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1、工程材料学总结第一部分：晶体结构与塑性变形一、三种典型的金属晶体结构1. bcc、fee、hep的晶胞结构、内含原子数，致密度、配位数。2. 立方晶系的晶向指数uvw、晶面指数（hkl）的求法和画法。3. 晶向族/晶面族的意义（原子排列规律相同但方向不同的一组晶向/晶面，指数的数字相同而符号、顺序不同），会写出每一晶向族/晶面族包 括的全部晶向/晶面。4. bee、fee晶体的密排面和密排方向。密排面密排方向fee 111bee 110二、晶体缺陷1. 点缺陷、线缺陷、面缺陷包括那些具体的晶体缺陷。女口：位错是线缺陷，晶界（包括亚晶界）是面缺陷 三、塑性变形与再结晶1.滑移的本质：滑移是通过位
2、错运动进行的。2 .滑移系二滑移面+其上的一个滑移方向。滑移面与滑移方向就是晶体的密排面和密排方向。3. 强化金属的原理及主要途径：阻碍位错运动，使滑移进行困难，提高了金属强度。主要途径是细晶强化（晶界阻碍）、固溶强化（溶质原子阻碍）、弥散强化（析 出相质点阻碍）、加工硬化（因塑变位错密度增加产生阻碍）等。4. 冷塑性变形后金属加热时组织性能的变化过程：回复-再结晶-晶粒长大。性能变化：回复：不引起硬度大的变化；再结晶：硬度大幅度降低组织结构变化：回复：再结晶：5冷、热加工的概念冷加工 ：在再结晶温度 以下进行的加工变形， 产生纤维组织和加工硬化 、内应 力。热加工 ：在再结晶温度 以上进行的
3、加工变形， 同时进行再结晶， 产生等轴晶粒， 加工硬化、内应力全消失 。6加工应使流线合理分布，提高零件的使用寿命。第二部分：金属与合金的结晶与相图一、纯金属的结晶 1为什么结晶必须要过冷度？ 热力学驱动力 2结晶是 晶核形成 和晶核长大 的过程。形核： 均匀形核、非均匀形核长大： 柱状晶长大、树枝晶长大、等轴晶长 大3细化晶粒有哪些主要方法？ （哪三种方法 ）二、二元合金的相结构与相图1固溶体 和金属化合物 的区别。（以下哪一些是固溶体， 哪一些是金属间化合 物：a -Fe、 y-Fe、Fe3CA、F、 P、 Ld、S、T、 B 上、B下、M片、M条？）2匀晶相图 在两相区内结晶时两相的 成
4、分、相对量 怎样变化？ 熟练掌握用 杠杆定律 计算的步骤：将所求材料一分为二，注意杠杆的位置和长度，正确列出关系式。3. 共晶（析）相图 熟悉共晶（析）相图的 基本形式（水平线、一变二）。 会区分共晶（析）体、先共晶（析）相、次生相（二次相）。注意：共晶成分与共晶反应成分范围的区别共晶成分具有最好的铸造性能 会在相图中填写组织（或相），掌握不同合金在室温时的平衡组织,会熟练应用杠杆定律计算相组成物和组织组成物的相对量（重点）。三、Fe- FesC相图（重点）1默绘相图并牢记 共晶转变和共析转变 的温度与各相成分。2. 掌握各类合金平衡结晶过程与室温时的平衡组织， 会画符合要求的平衡组织示意图：
5、 各组织组成物的形态，在相图上标注各组织（或相）组成物。3. 会用杠杆定律计算相组成物和组织组成物的相对量 。第三部分：各类材料与钢铁热处理（重点）一、各类材料的牌号、热处理和用途1. 会根据牌号确定钢的化学成分（碳及合金元素的含量范围）。结构钢钢号特征： 前二位数字（万分比）普通碳素结构钢（如Q235等）、普通低合金钢（如 Q345等）包括：工程构件用钢：含碳量小于0.20%。热处理：热轧空冷后（相当于正火）直接使用机器零件用钢：按含碳量区分，由低到高是渗碳钢（0.10 - 0.25%）（碳素钢：15, 20, 合金钢：20Cr, 20CrMnTi, 20CrMnMo,18Cr2Ni4WA）
6、热处理：表面渗碳+淬火+低温回火组织：外表面，中部，心部用途：齿轮调质钢（0.35 - 0.50%）（碳素钢：40, 45;合金钢：40Cr, 35CrMo, 40CrNiMo）、热处理：调质处理，即淬火+高温回火 组织：S回用途：轴，弹簧钢（0.50 - 0.90%）（碳素钢：0.6-0.9%, 70,）（合金钢：0.5-0.7%, 65Mn（小）,55Si2Mn ， 60Si2Mn （中）,50CrVA （大） 热处理：（热成型）淬火+中温回火，组织：T回（冷成型）A化，然后在500-550 C等温， 组织：索氏体用途：汽车板簧滚动轴承钢（约1.0%）（合金钢：GCr15, GCr15Si
7、Mn）热处理：淬火+低温回火+冷处理组织：M回+弥散碳化物用途：轴承 工具钢钢号特征：前一位或无数字（千分比）例如：碳素工具钢（T+数字，T:碳的汉语拼音，数字：C含量千分比），合金钢：如高速钢包括：刃具用钢：碳素工具钢：C:0.65-1.25%;T7（A） T12（A）热处理：水（油淬）+低温回火低合金刃具钢：C=0.75-1.25%, 8MnSi, 9SiCr热处理：油淬+低温回火高速钢：C:0.7-1.9%, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2（C 1.0 %）热处理：高温（油）淬火+多次高温回火 （重点） 模具用钢：冷作模具钢：C量大于0.90%的工具钢，女口 ： T10A 9Mn
8、2V热处理：低淬低回（低合金含量），or 高淬高回（高合金含量）热作模具钢：C:0.30 - 0.60% 的工具钢，女口： 3Cr2W8V 5CrNiMo 热处理：淬火+高温回火量具用钢：C:0.9-1.5%,碳素工具钢：T10A, T12A热处理：水（油淬）+低温回火低合金工具钢：9SiCr, GCr15 ,热处理：淬火（油）+冷处理+低温回火 不锈钢钢：Cr 含量13%, 如: 1Cr18Ni9Ti （A型），3Cr13 （M型）,1Cr17（F 型），A型不锈钢热处理工艺：固溶热处理（固溶强化）2.钢的热处理工序及应用预先热处理及作用：完全退火（用于亚共析钢，用于组织均匀化，Ac3+30
9、 C）球化退火（用于共析钢、过共析钢,Ac1+30 C ）正火（过共析钢中消除网状二次碳化物，低碳亚共析钢中代替完全退火,Ac3（ACcm）+30 C）;作用：调整力学性能，便于加工淬火+低温回火 中温回火 高温回火最终热处理、作用及组织 （用于刃具、冷模具、量具等）（用于弹簧等）（即调质，用于轴类等）特殊：结构件用钢：不淬火，在热轧或正火（空冷）状态使用;渗碳钢：先渗碳，再淬火+低温回火。3. 铸铁、有色金属材料的分类要求掌握铸铁的分类并认识牌号（HT QT KT等）了解铸铁中石墨形态（几种形态？）对铸铁性能的影响 要求认识铝合金、铜合金、钛合金的类型和 强化途径。铝合金的强化：时效强化（变
10、形铝合金）4. 材料力学性能各指标的符号、名称。二、热处理原理1 .钢加热到临界点（Aci/Ac3/Acm）以上形成奥氏体，应控制加热温度和保温时 间以避免晶粒长大。2. 熟悉共析钢的TTT曲线（为什么存在鼻子点）。3 .熟悉P、S、T、B上、B下、M片、M条的获得及形态。所有相转变都包括形核 与长大。4. M的性能：硬度决定于马氏体内含碳量，韧性决定于马氏体的粗细及形态。5. TTT曲线的应用：冷却方式 画冷却曲线 所得组织6. 回火形成粒状组织 M回、T回、S回（T回、S回与片状组织T、S无关）。三、热处理工艺1. 会确定加热温度 退火、正火、淬火：碳钢：临界点（Aci/Ac3/Acm +
11、 30 C；合金钢原则相同，但温度较高。 回火：低温回火，中温回火，高温回火（用于淬火后的热处理）2. 冷却方式与目的退火一炉冷；正火一空冷；淬火一单液淬火，水淬油冷，分级淬火（减 小内应力），等温淬火（获得B下）3. 淬透性与淬硬性的区别淬透性：钢淬火获得M多少的能力，决定于C曲线左右的位置。淬硬性：钢淬火获得M的硬度高低，决定于M内的含碳量。故高碳钢的淬硬性 好而淬透性不好，低碳合金钢的淬透性好而淬硬性不够（如20Cr Mn Ti）。四、要求会定性分析合金元素在钢中主要作用的原因。 提高淬透性（主要取决于合金元素），固溶强化，弥散强化，细化晶 粒所有合金元素都提高回火稳定性。五、高速钢1.
12、 莱氏体钢的锻造：莱氏体钢内存在不均匀分布的粗大共晶碳化物 ，严重 降低钢的性能，不能用热处理方法消除，必须进行反复多向的锻造击碎之，使 之分布均匀，改善组织性能。高速钢及Cr12型钢都是莱氏体钢。2. 为获得高速钢的红硬性，其热处理工艺应当：（重点） 高温淬火形成高碳高合金度的马氏体高温加热（W18Cr4V 1280C; W6Mo5Cr4V2 1220 ）使大量碳化物溶入奥氏体， 形成高碳高合金度的奥氏体，经淬火形成高碳高合金度的马氏体+大量残余奥氏体+未溶碳化物，为二次硬化作准备。 560C多次回火时发生二次硬化，原因是：弥散强化，回火温度达500C以上时，从马氏体内析出大量稳定的特殊合金
13、 碳化物，弥散分布，使硬度上升，至560C硬度达到峰值。二次硬化，在回火冷却时发生A，向M回转变，也使硬度上升。多次回火可 继续降低残余奥氏体量，进一步提咼硬度。最终组织：回火马氏体+少量残余奥氏体+碳化物六、 典型零件的选材、热处理及工艺路线（综合应用）1、 选材原则：力学性能；工艺性能；经济性；（轻型、高寿命）2. 轴类零件：调质钢，女口： 40, 40Cr等热处理：调质（即 淬火+高温回火）。（S 回）弹簧零件：弹簧钢。如：60Si2 Mn热处理：淬火+中温回火。（T回）机床齿轮：调质钢，女口： 40, 40Cr热处理：调质 表面淬火 （高频）+低温回火。汽车、拖拉机变速箱齿轮：渗碳钢，女口： 20Cr或20CrMnTi热处理： 渗碳 + 淬火 + 低温回火2. 般工艺路线：锻（铸）造成形f预先（备）热处理f粗加工f最终热处理f精加工七、陶瓷材料与高分子材料1. 陶瓷材料怎样分类，其制备的主要工序是什么？2. 什么是陶瓷材料的晶体相、玻璃相、气相？3. 陶瓷材料的键型：离子键、共价键4. 什么是高分子材料的 单体 、链节，大分子链？4. 什么是 热塑性高聚物、热固性高聚物 ？它们与高分子材料大分子链的结构有何关系？6. 高分子材料的三种态： 玻璃态，高弹态，粘流态 。第四部分：金相实验技术了解制备金相试样的基本步骤 及金相显微镜的基本使用方法。
