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1、1 纯金属的晶体结构与组织1.1 纯金属的晶体结构晶体：结构具有周期性和对称性的固体，原子或分子排列规则。晶胞：（理解它的定义，主要是几个词）三种典型晶胞(bcc, fcc, hcp)，晶胞中包含的原子数，原子半径与点阵常数，致密度：PPT上有个重要数据汇总表同素异构转变，晶向晶面（要会认，会画），晶体缺陷：在实际晶体中存在的偏离理想结构的区域。点缺陷：在三维空间各方向上尺寸都很小的缺陷，如空位、间隙原子、异类原子。线缺陷：在两个方向上尺寸很小，而另一个方向尺寸较大的缺陷，主要是位错。面缺陷：在一个方向上尺寸很小，而在另外两个尺寸上尺寸较大的缺陷，如晶界、相界、表面等。孪晶界：金属中晶体两部分
2、沿某一公共面构成镜面对称的位向关系，公共晶面为孪晶面。1.2 纯金属的结晶与组织结晶：物质由液态转变为晶态的过程。过冷：液态金属在理论结晶温度一下开始结晶的现象。过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。均质形核：只靠液态金属本身在一定过冷度下形成晶核。非均质形核：依附于未溶的固态杂质表面而形核，长大方式多为枝晶方式成长。形核率：单位时间内单位体积液体中形成晶核的数量。生长速率：单位时间内晶核生长的线长。变质处理液态金属中加入难溶固体颗粒增加形核率，而细化晶粒的方法。影响形核率和生长速率的因素及机制：受过于简单，过冷度的影响，杂质的影响结果和原因，能增加非均质形核，阻碍原子的迁移，所以才。过冷度
3、和杂质的影响。外来杂质增加形核率同时阻碍晶体生长。2 二元合金的相结构与组织2.1 合金的相结构组元：组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质。相：金属或合金中凡成分相同、结构相同、聚集态相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。固溶体：合金中组元相互溶解而形成的均匀固体。置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格某些结点位置而形成的固溶体。间隙固溶体：溶质原子嵌入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。固溶强化：固溶体中晶格畸变较大，随溶质原子增加，合金强度和硬度提高，塑性和韧性降低。金属间化合物（分类及性质）：金属间化合物可分为正常价化合物、电子化合物和间隙相。金属化合物熔点高、硬度高但很脆，弥散分布的金
4、属间化合物可提高金属强度、硬度和耐磨性，但降低塑性。 2.2 二元合金相图相图（依据PPT中的定义）：用来表示合金系中各合金在缓冷条件下结晶过程的简明图解，又称状态图或平衡图。2.3 二元合金相图的基本类型及相图分析杠杆定律（定义，计算，适用条件，求组织含量、相含量、组织成分和相成分）晶内偏析：溶质原子在液相充分扩散，在故乡内来不及扩散，以致固溶体内先结晶的中心和后结晶的部分成分不同。枝晶偏析：一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象。扩散退火，加热到固相线以下100200长时间保温,以使原子充分扩散、成分均匀，消除枝晶偏析的热处理工艺。共晶体：共晶反应的产物，即两相的机械混合物称为共晶
5、体或共晶组织。2.4 铁碳合金相图默画铁碳相图，能够指出其中的点，线，区域所代表的相和平衡组织，给定合金成分，能够给出其从液态到常温的组织及成分变化，要求会画图2.24，2.25，2.26中所示的三种钢的平衡条件下的固态转变及组织。3 金属的塑性变形与再结晶3.1 金属的变形过程弹性变形：外力去除后能够恢复的变形。塑性变形：外力去除后步能够恢复的变形。滑移：一部分晶体沿着某一晶面和晶向相对于另一部分晶体滑动。滑移面、滑移方向：沿其发生滑移的晶面和晶向分别叫做滑移面和滑移方向。滑移系：一个滑移面和其上的一个滑移方向组成一个滑移系。晶体结构与塑性变形的能力：面心立方晶格好于体心立方晶格好于密排立方
6、晶格。多晶体塑性变形的影响因素及机制：晶界和晶粒位向的影响。（机制。）P40，中间的那个大段，仔细看。3.2 塑性变形对金属组织与性能的影响纤维状组织：金属塑性变形后，内部晶粒会被拉长称谓细条状或纤维状的组织。加工硬化（定义，机制，缺点）：PPT3.2.2变形织构：由于晶粒的转动，当塑性变形达到一定程度时，会使绝大部分晶粒的某一位向与变形方向趋于一致的现象。残余内应力（分类）：PPT3.2.43.3 金属的回复与再结晶回复（定义，机制）：PPT3.3.1去应力退火：回复退火（。）。再结晶（定义，特点）：冷变形组织在加热时重新彻底改变的过程。这个定义不合适，你再找找。特点：也是一个晶核形成和长大
7、的过程，但不是相变过程，再结晶前后新旧晶粒的晶格类型和成分完全相同，没有新相产生，并且由于再结晶后组织的复原，金属的强度硬度下降，塑性。韧性提高，加工硬化消失。再结晶温度（定义，影响因素）：再结晶不是一个恒温过程，它是自某一温度开始，在一个温度范围内连续进行的过程，发生再结晶的最低温度称再结晶温度。影响因素：金属预先变形程度越大，再结晶温度越低金属中的微量杂质或合金元素，尤其是高熔点元素起阻碍扩散和晶界迁移作用，使再结晶温度显著提高提高加热速度会使再结晶推迟到较高温度发生；延长加热时间，使原子充分扩散，再结晶温度降低。3.4 金属的热加工冷加工：在低于再结晶温度下使金属发生塑性变形。热加工对组
8、织性能的影响：热加工可使铸态金属与合金中的气孔焊合，使粗大的树枝晶或柱状晶破碎，从而使组织致密、成分均匀、晶粒细化，力学性能提高。流线：热加工使铸态金属中的非金属夹杂沿变形方向拉长。形成彼此平行的宏观条纹，称作流线。带状组织：在加工亚共析钢时，发现钢中的F和P呈带状分布，这种组织称带状组织。冷热加工的特点和应用场合区别：热加工能量消耗小，但钢材表面易氧化。一般用于截面尺寸大、变形量大、在室温下加工困难的工作。冷加工一般用于截面尺寸小，塑性好、尺寸精度及表面光洁度高的工作。 3.5 金属的断裂断裂分类：按材料断裂前所产生的宏观塑性变形量大小分：韧性断裂、脆性断裂。 按裂纹扩展路径分：穿晶断裂、沿
9、晶断裂。4 评定金属材料在应力、介质作用下的性能指标4.1 金属材料在静载荷作用下的性能指标静载荷：作用于材料的载荷方向与作用时间无关。机械性能：材料在外力作用时抵抗变形和破坏的能力。刚度（定义，公式，分析）：材料受力时抵抗弹性变形的能力。（公式和分析见PPT4.1第三页）弹性极限：开始产生塑性变形的抗力，也可以说。强度（屈服强度，抗拉强度（物理意义）：材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力，包括屈服强度和抗拉强度。屈服时对应的应力叫做屈服轻度或屈服点、屈服极限。材料断裂前所承受的最大应力值称作抗拉强度，其物理意义是：表征材料对最大均匀变形的抗力，也是材料在拉伸条件下所能承受的最大载荷的应力值。
10、屈服现象：拉伸过程中，出现载荷不增加或开始下降，而试样还继续伸长的现象成屈服现象。伸长率，断面收缩率（两个公式。）硬度（三种，缩写）：材料抵抗外来物体嵌入的能力，或抵抗物体表面局部塑性变形的能力。HB（布氏硬度分为HBS和HBW） HR（洛氏硬度） HV（维氏硬度）4.2 金属材料在其他载荷作用下的性能指标冲击韧性：材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。韧脆转变温度：材料的冲击韧性随温度下降而下降，在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降，此温度范围称为韧脆转变温度。疲劳（定义，特点）：材料在低于屈服极限的重复交变应力作用下发生断裂的现象。特点：1.疲劳破坏的应力低，甚至低于弹性极限。2.在交变应力下
11、产生，若干次的交变应力下完成。3.宏观脆性断裂，需用特殊的摊上设备检测。4.局部组织发生变化。5疲劳断口分为两部分。光滑疲劳裂纹扩展区和最后突然断裂区。6.循环应力造成局部塑性变形而引起开裂；拉伸应力促进裂纹扩展。7.疲劳裂纹三阶段：裂纹形成、裂纹扩展和最终失稳扩展。8.在应力对称洗漱相同时，应力振幅越大，断前循环次数少。疲劳极限：当应力低于一定值，应力交变到无数次也不发生疲劳断裂时的应力。4.3 金属的缺口效应与断裂韧性断裂韧性：KIC=YC，一个只和材料本身的成分、组织与结构的常数。4.4 金属的磨损与接触疲劳磨损的分类及机理：相互破坏的零件间产生摩擦，由于表面产生物理、化学及力的作用，导
12、致零件形状和尺寸的变化，从而产生磨损。可分为粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损。接触疲劳及其失效形式和机理：在接触应力长期反复作用下，零件的光滑接触面会产生针状或豆状的凹坑，或大面积的表层压碎的现象称为接触疲劳。 其主要是失效形式：麻点脱落、浅层剥落、硬化层剥落。4.5 应力腐蚀与氢脆应力腐蚀断裂（定义，特点）：由拉伸应力和腐蚀介质联合作用而引起的低应力脆性断裂。特点：1.拉伸应力和腐蚀介质共同作用，其中拉伸应力为外载荷或残余应力。 2腐蚀介质较弱，尤其在没有拉应力存在时，腐蚀很弱；并且不同材料只 对某些介质敏感。 3.合金产生应力腐蚀，纯金属不产生应力腐蚀。氢脆：将由氢的作用所引起的低应力脆断或开
13、裂的现象。5 改善钢的组织与性能的基本途径各种强化方式机制（见PPT）5.1 冶金质量对钢性能的影响杂质（有害的，有益的）：有益Mn和Si；有害S、P、O、N、H。氢脆（白点）：微量的氢会导致钢由于氢含量较多而使钢中出现非常危险的内部裂纹，这种裂纹使断口呈白色斑点状，称之为白点，从而产生“氢脆”。使钢的塑性降低。非金属夹杂对钢性能的影响：与基体弹塑性变形不协调而引起应力集中，脆性夹杂物边缘出现疲劳裂纹，从而降低钢强度，降低钢的使用性能和工艺性能。镇静钢，沸腾钢，半镇静钢（知道它们是根据什么分类的）缩孔，疏松，偏析（理解它们的特点）钢的分类（碳钢，合金钢，结构钢，工具钢，特殊用途钢）PPT5.1
14、.45.2 碳钢的热处理热处理：将钢在固态下以一定的方式进行加热、保温，然后采取合适的方式冷却，让其获得所需要的结构组织和性能的工艺。四把火（定义，目的）表面淬火：将钢件表面层加热到临界点以上温度并急速冷却。化学热处理：将钢件置于一定介质中加热、保温，使介质中活性原子渗入工作表层，以改变表层的化学成分组织，具有某些特殊的机械和物化性能。加热时的组织转变（PPT5.2.1）三种奥氏体晶粒度：起始晶粒度：在奥氏体形成刚结束时，即晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。实际晶粒度：钢在加热时所获得的实际奥氏体晶粒大小。本质晶粒度：钢在一定条件下奥氏体晶粒的长大倾向性。冷却时的组织转变：珠光体，索氏体，屈氏
15、体，贝氏体，马氏体马氏体转变的特点:1.无扩散性。 2.共格位向关系。 3.降温形成。 4.高速长大。 5.转变不完全。有点过于简单，要理解小标题内的内容马氏体的形态（特征，分类）马氏体的性能特征：高硬度淬硬性：淬火后马氏体组织所能达到的最高硬度值。C曲线的意义 PPT5.2.2淬透性：钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。淬硬层深度：由工件表层到半马氏体区的深度。淬火临界直径：圆柱钢棒在规定的淬火介质中能全部淬透的最大直径。合金元素对淬透性的影响：多数合金元素都使钢的淬透性提高。回火时的组织转变：淬火碳钢在回火时所发生的四个转变（PPT5.2.4，还有课本上的几个图）第一类回火脆：淬火钢的韧性并不总是随温度升高而提高。在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的脆化现象叫做回火脆性，由于这种脆性生成后不能消除，也
