1、第一章：金屬的晶體結構一、記憶類金屬鍵：失去外層價電子的正離子與彌漫其間的自由電子的靜電作用而結合起來，這種結合方式稱為金屬鍵。晶體：材料在固態(tài)下原子或分子在空間呈有序排列。位錯：晶體中原子的排列在一定范圍內(nèi)發(fā)生有規(guī)律的律動的一種特殊結構組態(tài)。缺陷的類型：點缺陷、面缺陷和線缺陷點缺陷 ：間隙原子、空位、置換原子面缺陷 ：晶體表面、晶粒間界、相界面先缺陷：位錯（刃型位錯和螺型位錯）面心立方，體心立方金屬晶體結構配位數(shù)，致密度，八面體，四面體間隙：晶體類型晶胞中的原子數(shù)配位數(shù)致密度體心立方2868%面心立方41274%晶格類型面心立方體心立方間隙類型正四面體正八面體四面體扁八面體間隙個數(shù)84126

2、原子半徑rA間隙半徑rB二、圖示類1、 注意晶面指數(shù)的表示方法是（）晶向是【】2、 作圖時在正常坐標系中畫在晶胞內(nèi)晶向指數(shù)、晶面指數(shù)標定：晶面指數(shù)求法：建立坐標求截距取倒數(shù)化整加（）晶面指數(shù)作法：建立坐標取倒數(shù)求截距連線，畫剖面線晶向指數(shù)的求法：定原點建立坐標求坐標化最小整數(shù)加 晶向指數(shù)的作法：定原點建立坐標以hkl中最大數(shù)字作為分母，化為小于或等于1的分數(shù)，作出重點始、終點連線第二章：純金屬的結晶一、記憶類過冷度：理論結晶溫度與實際結晶溫度的差稱為過冷度。變質(zhì)處理：在澆鑄前往液態(tài)金屬中加入形核劑，促使形成大量的非均勻晶核，以細化晶粒的方法。過冷度與液態(tài)金屬結晶的關系：液態(tài)金屬結晶的過程是形核

3、與晶核的長大過程，從熱力學的角度上看，沒有過冷度結晶就沒有趨動力。根據(jù)Rk1/r 可知當過冷度T為零的臨界晶核半徑Rk為無窮大，臨界形核功（G1/T2）也為無窮大。臨界晶核半徑Rk與臨界形核功為無窮大時，無法形核，所以液態(tài)金屬不能結晶，晶體的成長也需要過冷度，所以液態(tài)金結晶需要過冷度。第三章 二元合金的相結構與結晶一、記憶類相：合金中結構相同，成分和性能均一并以界面相互分開的組成部分。合金：兩種或兩種以上的金屬，或金屬與非金屬，經(jīng)熔煉或燒結，或用其他方法組合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。成分過冷：由于界面前沿液相中的成分差別引起的過冷度叫做成分過冷。過冷度：金屬結晶前，溫度連續(xù)下降，當液態(tài)金屬冷卻

4、到理論結晶溫度時，并未開始結晶，而是需要繼續(xù)冷卻到理論結晶溫度以下某一溫度，液態(tài)才開始結晶。金屬的理論結晶溫度與實際結晶溫度之差，稱為過冷度。非平衡結晶：在實際冷卻條件下合金以較大速度冷卻，偏離平衡條件的結晶過程。枝晶偏析：也就是晶內(nèi)偏析，是在一個晶粒內(nèi)部化學成分不均勻的現(xiàn)象，由于固溶體晶體通常呈樹枝狀，使枝干和枝間的化學成分不同，所以又稱枝晶偏析。偽共晶：在不平衡結晶條件下，成分在共晶點附近的亞共晶或過共晶合金也可能得到全部共晶組織，這種共晶組織稱為偽共晶。偏析：合金中成分的不均勻分布。如果其他條件相同，試比較下列鑄造條件下鑄件晶粒的大?。?(1) 金屬型與砂型澆注 （ ） (2) 變質(zhì)處理

5、與不變質(zhì)處理 （ ） (3) 鑄成薄件與厚件 （ ） (4) 澆注時振動與不振動 （ ）鑄錠三晶區(qū)名稱：表面細晶區(qū)、柱狀晶區(qū)和內(nèi)部等軸晶區(qū)二、大題類杠桿定律及應用。組織組成物及相組成物的計算。1、已知A及B液態(tài)時無限互溶，固態(tài)時A在B中的最大溶解度為30%，室溫時為10%，但B在固態(tài)和室溫均不容與A，300度時含40%B的液態(tài)合金發(fā)生共晶反映，畫出AB合金相圖，計算含20、45、80合金結晶后在室溫下的組織組成無和相的相對含量2按照下面給出的條件，示意畫出二元合金的相圖，并填出各區(qū)域的相組成物或者組織組成物(只填一種即可)。根據(jù)相圖再畫出合金的硬度與成分的關系曲線。已知：A，B組元在液態(tài)時無限

6、溶解；在固態(tài)時能形成共晶，共晶成分為；A組兀在B組元中有限固溶、溶解度在共晶溫度時為15，在室溫時為10；B組元在A組元中不能溶解。B組元比A組元的硬度高。答：正確相圖與成分標注以及a相組織組成物如圖（a）所示，b相組織組成物見圖（b），c相組織組成物見圖（c）第四章鐵碳合金一、記憶類鐵素體與奧氏體：鐵素體：碳在-Fe中的固溶體。奧氏體：碳在-Fe中的固溶體。P的組成低溫萊氏體（變態(tài)萊氏體）的組成鐵碳相圖。在下圖所示的鐵碳相圖中按所給順序?qū)懗龈鲄^(qū)的組織。答：（1）高溫鐵素體；（2）高溫鐵素體+液相；（3）液相；（4）高溫鐵素體+奧氏體；（5）液相+奧氏體；（6）液相+滲碳體；（7）奧氏體；（8

7、）鐵素體；（9）奧氏體+鐵素體；（10）奧氏體+二次滲碳體；（11）奧氏體+二次滲碳體+萊氏體；（12）萊氏體+一次滲碳體；（13）鐵素體+珠光體+三次滲碳體；（14）珠光體；（15）珠光體+二次滲碳體；（16）低溫萊氏體+珠光體+滲碳體；（17）低溫萊氏體；（18）低溫萊氏體+一次滲碳體。鋼中的常存雜質(zhì)元素主要是指錳、硅、硫、磷及氮、氧、氫等元素，硫稱為熱脆，磷為冷脆。氮為時效脆化（藍脆），氫引起氫脆二、大題類鋼的含碳量對平衡組織及結晶過程的影響：例，含碳0.4%碳鋼的結晶過程經(jīng)過了勻晶轉變，包晶轉變，勻晶轉變，單相冷卻，同素異晶轉變，共析轉變等。其室溫組織相對量為：鐵素體%=（0.8%-0

8、.4%）/0.8%=50% 珠光體%=1-50%=50%相組織與組織組成的區(qū)別典型鋼在相圖上的位置：如，10鋼，40鋼，60鋼，T12鋼。鐵碳合金的結晶過程及室溫下的平衡組織三、考法1、 鐵碳相圖。中各點、線成分、溫度、反應式2、 分析某一成分鋼的凝固過程，畫出示意圖。3、 計算1.現(xiàn)有A，B兩種鐵碳合金。A的顯微組織為珠光體量占75，鐵素體量占25；B的顯微組織為珠光體量占92，二次滲碳體量占8，請計算并回答： (1)這兩種鐵碳合金按顯微組織的不同分屬于哪一類鋼? (2)這兩種鐵碳合金的碳的質(zhì)量分數(shù)各為多少?(3)畫出這兩種材料在室溫下平衡狀態(tài)時的顯微組織示意圖，并標出各組織組成物的名稱答：

9、（1）A：亞共析鋼；B：過共析鋼（2）設A亞共析鋼碳的質(zhì)量分數(shù)為X1WP= X10.77%=75%計算得：X175%0.77%0.58設B過共析鋼碳的質(zhì)量分數(shù)為X2WP=（6.69X2）（6.690.77%）=92%計算得：X21.24第六章 金屬及合金的塑性變形與斷裂一、記憶類固溶體強化機理：一是在固溶體中溶質(zhì)與溶劑的原子半徑差所引起的彈性畸變，與位錯之間產(chǎn)生的彈性交互作用，對在滑移面上的運動著的位錯有阻礙作用。二是在位錯線上偏聚的溶質(zhì)原子對位錯的釘扎作用。強化規(guī)律：1.在固溶體的溶解度范圍內(nèi)，合金元素的質(zhì)量分數(shù)越大，則強化作用越大。2.溶質(zhì)原子與溶劑原子的尺寸相差越大，則造成的晶格畸變越大

10、，因而強化效果越大。3.形成間隙固溶體的溶質(zhì)元素的強化作用大于形成置換固溶體的元素。4.溶質(zhì)原子與溶劑原子的價電子數(shù)相差越大，則強化作用越大。第二相強化機理：由塑性較好的固溶體基體及其上分布的硬脆的第二相所組成的多相合金。由于其第二相的存在而引起的強化，叫做第二相強化。強化的主要原因是由于彌散細小的第二相離粒子與位錯的交互作用，阻礙了位錯的運動，從而提高了合金的塑性變形抗力。有兩種強化機制：1.位錯繞過第二相粒子（彌散強化）。2.位錯且過第二相粒子（沉淀強化）。單晶體塑性變形的方式：以滑移和孿生為主。滑移本質(zhì)：晶體的一部分沿著一定的晶面和晶向相對另一部分作相對的滑動?；频谋举|(zhì)是位錯的移動。影

11、響多晶體塑性變形的兩個主要因素是 晶界 、 晶粒 。加工硬化現(xiàn)象是指 隨變形度的增大，金屬強度和硬度顯著提高而塑性和韌性顯著下降的現(xiàn)象 ，加工硬化的結果，使金屬對塑性變形的抗力增大，造成加工硬化的根本原因是位錯密度提高，變形抗力增大三、大題類金屬塑形變性后的組織與性能：組織：顯微組織出現(xiàn)纖維組織，雜質(zhì)沿變形方向拉長為細帶狀或粉碎成鏈狀，光學顯微鏡分辨不清晶粒和雜質(zhì)。亞結構細化，出現(xiàn)形變織構。性能：材料的強度、硬度升高，塑性、韌性下降；比電阻增加，導電系數(shù)和電阻溫度系數(shù)下降，抗腐蝕能力降低等。冷變形使金屬材料內(nèi)部形成哪些內(nèi)應力？這些內(nèi)應力是如何形成的？它們的作用范圍有多大？三種內(nèi)應力:1) 第一

12、類內(nèi)應力（宏觀內(nèi)應力）。由于不同部位變形不均勻造成，作用范圍大。2) 第二類內(nèi)應力（微觀內(nèi)應力）。由于不同晶粒之間變形不均勻造成，作用范圍在幾個晶粒之間。3) 第三類內(nèi)應力（晶格畸變）。由于晶體缺陷大量增加造成，作用范圍在原子尺度。冷變形對金屬材料的性能有何影響？材料的強度、硬度升高，塑性、韌性下降；比電阻增加，導電系數(shù)和電阻溫度系數(shù)下降，抗腐蝕能力降低等。增加金屬中的位錯密度，是強化金屬材料的途徑之一。那么，降低位錯密度是否會使金屬材料的強度降低?無位錯的金屬材料強度是否最低?為什么?實驗和理論研究表明：晶體的強度和位錯密度 有如圖9的對應關系，當晶體中位錯密度很低時，晶體強度很高；相反在晶

13、體中位錯密度很 高時，其強度也很高。但目前的技術，僅能制造出直徑為幾微米的晶須，不能滿足使用上的 要求。而位錯密度很高易實現(xiàn)，如劇烈的冷加工可使密度大大提高，這為材料強度的提高提供途徑。第七章 金屬及合金的恢復與再結晶一、記憶類回復：冷塑性變形的金屬在加熱時，在光學顯微組織發(fā)生改變前所產(chǎn)生的某些亞結構和性能的變化過程。再結晶：冷變形后的金屬加熱到一定溫度或者保溫足夠時間后，在原來的變形組織中產(chǎn)生了無畸變的新晶粒，位錯密度顯著降低，性能也發(fā)生顯著變化，并恢復到冷變形前的水平。這個過程叫做再結晶。影響再結晶的主要因素性能的變化規(guī)律：1.再結晶退火溫度：退火溫度越高，再結晶后的晶粒越粗大；1.冷變形

14、量：一般冷變形量越大，完成再結晶的溫度越低，變形量達到一定程度后，完成再結晶的溫度趨于一定；3.原始晶粒尺寸：原始晶粒越細，再結晶晶粒也越細；4.微量溶質(zhì)與雜質(zhì)原子，一般均起細化晶粒的作用；5.第二相粒子，粗大的第二相粒子有利于再結晶，彌散分布的細小的第二相粒子不利于再結晶；6.形變溫度，形變溫度越高，再結晶溫度越高，晶粒粗化；7.加熱速度，加熱速度過快或過慢，都可能使再結晶溫度升高。重點內(nèi)容：塑性變形后的金屬隨加熱溫度的升高會發(fā)生的一些變化：顯微組織經(jīng)過回復、再結晶、晶粒長大三個階段由破碎的或纖維組織轉變成等軸晶粒，亞晶尺寸增大；儲存能降低，內(nèi)應力松弛或被消除；各種結構缺陷減小；強度、硬度降

15、低，塑形、韌性提高；電阻下降，應力腐蝕傾向顯著減小。(六) 作圖題 1拉制半成品銅絲的過程如圖51，試在圖的下部繪出不同階段的組織和性能的變化示意圖，并加以適當解釋。HBb金屬Ag經(jīng)大變形量(70)冷加工后，試樣一端浸入冰水中，一端加熱至0.9Tm，過程持續(xù)1小時，然后將試樣冷至室溫。試畫出沿試樣長度的組織與硬度分布曲線，并簡要說明之。. 溫度TT再，僅回復，硬度略有下降；II. 隨T ，再結晶，硬度大大， 且隨T，再結晶的體積，HB；. 隨溫度，晶粒長大，晶界對位錯運動阻 礙，故HB進步。T00.9TmT再HRC低碳鋼(01C)板經(jīng)大變形量冷軋后，進行了再結晶退火，對其進行拉伸實驗，拉伸至延

16、伸率為8時卸載，若： (1) 卸載后立即拉伸； (2) 卸載后室溫下放置10天后拉伸； (3) 卸載后700退火1小時，空冷至室溫后再拉伸； (4) 卸載后在900退火保溫10分鐘，空冷至室溫后再拉伸。 試分別畫出上述4種情況下的應力一應變曲線，并簡要說明之。（1）卸載后立即拉伸，溶質(zhì)原子來不及在位錯附近聚集，故無釘扎作用，所以無上、下屈服點；且因加工硬化的作用，屈服強度較第一次拉伸時有所提高；（2）經(jīng)過室溫時效，溶質(zhì)原子在位錯附近聚集又形成氣團，釘扎位錯，需要在較高應力下才能屈服；一旦溶質(zhì)原子脫釘，應力將下降，所以有上、下屈服點。同樣，由于加工硬化的作用，屈服強度較第一次拉伸時有所提高；3）

17、對低碳鋼，8接近臨界變形量，因此在700(高于再結晶溫度)退火后晶粒粗大，強度較低；（4）900保溫時發(fā)生重結晶，冷卻后晶粒細小，因此強化提高。 第九章 鋼的熱處理原理一、記憶類熱處理：將鋼在固態(tài)下加熱到預定的溫度，并在該溫度下保持一段時間，然后以一定的速度冷卻下來，讓其獲得所需要的組織結構和性能的一種熱加工工藝。重點內(nèi)容：轉變產(chǎn)物（P、B、M）特征，性能特點：片狀P體，片層間間距越小，強度越高，塑形、韌性也越好；粒狀P體，F(xiàn)e3C顆粒越細小，分布越均勻，合金的強度越高。第二相的數(shù)量越多，對塑性的危害越大；片狀與粒狀相比，片狀強度高，塑形、韌性差；上貝氏體為羽毛狀，亞結構為位錯，韌性差；下貝氏

18、體為黑針狀或竹葉狀，亞結構為位錯，位錯密度高于上貝氏體，具有良好的綜合機械性能；低碳馬氏體為板條狀，亞結構為位錯，具有良好的機械性能；高碳馬氏體為片狀，亞結構為孿晶，強度硬度高，塑形和韌性差。填空關于等溫、連續(xù)C-曲線1、下圖是共析鋼的C曲線示意圖，說明下圖中各點的組織，并說明五條冷卻曲線各相當于何種熱處理工藝。 1、A冷+P； 2、A冷+S； 3、A冷T 4、TMA殘 5、A冷； 6、A冷+ B下； 7、A殘+M； 、退火； 、正火； 、油中淬火；、等溫淬火；、水淬。 3、 在共析鋼C曲線圖中按給定順序填出各區(qū)域組織名稱。4、（1）奧氏體 （2）奧氏體+珠光體（3）珠光體 （4）奧氏體+索氏

19、體（5）索氏體 （6）奧氏體+屈氏體（7）屈氏體 （8）奧氏體+上貝氏體（9）上貝氏體 （10）奧氏體+下貝氏體（11）下貝氏體 （12）馬氏體3、說明共析鋼的等溫轉變曲線圖中各條線、各個區(qū)的物理意義，并指出圖中各冷卻曲線冷卻到室溫所得到的組織。第十章 鋼的熱處理工藝一、記憶類淬透性，淬硬性，熱應力，組織應力，回火脆性，回火穩(wěn)定性的概念；退火，正火，淬火，回火的目的和工藝方法； 淬透性：是表征鋼材淬火時獲得馬氏體的能力的特性。淬硬性：指淬成馬氏體可能得到的硬度。熱應力：工作在加熱（或冷卻）時，由于不同部位的溫度差異，導致熱脹（或冷縮）的不一致所引起的應力稱為熱應力。組織應力：由于工作不同部位組

20、織轉變不同時性而引起的內(nèi)應力。回火穩(wěn)定性：淬火鋼對回火時發(fā)生軟化過程的抵抗能力。退火目的：均勻鋼的化學成分及組織；細化晶粒；調(diào)整硬度，改善鋼的成形及切削加工性能；消除內(nèi)應力和加工硬化；為淬火做好組織準備。工藝方法：完全退火（將鋼件或鋼材加熱到Ac3以上20-30，經(jīng)保溫后緩慢冷卻以獲得近于平衡組織的熱處理工藝），均勻化退火（將鋼加熱到Ac3或Accm以上150-300），不完全退火（將鋼加熱到Ac1-Ac3 亞共析鋼或Ac1- Accm過共析鋼之間），球化退火（將鋼加熱到Ac1以上20-30），再結晶退火，去應力退火（不超過Ac1點，一般在500-600）。正火目的：改善鋼的切削加工性能；細化

21、晶粒，消除熱加工缺陷；消除過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，便于球化退火；提高普通結構零件的機械性能。工藝方法：將鋼加熱到Ac3(或Accm)以上適當溫度，保溫以后在空氣中冷卻得到珠光體類組織。淬火的目的：使奧氏體化后的工件獲得盡量多的馬氏體，然后配以不同溫度回火獲得各種需要的性能。工藝方法：將鋼加熱到臨界點Ac3或Ac1以上一定溫度，保溫以后以大于臨界冷卻速度的速度冷卻得到馬氏體（或下貝氏體）。回火目的：減少或消除淬火應力，保證相應的組織轉變，提高鋼的韌性和塑性，獲得硬度、強度、塑性和韌性的適當配合，以滿足各種用途工件的性能要求。工藝方法：將淬火鋼在A1以下溫度加熱，使其轉變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織，并以適當方

22、式冷卻到室溫的工藝過程。淬火加熱缺陷及其防止措施。淬火工件的過熱和過燒。工件在淬火加熱時，由于溫度過高或者時間過長造成奧氏體晶粒粗大的缺陷叫做過熱。過熱的工件在淬火后得到粗大馬氏體組織，容易引起淬火裂紋，導致強度和韌性降低，甚至產(chǎn)生脆性斷裂。輕微的過熱可用延長回火時間來補救。嚴重的過熱則需進行一次細化晶粒退火，然后再重新淬火。淬火加熱溫度太高，使奧氏體晶界出現(xiàn)局部熔化或者發(fā)生氧化的現(xiàn)象叫做過燒。過燒是嚴重的加熱缺陷，工件一旦過燒就無法補救，只能報廢。淬火加熱時的氧化和脫碳。淬火加熱時，鋼件與周圍加熱介質(zhì)相互作用往往會產(chǎn)生氧化和脫碳等缺陷。鋼件氧化使工件尺寸減小，表面粗糙度值升高，并嚴重影響淬火

23、冷卻速度，最后導致淬火工件出現(xiàn)軟點或硬度不足等新的缺陷。工件表面脫碳會降低淬火后鋼的表面硬度、耐磨性，并顯著降低其疲勞強度。因此，淬火加熱時，在獲得均勻化奧氏體的同時，必須注意防止氧化和脫碳現(xiàn)象。淬火冷卻畸變與開裂。淬火冷卻時因淬火應力，使工件的尺寸、形狀發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為淬火冷卻畸變。當淬火應力過大，超過材料的抗拉強度時，在工件上形成裂紋的現(xiàn)象，稱為淬火冷卻開裂。畸變的工件可通過校正減小變形，開裂的工件只能報廢。硬度不足與軟點。鋼件淬火后，局部區(qū)域表面硬度偏低稱為軟點，淬火工件的整體硬度都低于淬火要求的稱為硬度不足。產(chǎn)生硬度不足和軟點的原因有：淬火冷卻時起始溫度過低，淬火介質(zhì)冷卻能力不足或表

24、面脫碳。一般可通過重新淬火來消除(淬火前要進行一次退火或正火處理)。重點內(nèi)容：淬透性及影響因素：是表征材料淬火時獲得馬氏體的能力的特性。例：合金元素的影響，Cr的作用。（1）淬透性的概念 鋼的淬透性是指奧氏體化后的鋼在淬火時獲得淬硬層（也稱為淬透層）深度的能力，其大小用鋼在一定條件下淬火獲得的淬硬層深度來表示。（2）影響淬透性的因素 影響淬透性的主要因素是化學成分，除Co以外，所有溶于奧氏體中的合金元素都提高淬透性。另外，奧氏體的均勻性、晶粒大小及是否存在第二相等因素都會影響淬透性。回火脆性：鋼在一定的溫度范圍內(nèi)回火時，其沖擊韌性顯著下降，這種脆化現(xiàn)象叫做鋼的回火脆性。球化退火工藝：球化退火是

25、使鋼中碳化物球化而進行的退火工藝。將鋼加熱到Ac1以上20-30，保溫一段時間，然后緩慢冷卻，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物的組織。例如，T10鋼制造的銼刀，采用的球化退火工藝為920退火，正確嗎？會出現(xiàn)什么問題？第十一章 工業(yè)用鋼基本內(nèi)容：材料強化方法；鋼的分類和編號；典型零件的材料，成分，熱處理工藝及組織。重點內(nèi)容：材料強化方法。形變強化：隨變形程度的增加，材料的強度、硬度升高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象叫形變強化或加工硬化。機理：隨塑性變形的進行，位錯密度不斷增加，因此位錯在運動時的相互交割加劇，結果即產(chǎn)生固定的割階、位錯纏結等障礙，使位錯運動的阻力增大，引起變形抗力增加，給繼

26、續(xù)塑性變形造成困難，從而提高金屬的強度。規(guī)律：變形程度增加，材料的強度、硬度升高，塑性、韌性下降，位錯密度不斷增加，根據(jù)公式=bG1/2 ，可知強度與位錯密度（）的二分之一次方成正比，位錯的柏氏矢量（b）越大強化效果越顯著。方法：冷變形（擠壓、滾壓、噴丸等）。形變強化的實際意義（利與弊）：形變強化是強化金屬的有效方法，對一些不能用熱處理強化的材料可以用形變強化的方法提高材料的強度，可使強度成倍的增加；是某些工件或半成品加工成形的重要因素，使金屬均勻變形，使工件或半成品的成形成為可能，如冷拔鋼絲、零件的沖壓成形等；形變強化還可提高零件或構件在使用過程中的安全性，零件的某些部位出現(xiàn)應力集中或過載現(xiàn)

27、象時，使該處產(chǎn)生塑性變形，因加工硬化使過載部位的變形停止從而提高了安全性。另一方面形變強化也給材料生產(chǎn)和使用帶來麻煩，變形使強度升高、塑性降低，給繼續(xù)變形帶來困難，中間需要進行再結晶退火，增加生產(chǎn)成本。固溶強化隨溶質(zhì)原子含量的增加，固溶體的強度硬度升高，塑性韌性下降的現(xiàn)象稱為固溶強化。強化機理：一是溶質(zhì)原子的溶入，使固溶體的晶格發(fā)生畸變，對滑移面上運動的位錯有阻礙作用；二是位錯線上偏聚的溶質(zhì)原子形成的柯氏氣團對位錯起釘扎作用，增加了位錯運動的阻力；三是溶質(zhì)原子在層錯區(qū)的偏聚阻礙擴展位錯的運動。所有阻止位錯運動，增加位錯移動阻力的因素都可使強度提高。固溶強化規(guī)律：在固溶體溶解度范圍內(nèi)，合金元素的

28、質(zhì)量分數(shù)越大，則強化作用越大；溶質(zhì)原子與溶劑原子的尺寸差越大，強化效果越顯著；形成間隙固溶體的溶質(zhì)元素的強化作用大于形成置換固溶體的元素；溶質(zhì)原子與溶劑原子的價電子數(shù)差越大，則強化作用越大。方法：合金化，即加入合金元素。3、第二相強化鋼中第二相的形態(tài)主要有三種，即網(wǎng)狀、片狀和粒狀。網(wǎng)狀特別是沿晶界析出的連續(xù)網(wǎng)狀Fe3C，降低的鋼機械性能，塑性、韌性急劇下降，強度也隨之下降；第二相為片狀分布時，片層間距越小，強度越高，塑性、韌性也越好。符合s=0KS0-1/2的規(guī)律，S0 片層間距。第二相為粒狀分布時，顆粒越細小，分布越均勻，合金的強度越高，符合的規(guī)律，粒子之間的平均距離。第二相的數(shù)量越多，對塑

29、性的危害越大；片狀與粒狀相比，片狀強度高，塑性、韌性差；沿晶界析出時，不論什么形態(tài)都降低晶界強度，使鋼的機械性能下降。第二相無論是片狀還是粒狀都阻止位錯的移動。方法：合金化，即加入合金元素，通過熱處理或變形改變第二相的形態(tài)及分布。4、細晶強化細晶強化：隨晶粒尺寸的減小，材料的強度硬度升高，塑性、韌性也得到改善的現(xiàn)象稱為細晶強化。細化晶粒不但可以提高強度又可改善鋼的塑性和韌性，是一種較好的強化材料的方法。機理：晶粒越細小，位錯塞集群中位錯個數(shù)（n）越小，根據(jù)，應力集中越小，所以材料的強度越高。細晶強化的強化規(guī)律：晶界越多，晶粒越細，根據(jù)霍爾-配奇關系式s=0Kd-1/2 晶粒的平均直（d）越小，

30、材料的屈服強度（s）越高。細化晶粒的方法：結晶過程中可以通過增加過冷度，變質(zhì)處理，振動及攪拌的方法增加形核率細化晶粒。對于冷變形的金屬可以通過控制變形度、退火溫度來細化晶粒?？梢酝ㄟ^正火、退火的熱處理方法細化晶粒；在鋼中加入強碳化物物形成元素。鋼的編號鋼種分類編號原則鋼種舉例常用熱處理應用舉例碳鋼普通碳鋼Q表示屈服點的字母，用最低屈服強度數(shù)值表示Q235A鋼筋優(yōu)質(zhì)碳鋼優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼兩位數(shù)字代表含碳量的萬分數(shù)45調(diào)質(zhì)或正火小軸（優(yōu)質(zhì)）碳素工具鋼T表示碳素工具鋼，數(shù)字代表含碳量的千分數(shù)T13淬火后低溫回火銼刀鑄鐵灰口鑄鐵HT表示灰口鑄鐵，數(shù)字表示最小抗拉強度HT150端蓋球墨鑄鐵QT表示球墨鑄鐵，

31、第一組數(shù)字表示最小抗拉強度，第二組數(shù)字表示最低延伸率QT600-3調(diào)質(zhì)曲軸蠕墨鑄鐵RuT表示蠕墨鑄鐵，數(shù)字表示最低抗拉強度RuT420可鍛鑄鐵KT表示可鍛鑄鐵，第一組數(shù)字表示最低抗拉強度，第二組數(shù)字表示最低延伸率KTH350-06橋梁合金鋼合金結構鋼低合金結構鋼數(shù)字表示含碳量的萬分數(shù)，化學元素符號表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分數(shù)16Mn橋梁滲碳鋼20Cr滲碳后淬火、低溫回火活塞銷調(diào)質(zhì)鋼40 Cr調(diào)質(zhì)進氣閥彈簧鋼55Si2Mn淬火后中溫回火汽車板簧滾動軸承鋼G表示滾動軸承鋼，數(shù)字表示含碳量的千分數(shù)GCr15淬火后低溫回火軸承內(nèi)圈易切削結構鋼Y表示易切削結構鋼，數(shù)字表示含碳量的萬分數(shù)Y

32、30調(diào)質(zhì)切削加工生產(chǎn)線合金工具鋼刃具鋼數(shù)字表示含碳量的千分數(shù)，化學元素符號表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分數(shù)9SiCr淬火后低溫回火絲錐碳含量0.71.4%，主加碳化物形成元素W、Cr、V、MoW18Cr4V高溫淬火后三次回火銑刀模具鋼數(shù)字表示含碳量的千分數(shù)，化學元素符號表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分數(shù)Cr12整體調(diào)質(zhì)，表面氫化冷沖模5CrMnMo淬火后多次回火熱鍛模特殊性能鋼不銹鋼1Cr18Ni9Ti固溶處理醫(yī)療器械耐熱鋼1Cr11MoV調(diào)質(zhì)鍋爐吊鉤耐磨鋼ZGMn13水韌處理挖掘機的鏟斗典型零件的材料，成分，熱處理工藝及組織：例：齒輪、連桿、彈簧、滾動軸承、車刀、銼刀、

33、冷沖壓模具、機床床身。齒輪：20CrMnLi，滲碳鋼，C%=0.2%,Cr%1.5%,Ti=微量，預備處理是正火，最終熱處理是滲碳后淬火加低溫回火，其最終組織為表層是回火馬氏體，心部是托氏體。連桿：40Cr，調(diào)質(zhì)鋼，C%=0.4%,Cr%1.5%，預備熱處理是退火，最終熱處理是淬火加高溫回火，其最終組織是回火索氏體。彈簧：65Mn，彈簧鋼，C%=0.65%, Mn %1.5%，預備熱處理是退火，最終熱處理是淬火加中溫回火，其最終組織是回火托氏體。滾動軸承：GCr15，滾動軸承鋼，C%=1.0%,Cr%=1.5%，預備熱處理是球化退火，最終熱處理是淬火加低溫回火，其最終組織是回火馬氏體。（GCr

34、18就是Cr%=1.8%）車刀：W18Cr4V，高速鋼，W%=17.518.5%,Cr%=3.54.5%,V%1.0%,Cr%=11.512.5%，Mo%、V%1.5%，預備熱處理是球化退火，最終熱處理是淬火加低溫回火，最終組織是回火馬氏體。機床床身：HT250，灰口鑄鐵，澆注后不進行熱處理。四、工藝分析題4、汽車半軸要求具有良好的強韌性，且桿部、花鍵處硬度要求52HRC?，F(xiàn)選用40Cr鋼制造，其工藝路線如下：下料（棒料）鍛造毛坯熱處理校直粗加工熱處理精加工熱處理、磨削。指出其工藝過程路線中應選用的熱處理方法及目的，并說明桿部、花鍵處的最終熱處理組織。熱處理：正火。其目的為：消除鍛造應力；調(diào)整

35、鍛后的硬度，改善切削性能；細化晶粒，為淬火作好組織準備。熱處理：調(diào)質(zhì)。其目的為：獲得良好的強韌性，即良好的綜合力學性能。熱處理：表面淬火。其目的是：獲得M，提高桿部、花鍵處表面硬度。 熱處理：低溫回火。其目的為：消除表面淬火應力及脆性，得到高的硬度和耐磨性表層為回火M，心部為索氏體（S）5、一般精度的GCr15滾動軸承套圈，硬度60-65HRC。 (1)壓力加工成形后、切削加工之前應進行什么預備熱處理？其作用是什么？ (2)該零件應采用何種最終熱處理？有何作用？ P162（1）球化退火 降低硬度，球化Fe3C，以利于切削，并為淬火作好組織準備。（2）淬火+低溫退火 淬火：獲得高硬度M 低溫退火

36、：去除脆性、應力，穩(wěn)定組織。6、用W18Cr4V W6Mo5Cr4V2Al鋼制造銑刀，其加工工藝路線為：下料鍛造毛坯熱處理機械加工去應力退火熱處理、磨削。請指出其工藝過程路線中熱處理方法、目的及組織。熱處理為球化退火：消除鍛造應力；降低硬度，利于切削加工；為淬火作組織準備。 組織：S+粒狀碳化物熱處理為淬火：獲得M。 組織： M+未溶細粒狀碳化物+大量殘余A熱處理為高溫回火（多次）：消除淬火內(nèi)應力，降低淬火鋼脆性；減少殘余A含量；具有二次硬化作用，提高熱硬性。最終組織：回火M+粒狀合金碳化物+少量殘余A7、機床床頭箱傳動齒輪，45鋼，模鍛制坯。要求齒部表面硬度5256HRC，齒輪心部應具有良好

37、的綜合機械性能。其工藝路線為：下料鍛造熱處理機械粗加工熱處理機械精加工齒部表面熱處理+低溫回火精磨。指出熱處理、的名稱及作用 熱處理：正火。消除鍛造應力；調(diào)整鍛后的硬度，改善切削加工性能; 細化晶粒，為淬火作好組織準備。 組織：S熱處理：調(diào)質(zhì)（或淬火加高溫回火）。獲得良好的綜合機械性能。組織：回火S熱處理：齒部表面淬火。獲得M。11、用20CrMnTi鋼制造汽車齒輪，要求齒面硬度為5862HRC，心部硬度為3540HRC。其工藝路線為： 下料鍛造熱處理機械加工熱處理、噴丸磨削（1）指出熱處理、的名稱及作用 （2）齒輪表層和心部的最終組織是什么？P263用20CrMnTi鋼制造汽車變速箱齒輪，齒輪要求強韌性好，齒面硬度要求6264HRC，心部硬度為3540HRC。其工藝路線如下：下料鍛造熱處理切削加工熱處理、磨削。指出其工藝過程路線中應選用的熱處理方法及目的，并說明齒輪的最終熱