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材料复习提纲

金属的晶体结构与结晶

1.晶体与多晶体

●晶体：

物体内部的原子（或分子、或离子）按一定的几何规律，周期性地重复排列的固体。

●所谓单晶体是指晶格位向（或方位）一致的晶体。

●多晶体：

所谓多晶体材料是指一块金属材料中包含着许多小晶体，每个小晶体内部的晶格位向是一致的，但各小晶体之间彼此方位不同。

这种由许多小晶体组成的晶体结构称为多晶体结构。

●晶体的特性：

有确定的熔点，有各向异性；

2.纯金属的三种典型晶体结构

●体心立方晶格（bcc）、面心立方晶格（fcc）和密排六方晶格（hcp）

●α-Fe：

bcc；γ-Fe：

f.c.c

●f.c.c、b.c.c和h.c.p三种典型金属晶格的致密度各是：

bcc:

68%，fcc:

74%，hcp:

74%。

3.实际金属中的三种晶体缺陷：

●点缺陷（空位和间隙原子）、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界和亚晶界）

4.金属结晶

●过冷度:

平衡结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。

过冷度不是一个恒定值，对于同一液态金属，其冷却速度越大，则其结晶时的过冷度越大。

●金属的结晶是一个形核及核长大的过程。

一般情况下，金属是由许多外形不规则的、位向不同的晶粒和晶界组成的多晶体。

●晶核形成的形式：

自发生核和非自发生核。

5.影响晶核的形成和长大速率的因素

（细化晶粒的方法：

增大过冷度、变质处理、机械振动和搅拌）

（1）提高冷却速度或过冷度

若过冷速度越快，则结晶时的过冷度∆T越大，晶粒越细。

晶粒的粗细是由形核率N和晶体长大速率G的比值N/G比值决定的，显然该比值越大，晶粒越细小；反之，则越粗。

在一定过冷度范围内，N和G随着过冷度增加而增加。

达到某一过冷度∆T时，N和G达最大值，而后随着∆T增加，N和G都减少。

（2）变质处理

变质处理是为了细化晶粒，在液体金属中加入变质剂，以增加非自发形核的数目，促进形核，抑制晶核长大，从而达到细化晶粒的目的。

在液态金属中常含有某些杂质，在结晶过程中起到晶核的作用，促使了非均匀形核，使形核率增加，细化了晶粒。

（3）机械振动和搅拌

金属结晶时，如对液态金属采取机械振动、超声波振动、电磁振动或机械搅拌等措施，可以使枝晶破碎细化，而且破碎的枝晶还可起到新生晶核作用，增加了形核率，因而细化了晶粒。

●细晶强化：

在常温下，晶粒越细，金属的强度就越高，塑性和韧性就越好。

这种用细化晶粒来提高材料强度的方法称为细晶强化。

合金的相结构

1.合金、组元、相、组织

●合金：

由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质，称为合金。

●组元：

组成合金最基本的、独立存在的稳定物质称为组元。

组元通常是纯元素，也可以是稳定的化合物。

●相：

相是指合金中结构相同、成分和性能均一，并以界面相互分开的组成部分。

●显微组织：

指在显微镜下所观察到的各种类晶粒的显微形态，即各种类晶粒的形状、大小、数量和分布情况。

2.固溶体（置换固溶体和间隙固溶体、有限固溶体和无限固溶体、有序固溶体和无序固溶体），固溶强化

●固溶体：

合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相，称为固溶体。

●固溶体的晶格类型与其中某一组元的晶格类型相同，而其他组元的晶格结构将消失。

能保留住晶格结构的组元元素称为溶剂，晶格结构消失的组元元素称为溶质。

●分类：

置换固溶体和间隙固溶体、有限固溶体和无限固溶体、有序固溶体和无序固溶体

●固溶强化：

由于固溶体的晶格发生畸变，塑性变形抗力增大，从而是金属材料的强度和硬度增加。

这种通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度和硬度升高的现象，称为固溶强化。

铁碳相图

3.铁-碳相图（包括点、成分、温度、相、组织分析，分析不同含碳量钢的平衡结晶过程，利用杠杆定律计算室温组织的相对含量）

A点：

纯铁的熔点；C：

共晶点；

D：

渗碳体熔点；E：

碳在奥氏体中的最大溶解度；G:

同素异晶转变温度：

S：

共析点；P：

碳在铁素体中的最大溶解度

重要的线：

（1）共晶转变线——ECF

●在一定温度下，从一定成分的液相中同时结晶出奥氏体和渗碳体所组成的细密的混合物，莱氏体

LC→（AE+Fe3C）→Ld

（2）共析转变线——PSK

●在一定温度下，由一定成分的固相同时析出两种不同成分固相的转变，成为共析转变。

铁素体与渗碳体的细密混合物，珠光体

AS→（FP+Fe3C）→P

●（3）GS线，A3线，它是在冷却时由奥氏体转变成铁素体的开始线

●（4）ES线，Acm线，是碳在奥氏体中的固溶线。

碳的质量分数大于0.77%的铁碳合金自1148℃冷却到727℃的过程中，将从奥氏体中析出渗碳体。

析出的渗碳体成为二次渗碳体Fe3CII。

●（5）PQ线，碳在铁素体中的固溶线。

自727℃冷却到室温过程中，铁素体中的碳将以渗碳体的形式析出，称为三次渗碳体Fe3CIII。

典型合金的结晶过程及其组织

（1）共析钢的结晶过程及其组织

合金在1点以上为液态，冷却到成分线与液相线AC相交于1点的温度时，液相中开始结晶出奥氏体。

随着温度下降，奥氏体的含量不断增加，其成分沿固相线AE改变，而剩余液相逐渐减少，其成分沿液相线AC改变。

到2点温度时，液相全部结晶成与原合金成分相同的奥氏体。

从2点到3点温度之间，合金的组织不变。

当冷却到与共析线PSK线相交于3点（727℃）时，发生共析转变，形成珠光体。

当温度继续下降时，铁素体的溶碳量逐渐减少，在铁素体晶界上逐渐析出三次渗碳体，数量极少，可忽略不计，故室温组织为珠光体。

珠光体中铁素体与渗碳体的相对含量可用杠杆定律求得：

（2）亚共析钢的结晶过程及其组织（wc=0.45%为例）

合金在1到3点温度渐的结晶过程与共析钢的结晶过程相同，当冷却到与GS线相交的3点温度时，开始在奥氏体晶界上析出铁素体，随着温度的下降，铁素体含量不断增加，剩余奥氏体含量逐渐减少。

铁素体成分沿GP线向P点变化，剩余奥氏体成分沿GS线向S点变化。

当冷却到与共析线PSK线相交于4点（727℃），剩余奥氏体的碳的含量为0.77&，因此，剩余奥氏体发生共析转变，形成珠光体。

当温度继续下降时，铁素体的溶碳量逐渐减少，在铁素体晶界上逐渐析出三次渗碳体，同样忽略不计，所以亚共析钢的室温组织仍为珠光体和铁素体。

其中铁素体与珠光体的相对量，可以用杠杆定量求得：

（3）过共析钢的结晶过程及其组织（wc=1.2%为例）

合金在1到3点温度渐的结晶过程与共析钢的结晶过程相同，当合金冷却到与ES线相交于3点时，奥氏体中溶碳量达到饱和。

当温度继续下降时，就开始析出二次渗碳体，随着温度的下降，析出的二次渗碳体量不断增加，剩余奥氏体中碳含量沿着ES线变化而逐渐减少，当冷却至与共析线PSK相交于4点的温度时，剩余奥氏体的碳含量为共析成分而形成珠光体。

温度再继续下降时，合金组织基本不变，所以过共析钢的室温组织为二次渗碳体和珠光体。

当含碳量为2.11%时，二次渗碳体最多，而珠光体最少，二次渗碳体最多时的相对量的值：

●亚共晶白口铸铁的室温平衡结晶组织是P+Fe3CII+Ld＇

●共晶白口铸铁的室温平衡结晶组织是Ld＇

●过共晶白口铸铁的室温平衡结晶组织是Ld＇+Fe3CI

4.奥氏体、铁素体、珠光体、渗碳体、莱氏体的含义

●奥氏体（A或）：

碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体。

具有较低的硬度，良好的塑性和低的变形抗力，易于锻压成型。

●铁素体（Ferrite）（F或α）：

碳溶于α–Fe中形成的间隙固溶体。

铁素体强度、硬度较低，塑性、韧性较好。

●珠光体（P）：

铁素体和渗碳体组成的机械混合物。

珠光体的塑性、韧性、硬度等介于铁素体与渗碳体之间，但强度较高。

●渗碳体（Fe3C）：

铁与碳形成的金属化合物。

含碳量6.69%,强度低，硬度很高，极脆，塑韧性几乎为零。

●莱氏体（Ld’）：

奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。

金属的塑性变形和再结晶

1.晶体塑性变形的方式：

●滑移：

晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面发生相对的滑动，而移动的距离为原子间距的整数倍。

金属单晶体的塑性变形主要是以滑移方式进行的。

●滑移的原因

外因：

切应力的作用

内因：

滑移面上的位错运动

●多晶体中每个晶粒的塑性变形与单晶体相同,一般以滑移方式进行。

●f.c.c、b.c.c和h.c.p三种典型金属晶格的滑移系数量：

12,12,3

2.加工硬化、织构（制耳）

（1）塑性变形对金属组织的影响

♦形成纤维组织，形成变形亚结构，形成形变织构

♦形变织构：

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，这种结构称为形变织构。

♦形变织构使金属呈现各向异性，在深冲零件时，易产生“制耳”现象，使零件边缘不齐，厚薄不匀。

（2）塑性变形对金属力学性能的影响

♦产生加工硬化：

金属在发生塑性变形时，随着塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称加工硬化。

♦物理和化学性能发生某些变化，如电阻率增高，耐蚀性下降。

♦残余应力

3.变形金属加热后的回复和再结晶（再结晶温度）

金属经塑性变形后,组织处于不稳定状态,有自发恢复到稳定状态的倾向。

但在常温下，原子扩散能力小,不稳定状态可长时间维持。

加热可使原子扩散能力增加，金属将依次发生回复、再结晶和晶粒长大。

在回复阶段，金属组织变化不明显，其强度、硬度略有下降，塑性略有提高。

当变形金属被加热到较高温度时，由于原子活动能力增大，晶粒的形状开始发生变化，再结晶：

由破碎拉长的晶粒变为完整的等轴晶粒。

这种冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程称再结晶。

再结晶后，加工硬化金属的显微组织发生彻底变化，强度、硬度下降，塑性、韧性提高，加工硬化消失。

●影响再结晶温度的因素：

（1）金属的预先变形程度：

金属预先变形程度越大,再结晶温度越低。

当变形度达到一定值后，再结晶温度趋于某一最低值。

●纯金属的最低再结晶温度与其熔点之间的近似关系：

T再≈0.4T熔

（2）金属的纯度

金属中的微量杂质或合金元素，尤其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.

（3）加热速度和保温时间

提高加热速度，再结晶温度升高；延长保温时间，再结晶温度降低

7.冷加工与热加工

在金属学中，冷热加工的界限是以再结晶温度来划分的。

♦冷加工：

金属在再结晶温度以下进行的变形加工。

♦热加工：

金属在再结晶温度以上进行的变形加工。

钢的热处理

1.热处理的定义，奥氏体形成的基本过程，奥氏体晶粒大小（本质晶粒度）

●热处理：

钢的热处理是指将钢在固态下加热、保温与冷却,改变其组织,从而获得所需性能的一种工艺。

●奥氏体形成的基本过程：

奥氏体的形核，奥氏体晶核的长大，残余渗碳体的溶解，奥氏体成分的均匀化。

●生产上一般采用与标准晶粒度等级图相比较，来测定奥氏体晶粒的大小。

晶粒度分为8级：

1～4级为粗晶粒度，5～8级为细晶粒度。

●本质晶粒度:

它不是指具体的晶粒大小，而是表示钢在特定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向。

●通常采用标准试验方法，即将钢加热到930±10℃，保温3～8h后测定奥氏体晶粒大小，如晶粒大小级别在1～4级，称为本质粗晶粒钢；如晶粒大小在5～8级，则称为本质细晶粒钢。

2.C曲线，影响C曲线的因素（碳含量、合金元素、加热温度和保温时间），转变产物的组织与性能，用C曲线近似地分析连续转变的产物

（1）C曲线等温转变产物的组织与性能见PPT

●珠光体型转变、贝氏体型转变、马氏体型转变

●共析钢和过共析钢的过冷奥氏体在连续转变过程中不会发生贝氏体转变，而亚共析钢的过冷奥氏体在连续转变过程中可能发生贝氏体转变。

（2）影响C曲线形状与位置的因素：

♦在亚共析钢中，随着含碳量的增加，曲线向右移动；在过共析钢中，随着含碳量的增加，曲线向左移动。

♦奥氏体中含合金元素的影响:

除Co、Al（＞2.5%）外，所有合金元素溶入奥氏体中,会引起向右向下移动。

♦加热温度和保温时间的影响:

加热温度越高,保温时间越长,碳化物溶解充分,奥氏体成分均匀,提高了过冷奥氏体的稳定性,从而使TTT曲线向右移。

（3）在连续冷却过程中C曲线的应用：

见PPT

马氏体

●马氏体是一种碳在α–Fe中的过饱和固溶体。

●马氏体的晶体结构:

由于碳的过饱和作用，使α–Fe晶格由体心立方变成体心正方晶格。

马氏体的组织形态与含碳量有关

♦板条状---低碳马氏体（＜0.2%C）;30～50HRC;δ=9～17%。

具有良好的强度和较好韧性的综合力学性能。

♦针、片状---高碳马氏体（＞1%C）;66HRC左右;δ≈1%。

强度和硬度高，脆性大

马氏体的性能:

主要取决于马氏体中的碳浓度。

♦马氏体的硬度的大小主要取决于马氏体的含碳量，而马氏体中的合金元素对马氏体硬度的影响很小。

♦马氏体强度和硬度提高的原因是过饱和的碳原子使晶格正方畸变，产生了强烈的固溶强化。

同时在马氏体中又存在大量的微细孪晶和位错，它们都会提高塑性变形的抗力，从而产生了相变强化。

♦马氏体的塑性和韧性与其碳含量（或形态）密切相关。

高碳马氏体由于过饱和度大、内应力高和存在孪晶结构，所以硬而脆，塑性、韧性极差，但晶粒细化得到的隐晶马氏体却有一定的韧性。

而低碳马氏体，由于过饱和度小，内应力低和存在位错亚结构，则不仅强度高，塑性、韧性也较好。

3.钢的退火和正火

退火：

把零件加温到临界温度以上30-50℃,保温一段时间,然后缓慢冷却（如炉冷）获得接近平衡组织的工艺。

退火种类：

完全退火：

完全退火又称重结晶退火，是把钢加热至Ac3以上30℃～50℃,保温一定时间后缓慢冷却（随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却）,以获得接近平衡组织的热处理工艺。

完全退火一般用于亚共析钢。

等温退火：

等温退火是将钢件加热到高于Ac3（或Ac1）的温度,保温适当时间后,较快地冷却到珠光体区的某一温度,并等温保持,使奥氏体等温转变，然后缓慢冷却的热处理工艺。

球化退火：

球化退火为使钢中碳化物球状化的热处理工艺。

目的是使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化，以降低硬度，改善切削加工性能

扩散退火：

为减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀性，将其加热到Ac3以上150℃～200℃，长时间保温（10h～15h），使钢中合金元素扩散，达到成分的均匀化，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺，称为扩散退火或均匀化退火。

正火:

把零件加温到临界温度以上30～50℃,保温一段时间,进行完全奥氏体化，然后在空气中冷却的热处理工艺。

4.钢的淬火:

淬火：

把钢加热到临界温度以上30～50℃,保温一定时间后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺称为淬火。

淬火加热温度：

在一般情况下，亚共析碳钢的淬火温度为Ac3+（30～50℃）；共析钢和过共析钢的淬火温度为Ac1+（30～50℃）。

钢的淬透性、淬硬性，影响淬透性的因素（合金元素、碳含量、奥氏体化温度、钢中未溶第二相）

钢的淬透性:

钢在淬火时所能得到的淬硬层（马氏体组织占50%处）的深度。

影响钢的淬透性的因素:

主要是临界淬火冷却速度VK的大小,VK越大,钢的淬透性越小。

VK主要由钢的C曲线的位置决定的。

♦碳含量在碳钢中，共析钢的临界冷速最小，淬透性最好；亚共析钢随碳含量减少，临界冷速增加，淬透性降低；过共析钢随碳含量增加，临界冷速增加，淬透性降低。

♦合金元素除钴以外，其余合金元素溶于奥氏体后，降低临界冷却速度，使C曲线右移，提高钢的淬透性，因此合金钢往往比碳钢的淬透性要好。

♦奥氏体化温度提高奥氏体化温度，将使奥氏体晶粒长大、成分均匀，可减少珠光体的生核率，降低钢的临界冷却速度，增加其淬透性。

♦钢中未溶第二相钢中未溶入奥氏体中的碳化物、氮化物及其它非金属夹杂物，可成为奥氏体分解的非自发核心，使临界冷却速度增大，降低淬透性。

5.钢的回火

定义:

把淬火后的零件重新加温到A1线以下某个温度,保温一段时间,然后冷却到室温。

淬火钢的回火转变过程：

马氏体的分解，残余奥氏体转变，碳化物的转变和回火屈氏体的形成，渗碳体的长大和铁素体的再结晶。

回火的种类及应用：

♦低温回火（<250℃）:

回火马氏体

适用于各种工模具、机械零件，如切削刃具、量具、冷冲模以及渗碳

♦中温回火（350-500℃）:

回火屈氏体

♦高温回火（500-650℃）:

回火索氏体

通常把淬火与高温回火相结合的热处理称为调质，其目的是获得一定的强度、硬度与良好的塑性、韧性相配合的高的综合力学性能。

因此广泛地应用于各种重要的结构零件，特别是在交变载荷下工作的连接件和传动件。

第一类回火脆性

♦又称不可逆回火脆性。

是指淬火钢在250-350℃回火时出现的脆性。

第二类回火脆性

♦又称可逆回火脆性。

是指淬火钢在500-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性.

6.钢的表面淬火的特点

钢的表面淬火是一种不改变钢的表面化学成分,但改变表层组织的局部热处理工艺。

工艺特征:

通过快速加热使钢的表层奥氏体化,然后急冷,使表层形成马氏体组织,而心部仍为原来塑性、韧性较好的退火、正火或调质等状态的组织。

7.钢的化学热处理

钢的化学热处理:

将零件置于一定的化学介质中,通过加热、保温,使介质中一种或几种元素原子渗入工件表层,从而改变表层的化学成分和组织的热处理工艺。

♦化学热处理主要包括:

渗碳;渗氮;碳氮共渗（氰化）等。

♦渗碳是钢在高温奥氏体状态下（900～950℃），向钢件表面渗入碳原子的过程。

♦按渗碳剂的不同，渗碳法可分为气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳三种，其中气体渗碳的生产率高、渗层的质量好，又易于实现机械化和自动化，因此应用最广。

钢的氮化：

♦钢的氮化是指向钢的表面渗入氮原子的过程。

氮化温度不宜过高，一般为500~570℃

钢氮化后可获得极高的硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度、一定的耐腐蚀性和抗热性以及热处理变形小等性能和优点。

●含碳量在0.15~0.45%，含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳钢。

♦氮化层厚度不超过0.6~0.7mm

♦氮化时间长达30~50h。

♦渗氮后不需淬火处理

碳钢、合金钢和铸铁

1.常存杂质对碳钢性能的影响

ØMn—脱氧,去除FeO,改善钢的品质,降低钢的脆性;清除S的有害作用,改善钢的热加工性能;溶入铁素体,固溶强化铁素体,提高钢的强度和硬度。

ØSi—有很强的固溶强化作用,脱氧能力比锰强,能清除FeO等有害杂质;溶入铁素体,提高钢的强度和硬度,但由于它降低钢的塑性和韧性,因此钢的含硅量小于0.4%。

ØP—有很强的固溶强化作用,低温韧性差，冷脆,必须严格控制钢中的P含量。

ØS—以FeS的形式存在,使钢的塑性变差.硫含量越多,钢的脆性越大.在1000-1200℃,热脆,严格控制钢中的S含量。

2.合金元素对钢的热处理的影响

为了改善钢的性能，冶炼时特意在碳钢的基础上加入一定的合金元素所获得的钢，称为合金钢。

♦加热时对奥氏体形成的影响

♦对过冷奥氏体转变的影响

♦对回火转变的影响

合金元素对Fe-Fe3C相图的影响

1）扩大奥氏体相区的合金元素有：

Ni、Mn；扩大铁素体相区的合金元素有：

Cr、V；

2）合金元素的添加，都会使铁碳相图中的S点和E点成分左移

合金元素对钢加热时奥氏体转变的影响：

对奥氏体形成、长大的影响，强烈阻止A晶粒长大的合金元素

合金元素对过冷奥氏体转变的影响

除Al和Co外，所有的合金元素都使马氏体转变温度下降

合金元素对回火转变的影响

添加W和Mo能有效地防止第二类回火脆性的出现

3.特殊性能钢

特殊性能钢是指具有特殊的物理性能和化学性能的钢，用来制造除要求有一定力学性能外，还要求具有特殊性能的零件。

包括不锈钢、耐热钢和耐磨钢。

♦不锈钢：

在腐蚀介质中具有耐蚀性能的钢。

♦耐热钢:

在高温下具有抗氧化性和高温强度的特殊钢。

♦耐磨钢:

在冲击载荷下发生冲击形变硬化的高锰钢。

金属与介质（电解质溶液,即酸、碱、盐溶液）发生电化学反应而产生的腐蚀。

电化学腐蚀过程中有电流产生。

金属的防腐措施:

1）覆盖层保护；2）形成氧化层；3）提高金属的电极电位；4）使钢在室温下呈单相组织；5）减少与消除钢中的各种不均匀现象；6）牺牲阳极保护阴极。

不锈钢中合金元素的作用：

低碳，碳高，则降低耐蚀性；Cr：

是提高耐蚀性的主要元素。

奥氏体不锈钢易发生应力腐蚀。

不锈钢按高温加热并在空气中冷却后钢的基体组织分类，主要可以分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体铁素体双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

耐热钢：

●提高钢的抗高温氧化性最常见的合金元素：

Cr、Al、Si等

●提高钢的热强性最常见的合金元素：

Cr、Mo、W、V等

4.典型金属的牌号、字面含义

碳素钢20、45、60

低合金结构钢Q345（16Mn）、Q420（15MnVN）

调质钢40Cr、40CrNiMo

渗碳钢20Cr、20CrMnTi

弹簧钢65Mn、60Si2Mn

轴承钢GCr15、GCr15SiMn

低合金刃具钢9SiCr、CrWMn

高速钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2

不锈钢1Cr13、4Cr13、1Cr17、1Cr18Ni9Ti

冷模具钢Cr12MoV

铸铁HT150、KT450-5、QT800-2、RuT800

黄铜及特殊黄铜：

H90，HAl59-3，HPb59-1，HSn62-1，HAl59-3

青铜：

QSn4-3，QAl9-2，QBe25

4.铸铁

铸铁是碳含量大于2.11%的铁碳合金。

铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。

促进石墨化的元素C、Si、P，Mn和S阻碍石墨化的元素。

铸铁的分类

♦石墨化程度：

灰口铸铁，白口铸铁，麻口铸铁：

♦石墨晶体形态：

灰口铸铁（钢的基体+片状石墨），可锻铸铁（钢的基体+团絮状石墨），球墨铸铁（钢的基体+球状石墨），蠕墨铸铁（钢的基体+蠕虫状石墨）

影响石墨化的主要因素：

♦C、Si：

强烈促进石墨化的元素，为了避免形成白口铸铁，必须有一定数量的C、Si。

♦Si：

降低铸铁的共晶成分和共析成分的碳浓度，Si的增加相当于增加一部分碳。

♦P：

微弱促进石墨化的元素，可提高铁水的流动性和铸铁的耐磨性。

磷含量过高，增加铸铁的脆性和降低强度。

♦S：

强烈阻碍石墨化并促进形成白口组织的元素，还会降低铸铁的铸造性能，严格控制铁水中的含硫量。

♦Mn：

虽然也阻碍石墨化，但它可减弱S的有害作用，间接促进石墨化的作用。

碳当量CE

有色金属及其合金

1.铝合金

（1）许多铝合金不仅可通过冷变形加工硬化提高强度，而且可用热处理来大幅度地改善性能。

（2）铝合金的分类：

铸造铝合金和形变铝合金，形变铝合金分为能热处理强化的铝合金和不能热处理强化的铝合金。

（3）铝合金的时效强化：

♦时效强化：

固溶处理后的合金随时间延续而发生进一步强化的现象称为时效硬化或时效强化。

铝合金经过固溶处理后和时效处理后，强度、硬度升高,塑性、韧性降低

2.铜合金

（1）黄铜：

含锌量低于50%、以锌为唯一的或主要的合金元素的铜合金称为黄铜。

♦按照化学成分，黄铜分普通黄铜和特殊黄铜。

♦特殊黄铜:

除锌以外