1、工程材料 2012秋-復習大綱,1.名詞解釋(20分）,2.填空題（15分）,3.選擇題（15分）,4.判斷題（15分）,考試題型：,5.簡答題(17分）,6.綜合題（18分）,第一章 機械工程材料性能的要求,工程材料與機械零件所受三大負荷（及各負荷對機械零件產生的作用）力學負荷、熱負荷、環境介質作用； 工程材料的性能（特別注意：彈性變形、塑性變形、強度、硬度、剛度、疲勞極限等 、另外：關注硬度試驗及選用原則及其優缺點）； 工程材料類型及主要特征： 按化學組成分： 金屬材料、高分子材料、陶瓷材料、復合材料（各自的主要特征）,第二章 材料的組成和內部結構特征,1、材料的結構 （1）所有的固態物質

2、就其原子（或分子）排列的規則性來分類，可分為：晶體、非晶體 單晶體各向異性，多晶體各向同性 （2）金屬的常見晶體結構： 體心立方、面心立方、密排六方 塑性變形能力比較：面心立方體心立方 密排六方；,（3）晶體缺陷： 點缺陷 空位：晶格中的空結點。 間隙原子：擠進晶格間隙中的原子。 置換原子：取代原來原子位置的外來原子。 線缺陷位錯 面缺陷晶界和亞晶界,細晶強韌化在常溫下使用的金屬材料，一般情況下晶粒越小，強度、硬度越高，塑性、韌性越好。因為金屬的晶粒越細，晶界總面積越大，位錯運動阻力越大，使得金屬塑性變形的抗力越高，所以使強度、硬度越高。在相同變形量下，晶粒越細的金屬，單位體積內同時參與變形的

3、晶粒數目越多,變形越均勻，應力集中越小，使其塑性、韌性越好細晶強韌化。 第二相（彌散）強化概念當硬而脆的金屬間化合物呈彌散狀分布于固溶體基體上時，使強度、硬度增加，而塑韌性略有下降或不降的現象。沉淀（時效）強化,2、相圖與相變 （1）合金、組元、相、固溶體、固溶強化 （概念） （2）合金的兩大相結構： 固溶體： 金屬間化合物 （3）相圖：勻晶L ；共晶L+ ；共析 +,（4）鐵碳合金： 組成相（五種）及各自的性能特點 ： 鐵素體：碳在-Fe中的間隙固溶體。 奧氏體：碳在-Fe中的間隙固溶體。 珠光體：F與Fe3C組成的片層狀的機械混合物。 馬氏體：碳在-Fe中的過飽和固溶體。 室溫組織：（ 鋼

4、、鐵） 含碳量對鐵碳合金組織及力學性能的影響,Fe-C 合金分類及室溫下的平衡組織,工業純鐵 C % 0.0218 %,鋼 0.0218 % C % 2.11 %,亞共析鋼 C % 0.77 %, 平衡組織：F+P共析鋼 C % 0.77 %, 平衡組織： P過共析鋼 C % 0.77 %, 平衡組織：P+Fe3C,白口鑄鐵 2.11 % C % 6.69 %,亞共晶白口鐵 C % 4.3 % ,平衡組織：P+Fe3C+ Ld/ 共晶白口鐵 C % 4.3 % ,平衡組織：Ld/ (低溫萊氏體) 過共晶白口鐵 C % 4.3 %,平衡組織：Fe3C+ Ld/,例題與作業,第三章 工程材料成型過

5、程中行為與性能變化,1、金屬的凝固 （1）純金屬的結晶： 過冷現象；過冷度概念；冷卻速度與過冷度； （2）晶粒大小對金屬性能的影響（細晶強韌化） （3）形核率、長大速度的概念 （4）細化晶粒的方法（即如何控制晶粒大小）： 增加過冷度；變質處理；機械振動、攪拌,2、鑄錠組織：（三個晶區，各自的性能特點） 3、冷變形加工： （1）加工硬化（概念）； （2）冷變形金屬加熱工程中，其組織和性能一般要經歷三個階段變化：回復、再結晶（概念）、晶粒長大。 冷熱加工的區分界線: 再結晶溫度 注意課本中的例題,第四章 改善材料性能的熱處理、合金化及改性,1、鋼材加熱和冷卻時的轉變 （1）加熱時的轉變 奧氏體化步

6、驟： A形核； A晶核長大； 殘余滲碳體溶解； A成分均勻化。,（2）冷卻時的轉變,等溫轉變曲線及轉變組織（注意各區轉變產物、不同鋼種C曲線的穩定性比較）,650,600,550,350,P,S,T,B上,B下,M,M+A,AP,AS,AT,AB上,AB下,AM,過冷A,過冷A,過冷A,過冷A,過冷A,加入合金元素后，C曲線位置的變化（注意特例），C曲線越往右，鋼的淬透性越好； 2、預先熱處理：退火、正火、調質（注意概念） 退火包括：（各種退火的目的、使用范圍） 擴散退火、再結晶退火、去應力退火、球化退火,3、最終熱處理：淬火、回火 （1）淬透性與C曲線的關系；合金元素對淬透性的影響 （2）淬

7、火三原則、淬火工藝、淬火后的組織 （3）回火按溫度高低分為：高溫回火、中溫 回火、低溫回火；（回火目的、回火后的組織、應用舉例 ） 注：回火索氏體的性能明顯優于奧氏體等溫冷卻直接所得到的片層狀索氏體的性能。,注意課后作業題,第五章 常用金屬材料與性能,1、合金鋼的分類： （1）按含碳量高低分 （2）按合金元素含量高低分 （3）合金結構鋼按用途及熱處理特點分 （4）按鋼的退火狀態分,2、牌號： （1）、結構鋼： 以 Q+屈服強度值表示：碳素結構鋼、低合金（高強度）結構鋼 開頭以C含量萬分數表示（2位）： 優質碳素結構鋼（10、25、45）； 合金結構鋼：合金滲碳鋼、合金調質鋼、合金彈簧鋼 （2）

8、、工具鋼 碳素工具鋼：T+C質量的千分數表示 合金工具鋼：開頭以C質量的千分數表示（1位）（當C% 1.0%時省略不標） 另須注意軸承鋼的牌號：例如GCr15,3、高速鋼牌號特點、熱處理工藝及組織 4、按石墨形態的差異，灰口鑄鐵分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵（注意牌號及含義） 。 5、有色金屬及合金的熱處理強化,3、滲碳鋼、調質鋼、彈簧鋼(60Si2Mn、65Mn) （1）、用途及性能特點； （2）、成分特點（包括碳元素的含量及其它主要合金元素類型及作用）； （3）、主要的熱處理工藝特點及熱處理后所獲得的主要組織； （4）、常用鋼種的牌號。,合金滲碳鋼 （1）用途及性能特點： 用于承

9、受較大沖擊載荷、同時表面經受強烈摩擦磨損的零件。滲碳及淬火、回火后，表硬內韌。 （2）成分特點： 低碳（0.25%），保證滲碳及熱處理后表、里的良好配合。 加提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、B等，保證心部良好的強韌性。 加V、Ti、W等，阻止滲碳時晶粒長大。 （3）熱處理特點：滲碳、淬火、低溫回火 （4）常用鋼種：20Cr、20MnTiB、20CrMnMo,合金調質鋼 （1）用途及性能特點： 高強度（承受較大負荷）及高韌性（防止斷裂事故）的重要零件，具有良好的綜合力學性能。 （2）成分特點： 中碳（0.30-0.5%），保證熱處理后足夠強度，又不致太脆。 加提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、B等，保證大截面均一的性能。 加V、Mo、W等細化晶