《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、fcc、hcp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．bcc、fcc晶体的密排面和密排方向。
密排面密排方向
fcc {111<110>
bcc {110<111>
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。
如：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：滑移是通过位错运动进行的。
2．滑移系 =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：α-fe、 γfe、 fe3c、 a、 f、 p、 l’d、 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，⑵注意杠杆的位置和长度，⑶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- fe3c 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：
各组织组成物的形态，②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：⑴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)
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℃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, gcr15simn）
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：⑴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）
⑵模具用钢：
冷作模具钢：c量大于0.90%的工具钢，如：t10a， 9mn2v
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， 如：3cr2w8v， 5crnimo
热处理：淬火＋高温回火。
⑶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 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。
最终热处理、作用及组织。
一般： 低温回火（用于刃具、冷模具、量具等）
淬火 + 中温回火（用于弹簧等）
高温回火（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（ac1/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（ac1/ac3/acm）+ 30℃；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。
1 退火—炉冷；②正火—空冷；③淬火—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20crmnti）。
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），②固溶强化，③弥散强化，④细化晶粒。
所有合金元素都提高回火稳定性。
五、高速钢。
1．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）
1 高温淬火形成高碳高合金度的马氏体
高温加热（w18cr4v 1280℃；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。
2 560℃多次回火时发生二次硬化，原因是：
弥散强化， 回火温度达500℃以上时，从马氏体内析出大量稳定的特殊合金碳化物，弥散分布，使硬度上升， 至560℃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，进一步提高硬度。
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， 如：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：60si2mn
华科工程材料学复习总结 2019
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 fcc hcp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...
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