结构
合金是由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。组成合金的元素可以全部是金属元素，如黄铜（由铜和锌组成），也可以是金属元素与非金属元素，如碳钢（由铁和碳组成）。纯金属的品种少、力学性能低、获得困难，因而工业上使用的金属材料多数是合金。
金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其他部分有分界面分开的均匀组成部分称为相。金属材料可以是单相，也可以是多相组成的。
通常所说的显微组织实质上是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。组合不同，材料的性能也不相同。
根据相的晶体结构特点，可以将其分为固溶体和金属化合物两类。
1.固溶体
合金中其晶体结构与组成元素之一的晶体结构相同的固相称为固溶体，习惯上用希腊字母α、β、γ等来表示。一般把与合金晶体结构相同的元素称为溶剂；除溶剂以外的其它元素称为溶质。根据溶质原子在溶剂晶格中所处位置的不同，固溶体又分为置换固溶体和间隙固溶体。
置换固溶体
溶质原子取代溶剂原子而占据晶格中某些结点位置而形成的固溶体称为置换固溶体。
置换固溶体
间隙固溶体
溶质原子较小，如碳、氢等，它们位于溶剂晶格间隙形成的固溶体称为间隙固溶体
间隙固溶体
济南试金固溶体的溶解度
固溶体的溶解度是指溶质原子在固溶体中的极限浓度。根据溶解度的不同，固溶体又可分为有限固溶体和无限固溶体。
溶解度有一定限度的固溶体称为有限固溶体，而组成元素无限互溶的固溶体称为无限固溶体（如下图所示）。组成元素的原子半径、电化学特性相近、晶格类型相同的置换固溶体，才有可能形成无限固溶体。而间隙固溶体由于间隙有限，只能形成有限固溶体。
固溶体的溶解度
固溶体的性能
随溶质含量的增加，固溶体的强度、硬度增加，塑性、韧性下降，这种现象称为固溶强化。产生固溶强化的原因是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得多，而塑性、韧性要高得多。
金属材料与热处理基础知识
一、填空题
1．45钢按用途分称为（结构钢），按含碳量称为（中碳钢）。
2．根据铸铁中碳存在的形式不同，可分为白口铸铁、（灰口铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）。
3．影响奥氏体晶粒长大的主要因素有：（原始组织）、（化学成分）、（加热条件）。
4．根据共析钢转变产物的不同，可将C曲线分为（珠光体转变区）、（贝氏体转变区）、（马氏体转变区）三个转变阶段。
5．我国钢材牌号的命名采用（汉语拼音字母）、（化学元素符号）、（阿拉伯数字 ）相结合的方法表示。
6．铸件常见的缺陷有：（气孔）、（缩孔）、（砂眼）、粘砂和裂纹。
7．铣削难加工材料时，由于切削抗力（大），铣削温度（高）和（热强度高）等特点，故铣削用量的值要比铣削普通钢材（适当减小）。
8．不锈钢由于塑性好，（变形硬化）程度严重，并且切屑不易（卷曲）或折断，故铣刀的前角应（适当增大）。
9．钛合金材料的主要加工特点是：与（钛化碳）的亲和性好。所以不应采用（YT类）硬质合金铣刀铣削钛合金工件。
10．马氏体按其组织形态主要分为（针状马氏体）和（板条状马氏体）。
二、选择题
1．合金结构钢的牌号有（ B、D ）
A. CJ4F B. 40Cr C. 65Mn D. 30CrNi3 E. T8A
2．含碳量小于0.77%的铁碳合金.在无限缓慢冷却时.奥氏体转变为铁素体的开始温度是（ C ） A. Ar1 B. Arcm C. Ar3 D. A2
3．与40钢相比，40Cr钢的特点是（ C ）
A. C曲线左移 B. Ms点上升C曲线左移
C. Ms点下降C曲线右移 D. Ms点上升C曲线右移
4．碳素工具钢刀具淬火硬度可达（ A ），高速钢刀具可达（ B ）。
A. HRC60~64 B. HRC63~69 C. HRC70~75
