金属材料学-复习总结

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《金属材料学》课程

各 章 小 结 和 学 习 思 路

（2005年修改）

戴起勋

材料科学与工程学院

2005年12月

2 1、合金化原理小结

MC、M2C型：简单点阵结构，熔点高，硬度高，稳定性好 ；

M3C、M7C3、M23C6型：复杂点阵结构，熔点低，硬度低，稳定性差 ；

M6C型：非金属性K。复杂点阵结构，性能特点接近MC、M2C型K K

类型

K

形成元素 Ti

Nb

V

α

形成元素

对

相图

的影响 α形成元素：↑A1，缩小γ区，使Fe-C相图S、E点向左上方移动；量多时，可获F钢；

γ形成元素：↓A1，扩大γ区，使Fe-C相图S、E点向左下方移动；量多时，可获A钢；

固溶体：置换固溶和间隙固溶度规律，与元素周期表的关系 W

Mo

Cr

/ Si

Mn

γ

形成元素

1、强者先，依次成；

2、相似者相溶：有限溶解，无限溶解；溶入强者，↑K稳定性；溶入弱者，↓K稳定性；

3、Nm/NC比值决定K类型；

4、强者稳，溶解难，析出难，聚集长大也是难；

5、rc/rM<0.59，形成简单结构间隙相；>0.59，形成复杂结构K；

6、量少时，形成复合K，量多时，形成特殊K K

形成规律

非K

形成元素

Ni

Co

C

N

Cu

Si /

对过冷

奥氏体相变影响 1、除Co外，Me均不同程度地使“C”曲线右移；

2、使P转变右移程度较大的元素：Mo、W、Mn、Cr„；

3、使B转变右移程度较大的元素：Mn、Cr、Ni、Si„；

4、K形成元素改变“C”曲线形状；

5、使MS点降低程度较大的元

素：（C、N）、Mn、Cr、Ni

„

多元适量复合加入 合金化设计 微合金化原理及应用

加热奥氏体化：不同K的溶解规律，Me对晶粒长大的影响；

回火转变：K形成元素↓ac，↓M分解；Si↓M分解；AR中析出K，反稳定化，↑MS；K聚集长大，类型转变，原位析出，异位析出，二次硬化；回火过程的强化与弱化，强化机制贡献大小的转化；

最新金属和金属材料知识点总结1(1)

一、金属和金属材料选择题

1．下列事实能说明铝的金属活动性比铁或铜强的是

A．铝在地壳中含量比铁高 B．铝的熔点低于铜的熔点

C．空气中铁比铝更容易被腐蚀 D．铝丝在硫酸铜溶液中能形成“铜树”

【答案】D

【解析】

【分析】

活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来。

【详解】

A、铝在地壳中含量比铁高，与金属活动性顺序无关，错误；

B、铝的熔点低于铜的熔点，与金属活动性顺序无关，错误；

C、空气中铁比铝更容易被腐蚀，是因为铝在空气中能与氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，不能说明铝的金属活动性比铁强，错误；

D、铝丝在硫酸铜溶液中能形成“铜树”，是因为铝的金属活动性比铜强，能与硫酸铜溶液发生置换反应，正确。故选D。

2．下列反应中属于置换反应的是（ ）

A．CO+CuO Cu+CO2

B．CaO + H2O=Ca(OH) 2

C．Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu

D．SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应属于置换反应， C项属于置换反应。故选C。

3．已调平的托盘天平（高灵敏度）两边各放一个等质量的烧杯，向烧杯中倒入质量相等、质量分数也相等的足量的稀硫酸，然后在左边的烧杯中放入一定质量的铁粉，同时在右边的烧杯中放入等质量的锌粉，在反应过程中天平指针的偏转情况为（ ）

A．先左后右 B．先右后左 C．不偏转 D．无法确定

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】 在金属活动顺序中锌的活动性顺序比铁强，所以锌的反应速率更快，质量减少的也更快，所以天平要先向有铁粉的那边即左边倾斜；而等质量的铁和锌与足量的稀硫酸反应时产生的氢气的质量铁多而锌少，所以最终天平要向锌的这一边，即右边倾斜，综上可以知道，天平指针的变化为先向左再向右偏；故选A。

1 1、合金化原理小结

MC、M2C型：简单点阵结构，熔点高，硬度高，稳定性好 ；

M3C、M7C3、M23C6型：复杂点阵结构，熔点低，硬度低，稳定性差 ；

M6C型：非金属性K。复杂点阵结构，性能特点接近MC、M2C型K K

类型

K

形成元素 Ti

Nb

V

α

形成元素

对

相图

的影响 α形成元素：↑A1，缩小γ区，使Fe-C相图S、E点向左上方移动；量多时，可获F钢；

γ形成元素：↓A1，扩大γ区，使Fe-C相图S、E点向左下方移动；量多时，可获A钢；

固溶体：置换固溶和间隙固溶度规律，与元素周期表的关系 W

Mo

Cr

/ Si

Mn

γ

形成元素

1、强者先，依次成；

2、相似者相溶：有限溶解，无限溶解；溶入强者，↑K稳定性；溶入弱者，↓K稳定性；

3、Nm/NC比值决定K类型；

4、强者稳，溶解难，析出难，聚集长大也是难；

5、rc/rM<0.59，形成简单结构间隙相；>0.59，形成复杂结构K；

6、量少时，形成复合K，量多时，形成特殊K K

形成规律

非K

形成元素

Ni

Co

C

N

Cu

Si /

对过冷

奥氏体相变影响 1、除Co外，Me均不同程度地使“C”曲线右移；

2、使P转变右移程度较大的元素：Mo、W、Mn、Cr„；

3、使B转变右移程度较大的元素：Mn、Cr、Ni、Si„；

4、K形成元素改变“C”曲线形状；

5、使MS点降低程度较大的元 素：（C、N）、Mn、Cr、Ni

„

多元适量复合加入 合金化设计 微合金化原理及应用

加热奥氏体化：不同K的溶解规律，Me对晶粒长大的影响；

回火转变：K形成元素↓ac，↓M分解；Si↓M分解；AR中析出K，反稳定化，↑MS；K聚集长大，类型转变，原位析出，异位析出，二次硬化；回火过程的强化与弱化，强化机制贡献大小的转化；

回火脆性：特征及影响因素，Mn、Cr、Ni↑回脆性作用大；

补充练习7 金属活动性顺序

1．（2012.株洲市）小红和她的同学学习了金属活动性及稀硫酸的一些性质后，对铜与浓硫酸能否发生反应产生了兴趣，并进行了如下探究：

【提出问题】猜想Ⅰ：铜与浓硫酸不能反应；猜想Ⅱ：铜与浓硫酸能反应，且可能生成氢气。

【实验探究】实验Ⅰ：在一支试管中加入一小片铜，再加入少量的浓硫酸，放置一段时间，试管中无现象；

实验Ⅱ：再给上述试管加热，试管中产生有刺激性气味的气体，将反应后的溶液小心地注入到盛有少量水的烧杯中，溶液呈现出明显的蓝色。

【分析猜想】（1）溶液呈蓝色，说明生成了

（2）根据实验现象及已有的知识推断，产生的气体不可能是氢气，很可能是一种含硫元素的气体。

【查阅资料】（1）常见的含硫元素的气体有二氧化硫和硫化氢。

（2）二氧化硫和二氧化碳相似，都能和氢氧化钠等碱溶液反应生成盐和水。

（3）二氧化硫能使品红溶液褪色，加热，又能恢复原来的红色。硫化氢不能使品红溶液褪色。

（4）二氧化硫和硫化氢均有毒。

【实验探究】为了检验产生的有刺激性气味的气体的成分，小红和她的同学进一步实验：将产生的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，加热，溶液又恢复了红色。

【实验结论】（1）在常温下，铜与浓硫酸不能反应

（2）在加热条件下铜与浓硫酸反应产生的气体是 ，此反应还生成了水，请写出该反应的化学方程式 ；

（3）浓硫酸与铜加热时能反应，而稀硫酸与铜即使加热也不能反应，由此说明：物质的化学性质除了与物质本身的性质有关外，还可能与溶液中溶质的

有关。

【拓展延伸】为了防止污染空气，小红和她的同学采用氢氧化钠溶液来吸收多余的气体，请写出该反应的化学方程式 。

2．某化学兴趣小组把金属钠投到硫酸铜溶液中，实验并非如想象的有红色铜析出，而是生成一种蓝色沉淀，根据你所学的知识，该蓝色沉淀可能是 。同学们进行实验探究。