工程材料復(fù)習(xí)課核心內(nèi)容材料的成分、制備工藝、組織和性能之間的關(guān)系

性能（力學(xué)、物理、化學(xué)、加工、經(jīng)濟等性能）取決于成分與組織熱處理

改變組織所需性能第一章金屬材料的力學(xué)性能

金屬材料的性能是指用來表征材料在給定外界條件下的行為參量，包括使用性能和工藝性能。使用性能：是指金屬材料在使用條件下所表現(xiàn)出來的性能。工藝性能：是指制造工藝過程中材料適應(yīng)加工的性能

如：鑄造性、鍛造性、焊接性、切削加工性熱處理工藝性

如：力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能分析拉伸實驗：oe彈性變形階段csd屈服階段db強化階段bk縮頸階段k試樣斷裂屈服極限σs（屈服強度或屈服點）金屬材料開始發(fā)生明顯塑性變形的抗力。條件屈服強度σ0.2

規(guī)定殘余伸長率為0.2%時的應(yīng)力值。(△L=0.2%LO)

用于無屈服點的中高碳鋼，脆性材料：灰口鑄鐵。四、塑性

（一）伸長率（斷后伸長率）（二）斷面收縮率布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度沖擊韌性（Ak或ak）

斷裂韌度疲勞強度第二章

金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容：晶體和點陣的概念三種常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)及特征參數(shù)：

體心立方、面心立方、密排立方

單胞原子數(shù)、致密度晶體的描述

晶向指數(shù)和晶面指數(shù)晶體缺陷

點缺陷、線缺陷、面缺陷圖2-11確定立方晶格晶面指數(shù)的示意圖（一）晶面指數(shù)確定晶面指數(shù)的方法：1.設(shè)坐標(biāo)2.求截距3.取倒數(shù)4.化整數(shù)5.列括號（二）晶向指數(shù)確定晶向指數(shù)的方法：1.設(shè)坐標(biāo)2.求坐標(biāo)值3.化整數(shù)4.列括號圖2-13立方晶體中幾個晶向及晶向指數(shù)合金中有兩類基本相

——

固溶體和化合物固溶體的分類：（1）間隙固溶體：溶質(zhì)原子處于溶劑晶格各結(jié)點間的空隙中。（2）置換固溶體：溶質(zhì)原子代替一部分溶劑原子，占據(jù)著溶劑晶格中的某些結(jié)點位置。（一）固溶體合金在固態(tài)下，組元間仍能相互溶解而形成的均勻相。圖2-14固溶體結(jié)構(gòu)示意圖a）間隙固溶體b）置換固溶體圖2-15固溶體中的晶格畸變示意圖a）間隙固溶體b）置換固溶體（2）固溶體的性能由于溶質(zhì)原子的溶入，使固溶體的晶格發(fā)生畸變，變形抗力增大，使金屬的強度硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強化。當(dāng)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)適當(dāng)時，固溶體不僅有著較純金屬高的強度和硬度，而且有著好的塑性和韌性。

固溶強化形成固溶體使金屬強度和硬度提高的現(xiàn)象正常晶格晶格畸變2、金屬化合物金屬化合物是合金組元間發(fā)生相互作用而生成的一種新相，其晶格類型和性能不同于其中任一組元，因此性能也不同于組元。（1）金屬化合物的分類

1）正常價化合物

——這類金屬化合物通常由金屬元素與周期表中第IV、V、Ⅵ族的元素組成的。例如MgS、MnS、Mg2Si等，其分子式符合原子價規(guī)律，并且成分是固定不變的。

2)電子化合物——這類金屬化合物是按一定電子濃度組成的具有一定晶格類型的化合物。

電子濃度C為化合物中的價電子數(shù)與原子數(shù)之間的比值，即：

C電=價電子數(shù)/原子數(shù)

3)

間隙化合物

——間隙化合物一般是由原子直徑較大的過渡族金屬元素（Fe、Cr、Mo、W、V等）與原子直徑較小的非金屬元素（H、C、N、B等）組成。

間隙化合物桑中分為兩類，一類是具有簡單晶格形式的間隙化合物。如VC、WC、TIC等。另一類是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物，如Fe3C、Cr23C6、Cr7C3、Fe4W2C等。

VC的晶體結(jié)構(gòu)Fe3C的晶體結(jié)構(gòu)Fe3C是鐵碳合金中的一種重要間隙化合物，其碳原子與鐵原子的半徑之比為0.63。

（2）金屬化合物的性能金屬化合物的熔點一般較高，具有較高硬度，但脆性較大。當(dāng)它呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時，將使合金的強度、硬度及耐磨性明顯提高，這一現(xiàn)象稱為彌散強化。因此，金屬化合物在合金中作為強化相存在，它是許多合金鋼、有色金屬和硬質(zhì)合金的重要組成相。實際金屬晶體結(jié)構(gòu)特點：單晶體：晶體內(nèi)部的晶格方位完全一致，這晶體稱為單晶體。如單晶Si半導(dǎo)體。多晶體：許多位向不同的晶粒組成的晶體晶粒：外形不規(guī)則的顆粒晶粒尺寸很?。ㄒ话?mm-1um）晶界：晶粒與晶粒之間的界面晶粒（單晶體）點缺陷：空位、間隙原子、異類原子線缺陷：位錯面缺陷：晶界、亞晶界、相界第三章金屬與合金的結(jié)晶主要內(nèi)容：

金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件金屬結(jié)晶的一般過程

晶核形成與長大

晶粒大小的控制

合晶的結(jié)晶

目的：控制：晶粒形狀、大小和分布提高：力學(xué)性能（強度、塑性、韌性）和工藝性能（切削加工等）

純金屬液體在無限緩慢的冷卻條件下（即平衡條件下）結(jié)晶的溫度，稱為理論結(jié)晶溫度，用T0表示，如圖3-3a所示。

但在實際生產(chǎn)中，液態(tài)金屬將在理論結(jié)晶溫度以下某一溫度Tn才開始結(jié)晶，如圖3-3b所示。

金屬的實際結(jié)晶溫度Tn低于理論結(jié)晶溫度T0的現(xiàn)象，稱為過冷現(xiàn)象。

理論與實際結(jié)晶溫度的差ΔT，為過冷度，過冷度ΔT＝T0－Tn。

圖3-3純金屬的冷卻曲線三、金屬結(jié)晶后的晶粒大小

金屬晶粒的大小可以用單位體積內(nèi)晶粒的數(shù)目來表示。數(shù)目越多，晶體越小。實驗表明，晶粒大小對金屬的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能均有很大的影響。如金屬的強度、硬度、塑性和韌性等都隨晶粒細(xì)化而提高。結(jié)晶后晶粒大小與形核率N和晶核的長大速率G兩個因素有關(guān)。圖3-7形核率N和長大速率G與過冷度ΔT的關(guān)系工業(yè)生產(chǎn)中，為了細(xì)化鑄件的晶粒，以改善其性能，常采用以下方法：

（一）增加過冷度

但對于大鑄錠或大鑄件，要獲得大的過冷度不易辦到，更不易使整個體積均勻冷卻，冷卻速度過大往往導(dǎo)致鑄件開裂而報廢。（二）變質(zhì)處理

在液態(tài)金屬結(jié)晶前，介入一些細(xì)小的編變質(zhì)劑。（三）附加振動

金屬結(jié)晶時，如對液態(tài)金屬加機械振動、超聲波振動、電磁振動等。圖3-8純鐵的冷卻曲線四、金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變

金屬在固態(tài)下隨溫度的改變，由一種晶格變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象，稱為金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變。由同素異晶轉(zhuǎn)變所得到的不同晶格的晶體，稱為同素異晶體。

圖3-8為純鐵的冷卻曲線?？芍冭F能夠發(fā)生同素異晶轉(zhuǎn)變。圖3-12Cu—Ni合金相圖及結(jié)晶過程分析二、二元勻晶相圖

凡是在二元合金系中，兩組元在液態(tài)和固態(tài)下以任何比例均可相互溶解，即在固態(tài)下能形成無限固溶體時，其相圖屬勻晶相圖。以Cu—Ni合金相圖為例，對勻晶相圖進行分析。（一）相圖分析

線：

液相線、固相線區(qū)：

液相（L）區(qū)、固相（a）區(qū)、液固兩相共存（L+a）區(qū)液相線固相線液相（L）區(qū)固相（a）區(qū)固液相（L+a）兩區(qū)（二）杠桿定律

杠桿定律就是確定兩相區(qū)內(nèi)兩個組成相（平衡相）以及相的成分和相的相對量的重要法則。

圖3-13杠桿定律示意圖a）相圖中的杠桿定律b）杠桿定律的力學(xué)比喻2、兩平衡相相對量的確定

1.確定兩平衡相的成分：x1、x2以成分為支點，遠(yuǎn)離該相的線段代表該相。整個線段為總重量。如ab代表總重量，ca和cb分別帶到a相和L相一、相圖分析

L單相區(qū)α單相區(qū)α+β雙相區(qū)L+α雙相區(qū)L+β雙相區(qū)L+α+β三相共存區(qū)(MEN水平線)β單相區(qū)一個三相區(qū)(L+α+β,水平線MEN)三個雙相區(qū)(L+α、α+β、L+β)區(qū)：三個單相區(qū)

(L、α、β)

共晶線MEN

溶解度曲線MF、NG

固相線AMENB線：液相線AEB點：E--共晶點

共晶相圖：凡是二元合金系中兩組元在液態(tài)能完全互溶，而在固態(tài)互相有限溶解，并發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變的相圖。三、二元共晶相圖組織組成物：顯微組織中能清楚區(qū)分，組成顯微組織的獨立部分α固溶體LL+α固溶體L+β固溶體β固溶體α+βⅡα+(α+β)+βⅡβ+(α+β)+αⅡ組織組成物標(biāo)注的相圖第四章鐵碳合金相圖L+L+Fe3C+Fe3C+Fe3C

L0.77AGQ727

C4.32.111148

CFe06.69Fe3CTemperature(C)Temperature(C)C,wt%1538

C912

CPSKECFD三相區(qū)2個：兩條水平線

兩相區(qū)5個：L+γ、L+Fe3C、γ+α、γ+Fe3C、α+Fe3C

+單相區(qū)4個：

γ、α、L、Fe3C

Fe-Fe3C相圖分析

相圖的液相線是ACD,固相線是AECF

具有三種恒溫轉(zhuǎn)變的相圖●PQ線：C在α中的溶解度曲線。冷卻時，從α析出Fe3CⅢ的開始線或加熱時，F(xiàn)e3CⅢ溶入α中的終了線。2）特征曲線（3條斜線）●

GS線（又稱A3線）：冷卻時，從γ析出α的開始線，或加熱時α溶入γ中的終了線。●

ES線（又稱Acm線）：C在γ中的溶解度曲線。冷卻時，從γ析出Fe3CⅡ的開始線或加熱時，F(xiàn)e3CⅡ溶入γ中的終了線。727C

912CP0.77SKGQE具有三種恒溫轉(zhuǎn)變的相圖Fe-Fe3C相圖的分析小結(jié)：

五個重要的成份點:P、S、E、C、K。

五條重要的線:GS、ES、PQ、ECF、PSK。

兩個重要轉(zhuǎn)變:共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變。

二個重要溫度:1148℃、727℃。

Fe06.69Fe3CTemperature(C)Temperature(C)PSK0.77727

CECF4.32.111148

CANGQDC,wt%

LL+L+Fe3C++Fe3C+Fe3C用相組成物標(biāo)注

Fe06.69Fe3CTemperature(C)Temperature(C)PSK0.77727

CECF4.32.111148

CANGQDC,wt%

LL+L+Fe3CⅠ+Ld+Fe3CⅠLd+Fe3CⅠ+Ld+Fe3CⅡP+Ld+Fe3CⅡPLdLdP++Fe3CⅡP+Fe3CⅡ+Fe3CⅢ用組織組成物標(biāo)注亞共析鋼的結(jié)晶過程L→L+γ→γ→α+γ→P（α+Fe3C）+α亞共析鋼結(jié)晶過程示意圖Temperature(C)ANGQ1234Fe

0PSC0.77E2.11JB亞共析鋼的室溫組織均由(先共析)鐵素體和珠光體組成。鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，則組織中的珠光體量越多。杠桿定律的應(yīng)用1.典型合金室溫下的組織組成物和相組成物的計算（1）0.4%C鋼：●組織組成物(α+P)

WP=1-49.5%=51.5%●相組成物（α

+Fe3C）

WFe3C=1-94.3%=5.7%含碳量對力學(xué)性能的影響

1.鋼2.白口鐵含碳量對鋼性能的影響C%↑,Fe3C%↑，σb↑*，HB↑，ψ↓，ak↓。*σb出現(xiàn)極大值，原因：∵C%↑,P↑，σb↑；但Fe3CⅡ呈網(wǎng)狀,連成網(wǎng)后，脆斷，σb↓。

∴鋼的含碳量一般﹤1.3%。Fe3C%↑，作基體，HB↑，ψ↓，ak↓，脆，應(yīng)用不廣泛。第五章

鋼的熱處理解決四個問題：什么是熱處理（what）為什么要熱處理（why）熱處理的原理（Mechanism）如何熱處理（how）一、什么是熱處理？

熱處理是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要性能的一種工藝。

熱處理區(qū)別與其他加工工藝如鑄造、壓力加工等的特點是通過改變工件的組織來改變性能，而不改變其形狀。二、為什么要熱處理優(yōu)化或調(diào)整性能工藝目的：消除前工序產(chǎn)生的缺陷，為后工序的順利進行創(chuàng)造條件使用目的：發(fā)揮材料的潛力，賦予工件所需的最終使用性能。經(jīng)濟目的：降低成本例：W18Cr4V車刀：鍛造—預(yù)先熱處理（退火）—機加工—最終熱處理（1270℃加熱淬火+560℃回火三次）—磨光熱處理為什么能改變性能？材料的性能主要取決于材料的成分和組織結(jié)構(gòu)

熱處理能改變它們普通熱處理：改變組織結(jié)構(gòu)前提：必須有固態(tài)相變發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變化學(xué)熱處理：改變化學(xué)成分處理過程中設(shè)法引入所需的元素2.奧氏體晶粒大小的影響因素（1）加熱溫度和保溫時間加熱溫度高、保溫時間長，γ晶粒粗大

（2）加熱速度速度越快，過熱度越大，形核率越高，晶粒越細(xì)。

（3）化學(xué)成分含碳量：一定范圍內(nèi)，γ晶粒長大傾向隨C%↑而增大。合金元素：除Mn和P外，都不同程度地阻礙γ晶粒長大。

阻礙奧氏體晶粒長大的元素：Ti、V、Nb、Zr、W、Mo、Cr、Al等碳化物和氮化物形成元素C曲線的分析線：過冷γ轉(zhuǎn)變開始線

過冷γ轉(zhuǎn)變終了線

Ms（M轉(zhuǎn)變開始溫度）

Mf（M轉(zhuǎn)變終了溫度）線區(qū)：過冷γ區(qū)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)過渡區(qū)（過冷γ與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物共存區(qū)）按轉(zhuǎn)變產(chǎn)物分區(qū)：A1~“鼻尖”之間為珠光體型轉(zhuǎn)變“鼻尖”~Ms之間為貝氏體型轉(zhuǎn)變Ms~Mf之間為馬氏體孕育期↑，過冷奧氏體穩(wěn)定性↑，轉(zhuǎn)變期↑鼻尖影響C曲線的因素⑴成分的影響①含碳量的影響：正常加熱條件下：亞共析鋼C%↑，C曲線右移；過共析鋼C%↑，C曲線左移；合金元素的影響

除鈷以外，所有溶于γ的合金元素都使過冷γ穩(wěn)定性二、過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能隨過冷度不同，過冷奧氏體將發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變?nèi)N類型轉(zhuǎn)變。二、過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變（一）共析碳鋼過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線的建立圖5-20共析鋼過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線建立示意圖過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線常用膨脹法測定，如圖5-20所示。1、只有C曲線的上半部分，沒有貝氏體轉(zhuǎn)變2、Ps是珠光體的開始線，Pf是珠光體的終了線，AB是珠光體轉(zhuǎn)變的中止線3、vc馬氏體臨界冷卻速度4、隨著冷卻速度的增加，轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間逐漸移向低溫，并隨之加寬，而轉(zhuǎn)變時間則縮短。5、可獲得混合組織一、退火將鋼加熱到臨界點以上或以下，保溫后緩冷，獲得以P為主的組織。退火的種類很多，常用的有完全退火、等溫退火、球化退火、擴散退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火。⑶球化退火主要用于共析鋼和過共析鋼（獲得P球-α基體上彌散分布著粒狀Fe3C）目的：降低硬度，改善切削加工性，并為淬火做組織準(zhǔn)備。加熱溫度Ac1+10-20℃，充分保溫使Fe3CⅡ球化，然后隨爐冷通Ar1,或在略低于Ar1等溫，細(xì)小Fe3CⅡ顆粒成為P相變晶核→P球，之后再出爐空冷。對嚴(yán)重網(wǎng)狀Fe3CⅡ的鋼，球化退火前，應(yīng)先正火，以消除網(wǎng)狀，便于球化球狀珠光體T10鋼球化退火工藝曲線4.擴散退火（均勻化退火）消除成分偏析。主要用于高合金鋼的鋼錠和鑄件略低于固相線溫度（1050~1150℃）加熱，長時間保溫（10~20小時）后緩冷。5.去應(yīng)力退火消除工件在鑄、鍛、焊和切削加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形。＜Ac1（500~600℃）加熱，保溫后緩冷至300~200℃出爐后空冷。無組織變化。二、正火正火是將亞共析鋼加熱到Ac3+30~50℃，共析鋼加熱Ac1+30~50℃，過共析鋼加熱到Accm+30~50℃，保溫后空冷的工藝。

正火比退火冷卻速度大。1、正火后的組織：

●<0.6%C時組織少量F+S●

0.6%C時組織S正火溫度2、正火的目的⑴對于低、中碳鋼(≤0.6C%)，目的與退火的相同。⑵對于過共析鋼，用于消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備。⑶普通件最終熱處理。鋼的淬火

將鋼加熱到Ac3（Ac1）+30~50℃，保溫后以大于Vk速度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。

淬火的目的：

獲得馬氏體組織，提高鋼的性能。與回火配合，賦予工件最終使用性能。淬火+低溫回火：高硬度、高耐磨性；淬火+中溫回火：高彈性；淬火+高溫回火：良好的綜合力學(xué)性能。2.影響淬透性的因素

鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度Vk，Vk越小，淬透性越高。而Vk取決于C曲線的位置，C曲線越靠右，Vk越小。因而凡是影響C曲線的因素都是影響淬透性的因素。

影響Vk的基本因素是鋼的化學(xué)成分和奧氏體化條件。

（1）化學(xué)成分

除Co外，凡溶入奧氏體的合金元素都使鋼的淬透性提高正常加熱條件下：合金鋼＞碳鋼。（Me對J起主要作用）碳鋼中，亞共析鋼：C%↑，J↑過共析鋼：C%↑，J↓所以淬透性最好的碳鋼是共析鋼

（2）奧氏體化條件的影響

A化溫度↑，保溫時間↓，A晶粒越粗大、成分越均勻，過冷A越穩(wěn)定，C曲線右移，Vk↓，J↑3.淬透性J與淬硬層深度δ的關(guān)系J是鋼的屬性之一，主要受內(nèi)因影響；δ除與鋼的J有關(guān)外還受外界因素影響a：在其他條件（如工件尺寸、淬火介質(zhì)）相同時J↑的鋼δ↑b：工件尺寸↓，淬火介質(zhì)冷卻速度↑（心部冷卻速度↑）δ↑不同冷卻條件下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物(共析鋼)等溫退火P退火(爐冷)正火(空冷)S(油冷)T+M+A’等溫淬火B(yǎng)下M+A’分級淬火M+A’淬火(水冷)A1MSMf時間溫度淬火PP均勻A細(xì)A？？？一、淬火鋼在回火時的轉(zhuǎn)變1.回火時的組織轉(zhuǎn)變（四個階段）（1）馬氏體分解（100~350℃）＜100℃：鋼的組織基本無變化。100~200℃：過飽和M析出ε碳化物（FexC），過飽和度↓組織：“M回”（極細(xì)片狀ε分布在M基體上）金相顯微鏡：M回黑色，A'白色到350℃：α的C%接近平衡，但保留M形態(tài)（2）殘余奧氏體的分解（200~300℃）因為M分解，C/α↓，減輕了對A'的壓應(yīng)力，A'分解為ε碳化物和過飽和α相，即M回（3）ε碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3C（300~400℃）ε碳化物→Fe3C，M中的過飽和碳也可以Fe3C形式繼續(xù)析出。到350℃左右，M的C%基本上降到α平衡成分，內(nèi)應(yīng)力大量消除。

組織為“T回”：M形態(tài)的α基體上分布著細(xì)粒狀Fe3C。（4）細(xì)粒狀Fe3C聚集長大及α相的再結(jié)晶（＞400℃）

α開始發(fā)生再結(jié)晶，由針片狀轉(zhuǎn)變?yōu)槎噙呅巍?/p>

組織為“S回”：多邊形α+粒狀Fe3C1、低溫回火脆性（第一類回火脆性）250~350℃沿馬氏體晶界析出碳化物的薄片。目前尚無有效辦法完全消除。2.高溫回火脆性（第二類、可逆回火脆性）500~650℃發(fā)生在含Cr、Ni、Si、Mn等合金鋼中，在此溫度長時間保溫或慢冷時發(fā)生。消除或抑制方法：①回火后快冷；②加入W(約1%)、Mo（約5%）等Me

表面淬火是指在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織的情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化后進行淬火以強化零件表面的熱處理方法。

鋼的表面淬火表面淬火目的：①使表面具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限;②心部在保持一定的強度、硬度的條件下，具有足夠的塑性和韌性。即表硬里韌。適用于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件。第六章金屬的塑性變形與再結(jié)晶

金屬的塑性變形一、單晶體的塑性變形—滑移、孿生（1）纖維組織：

金屬經(jīng)塑性變形后晶粒沿變形方向拉長、壓扁，當(dāng)變形量↑↑時,成細(xì)條狀或纖維狀——性能具有明顯的方向性

二、塑性變形對組織和性能的影響

1、晶粒變形全部新晶粒新形成的小晶粒殘留的變形晶粒變形晶粒原晶粒亞結(jié)構(gòu)直徑：10-2cm→10-4～10-6cm

→位錯密度↑

（2）亞結(jié)構(gòu)細(xì)化、位錯密度增加金屬冷加工后的亞結(jié)構(gòu)示意圖5%冷變形純鋁中的位錯網(wǎng)加工硬化：塑性變形程度↑，強度、硬度↑，塑性、韌性↓意義：

1.使壓力加工制品截面均勻；

2.提高金屬強度、硬度和耐磨性。

——不能熱處理強化的純金屬和某些合金

3.不利于繼續(xù)變形—須用再結(jié)晶退火消除之。

產(chǎn)生原因：

位錯運動、互相交割→塞積、割階、固定、纏結(jié)等→

阻礙位錯進一步運動→變形抗力↑2、產(chǎn)生加工硬化

四回復(fù)與再結(jié)晶

經(jīng)過塑性變形的金屬，其組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，即晶格畸變嚴(yán)重，位錯密度增加，晶粒碎化，并因金屬各部分變形不均勻，引起金屬內(nèi)部殘留內(nèi)應(yīng)力，這都使金屬處于不穩(wěn)定狀態(tài)，使它具有恢復(fù)到原來穩(wěn)定狀態(tài)的自發(fā)趨勢。

在常溫下，由于金屬原子的活動能力很弱，這種恢復(fù)過程很難進行。如對塑性變形的金屬進行加熱，則因原子活動能力增強，就會發(fā)生，一系列組織與性能的變化。隨著加熱溫度的升高，這種變化過程可分為回復(fù)、再結(jié)晶及晶粒長大三個階段。

溫度↑，保溫時間↑→

回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大變形金屬在加熱時組織與性能變化示意圖第七章鋼按使用特性分類二、合金元素對Fe-Fe3C相圖的影響1、對奧氏體相區(qū)的影響（1）擴大γ區(qū)A1↓、A3↓、A4(NJ)↑，S點、E點向左下方移。Ni、Mn等作用顯著，當(dāng)Ni>9%或Mn>13%時，S點降到0℃以下，室溫下為單相奧氏體組織，稱奧氏體鋼，如：1Cr18Ni9Ti、Mn13。2、對E點和S點位置的影響所有合金元素均使E點和S點左移，即這兩點的含碳量下降，使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)過共析組織(如4Cr13）或共晶組織（如W18Cr4V）（2）縮小γ區(qū)?A1↑、A3↑、A4(NJ)↓，S點、E點向左上方移。?Cr等作用顯著，當(dāng)Cr>13%時，奧氏體相區(qū)消失，室溫下為單相鐵素體組織，稱鐵素體鋼，如：Cr171、對加熱轉(zhuǎn)變的影響

對奧氏體化影響：除Ni、Co外，Me都減緩奧氏體化過程

對奧氏體晶粒長大影響：Ti、V、W、Mo等阻礙奧氏體晶粒長大，即起細(xì)化晶粒作用

對C曲線和淬透性的影響：除Co外，所有溶入奧氏體的合金元素都使C曲線右移，淬透性提高（如W18Cr4V在空氣中

即可淬火獲得M）

對Ms、Mf點的影響：除Co、

Al外,所有元素都使Ms、Mf點下降，殘余奧氏體量A′增多

。三、合金元素對熱處理過程的影響2、對冷卻轉(zhuǎn)變的影響3、回火轉(zhuǎn)變提高回火穩(wěn)定性——把回火轉(zhuǎn)變過程向較高溫度推移。當(dāng)回火硬度相同時，合金鋼比同含碳量碳鋼回火溫度高；如果同溫度回火，合金鋼硬度比碳鋼高。產(chǎn)生二次硬化：(1)含高W、Mo、Ti、V鋼淬火后回火（500~600℃）時，由于析出細(xì)小彌散的特殊碳化物（彌散硬化）(2)回火冷卻時A′轉(zhuǎn)變?yōu)镸回（稱二次淬火）,