(完整版)金属材料学复习文九巴

金属材料学复习文九巴1.钢中的杂质元素：O H S P2.合金元素小于或等于5%为低合金钢，在5%-10%之间为中合金钢，大于10%为高合金钢3.奥氏体形成元素：Mn Ni Co（开启γ相区）C N Cu（扩展γ相区）4.铁素体形成元素：Cr V Ti Mo W5.间隙原子：C N B O H R溶质/R溶剂<0.596.碳化物类型：简单间隙碳化物MC M2C 复杂间隙碳化物M6C M23C M2C37.合金钢中常见的金属间化合物有σ相、AB2相和B2A相8.二次硬化：淬火钢在回火时在一定温度下，由于特殊碳化物的析出的初期阶段，形成[M-C]偏聚团，硬度不降低，反而升高的现象。

9.二次淬火：淬火钢在回火时，冷却过程残余奥氏体转变为马氏体的现象。

10.合金元素对铁碳相图的影响1.改变奥氏体相区位置2.改变共析转变温度3.改变S和E等零界点的含碳量11.合金元素对退火钢加热转变的影响1.对奥氏体形成速度的影响中强碳化物形成元素与碳形成难溶于奥氏体的合金碳化物，减慢奥氏体的形成速度2.对奥氏体晶粒大小的影响大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用，影响程度不同。

V Ti强碳化物和适量的AL强烈阻碍晶粒长大，他们的碳化物或氮化物熔点高，高温下稳定，不易聚集长大，能强烈阻碍奥氏体晶粒长大。

Wu Mo Cr中强碳化物也有阻碍作用，但是影响程度中等。

Si Ni 非碳化物形成元素影响不大。

Mn P等元素含量在一定限度下促进奥氏体晶粒长大12.合金元素对淬火钢回火转变的影响1.提高耐回火性合金元素在回火过程中推迟马氏体分解和残留奥氏体的转变；提高铁素体在结晶温度，使碳化物难以聚集长大，从而提高钢的耐回火性。

2.淬火钢在回火时产生二次硬化和二次淬火，提高钢的性能。

3.对回火脆性的影响产生第一类回火脆性和第二类回火脆性，降低晶界强度，从而使钢的脆性增加13.钢的强化机制：固溶强化、细晶强化、形变强化和第二相强化14.合金元素对钢在淬火回火状态下力学性能的影响1.合金元素一般均能减缓钢的回火转变过程，特别是阻碍碳化物的聚集长大，相对的提高钢中组成相的弥散度2.合金元素溶解于铁素体，是铁素体强化，并提高了铁素体的再结晶温度。

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金属和金属材料专题复习一、考点梳理万丈高楼平地起,夯实基础，拿全基础分!考点1 金属材料1．金属材料:包括__________和__________ ；2．合金:在金属中加热熔合某些金属(或非金属)形成的具有____________的物质.硬度一般比各成分金属______，熔点一般比各成分金属______，所以比纯金属具有更广泛的用途。

考点2 金属活动性顺序应用:(1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前,它的活动性越______。

（2）在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的______，且金属位置越靠前，与酸反应就越剧烈。

（3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们______________里置换出来（K、Ca、Na除外）。

考点3 金属的性质1．金属的物理性质有光泽，常温下为固态（汞除外）;不同金属的密度、熔点、硬度不同。

有良好的______性、______性和延展性。

2．金属的化学性质(1)与氧气反应钾、钙、钠、镁、铝、锌在________下与空气中的氧气反应（铝、锌形成致密的氧化膜），铁、铜在下能与氧气反应,金不能与氧气反应。

有关化学方程式____Al＋____O2===______ ____Fe＋___O2错误!______ ____Cu＋O2错误!______[注意] 在纯氧中，铁能剧烈燃烧，生成黑色的四氧化三铁；而在潮湿的空气中，铁则易发生缓慢氧化生成红色的三氧化二铁,是铁锈的主要成分。

金属材料学复习范文一、金属材料的组织金属材料的组织是指金属材料内部的晶粒结构和相组成。

金属材料的晶粒是由一个个金属原子有序排列而成的。

根据晶粒的大小，可将金属材料分为多晶材料和单晶材料。

多晶材料的晶粒多为多个晶粒拼接而成，晶粒之间有晶界，影响材料的力学性能。

单晶材料的晶粒完全连续，没有晶界，具有优异的力学性能。

金属材料的组织还包括相结构的组成。

金属材料中存在多种相，如铁碳合金中存在铁素体、珠光体和渗碳体。

不同的相结构对材料的力学性能有着重要的影响。

二、金属材料的性能金属材料的性能主要包括力学性能、物理性能和化学性能。

力学性能是指材料在外力作用下的变形和破坏行为。

常见的力学性能指标包括强度、韧性、硬度和塑性等。

物理性能是指材料的热学、磁学、导电导热等性能。

化学性能是指材料与环境介质发生的化学反应和腐蚀行为。

金属材料的力学性能与组织密切相关。

晶粒尺寸小、均匀的材料具有较高的强度和硬度，但韧性较差；晶粒尺寸大、具有较多的晶界的材料韧性较好。

通过合理的热处理和加工工艺可以改善金属材料的力学性能。

物理性能方面，金属材料具有优异的导电性和导热性，可广泛应用于电子器件和热传导设备中。

金属材料还具有磁性和弹性等特性，能够满足不同领域的需求。

化学性能方面，金属材料在酸、碱等介质中具有较强的腐蚀性，因此需要采取相应的防腐措施，如涂层、表面处理等。

三、金属材料的加工金属材料的加工是指将金属材料通过一系列的工艺操作改变其形状、尺寸、性能和应用特性的过程。

常见的金属加工工艺包括锻造、压力加工、焊接、热处理和表面处理等。

锻造是将金属材料加热至一定温度，然后通过外力使其变形，以改善材料的组织和性能。

锻造可以分为冷锻和热锻两种方式。

压力加工是通过机械力或液压力将金属材料加工成所需形状的工艺。

常见的压力加工工艺有冲压、拉伸、挤压等。

焊接是将两个或多个金属材料通过热源、电弧等加热并施加压力连接在一起的工艺。

焊接可以分为气焊、电焊、激光焊等多种方式。

第一章答案1、为什么说钢中的S、P杂质元素总是有害的？答：S容易和Fe结合成熔点为989℃的FeS相，会使钢产生热脆性；P和Fe结合形成硬脆的Fe3P相使钢在冷加工过程中产生冷脆性。

2、合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：凡是扩大γ相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni;凡是封闭γ相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo。

E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减小；S点左移意味着共析碳含量减小。

3、那些合金元素能够显著提高钢的淬透性？提高钢的淬透性有什么作用？答：B、Mn、Mo、Cr、Si、Ni等元素能够显著提高钢的淬透性。

提高钢的淬透性一方面可以使工件得到均匀而良好的力学性能，满足技术要求;另一方面在淬火时，可以选用比较缓和的冷却介质以减小零件的变形和开裂的倾向。

4、为什么说合金化的基本原则是“复合加入”？举二例说明合金复合作用的机理。

答：1.提高性能，如淬透性；2.扬长避短，合金元素能对某些方面起积极作用，但往往还有些副作用，为了克服不足，可以加入另一些合金元素弥补，如Si-Mn，Mn-V;3.改善碳化物的类型和分布，某些合金元素改变钢中碳化物的类型和分布或改变其他元素的存在形式和位置，从而提高钢的性能，如耐热钢中Cr-Mo-V,高速钢中V-Cr-W。

5、合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径？答：1.细化A晶粒；2.提高钢的回火稳定性；3.改善机体韧度；4.细化碳化物；5.降低或消除钢的回火脆性；6.在保证强度水平下适当降低碳含量；7.提高冶金质量；8.通过合金化形成一定量的残余A，利用稳定的残余A提高钢的韧度。

6、钢的强化机制有那些？为什么一般的强化工艺都采用淬火-回火？答：固溶强化、细晶强化、位错强化、第二相强化。

因为一般的钢的强化都要求它有一定的强度的同时又要保持一定的任性，淬火后钢中能够形成M,这给了钢足够的强度，但是带来的后果就是韧度不够，而回火能够在强度降低不大的情况下给淬火钢以足够的韧性，这样能够得到综合力学性能比较优良的材料，所以一般钢的强化工艺都采用淬火加回火。

名词解释合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。

（常用Me表示）微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。

奥氏体形成元素：在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ-Fe的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W等铁素体形成元素：在α-Fe中有较大的溶解度，且能γ-Fe不稳定的元素Cr，V，Si，Al，Ti，Mo等原位析出：指在回火过程中，合金渗碳体转变为特殊碳化物。

碳化物形成元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。

如Cr钢碳化物转变异位析出：含强碳化物形成元素的钢，在回火过程中直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，如V，Nb，Ti。

（Ｗ和Mo既有原味析出又有异位析出）网状碳化物：热加工的钢材冷却后，沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物（过共析钢）或铁素体（亚共析钢）形成的网状碳化物。

水韧处理：高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。

将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物完全溶入奥氏体，然后在水中快冷，使碳化物来不及析出，从而获得获得单相奥氏体组织。

（水韧后不再回火）超高强度钢：用回火M或下B作为其使用组织，经过热处理后抗拉强度大于1400 MPa （或屈服强度大于1250MPa）的中碳钢，均可称为超高强度钢。

晶间腐蚀：沿金属晶界进行的腐蚀（已发生晶间腐蚀的金属在外形上无任何变化，但实际金属已丧失强度）n/8规律：随着Cr含量的提高，钢的的电极电呈跳跃式增高。

即当Cr的含量达到1/8，2/8，3/8，……原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也跳跃式显著下降。

这个定律叫做n/8规律。

黄铜： Cu与Zn组成的铜合金青铜： Cu与Zn、Ni以外的其它元素组成的铜合金白铜： Cu与Ni组成的铜合金灰口铸铁：灰口铸铁中碳全部或大部分以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色。

金属材料复习一、名词解释:①固溶强化：溶质原子溶入溶剂晶格中使晶格产生畸形，使塑性变形抗力增大，结果使金属材料的强度、硬度增高。

这种通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度、硬度升高的现象，称为固溶体强化。

（P24）②金属化合物：金属化合物是指合金组员间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相，一般可用化学分子式表示。

（p24）③渗碳：渗碳是将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入工件表面形成一定厚度渗碳层的化学热处理工艺。

（p59）④同素异性体：金属在固态下，随着温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。

（p29）⑤奥氏体：碳溶解在r-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。

常用符号A表示。

（p29）⑥铁素体：碳溶解在a-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体。

用符号F 表示。

（p29）⑦珠光体：珠光体是渗碳体和铁素体片层相间、交替排列形成的混合物，用符号P表示。

（p29）⑧莱氏体：莱氏体是含碳量为4.3%的液态铁合金，是在1148度时从液相中同时结晶出奥氏体和渗碳体的混合物。

用符号Ld表示。

（p32）⑨马氏体：碳在a-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。

用符号M表示。

（p45）⑩调质：通过将淬火与高温回火相结合的热处理称为调质处理。

（p57）二、判断题1、（p17）①金属在外力的作用下产生的变形都不能恢复。

(错误)②一般低碳钢的塑性优于高碳钢，而硬度低于高碳钢。

（正确）③低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。

（正确）④硬度实验测量简便，属非破坏性实验，且能反映其他力学性能，因此是生产中最常用的力学性能测量法。

（错误）⑤一般金属材料在低温时比高温时的脆性大。

（正确）⑥机械零件所受的应力小于屈服点时，是不可能发生断裂的。

（错误）2、（p39）金属在固态下都有同素异构转变。

（错误）3、（p136）①采用球化退火可获得球墨铸铁。

②灰铸铁不能淬火。

③可锻铸铁可锻造加工。

④通过热处理可改变铸铁中石墨的形状，从而改变性能。

第一章 合金化原理主要内容：概念：⑴合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。

⑵杂质：冶炼时由原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入的化学元素。

⑶碳钢：含碳量在0.0218-2.11%范围内的铁碳合金。

⑷合金钢：在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢。

①低合金钢：一般指合金元素总含量小于或等于5%的钢。

②中合金钢：一般指合金元素总含量在5～10%范围内的钢。

③高合金钢：一般指合金元素总含量超过10%的钢。

④微合金钢：合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于0.1%，而能显著影响组织和性能的钢。

1.1 碳钢概论一、碳钢中的常存杂质1.锰（ Mn ）和硅（ Si ）⑴Mn ：W Mn ％<0.8％ ①固溶强化 ②形成高熔点MnS 夹杂物（塑性夹杂物），减少钢的热脆（高温晶界熔化，脆性↑）；⑵Si ：W Si ％<0.5％ ①固溶强化 ②形成SiO2脆性夹杂物；⑶Mn 和Si 是有益杂质，但夹杂物MnS 、SiO2将使钢的疲劳强度和塑、韧性下降。

2.硫（S ）和磷（P ）⑴S ：在固态铁中的溶解度极小， S 和Fe 能形成FeS ，并易于形成低熔点共晶。

发生热脆 (裂)。

⑵P ：可固溶于α-铁，但剧烈地降低钢的韧性，特别是低温韧性，称为冷脆。

磷可以提高钢在大气中的抗腐蚀性能。

⑶S 和P 是有害杂质，但可以改善钢的切削加工性能。

3．氮（N ）、氢（H ）、氧（O ）⑴N ：在α-铁中可溶解，含过饱和N 的钢析出氮化物—机械时效或应变时效（经变形，沉淀强化，强度↑，塑性韧性↓，使其力学性能改变）。

N 可以与钒、钛、铌等形成稳定的氮化物，有细化晶粒和沉淀强化。

⑵H ：在钢中和应力的联合作用将引起金属材料产生氢脆。

⑶O ：在钢中形成硅酸盐（2MnO•SiO2、MnO•SiO2）或复合氧化物（MgO•Al2O3、碳钢中的常存杂质 碳钢的分类 碳钢的用途 1.1 碳钢概论 主要内容 1.2 钢的合金化原理： ①Me 在钢中的存在形式 ②Me 与铁和碳的相互作用 ③Me 对Fe-Fe3C 相图的影响 ④Me 对钢的热处理的影响 ⑤Me 对钢的性能的影响 1.3合金钢的分类MnO•Al2O3）。

碳钢分类方法：1．按钢中碳含量分类（1）铁碳合金按Fe-Fe3C相图分类亚共析钢：0.0218%≤wc≤0.77%共析钢：wc =0.77%过共析钢：0.77%＜wc≤2.11%（2）按钢中碳含量，碳钢通常可分为低碳钢：wc ≤0.25%中碳钢：0.25%＜wc≤0.6%高碳钢：wc＞0.6%2．按钢的质量（品质），碳钢可分为（1）普通碳素钢：wS≤0.05%，wP≤0.045%（2）优质碳素钢：wS≤0.035%，wP≤0.035%（3）高级优质碳素钢：wS≤0.02%，wP≤0.03%（4）特级优质碳素钢：wS≤0.015%，wP≤0.025%3．按钢的用途分类，碳钢可分为（1）普通碳素结构钢：主要用于各种工程构件，如桥梁、船舶、建筑构件等。

也可用于不太重要的机件。

（2）优质碳素结构钢：主要用于制造各种机器零件，如轴、齿轮、弹簧、连杆等。

（3）碳素工具钢：主要用于制造各种工具，如刃具、模具、量具等。

（4）铸造碳素钢：主要用于制造形状复杂且需一定强度、塑性和韧性零件。

4．按钢冶炼时的脱氧程度分类，可分为（1）沸腾钢：是指脱氧不彻底的钢，代号为F。

（2）镇静钢：是指脱氧彻底的钢，代号为Z。

（3）半镇静钢：是指脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，代号为b。

（4）特殊镇静钢：是指进行特殊脱氧的钢，代号为TZ。

合金钢分类按钢中合金元素总质量分数，合金钢分为：低合金钢（Me总质量分数小于5%）中合金钢（Me总质量分数在5%~10%）高合金钢（Me总质量分数大于10%）间隙原子的溶解度随间隙原子尺寸的减小而增加，即按B，C，N，O，H的顺序而增加。

合金元素对相区影响（1）γ相稳定化元素γ相稳定化元素使A3降低，A4升高，促使奥氏体形成。

启γ相区(无限扩大γ相区)Mn、Ni、Co，与γ-Fe无限固溶扩展γ相区(有限扩大γ相区)C、N、Cu、Zn、Au，与γ-Fe有限固溶（2）α相稳定化元素A4降低，A3升高，促使铁素体形成。