最新工程材料复习全解教学讲义PPT课件.ppt

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1、工程材料复习全解使用性能工艺性能纯金属合金工业用钢有色金属及其合金铸铁结晶塑性变形热处理一、性能㈠使用性能1、力学性能⑴刚度：材料抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量：E=/⑵强度：材料抵抗变形和破坏的能力。指标：抗拉强度b—材料断裂前承受的最大应力。屈服强度s—材料产生微量塑性变形时的应力。强碳化物形成元素：Ti、Nb、V如TiC、VC中碳化物形成元素：W、Mo、Cr如Cr23C6弱碳化物形成元素：Mn、Fe如Fe3C性能比较：强度：固溶体纯金属硬度：化合物固溶体纯金属塑性：化合物固溶体纯金属二、成分金属化合物形态对性能的影响①基体、晶界网状：强韧性低②晶内片状：强硬度提

2、高，塑韧性降低③颗粒状：弥散强化：第二相颗粒越细，数量越多，分布越均匀，合金的强度、硬度越高，塑韧性略有下降的现象。合金元素在钢中的作用1、强化铁素体；2、形成化合物——第二相强化3、扩大（C,Mn,Ni,Co）或缩小（Cr,Si,W,Mo）A相区4、使S、E点左移5、影响A化6、溶于A(除Co外),使C曲线右移,Vk减小,淬透性提高.7、除Co、Al外，使Ms、Mf点下降。8、提高回火稳定性（淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力）9、产生二次硬化（含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’转变为M回，使硬度不仅不下降，反而升高的现象）10、防止第

3、二类回火脆性：W、Mo(回火脆性：淬火钢在某些温度范围内回火时，出现的冲击韧性下降的现象。)三、组织㈠纯金属的组织1、结晶：金属由液态转变为晶体的过程⑴结晶的条件——过冷：在理论结晶温度以下发生结晶的现象。过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。T=T0–T1实际液态金属的结晶总是在过冷的条件下进行过冷度大小与冷却速度有关，冷速越大，过冷度越大。⑵结晶的基本过程——晶核形成与晶核长大形核——自发形核与非自发形核长大——均匀长大与树枝状长大⑶结晶晶粒度控制方法：①增加过冷度；②变质处理；③机械振动、搅拌在一般情况下，晶粒愈小，其强度、塑性、韧性也愈高。铸锭(件)的宏观组织通常由三个区组成:

4、表层细晶区、柱状晶区、中心粗等轴晶区2、纯金属中的固态转变同素异构转变：物质在固态下晶体结构随温度而发生变化的现象。固态转变的特点：①形核部位特殊；②过冷倾向大；③伴随着体积变化。1394℃912℃铁的同素异构转变：-Fe⇄-Fe⇄-Fe三、铁碳合金相图的分析1、特征点特征点温度/℃Wc/%含义A15380纯铁的熔点C11484.3共晶点D12276.69渗碳体的熔点E11482.11C在奥氏体中的最大溶解度G9120纯铁的同素异晶转变点P7270.0218C在铁素体中的最大溶解度S7270.77共析点Q6000.006600℃时碳在铁素体中的溶解度四、钢的热处理㈠热处理原理1、加热

5、时的转变奥氏体化步骤：A形核；A晶核长大；残余渗碳体溶解；A成分均匀化。奥氏体化后的晶粒度：初始晶粒度：奥氏体化刚结束时的晶粒度。实际晶粒度：给定温度下奥氏体的晶粒度。本质晶粒度：加热时奥氏体晶粒的长大倾向。钢加热时的实际转变温度分别用Ac1、Ac3、Accm表示，冷却时的实际转变温度分别用Ar1、Ar3、Arcm表示。临界温度与实际转变温度铁碳相图中PSK、GS、ES线分别用A1、A3、Acm表示。由于实际加热或冷却时存在过冷或过热现象，因此，将影响奥氏体晶粒长大的因素A、加热温度和保温时间：加热温度高、保温时间长，晶粒粗大。B、加热速度：加热速度越快，过热度越大，形核率越高，晶粒越细

6、。C、合金元素：阻碍奥氏体晶粒长大的元素：Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、Mo、Cr、Al等，多为碳化物和氮化物形成元素。促进奥氏体晶粒长大的元素：Mn、P、C、N。D、原始组织原始组织愈细，晶粒愈细。2、冷却时的转变过冷奥氏体的转变方式有等温转变和连续冷却转变两种。五个区域：过冷奥氏体区；奥氏体转变产物区；过冷奥氏体＋转变产物的混合区；在Ms～Mf之间为马氏体区。在A1线以上是稳定的奥氏体区。时间温度A1MSMfA过冷APBMA→MA→BA→P转变开始线转变终了线C曲线分析转变开始线与纵坐标之间的距离为孕育期。孕育期越小，过冷奥氏体稳定性越小。孕育期最小处称C曲线的“鼻尖”。碳钢鼻尖处的

7、温度为550℃。⑴等温转变曲线及产物650℃600℃550℃350℃A1MSMf时间PSTB上B下MM+A’A→PA→SA→TA→B上A→B下A→M过冷A过冷A过冷A过冷A过冷A过冷奥氏体转变产物（共析钢）转变类型转变产物形成温度，℃转变机制显微组织特征HRC获得工艺珠光体PA1~650扩散型粗片状，F、Fe3C相间分布5-20退火S650~600细片状，F、Fe3C相间分布20-30正火T600~550极细片状，F、F