第一章材料的性能及應(yīng)用意義變形：材料在外力作用下產(chǎn)生形狀與尺寸的變化。強度：材料在外力作用下對變形與斷裂的抵抗能力（對塑性變形的抗力比例極限彈性極限屈服點或屈服強度、抗拉強度比強度：各種強度指標與材料密度之比。屈強比：材料屈服強度與抗拉強度之比。塑性韌性：材料強度和塑性的綜合表現(xiàn)。布氏硬度HBW洛氏硬度HR（優(yōu)點：操作迅速簡便，壓痕較小，幾乎不損傷工件表面，故而應(yīng)用最廣。）維氏硬度HV疲勞斷裂特點是韌性材料還是塑性材料均無明顯的塑性變形。疲勞過程的三個基本組成階段：疲勞萌生、疲勞擴展、最后斷裂第二章材料的結(jié)構(gòu)鍵即為原子間的結(jié)合力或結(jié)合鍵。根據(jù)結(jié)合力的強弱，可把結(jié)合鍵分為兩大類：強鍵（包括離子鍵、共價鍵、金屬鍵）鍵（即分子鍵。共價鍵晶體和離子鍵晶體結(jié)合最強，金屬鍵晶體次之，分子鍵晶體最弱。晶體：原子在三維空間中有規(guī)則的周期性重復(fù)排列的物質(zhì)。各向異性：晶體具有固定熔點且在不同方向上具有不同的性能。晶格：晶體中原子（或離子、分子）在空間呈規(guī)則排列，規(guī)則排列的方式就稱為晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)點：將構(gòu)成晶體的實際質(zhì)點抽象成純粹的幾何點。體心立方面心立方密排六方晶體缺陷些原子偏離規(guī)則排列的區(qū)域，這就是晶體缺陷。晶體缺陷按幾何特征可分為點缺陷、線缺陷（位錯）和面缺陷（如晶界、亞晶界）三類。點缺陷：空位、間隙原子、置換原子線缺陷特征：兩個方向的尺寸很小，在另一個方向的尺寸相對很大。位錯：晶體中有一列或若干列原子發(fā)生了有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。實際金屬晶體中存在的位錯等晶體缺陷，晶體的強度值降低了2-3個數(shù)量級。面缺陷：晶界、亞晶界第三章材料的凝固與結(jié)晶組織凝固：物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)的過程。結(jié)晶：物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)后，固態(tài)物質(zhì)是晶體，這種凝固的過程就是結(jié)晶。（T。過冷度越大，實際結(jié)晶溫度越低。同一種金屬，其純度越高，則過冷度越大；冷卻速度越快，則實際結(jié)晶溫度越低，過冷度越大。結(jié)晶過程：金屬的結(jié)晶過程是形核與長大的過程。形核方式：均質(zhì)形核（自發(fā)形核、異質(zhì)形核（非自發(fā)形核）細晶強化：用細化晶粒來提高材料強度的方法（）越小越好。細化鑄錠和焊縫區(qū)的晶粒方法：①控制過冷度（增加過冷度可提高N/G值，有利于細化晶粒）②變質(zhì)處理③振動處理同素異構(gòu)：某些金屬元素和非金屬元素在不同溫度和壓力下，具有不同類型的晶體結(jié)構(gòu)。合金質(zhì)。組元使用的碳鋼和鑄鐵，就是由鐵和碳兩種組元組成的二元合金。固溶體（固溶強化（溶質(zhì)原子此是金屬強化的重要形式。金屬化合物：①正常價化合物②電子化合物③間隙相和間隙化合物二元合金相圖：①勻晶相圖②共晶相圖典型三晶區(qū)組織：①表層細晶區(qū)②柱狀晶區(qū)③中心等軸晶區(qū)等軸晶成了等軸晶。冶金缺陷：①縮孔②疏松③氣泡④裂紋⑤偏析第四章材料的變形斷裂與強化機制單晶體塑性變形的主要方式：滑移和孿生（常溫與低溫下）冷塑性變形對金屬組織結(jié)構(gòu)的影響：①顯微組織的變化②亞結(jié)構(gòu)的細化③變形織構(gòu)④殘留應(yīng)力變形織構(gòu)絲織構(gòu)板織構(gòu)軋制平面平行，而某一晶相與軋制時的主變形方向平行。加工硬化（冷塑性變形對金屬力學(xué)性能的影響：在冷塑性變形過程中，隨著金屬內(nèi)部組織而塑性、韌性顯著下降的現(xiàn)象。產(chǎn)生加工硬化的原因與位錯密度增大有關(guān)。性。等過程?；貜?fù)（前）所產(chǎn)生某些亞結(jié)構(gòu)和性能的變化過程。再結(jié)晶無應(yīng)變的新晶粒組織的過程。冷塑性變形，即冷加工；熱塑性變形，即熱加工。熱加工:在再結(jié)晶溫度以上進行塑性變形，反之為冷加工。由于實際晶體中不可避免地存在著晶體缺陷，晶體材料的實際強度遠低于理論預(yù)期值。固溶強化阻力，使金屬的滑移變形變得困難，從而提高了合金的強度和硬度。細晶強化：提高強度的同時也改善韌性。沉淀強化（彌散強化：材料通過基體中分布有細小彌散的第二相質(zhì)點而產(chǎn)生的強化。位錯強化的平方根成正比。按材料斷裂前所產(chǎn)生的宏觀塑性變形量大小分類：脆性斷裂、韌性斷裂（裂紋穿過晶體內(nèi)部擴展的斷裂（擴展）第五章鐵碳合金相圖及應(yīng)用鐵素體：碳在中的間隙固溶體稱為α奧氏體：碳在中形成的間隙固溶體稱為奧氏體。滲碳體：分子式Fe3C，具有復(fù)雜晶格的間隙化合物，用符號Cm表示。工業(yè)純鐵室溫組織：鐵素體+三次滲碳體（F+Fe3CⅢ）共析鋼室溫組織：珠光體（A→Fp+Fe3C）亞共析鋼室溫組織：鐵素體+珠光體過共析鋼+二次滲碳體亞共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵室溫組織：萊氏體過共晶白口鑄鐵室溫組織：一次滲碳體+萊氏體過共析鋼中，碳含量Wc接近1.0%時，其強度達最高值。共晶白口鑄鐵鑄造性能最好。第六章鋼的熱處理熱處理獲得所需性能的一種工藝。冷卻方式：爐冷、空冷、油冷、水冷奧氏體：發(fā)生P（F+Fe3C）→A的轉(zhuǎn)變奧氏體化過程：①奧氏體晶核的形成②奧氏體的長大③殘留滲碳體的溶解④奧氏體均勻化影響奧氏體形成的因素：①加熱溫度②加熱速度③鋼的成分④原始組織奧氏體晶粒的長大其大小稱為實際晶粒度，奧氏體的實際晶粒度直接影響鋼熱處理后的組織與性能。奧氏體晶粒的大小控制：①加熱溫度②保溫時間③加熱速度氧化：鋼在高溫作用下，在加熱介質(zhì)中O2、H2O等氧化性介質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，形成金屬氧化物的現(xiàn)象。脫碳：鋼在加熱和保溫時，爐氣中含有O2、CO2、H2O、H2等脫碳性氣氛，鋼表層中固溶的碳和這些介質(zhì)在高溫作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，使表層碳濃度降低，即產(chǎn)生脫碳。過熱：加熱溫度過高或保溫時間過長，得到粗大晶粒組織，稱作過熱。過燒：由于加熱溫度過高，使奧氏體晶界嚴重氧化，甚至發(fā)生了局部熔化，這種現(xiàn)象稱為過燒。珠光體轉(zhuǎn)變——高溫轉(zhuǎn)變（A1—550℃）在固態(tài)下形核和長大的結(jié)晶過程層片珠光體的性能主要取決于層片間距。珠光體（P）索氏體（S）托氏體（T）貝氏體轉(zhuǎn)變——中溫轉(zhuǎn)變（550℃—Ms）半擴散轉(zhuǎn)變上貝氏體呈羽毛狀下貝氏體呈黑色針片狀馬氏體轉(zhuǎn)變——低溫轉(zhuǎn)變（Ms—Mf）無擴散轉(zhuǎn)變%板條馬氏體片狀馬氏體Wc=0.30%—1.0%板條馬氏體和片狀馬氏體的混合組織馬氏體的性能劇下降。馬氏體轉(zhuǎn)變的特點：①無擴散性②轉(zhuǎn)變速度極快③轉(zhuǎn)變的不完全性馬氏體點的位置主要取決于奧氏體的成分。殘留奧氏體Wc0.5%時，Mf已低于室溫，這時，奧氏體即使冷到室溫也不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，這部分被殘留下來的奧氏體稱為殘留奧氏體。冷處理：生產(chǎn)中可將淬火工件冷至室溫后，再隨即放到0℃以下溫度的介質(zhì)中冷卻，以最大限度地消除殘留奧氏體，達到提高硬度、耐磨性與尺寸穩(wěn)定性的目的。過冷奧氏體的連續(xù)轉(zhuǎn)變：V1爐冷珠光體V2空冷索氏體V3油冷托氏體V4水冷馬氏體退火：將金屬或合金加熱到適當溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻，以獲得接近平衡態(tài)組織的熱處理工藝。（高碳）完全退火于亞共析鋼成分的中碳鋼及中碳合金鋼的鑄件、鍛件、軋制件及焊接件。完全退火目的：細化組織，降低硬度，改善可加工性，去除內(nèi)應(yīng)力。等溫退火低碳合金鋼和某些高合金鋼的大型鑄、鍛件及沖壓件。球化退火：將工件加熱到Ac1±（10—20）℃，保溫后等溫冷卻或緩慢冷卻，使鋼中未溶碳化物球狀化而進行的熱處理工藝。球化退火目的：降低硬度，提高塑性，改善可加工性，以及獲得均勻的組織，改善熱處理工藝性能，為以后的淬火做準備。球化退火主要適用于共析和過共析成分的碳鋼和合金鋼鍛、軋件。均勻化退火退火工藝。去應(yīng)力退火件內(nèi)存在的殘留應(yīng)力而進行的退火。正火對于亞共析鋼）或?qū)τ谶^共析鋼）30—50℃，保溫適當時間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝（低碳）正火的主要目的準備。件的最終熱處理④消除過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物⑤用于某些碳鋼、低合金鋼的淬火返修件淬火Ac3Ac1體或下貝氏體組織的熱處理工藝。淬火后可以得到細小而均勻的馬氏體。常用淬火介質(zhì)：水尺寸較小的碳鋼零件油合金鋼淬火方法：①單介質(zhì)淬火②雙介質(zhì)淬火③分級淬火④等溫淬火分級淬火：將工件奧氏體化后，隨之浸入溫度稍高或稍低于Ms時間，使鋼件內(nèi)外層都達到介質(zhì)溫度后取出空冷，獲得馬氏體組織的淬火工藝。等溫淬火：將工件奧氏體化后，隨之快冷到貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)（260—400℃）時間，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w的淬火工藝。淬透性：鋼在淬火后的淬硬層深度，它表征了鋼在淬火時獲得馬氏體的能力。（冷卻速度必須大于臨界速度化溫度④鋼中未溶第二相淬硬性（即得到馬氏體組織回火Ac1工藝?；鼗鸬闹饕康募叽绲蜏鼗鼗穑?50—250℃）回火馬氏體中溫回火（350—500℃）回火托氏體高溫回火（500—650℃）回火索氏體低溫下長時間保溫的熱處理稱為穩(wěn)定化處理?；鼗鸫嘈裕孩俚谝活惢鼗鸫嘈寓诘诙惢鼗鸫嘈裕p少鋼中雜質(zhì)元素的含量，加入Mo等能抑制晶界偏聚的元素，中小型工件可通過回火后快速冷卻來抑制）淬火冷卻變形的原因：變形與開裂的根本原因是淬火時所形成的內(nèi)應(yīng)力所致。淬火冷卻變形是淬火冷卻過程中熱應(yīng)力與相變應(yīng)力在零件形狀、尺寸的反映。淬火后工件表面局部未被淬硬的區(qū)域稱為軟點。表面淬火：表面淬火是通過快速加熱與立即淬火冷卻相結(jié)合的方法來實現(xiàn)的，即利用快速正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)的組織目的：提高硬度）化學(xué)熱處理基本過程：加熱、分解、吸收、擴散常用的化學(xué)熱處理：滲碳、滲氮、碳氮共滲、氮碳共滲能改變的幅度大。滲碳工件工藝路線：鍛造→正火→機械加工→滲碳→淬火+低溫回火→精加工。滲碳工件經(jīng)淬火+低溫回火后的表面組織為針狀回火馬氏體+碳化物+少量殘留奧氏體滲氮：指在一定溫度下使活性氮原子滲入工件表面的化學(xué)熱處理工藝，也稱氮化。目前應(yīng)用較多的有氣體滲氮和離子滲氮。滲氮零件工藝路線磨。能⑤生產(chǎn)周期長，成本高。鋼的碳氮共滲：向鋼的表面同時滲入碳和氮原子的過程，也稱氰化處理。第七章鋼鐵材料合金元素存在的形式主要有三種：固溶態(tài)、化合態(tài)和游離態(tài)。合金元素溶入奧氏體中從而提高鋼的淬透性鋼的性能影響程度，往往大于其固溶強化這種直接作用游離態(tài)元素對鋼的性能產(chǎn)生不利影響，故應(yīng)盡量避免此種存在形式。合金元素對鋼加熱時奧氏體化的影響：絕大多數(shù)合金元素（尤其是碳化物形成元素）對非奧合金元素對淬火鋼回火過程的影響火脆性耐回火性此作用。二次硬化WV450—600℃（如C等，明顯升高（甚至比淬火鋼硬度還高，這就是“二次硬化”現(xiàn)象。不銹鋼性能要求：①優(yōu)良的耐蝕性②合適的力學(xué)性能③良好的