金属材料学复习大纲.doc

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1、金属材料学复习大纲题型：1、名词解释3分×10；2、填空1分×10；3、简答题35分；4、论述题25分（期末70％+平时30％）一、钢的合金化1.合金元素主要以三种形式存在钢中：溶于铁中，形成固溶体；与碳化合，形成碳化物；形成金属间化合物。2.扩大γ相区的元素（奥氏体稳定化元素；使铁碳相图中S点下降）：Mn、Ni、Co、C、N、Cu等；缩小γ相区元素（铁素体稳定化元素；使S点上升）：Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr。3.碳化物形成元素：Zr、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn等（按碳化

2、物的稳定性程度由强到弱排列）非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。都溶于铁素体和奥氏体中。4.几乎所有的合金元素都使S点和E点左移,强碳化物形成元素的作用强烈。例如：4Cr13含碳量为0.4%左右，但已是属于过共析钢。这是因为Cr元素使共析S点向左移动，当Cr含量达到一定程度时，S点已左移到小于0.4%C，所以4Cr13是属于过共析钢。5.细化晶粒合金元素：即强碳化物形成元素（见上），防止第二类回火脆性（450-650℃）元素：W、Mo6.第一类回火脆性：合金在200-350℃范围内回火

3、时发生的脆性，不可逆回火脆性。第二类回火脆性：合金在450-650℃范围内回火后，缓冷时出现的脆性，是可逆回火脆性。（调质钢、高速钢中出现第二类回火脆性）7.几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性,推迟珠光体类型组织的转变,使C曲线右移,即提高钢的淬透性。8.提高回火稳定性合金元素：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。回火稳定性：淬火钢回火时，抵抗强度、硬度下降的能力。9.除Co、Al外,多数合金元素都使Ms和Mf点下降，使淬火后钢中残余奥氏体量增多。残余奥氏体量过多时，进行冷处理(冷至Mf点以下),转变为

4、马氏体;或进行多次回火，残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升，在回火后冷却过程中转变为马氏体或贝氏体（二次淬火）。10.二次硬化：Mo、W、V含量较高的合金钢回火时,硬度不是随回火温度升高单调降低,到某一温度(约400℃)后开始增大,并在更高温度（一般为550℃左右）达到峰值。产生二次硬化原因：（1）当回火温度低于450℃时,钢中析出渗碳体，降低了马氏体中含碳量，硬度降低。在450℃以上渗碳体溶解,钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、W2C、VC等,使硬度升高,称为沉淀硬化。（2）回火时冷

5、却过程中残余奥氏体转变为马氏体的二次淬火也导致硬度升高。11.提高强度,要设法增大位错运动的阻力。金属中的强化机制主要有：固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相（沉淀和弥散）强化。二、碳钢1.①碳钢成分：Fe+C+Si、Mn、P、S；②低碳钢w(C)≤0.25%，中碳钢0.25%0.6%2.S容易和Fe结合形成熔点为989℃的FeS相，使钢在加热过程中产生热脆性；P和Fe结合生成硬脆的Fe3P相，使钢在加热过程中产生冷脆性。1.常用碳钢：普通碳素结构钢：Q215A、Q23

6、5①热处理：常在热轧状态下使用，不再进行热处理。②A级钢含硫、磷量最低。3.优质碳素结构钢：20、45、60①热处理：20钢（齿轮钢）：淬火+低温回火；40钢（轴承钢）：淬火+高温回火；60钢（弹簧钢）：淬火+中温回火4.碳素工具钢：T8、T10、T12①热处理：淬火+低温回火。②碳素工具钢的碳质量分数在0.65%～1.35%之间。③热处理后组织：回火马氏体+粒状渗碳体+残余奥氏体。一、合金钢1.低合金结构钢：Q345(16Mn)、Q420(15MnVN)①热处理：热轧空冷状态（正火态）下使用，不需要进行专

7、门的热处理。2.合金渗碳钢：20Cr、20MnVB、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA①热处理：渗碳后预冷淬火，再低温回火。表面组织：合金渗碳体+回火马氏体（高碳）+少量残余奥氏体，心部组织：回火马氏体（低碳）+屈氏体+少量铁素体。②表面硬度高、耐磨；心部具有高的韧性和足够高的强度；有良好的热处理工艺性能。③加入提高淬透性的合金元素：Cr、Ni、Mn、B等。④加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素：Ti、V、W、Mo等。3.合金调质钢：40Cr、40CrB、40CrNiMo、38CrSi①热处理：淬火+高温回火。

8、②常规热处理后的组织是回火索氏体；表面要求耐磨的零件（如齿轮、主轴），再进行感应加热表面淬火及低温回火，表面组织为回火马氏体，心部组织是回火索氏体。4.合金弹簧钢：65Mn、50CrV、60Si2Mn①热处理：淬火+中温回火。②组织：回火屈氏体。③加入Si、Mn：提高淬透性，同时也提高屈强比。④为了提高弹簧的疲劳寿命，广泛采用喷丸强化处理。5.轴承钢：GCr9、GCr15、GCr15SiMn①热处理：球化退火（对