機械工程材料復習

第一部分基本知識

一、概述

以“材料的化學成分T加工工藝一組織、構造一性能-應用”之間的關系為主線，掌握材料性能和改

性的措施，指導復習。

二、材料構造與性能：

t材料的性能：

①使用性能：機械性能（剛度、彈性、強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度、斷裂韌性）：

②工藝性能：熱處理性能、精造性能、鑄造性能、機械加工性能等。

2.材料的晶體構造的性能：純金屬、實際金屬、合金的構造（第二章）；

純金屬:體心立方（面心立方（7?R）,各向異性、強度、硬度低；塑性、韌性高

實際金屬:晶體缺陷（點：間隙、空位、置換；線：位錯；面：晶界、壓晶界）一各向同性；強度、

U1-2實際金屈的晶體結構特征

晶體缺陷類別主要形式對材料性能的影響

,間醺原子

點缺陷空位是金屬擴散主要方式

置換原子

刃型位錚_L

線認陷加工硬化?固溶強化?彌散強化

螺型位錦$

品界

面缺陷易腐恢、易擴散?烯點低?強度高,細品強化

羽拈界

硬度增高;塑性、韌性減少。

合金：多組元、固溶體與化合物。力學性能優于純金屬。

單相合金組織：合金在固態下由一種固相構成；純鐵由單相鐵素體構成。

多相合金組織：由兩個以上固相構成的合金。

多相合金組織性能：較單相組織合金有更高的綜合機械性能，工程實際中多采用多相組織的合金。

3.材料的組織構造與性能

⑴。結晶組織與性能：F、P、A、Fe3C、Ld;

1）平衡結晶組織

平衡組織：在平衡凝固下，通過液體內部的擴散、固體內部的擴散以及液固二相之間的擴散使

使各個晶粒內部的成分均勻，并一直保留到室溫。

碳嫻白口的快

合金種類工業線鐵受共圍過共品

亞共析的共析用過共析鋼共熟白口的鐵

白口鑄鐵白口傳鐵

**量（%）<0,02180.0218?0.770.770.77-2.112.II?4?34.34.3-6.6S

P+Fe>C.+

室溫組織FF+PPP+Fe?C,L/Fe,Ci+U

U

FejCnp-Ld,UfFe’Cj

??

室fi

組織形態卷

FP

保件力學

力學性能軟制性、和性好硬度大硬而施

性能好

我2-2鐵碳合金中的基本組織

存在溫度組段形態主要力學

名稱符號晶體結構組織類型定義含碳量%

范圉C特征住能

鐵索體FBCC間隙固溶體C溶于a-Fe中<0.0218<912塊狀，片狀北、何性良好

奧氏體AFCC間隙固溶體C溶丁Y-Fe中?2.11*727塊狀?敦狀期、慟性貪好

一次Cm?從L中首先結品出<1227粗大片、條狀理而能

具有復雜硬而胸（耐磨性提高

二次Cm?由A中析出<1148網狀

但下

碳晶格的金間隙化合物6.69翌度明顯降）

體屬化合物

增加16住?降低復

三次Cm■由F中析出<727片秋（斷續）

性

良好場合力學性

層片狀

珠光體P兩相組快機械混合物E+EejC0.774727筐（蕓度較高，具

或粒狀

有一定級、韌性）

-

點狀、短桿狀

萊高溫U兩相組織機械混合物A+FeC4.3727-1148硬而黑

s或魚骨狀

氏

體點狀、短桿

機域混合物4727硬而腌

一低溫U兩相組織P+Fe3a+Fe3c4.3

或魚骨狀

若化合物呈球狀、粒狀（球墨鑄鐵）：減少應力集中程度及對固溶體基體的割裂作用，使韌性及切

削加工性提高;

呈彌散分布于基體上：則阻礙位鋪的移動及阻礙晶粒加熱時的長大，使強度、硬度增長，而撥性、

韌性僅略有下降或不降即彌散強化；

呈層片狀分布于基體上：則使強度、硬度提高,而塑性、韌性有所下降。

（2）o塑性變形組織與性能

&3-1型性變形時金屬組織和性能的影響

變形類型工藝方法組織變化性能變化

晶粒沿變形方向伸長，

冷軋、拉拔.趨于各向異性

形成肝堆組織

冷折壓、

1）組織與性能的變化

金屬塑性變形后產生晶格畸變，晶粒破碎現象，處在組織不穩定狀態的非平衡組織,

非平衡組織向平衡組織轉變：可通過再結晶、時效及回火實現。

加工硬化，物電阻增大、耐蝕性減少等，各向異性：

產生纖維狀組織;晶粒破碎、位偌密度增長;織構現象的產生；殘存內應力。

2）變形金屬在加熱過程中組織和性能的變化

答復（去應力退火）：強度利硬度略有下降，塑性略有提高。電阻和內應力等理化性能明顯下降

再結晶：形成細小的等軸晶粒。加工硬化消失，金屬的性能所有恢復。金屬的強度和硬度明顯1,

而塑性和韌性明顯T，性能完全恢復到變形前的水平。

（3）o熱處理組織與性能

1）貝氏體的機械性能：

上貝氏體:鐵素體片較寬.塑性變形抗力較低洞步，滲碳體分布在鐵素體片之間，輕易引起脆斷.因

此，強度和韌性都較差。

下貝氏體：鐵索體針細小，碳化物分布均與，因此硬度高，韌性好，綜合機械性能好。

2）馬氏體的形態及機械性能

①.板條馬氏體（又稱位錯馬氏體。）：碳含■<0.23%;

機械性能：不存在顯微裂紋，淬火應力小，強度高，塑性、韌性好。

②.針狀馬氏體：碳含量>1.0%;（顯微鏡下呈針狀）

機械性能：存在大?顯微裂紋，較大的淬火應力，塑性和韌性均很差；

③.混合組織馬氏體：碳含■在0.23%-1.0%之間時,為板條和片狀馬氏體的混合組織。

④.馬氏體的硬度，含碳最增長，硬度升高.含碳■到達0.6%后來，其硬度的變化趨于平褒。

⑤合金元素對鋼中馬氏體的硬度影響不大。

表4.1過冷奧氏體等溫冷卻轉變的類型、產物、性能及特征

組織名稱符號轉變溫度/%:相組成轉變類型特征HRC

片層間咫：。.6?0.8pm,500

珠光體P4,-65010-20

珠擴散型（快倍分清

光原子和碳片層間跖：0.25pm,l000倍

索氏體S650?600F^FejC25-30

體原子都擴分清物珠光體

超散）片層間距:0.1i,2000倍分

托氏體T600-55030?40

消極細珠光體

羽毛狀：在平行楞排的過飽和F

上貝氏體550?350Ffctfg+Fe^C板條件!.不均勻分布短桿（片狀）

貝Bh半的才散40-45

F.G脆性大，工業上不應用

氏型（欽原子

針狀:在過飽知F針內均勻分

體不擴散，碳

布（與針軸成55。?的角）細

型下貝氏體Br350~240%府+e(R^C國子擴散）50?60

小顆粒￡碳化物。具有較高

的強度、硬度、塑性和韌性。

針狀馬氏仲

①馬氏體變溫形成.與保溫

時間無關

64-66

1.0%（尚碳在a-Fe非擴散型

馬②馬氏體成長率非常大（線

碳雪遮一中過飽和固（鐵原子和長可達

氏M240-----50

板條馬氏體溶體（體心正碳原子都③馬氏體轉變不完全性，

體

W（C）V方晶格）不擴散）MO-O.S%鋼中存在殘余

30-50

0.20%（低奧氏體3)回

④馬反體的硬度與含碳量有關

碳、位錯）

火組

織與性能

回火類型回火溫度組織性能及應用組織形態

保持高硬度，減少脆性及殘

低溫回火150-250回火M(M')存應力，用于工模具鋼，表過飽和a+￡碳化物（FexC）

面淬火及承碳淬火件

回火屈氏體硬度下降，韌性、彈性極限

中溫回火350-500保留馬氏體針形F+細粒狀Fe3c

（「）和屈服強度t，用于彈性元件

強度、硬度、塑性、韌性、

回火索氏體良好綜合機械性能，優于正

高溫回火500-650多邊形F+粒狀Fe3c

（S）火得到的組織。中碳鋼、重

要零件采用。

4.材料組織構造變化實現的性能強化：

固溶強化：通過合金化（加入合金元素）構成固溶體，使金屬材料得到強化稱為固溶強化；

細晶強化：強度、硬度越高；其塑性、韌性越好。晶界處原子排列混亂，使其熔點低，易受腐蝕。

由結晶過程、冷熱塑性變形、合金化、熱處理實現。

加工硬化：使晶粒碎化、晶粒拉長、位錯密度增長，從而使強度、硬度增長，塑性、韌性、耐蝕性

等下降，并產生各向異性。冷塑性變形實現。

第二相強化：硬而脆的化合物（Fe3C）,若呈網狀分布：則使強度、塑性下降；

若呈球狀、粒狀（球墨鑄鐵）：使韌性及切削加工性提高;

呈彌散分布于基體上：使強度、硬度增長，塑性、韌性僅略有下降或不降即彌散強化;

呈層片狀分布于基體上：強度、硬度提高，幣塑性、韌性有所下降。

形變強化：金JR材料經冷加工塑性變形可以提高其強度；

相變強化：通過型處理等手段發生固態相變，獲得需要的組織構造，使金屬材料得到強化。

三、材料熱處理、合金化與性能

1改善材料成形加工蛆織與性能的熱處理工藝（預先熱處理）

⑴退火：完全退火、等溫退火、球化退火、擴散退火和去應力退火

退火：加熱+保溫+緩冷獲得靠近平衡狀態組織。

退火目的：改善鑄、鍛、焊粗大不均勻的組織，降硬度，提高塑性，改善冷加工工藝性。

消除成分不均勻,內應力。

1）完全退火（加熱Ac3+（20?30P）溫度，保溫、媛冷

組織：P+F

目的：①細化，均勻化粗大、的原始組織；②減少硬度一切削性t；③消除內應力；消除蛆織缺陷；

應用：（C%=0.3?0.6%）亞共折鋼，共析鋼和合金鋼鑄、鍛、軋

2）球化退火

加熱Aci+（10-30℃），保溫、^冷（或Ari?（20?30P）等溫）

應用：過，共析鋼、高碳合金鋼

組織：球狀P（F+球狀Cem）

目的：①Fe3Cu及Fe3c共析球化fHRCJ,韌性Z切削性t

②為淬火作準備；球化退火前，正火處理，消除網狀碳化物，以利于球化進行。

3）擴散退火

加熱1050?1150℃,保溫10?20h,冷卻：爐冷

組織:P+F或P+Fe3cli

目的:消除偏析

后果：粗晶、魏氏組織、帶狀組織，韌性、塑性較差，需完全退火或正火來細化晶粒。

4)去應力退火(再結晶退火)

加熱：Ac1?(100?200)℃;保溫+爐冷；

目的:消除加工硬化，消除殘存應力。

⑵正火

正火：亞共析加熱AC3+(30?50℃)、

過共析鋼加熱Accm+(30-50℃)保溫+空冷，得到P類工藝。

組織：S或P(F+Fe3c)

正火與完全退火的區別：冷速較快，組織較細，得更高的強度和夏度；生產周期較短，成本較低。

目的及應用：預先熱處理、最終熱處理、改善切削加工性能。

2預先熱處理工藝應用

工具鋼：球化退火；構造鋼：正火，完全退火。表面強化處理的零件：調質處理正火。

⑴改善冷塑性加工性能

再結晶退火：恢復變形前的組織與性能，恢復塑性，以便繼續變形。

⑵改善機加工性能

C%<0.40%中低碳鋼：正火，提高硬度

C%=0.40%~0.60%:完全退火；

C%>0.6%的高碳鋼：球化退火，獲得粒狀珠光體。

合金鋼：退火：

鑄鐵件白口層：加熱850?95CTC+保溫+(爐冷+空冷卜

⑶消除材料的加工應力

去應力退火：沒有組織變化。

工藝：緩慢加熱500?650℃+保溫+緩冷，

3.鋼鐵的淬火

⑴淬火原則與淬透性

目的：提高硬度、強度、耐磨性。

原則：①淬硬，獲盡,完全的M;②淬透，M組織表里如一；③保證淬硬條件下，用饅冷介質，

以防開裂。

(D.淬透性：在規定淬火條件下得到M多少的能力，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性；是鋼

的屬性。由A過穩定性決定，體現為VK的大小。

淬透性評估：用原則試樣在規定條件下淬火，能淬透的深度或所有淬透的最大直徑表達。

⑵.淬透層深度：從表面至半M區的距寓。與鋼的淬透性及外在原因有關。

影響原因：I.VK越小，淬透層越深；II.工件體積越小，淬火時的冷速越快，淬透層越深；lllo

水淬比油淬的淬透層深；

⑶.淬硬性：由M中C%t,鋼的淬硬性越好。

4.淬火工藝

⑴淬火加熱溫度

①亞共析碳鋼：AC3+(30~50℃)，組織：均與細小M組織

溫度太高，M粗大，淬火應力，變形和開裂傾向增大。加熱溫度vAc?時，硬度減少。

②共析和過共析碳鋼：

加熱：AQ+(30?50℃)o組織：M+Fe3Cii+Ar,

若在An?Acm以上淬火，fA粗大f高碳M粗大T力學性能1,變形開裂T

③合金鋼：加熱溫度>碳鋼

⑵淬火措施

①單介質淬：簡樸碳鋼及合金鋼工件。碳鋼水、合金鋼、小碳鋼油

②雙介質淬火先水，后油冷卻。復雜高碳鋼及大型合金鋼工件。

③分級淬火稍高于Ms的鹽浴或堿浴中保溫，再取空冷。用于：小尺寸工件及刀具。

④貝氏體等溫淬火：

稍高Ms溫度的鹽浴或堿浴中冷卻+保溫，獲得B下。用于：形狀復雜和性能較高的較小零件。

⑤深冷處理：在0P如下的介質中冷卻的熱處理工藝。

目的：減少Ar獲最大數一M,提高魄度、麗磨性，穩定尺寸。

用于：精密工件，■具。

5.表面淬火

⑴原理：（交變磁場f感應電流f工件電阻一加熱，集膚效應一表面加熱）

工藝：水（乳化液）噴射淬火+（180?2000c）低溫回火.

⑵感應加熱表面淬火的分類

1）高頻淬火淬硬層深度0.5?2.5mm;中小零件。

2）中頻淬火淬硬層深度2?10師；大中模數齒輪，較大軸類零件等

3）工頻淬火：淬硬層深度10?20mm;大直徑零件。

⑶合用鋼種①中碳鋼和中碳低合金鋼：②碳素工具鋼和低合金工具鋼：③球鐵、灰鑄鐵。

⑷表面淬火的特點

①加熱速度快

②）淬火組織為細隱晶馬氏體（極細馬氏體）。表面硬度12?3HRC,脆性I。

③明顯提高鋼件的疲勞強度。

6.鋼的化學熱處理

化學熱處理：在加熱和保溫中使活性原子滲透其表面，變化表面的化學成分和組織，改善表面性能。

目的：提高表面硬度，耐磨性，心部仍保持一定的強度和良好的塑性和韌性；提高鋼件的疲勞強度；

抗飩性和耐熱性等。

⑴承碳

1）碳濃度：表面C（0.15%?0.30%）fC1.0%,

機械性能：經淬火+回火，提高表面硬度、耐磨性及疲勞強度，心部仍保持良好的韌性和塑性。

用途：多種齒輪、活塞銷、套筒等。淮碳工藝?要用于低碳鋼、低碳低合金港碳鋼。

2）承碳工藝

溫度：900?95CTC;（港碳加熱到Ac3以上）

滲碳時間：900?9500c溫度下，0.2?0.3mm/h。

3）低碳鋼滲碳媛冷組織：

［表層：P+Fe35（過共析相）

Y

［心部：亞共析組織（P+F）,

中間：過渡組織；

4）港碳后的熱處理

①承碳后淬火+低溫回火

淬火后組織：M+A殘，

7.鋼的合金化

合金元素在鋼中的作用：提高鋼的淬透性，細化晶粒，提高鋼的回火穩定性，防止回火脆性，二次

硬化，固溶強化，第二相強化（彌散強化），增長韌性，提高鋼的耐蝕性或耐熱性。

⑴形成固溶體、產生固溶強化

⑵形成含部分金屬鍵的金屬（間）化合物，產生彌散強化（或第二相強化）

⑶溶入奧氏體，提高鋼的淬透性

⑷提高鋼的熱穩定性，增長鋼在高溫下的強度、硬度和耐磨性

⑸細化晶粒.產生細晶強韌化

⑥形成鈍化保護膜

⑺對奧氏體和鐵素體存在范圍的影響

四、常用機械工程材料（工業用鋼、鑄鐵）與合理選材（表四?1）

鋼種經典銅號及其應用性能特點成分特點與合金化原則熱處理特點使用態組織

1.低合按。s分6級：①高強度：OS>①低C:<0.2%一般供應狀態使用，不熱處理烽接構鐵素體+索氏體

金高強①低強度級別:16Mn一般300Mpa②Me以Mn為主、Mn和Si固溶造

鋼工程構造②高制住：6=15%-強化可進行一次正火，改善炸區性能

②中等強度級別:15MnVN20%,室溫ak>600③加入V、，Nb,Ti等元素細化F

大型橋梁，倒爐，船舶，焊接晶粒

kJ/m2~800kJ/m2o

構造.③良好煤接性能和冷④加入P細化珠光體

③高強度級別:18MnMoNb成形性能⑥加入Cu抗腐蝕

高壓鍋爐，高壓容器

2合金①低淬透性:20Cr,15Cr小①滲層硬度高，耐磨.①低C:0.1%~0.25%先熱處理（改善切削加工性能）鍛表層：寓破M,

承破鋼沖擊載荷耐磨件，如活塞銷，抗接觸疲勞,且有合②加入提高淬透性元素壓后正火十粒狀Cem+

小齒輪.造塑性，韌性Cr,、Ni,、Mn、，B最終熱處理：承破后淬火（直接或一A,心部：

②中淬透性:20CrMnTi:高②心部高切性和足券③加入Mo.W.V.Nb.Ti等阻礙A次、二次淬火）+低溫四火①淬透:

速較高載有沖擊的耐磨件，強度晶粒長大和形成穩定的合金破化20CrMnTi齒輪工藝路線：下料一鑄造低破M’

重要齒輪，連軸用。③良好的熱處理工藝物，提高耐磨性一正火一加工齒形一承碳(930P)，淬火'②未淬透：

③高淬透性:18Cr2Ni4WA性能(830℃)-低溫回火(200℃)一磨齒T+M'+F(少

■裁大餐面重要耐磨件，如陽

柴油機曲軸，連桿

鋼種經典鋼號及其應用性能特點成分特點與合金化原則熱處理特點使用態組織

31合金①低淬性:40Cr,40MnB高水平絳合機械性①中C:0.25%~0.50%以0.4左一般:油淬+高溫回火調質S'

調質鋼一般尺寸重要零件，能，能滿足多種和較右為主若規定表面耐磨：調質后可進行表面

Do=30-40篁雜的工作條件②加入提高淬透性元素淬火或翹化處理。

②中淬透性：Cr.Ni.Mn,Si,B①表面淬火；

40CrNi,Do=40-60③加入Mo,W消除回火腌②專門化學型處理(如氮化)

③高淬透性:40CrNiMoA(38CrMoAI氨化鋼)

大也面重喊鬣要騫件，

Do=60~160

4合金①以Si.Mn合化:65Mn,①高oe和as，高屈①中高CO45%?0.70%①獨成形法制彈簧熱軋鋼絲鋼板一卷r

彈簧銅60Si2Mn用于汽車，拖拉機，強比②加入Si.Mn提高淬透性也提高彎曲成型一淬火+中溫回火一噴丸

機車的板簧和螺旋?簧②高疲勞抗力屈強比②冷成形法制彈簧鋼絲鋼板一淬火+

②以Cr,V,W合金③足夠出韌性，能承③加入Cr.W.V也提高淬透性中溫回火-冷卷彎曲成喬一去應力-

化:50CVA35(TC?400*C受震動，沖擊加入Si-Cr不易脫C加入Cr-V細噴丸

如下重裁，較大坦彈簧，如④有很好淬透性，不化■粒，耐沖擊，高溫強度好

高速柴油機氣門彈簧.易脫C,易繞卷成形

鋼種經典鋼號及其應用性能特點成分特點與合金化原則熱處理特點使用態組織

&凝珠①Cr軸承鋼：GCr15中小①高接觸疲勞強度??C:0.95%~1.10%Bi先型處理（球化退火）M'+粒狀

軸承鋼型軸承，冷沖模，■具，絲械.②高硬度和耐磨性②Cr甚本元素:提高淬透性;細化①正火:消除Cem網Cem+少講A

②添加Mn,Si,Mo,V的③足夠的韌性和淬透Cem;提高耐磨性和接觸疲勞抗②球化退火:便于切削，使k班小均

鋼:GCr15SiMo,GSiMnMo性力；Ck0.4%?1.65%勻,為淬火作準備

V制造大型軸承.④一定耐悅能力和良③加入Si.Mn提高淬透性;加入V最終熱處理：（淬火（800?840℃）

好尺寸稔定性耐磨性，防止過熱+低溫回火（150?170℃））

④憑度規定極高S<0.02%,P<冷處理:（精密事件）尺寸穩定

0.027%

6,低合①Si-Cr系:9SiCr,低速切①高硬度:HRC>60①?C:0.9%-1.1%Bi各熱處理：鈾造后進行球化退火。+粒狀

金刃具削刃具②高耐磨性②加入Cr,Mn,Si提高淬遺住最終熱處理：淬火+低溫回火工藝路Cem+少停A

鋼②Cr系:Cr,CrO6如,校刀，③高熱硬性③加入Si提高回火穩定性戰：鈍造+球化退火+機加工+津火殘存

刮刀，錘刀等.④足夠貨性和韌性加入W.V提高耐磨性，并防止加+低溫回火與碳素工具

③Cr-W-Mn系:CrWMn熱時過效,保持晶粒細小鋼相比較，淬透

如拉刀，沖橫，樣板，?戰性提高，可采用

④W和Cr-W系:小麻花油沙火。變形和

站,低速切網刃具開霆便問小?

鋼種經典鋼號及其應用性能特點成分特點與合金化原則熬處理特點使用態組織

，高速①W系:W18Cr4V①高硬度:HRC>①?C:0.7%~1.5%屆于萊氏體鋼，M'+少許AM?+

鋼（高②W-Mo系:W6Mo5Cr4V260要保證能與W、Cr、V等形情造：共晶萊氏體呈魚骨胳狀，熟處Cem.

速工具作高速切削刃具■造組織②高耐磨性成足夠數■的Cem;稱一定數,理不能消除，只能型變形破碎，

速銅）有金骨狀共晶?高熱硬性的C溶于A中，以保證M的高硬孩熱處理：等溫遇火，消除內應力，

④足夠皇性和韌性度。）改善切削，組織準各。

②加入Cr■提高淬透性最終短處理：1270℃淬火+560℃~

倍的碳化物（Cr2c6）在淬火加580P回火（三次）：若冷處理只需一次

熱時幾乎所有溶于奧氏體中，增國火

長A過冷的穩定性，銅的淬透性。國火（三次）：消除內應力

還提高抗★化、脫碳能力消除A/存

③加入W,M。提高熱硬性齒輪鐵刀生產過程的工藝路線如

（提嘉回火穩定性和淤硬性均重下：

要元素）下科一皆造一退火—機械加工-厚

④加入V提高耐磨性火+回火r噴砂一磨加工一成品。

V形成的碳化物VC（或V4c3）非

常穩定，很難溶解，硬度較高

第二部分考試知識

第一章金屬的機械性能（理解）

1.低碳鋼的拉伸圖

2.材料的性能：強度、剛度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度、斷裂韌性。

第二章材料的構成和內部構造特性

1.掌握概念（名詞解釋）：

固溶體、固溶強化、枝晶偏析、A、F、P、Fe3C；

2合金中的基本相構造：固溶體和金屬間化合物

⑴固溶體：產生品格畸變，增長晶體位錯移動的阻力，使滑移變形難以進行，使金履得到強化。

⑵金K化合物：熔點、硬度高、脆性大。碳鋼中的FS3C。對鋼的強度和耐磨性有重要的作用。

⑶金屬化合物對固溶體墓體的強化作用：

彌散硬化：當金屬間化合物以極小的粒子均勻分布在固溶體基體上一般能提高合金的強度、硬度以及

耐磨性，但會減少合金的塑性和韌性。

3.掌握鐵碳相圖基本知識：

⑴對的填寫鐵

碳相圖的相構成物

相圖

⑵兩條水平線是什么線，能寫出反應式，解釋共晶、共析反應。

表2-1勻晶、共晶地相圖的特征

相圖類型和圖特征反應式說明

Ag品Aa一種液相變溫過程中轉變為一種固相

恒溫下,一種成分的液相同時結晶出

共晶

共>兩種不同成分的新固相

晶恒溫下，一種成分的固相同時析出

恒溫

共析Ye-----?/+Bd

兩腫不同成分的新面相

0）對的填寫鐵碳相圖的組織構成物相圖

第3章工程材料成型過程中的行為與性能變化

掌握概念：冷加工、熱加工、答復、再結晶，加工硬化

t掌握金屬的凝固

⑴純金震的結晶：由晶核的形成和長大這兩個基本過程構成；晶核的形成：存在有兩種方式，即自發

形核和非自發形核；晶體長大的形態：有平面推進、樹枝狀生長兩種；金屬結晶過程缺陷的產生：縮孔和

疏松，液體供應不充足，最終凝固的樹枝晶之間的間隙不能被填滿，將形成縮孔和疏松等缺陷。

⑵合金結晶的特點：合金結晶時有相的變化、成分變化，有成分偏析，它將引起鑄件力學性能惡化和

抗腐蝕性能減少。

⑶晶粒大小和控制：控制過冷度、加入形核劑、機械措施（振動與攪拌）

2掌握鑄造過程中的材料行為及性能變化

⑴鑄錠組織：表面細晶粒層、柱狀晶粒層、中心等軸晶粒區

⑵鑄錠構造中重要的缺陷。

①縮孔與縮松

集中的縮孔：金屬凝固時體積要收縮，假如得不到液體的補充，就會形成縮孔。

縮松（分散性縮孔）：樹枝晶結晶時不能保證液體的補給而在枝晶間和枝晶內形成細小而分散的縮孔。

②氣孔

③非金屬夾雜物

外來非金屬夾雜物由冶煉、澆鑄過程中爐襯、型壁材料等脫落進入鑄錠帶來；

金JR內部多種化學反應生成，非金屬夾雜物很大的脆性，破壞金屬晶體的持續性，增進裂紋的萌生和

擴展減弱金屬的機械性能。

④成分偏析

枝晶偏析（微觀偏析）：局限于一種或幾種晶粒尺寸范圍內的偏析。可用擴散退火的措施來消除

宏觀偏折（或域偏析）：同一鑄件中，表面和中心、上層和下層的化學成分也也許存在不均勻,這種

較大尺寸范圍內出現的偏析。

消除枝晶偏析：擴散退火或均勻化退火T把有枝晶偏析的合金加熱到高溫，長時間保溫，使固溶體中

原子充足擴散,以到達成分的均勻化。

3.掌握冷塑性變形過程中的材料行為及性能變化

冷塑性變形對金屬組織與性能的影響

冷塑性變形金屬加熱時組織與性能的變化

4.掌握熱塑性變形過程中的材料行為及性能變化

金屬的熱加工和冷加工

熱塑性變形對金屬組織和性能的影響

第4章改善材料性能的熱處理、合金化及改性

1掌握概念：P、S、T、B、M、Sea、T