金属材料学总结.docx

1、金属材料学总结第一章 钢的合金化基础合金元素与铁的相互作用：碳化物：杂质：强化机制：固溶强化、晶界强化（细晶强化）、第二相强化、位错强化。第二章 构件用钢 主要用于制造大型金属结构构件钢的服役条件：使用性能要求：工艺性能要求：成分设计要求：常用工程结构钢：碳素构件用钢如：Q235A普通低合金构建用钢（普低钢）化学成分特点：主加合金元素：Mn，固溶强化、细化组织辅加元素Al、V、Ti、Nb、Cu、P等牌号表示法：16Mn：产量最多，用量最广。345MPa15MnTi，16MnNb，15MnV，15MnVN微合金钢：含有一种或几种微合金元素，0.01%至0.20%之间。典型的有15MnVN和06M

2、nNb。第三章：机器零件用钢力学性能要求：应有较高的强度较好的耐磨性、韧性、以及疲劳性能。工艺性能要求：良好的制造工艺性，如锻造性、切削加工性等。一般都经过适当热处理后使用。调质钢结构钢在淬火和高温回火后具有良好的综合机械性能，有较高的强度，良好的塑性和韧性。适用于这种热处理的钢种称为调质钢。调质：淬火+高温回火。 组织：回火索氏体化学成分特点：1、碳：中碳，0.3%至0.5%。碳含量过低，淬硬性不够；过高则韧性下降2、合金元素：主加：Cr、Mn、Si、Ni 辅加：Mo、W、V、Ti、Al、B等分类：低淬透性合金调质钢：油淬临界值30mm至40mm。中淬透性合金调质钢：40至60高淬透性合金调

3、质钢：60至100原料预备热处理（正火或退火）机械粗加工最终热处理精加工弹簧钢 组织：回火屈氏体性能要求：高的弹性极限和屈服强度；有足够的韧性和塑性，好的疲劳性能；好的冶金质量和表面质量。弹簧钢的化学成分特点：冷拔等温淬火冷拔卷簧低温回火冷拔退火冷拔卷簧低温回火冷拔淬火+中温回火卷簧低温回火加热卷簧余热淬火中温回火渗碳方法：气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳。目前广泛应用的是气体渗碳法。滚动轴承钢：化学成分特点：第四章 工具钢（工具钢是用于制造各种加工和测量工具的钢。）刃具用钢：刃具钢是用来制造各种切削加工工具（车刀、铣刀、刨刀、钻头、丝锥、板牙等）的钢种。性能要求：碳素刃具钢成分特点：高碳，其含碳

4、量范围在0.65%1.35。牌号：合金刃具钢高速钢：用于高速切削以及大尺寸的工具材料（莱氏体钢）性能特点：高硬度、耐磨性、高红硬性、高冶金质量常用高速钢：钨系、钼系、钨钼系模具钢冷作模具钢常用钢种：9Mn2V特点：Cr12MoV特点：热作模具钢：热作模具包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类。热作模具工作条件的主要特点是与热态金属相接触，这是与冷作模具工作条件的主要区别。热作模具钢对硬度要求适当，侧重于红硬性，导热性，耐磨性。因此含碳量低，合金元素以增加淬透性，提高耐磨性、红硬性为主。锤锻模钢热挤压模钢压铸模钢第五章 不锈钢不锈钢的种类：马氏体不锈钢铁素体不锈钢奥氏体不锈钢奥氏体-铁素体双向不锈钢第

5、六章 耐热钢及高温合金耐热钢，指在高温下工作并具有一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的钢钟。性能要求：1、高温抗氧化性； 2、高温强度； 3、高温组织稳定性及强化机制在高温下的有效性； 4、在高温温度场中要有大的热传导性，小的热膨胀性； 5、良好的工艺性能。-Fe基热强钢：珠光体型热强钢、马氏体型热强钢-Fe基热强钢：固溶强化奥氏体热强钢、碳化物强化奥氏体热强钢、金属间化合物强化热强钢（铁基高温合金）第七章 铸铁 含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁。铸铁的分类：(1)灰口铸铁： 这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有一定的力学性能和良好的切削性能，普遍应用于工

6、业中。(2) 白口铸铁： 是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金，其断口呈白亮色，硬而脆，不能进行切削加工，很少在工业上直接用来制作机械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又称激冷铸铁或冷硬铸铁。(3) 麻口铸铁： 是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状，性能不好，极少应用。铸铁的石墨化过程：铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程。由于铸铁是含碳较高的铁碳合金，其中的碳能以石墨或渗碳体两种独立形式存在，因而其结晶过程按铸铁双重相图进行。如铁液冷却较慢，铸铁中含促进石墨化元素较多，则铸铁中的碳将会以石墨的形式存在。影响石墨化的主要因素：1. 化学成分*C促进石墨化

7、进行，含碳量愈高愈易石墨化，但不能太高，使石墨数量增多，粗化、性能变差，太低易出白口，故2.54.0%C。*合金元素：促进石墨化，Si、P等，铸铁中每增加1%的Si共晶点的含碳量相应降低1/3，保证2.54.0%C的铸铁具有好的铸造性能。*P含量大于0.3%后出现Fe3P，硬而脆，细小均匀分布时，提高铸铁的耐磨性，反之连成网，降低铸铁的强度，除耐磨铸铁外，（0.51.0%P）通常铸铁P含量0.3%。*阻碍石墨化Mn、S等。2. 冷却速度*冷却速度愈慢，即过冷度愈小，愈有利于按照Fe-G相图进行结晶，对石墨化愈有利，反之冷却速度愈快，过冷度增大，不利于铁和碳原子的长距离扩散，愈有利于按Fe-Fe

8、3C相图进行结晶，不利于石墨化的进行。*生产中铸铁冷却速度可由铸件的壁厚来调态，综合了铸铁化学成分和冷却速度对铸铁组织的影响，可见，碳硅含量增加，壁厚增加易得到灰口组织，石墨化愈完全；反之，碳硅含量减少，壁厚愈小，愈易得到白口组织，石墨化过程越不易进行灰铸铁性能特点：优良的铸造性能、耐磨性、消震性、较低的缺口敏感性、良好的切削加工性、抗压不抗拉。HT ：灰口铁（HT300），QT：球墨铸铁（QT400-7）最低抗拉强度值-最低伸长率提高铸铁性能的途径铸铁石墨细化强化孕育处理：在浇注前往铁水中加入孕育剂铸铁的石墨球化强化球化处理：在浇注前往铁水中加入球化剂1、2Cr13钢在使用状态下通常是铁素体

9、组织。马氏体2、制作卡尺应该有冷处理工序。3、杜拉铝可以进行热处理强化。4、AZ91D中元素含量最多的是Ar。5、1Cr18Ni9Ti钢在海水中会发生点蚀。6、钢中加入S，加工时有利于提高刀具寿命和生产效率。7、H62是一种单相合金。8、钢中加入钴元素可以提高其抗氧化性能。9、可以用Cr12MoV制作模具，在室温下对钢材进行挤压加工。10、铸铁中的碳以石墨形式存在。1、合理选择工程材料三原则：使用性能、工艺性能、经济性。2、60Si2Mn属于弹簧钢，其C含量大约是0.57%-0.65%，Si含量大约是0.15%-2%。3、GCr15属于轴承钢，其C含量大约是1.30%-1.65%，Cr含量大约

10、是0.95%-1.15%。4、W18Cr4V经过淬火回火后的组织为回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏体5、牌号QT400-15代表一种球墨铸铁，400表示最低抗拉强度。6、铝合金根据成分可分为两类形变铝合金和铸造铝合金。7、T8代表一种碳素工具钢，其中碳元素含量大约0.65%-1.35%。8、建筑用合金钢的主要合金元素是Mn。9、钢焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成，其中影响最大的元素是C。10、钨钴类硬质合金的主要成分是碳化钨和粘结剂钴。1、简述常用不锈钢的性能特点。答：马氏体不锈钢：在氧化性介质中有较好的耐蚀性，非氧化介质中不能获得良好的钝化状态，耐蚀性很低。铁素体不锈钢：较脆，耐蚀性一般

11、。奥氏体不锈钢：强度低，但具较高耐蚀性和塑性。奥氏体-铁素体双向不锈钢：较好焊接性，焊后不需热处理，其晶间腐蚀、应力腐蚀倾向性较小。沉淀硬化不锈钢（超高强度钢）：优良的焊接性能，强度高。2、IF钢是否可以用来制作汽车钢板？答：IF钢即无间隙原子钢，也称超低碳钢，其有极优异的深冲性能。IF钢中由于C、N含量低，在加入一点量的钛、铌（Nb）等强碳氮化合物形成元素，将超低碳钢中的碳氮等间隙原子完全固定为碳氮化合物，从而得到的无间隙原子的洁净铁素体钢，即为超低碳无间隙原子钢。有非常优秀的成形性能要求和永不时效性，强度较高，无屈服平台。优点：深冲性能好，可代替镇静钢； 可以冲制极薄的制品、零件； 无时效

12、性，消除了屈服点延伸的现象； 降低冲压废品率。3、简述提高金属材料强度的几种方式。答：固溶强化、晶界强化（细晶强化）、第二相强化、位错强化。4、拟用T10制造形状简单的车工，工艺路线为：下料锻造机加工调制精磨该工序是否合理？如不合理，说出正确的工艺路线并说说明热处理工艺的作用。答：下料锻造热处理1机加工热处理2磨加工热处理1：降低强度，改善金相组织，因为锻造后晶粒粗大，硬度较高，不利于后续机加工，也会对最终热处理性能造成负面影响。（珠光体+铁素体）热处理2：淬火和低温回火处理，提高硬度、强度、耐磨等（马氏体）5、某厂的35钢热轧后期微观组织如照片所示，这种组织的名称是什么？照片这种的白色和黑色区域各是什么组织？这种组织对钢材性能有什么影响？如何减轻或消除目前钢板中的这种组织？答：带状组织。铁素体和珠光体。铁素体对塑、韧性提高有好处，同时珠光体含量低对钢的韧性提高也有好处，并对提高钢的强度有好处。带状组织会降低钢的力学性能、切削加工性能和塑性成形性能，采用电渣重火容、快速结晶、增大锻造和扩散退火等技术可以减轻或避免钢材带状组织的形成。