工程材料复习完全版.doc

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1、第一章钢的合金化概论S容易与Fe结合生成FeS,会导致钢产生热脆;P与Fe结合生成Fe3P,会导致钢在冷加工中产生冷脆性；H会残留在钢中，产生白点，氢脆。合金元素总含量小于等于5%称为低合金钢；5%-10%为屮合金钢；超过10%为高合金钢。一般钢中合金元素的质量分数大于或等于1%时，这种合金化可称为宏合金化；某些微量合金元素（V、Nb、Ti、Zr、Ta.B）当其质量分数达到0.1%（B为0.001%）时，可能会显著地影响钢的组织性能，这种合金化称为微合金化，这类钢称为微合金钢。微合金化元素在钢的主要作用表现在：1、降低钢中的有害杂质含量,从而净化了晶界；2、细化晶粒；3、强化固溶体，同吋形成

2、新的强化相。合金元素与铁的相互作用：1、扩大Y相区，如Mn、Ni、Co、C、N、Cu等合金元素使A3温度降低，A4温度升高，即扩大了Y相区；2、缩小y相区，如Cr、V、Ti、Mo、W、A］、P、Sn>Sb、As等即倾向于促进铁素体的形成从而使其稳定化。化学元素与晶体缺陷（空位、位错、晶界等）之间的相互作用，会出现空位与溶质金属形成的的亚稳定集团、碳原子与位错结合的柯氏气团以及溶质原子在晶界的偏聚，称为晶界吸附现象。合金元素对铁碳相图的影响（1）改变奥氏体相区的位置奥氏体形成元素均使奥氏体存在的区域扩大；（2）改变共析温度扩大Y相区的元索时铁碳相图屮的共析转变温度降低，缩小Y相区的元素则使其上

3、升；（3）改变S和E等临界点的碳含量儿乎是所有的合金元素都使共析点（S）和共晶点（E）的含碳量降低，即使S点和E点左移。合金元素对过冷奥氏体转变的影响1）非碳化物形成元索Ni、Si和弱碳化物形成元索Mn,大致保持碳钢的C曲线形状，只使C曲线向右做不同程度的移动；2）非碳化物形成元素Co不改变C曲线形状，使C曲线左移；3）碳化物形成元素不仅改变C曲线右移，还改变形状。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冋火过程屮推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变（即在较高温度才开始分解和转变），提高铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大。2）产生二次硬化与二次淬火Mo、W、V等较强碳化物

4、形成元素含量较高的高合金钢在回火是，硬度不是随着回火温度的升高而单调升高,而是达到某一温度后反而开始提高，当在另一史高温度达到峰值，这就是回火过程中的二次硬化现象。二次淬火现彖就是在残余奥氏体较多的高合金钢淬火组织中，当加热温度达到500-600°C时仍不能分解,而析出一些特殊碳化物，是奥氏体转变为马氏体。3）回火脆性的影响钢在淬火后需要进行回火，目的是降低脆性，提高韧性，稳定组织。一般认为，血、Cr、Ni促进脆性，Mo、Ti、V、Al可改善脆性，Si可有效推迟脆性温度区。P、Sn.B、S、As、Bi等杂质元素时引起回火脆性的根源，称为脆化剂；Mn、Ni、Cr.Si等元素促进钢的回火脆性，称

5、为促进剂；Cr称为助偏剂；MoW和稀土元素能抑制回火脆性。通常，能使材料强度（主要是屈服强度）提高的过程称为强化。金属的强度一般指金属材料对塑性变形的抵抗能力。溶强化遵循的般规律：1、对同一合金，固溶体浓度越高，则强化效果越好；2、对同一种固溶体，强度随着浓度增加呈曲线关系升高，浓度较低时强度升高较快，以后趋于平缓；3、在固溶强化的同时，合金的塑性将降低；4、采用多元少量的合金化原则细晶强化：随着晶粒细化，晶界越多，材料的强度升高的现象称为细品强化，也叫晶界强化。细晶强化不仅可以提高强度，而且还能改善钢的塑性和韧性。形变强化：金属材料在冷变形过程中强度逐渐升高的现象称为形变强化，也叫加工硬化

6、。第二相强化：第二相强化是指在金属基体屮还存在另一个或几个相,这些相的存在使金属的强度得到提高。影响第二相强化效果的因素1）沉淀相的体积比，沉淀相的体积比越大，强化效果越显著。2）第二相的弥散度，第二相弥散度越大，强化效果越好。3）硬质点，对位错运动阻力越大的硬质点，其强化效果越好。金属材料韧化所采取的具体措施1、细化晶粒。2、提高钢的耐回火性。3、改善基体韧性。4、细化碳化物。5、调整化学成分。6、形变热处理。7、低碳马氏体强韧化。8、捉咼冶金质量。金属材料的韧化途径1、减小诱发微孔的组成相；2、提高基体塑性；3、增加组织的塑性形变均匀性；4、避免晶界的弱化；5、加入某些可促进在低温下交滑

7、移的元素。合金元素对钢在淬火回火状态下力学性能的影响1、除钻外，所有合金元索均提高钢的粹透性2、合金元素对奥氏体品粒长大的影响决定着淬火后钢的实际品粒大3、除Co、A1、夕卜，合金兀素含量较多时，马氏体点降低，残余奥氏体量增多，使淬火钢硬度降低，塑性、韧性提高4、淬火钢的性能主要取决于含碳量，即主要取决于碳在a固溶体屮的过饱和度合金元素对淬火状态下钢的力学性能的影响特点1、淬火后两种钢的硬度儿乎相同，可是回火