机械工程材料复习要点

时间：2021-11-06 15:40:59 资料我要投稿

机械工程材料复习要点

纯金属的晶体结构与组织 1.1 纯金属的晶体结构晶体：结构具有周期性和对称性的固体，原子或分子排列规则。晶胞：（理解它的定义，主要是几个词）三种典型晶胞(bcc, fcc, hcp)，晶胞中包含的原子数，原子半径与点阵常数，致密度： PPT 上有个重要数据汇总表同素异构转变，晶向晶面（要会认，会画），晶体缺陷：在实际晶体中存在的偏离理想结构的区域。点缺陷：在三维空间各方向上尺寸都很小的缺陷，如空位、间隙原子、异类原子。线缺陷：在两个方向上尺寸很小，而另一个方向尺寸较大的缺陷，主要是位错。面缺陷：在一个方向上尺寸很小，而在另外两个尺寸上尺寸较大的缺陷，如晶界、相界、表面等。孪晶界：金属中晶体两部分沿某一公共面构成镜面对称的位向关系，公共晶面为孪晶面。 1.2 纯金属的结晶与组织结晶：物质由液态转变为晶态的过程。过冷：液态金属在理论结晶温度一下开始结晶的现象。过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。均质形核：只靠液态金属本身在一定过冷度下形成晶核。非均质形核：依附于未溶的固态杂质表面而形核，长大方式多为枝晶方式成长。形核率：单位时间内单位体积液体中形成晶核的数量。生长速率：单位时间内晶核生长的线长。变质处理液态金属中加入难溶固体颗粒增加形核率，而细化晶粒的方法。影响形核率和生长速率的因素及机制：受过冷度和杂质的影响。外来杂质增加形核率同时阻碍晶体生长。 2 二元合金的相结构与组织 2.1 合金的相结构组元：组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质。相：金属或合金中凡成分相同、结构相同、聚集态相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。固溶体：合金中组元相互溶解而形成的均匀固体。置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格某些结点位置而形成的固溶体。间隙固溶体：溶质原子嵌入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。固溶强化：固溶体中晶格畸变较大，随溶质原子增加，合金强度和硬度提高，塑性和韧性降低。金属间化合物（分类及性质）：金属间化合物可分为正常价化合物、电子化合物和间隙相。金属化合物熔点高、硬度高但很脆，弥散分布的金属间化合物可提高金属强度、硬度和耐磨性，但降低塑性。 2.2 二元合金相图相图（依据 PPT 中的定义）：用来表示合金系中各合金在缓冷条件下结晶过程的简明图解，又称状态图或平衡图。 2.3 二元合金相图的基本类型及相图分析杠杆定律（定义，计算，适用条件，求组织含量、相含量、组织成分和相成分）晶内偏析：溶质原子在液相充分

扩散，在故乡内来不及扩散，以致固溶体内先结晶的中心和后结晶的部分成分不同。枝晶偏析：一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象。 1 1

批注 [Grcui1]: 过于简单，过冷度的影响，杂质的影响结果和原因，能增加非均质形核，阻碍原子的迁移，所以才。。。。。

扩散退火，加热到固相线以下 100~200℃长时间保温,以使原子充分扩散、成分均匀，消除枝晶偏析的热处理工艺。共晶体：共晶反应的产物，即两相的机械混合物称为共晶体或共晶组织。 2.4 铁碳合金相图默画铁碳相图，能够指出其中的点，线，区域所代表的相和平衡组织，给定合金成分，能够给出其从液态到常温的组织及成分变化，要求会画图 2.24，2.25，2.26 中所示的三种钢的平衡条件下的固态转变及组织。金属的塑性变形与再结晶 3.1 金属的变形过程弹性变形：外力去除后能够恢复的变形。塑性变形：外力去除后步能够恢复的变形。滑移：一部分晶体沿着某一晶面和晶向相对于另一部分晶体滑动。滑移面、滑移方向：沿其发生滑移的晶面和晶向分别叫做滑移面和滑移方向。滑移系：一个滑移面和其上的一个滑移方向组成一个滑移系。晶体结构与塑性变形的能力：面心立方晶格好于体心立方晶格好于密排立方晶格。多晶体塑性变形的影响因素及机制：晶界和晶粒位向的影响。（机制。。。）P40，中间的那个大段，仔细看。 3.2 塑性变形对金属组织与性能的影响纤维状组织：金属塑性变形后，内部晶粒会被拉长称谓细条状或纤维状的组织。加工硬化（定义，机制，缺点）：PPT3.2.2 变形织构：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的现象。残余内应力（分类）：PPT3.2.4 3.3 金属的回复与再结晶回复（定义，机制）：PPT3.3.1 去应力退火：回复退火（。。。。）再结晶（定义，特点）：冷变形组织在加热时重新彻底改变的过程。特点：也是一个晶核形成和长大的过程，但不是相变过程，再结晶前后新旧晶粒的晶格类型和成分完全相同，没有新相产生，并且由于再结晶后组织的复原，金属的强度硬度下降，塑性。韧性提高，加工硬化消失。再结晶温度（定义，影响因素）：再结晶不是一个恒温过程，它是自某一温度开始，在一个温度范围内连续进行的过程，发生再结晶的最低温度称再结晶温度。影响因素：① 金属预先变形程度越大，再结晶温度越低②金属中的微量杂质或合金元素，尤其是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提高加热速度会使再结晶

推迟到较高温度发生；延长加热时间，使原子充分扩散，再结晶温度降低。 3.4 金属的热加工冷加工：在低于再结晶温度下使金属发生塑性变形。热加工对组织性能的影响：热加工可使铸态金属与合金中的气孔焊合，使粗大的树枝晶或柱状晶破碎，从而使组织致密、成分均匀、晶粒细化，力学性能提高。流线：热加工使铸态金属中的非金属夹杂沿变形方向拉长。形成彼此平行的宏观条纹，称作流线。带状组织：在加工亚共析钢时，发现钢中的 F 和 P 呈带状分布，这种组织称带状组织。冷热加工的特点和应用场合区别：热加工能量消耗小，但钢材表面易氧化。一般用于截面尺寸大、变形量大、在室温下加工困难的工作。冷加工一般用于截面尺寸小，塑性好、 2

批注 [Grcui2]: 这个定义不合适，你再找找。

尺寸精度及表面光洁度高的工作。 3.5 金属的断裂断裂分类：按材料断裂前所产生的宏观塑性变形量大小分：韧性断裂、脆性断裂。按裂纹扩展路径分：穿晶断裂、沿晶断裂。评定金属材料在应力、介质作用下的性能指标 4.1 金属材料在静载荷作用下的性能指标静载荷：作用于材料的载荷方向与作用时间无关。机械性能：材料在外力作用时抵抗变形和破坏的能力。刚度（定义，公式，分析）：材料受力时抵抗弹性变形的能力。（公式和分析见 PPT4.1 第三页）弹性极限：开始产生塑性变形的抗力，也可以说。。。。。。。强度（屈服强度，抗拉强度（物理意义）：材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力，）包括屈服强度和抗拉强度。屈服时对应的应力叫做屈服轻度或屈服点、屈服极限。材料断裂前所承受的最大应力值称作抗拉强度，其物理意义是：表征材料对最大均匀变形的抗力，也是材料在拉伸条件下所能承受的最大载荷的应力值。屈服现象：拉伸过程中，出现载荷不增加或开始下降，而试样还继续伸长的现象成屈服现象。伸长率，断面收缩率（两个公式。。。）硬度（三种，缩写）：材料抵抗外来物体嵌入的能力，或抵抗物体表面局部塑性变形的能力。HB（布氏硬度分为 HBS 和 HBW） HR（洛氏硬度） HV（维氏硬度） 4.2 金属材料在其他载荷作用下的性能指标冲击韧性：材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。韧脆转变温度：材料的冲击韧性随温度下降而下降，在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降，此温度范围称为韧脆转变温度。疲劳（定义，特点）：材料在低于屈服极限的重复交变应力作用下发生断裂的现象。特点：1.疲劳破坏的应力低，甚至低于弹性极限。 2.在交变应力下产生，若干次的交变

应力下完成。 3.宏观脆性断裂，需用特殊的摊上设备检测。 4.局部组织发生变化。 5．疲劳断口分为两部分。光滑疲劳裂纹扩展区和最后突然断裂区。 6.循环应力造成局部塑性变形而引起开裂；拉伸应力促进裂纹扩展。 7.疲劳裂纹三阶段：裂纹形成、裂纹扩展和最终失稳扩展。 8.在应力对称洗漱相同时，应力振幅越大，断前循环次数少。疲劳极限：当应力低于一定值，应力交变到无数次也不发生疲劳断裂时的应力。 4.3 金属的缺口效应与断裂韧性断裂韧性：KIC=YσC ，一个只和材料本身的成分、组织与结构的常数。

4.4 金属的磨损与接触疲劳磨损的分类及机理：相互破坏的零件间产生摩擦，由于表面产生物理、化学及力的作用，导致零件形状和尺寸的变化，从而产生磨损。可分为粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损。接触疲劳及其失效形式和机理：在接触应力长期反复作用下，零件的光滑接触面会产生针状或豆状的凹坑，或大面积的表层压碎的现象称为接触疲劳。其主要是失效形式：麻点脱落、浅层剥落、硬化层剥落。 4.5 应力腐蚀与氢脆 3

应力腐蚀断裂（定义，特点）：由拉伸应力和腐蚀介质联合作用而引起的低应力脆性断裂。特点：1.拉伸应力和腐蚀介质共同作用，其中拉伸应力为外载荷或残余应力。 2．腐蚀介质较弱，尤其在没有拉应力存在时，腐蚀很弱；并且不同材料只对某些介质敏感。 3.合金产生应力腐蚀，纯金属不产生应力腐蚀。氢脆：将由氢的作用所引起的低应力脆断或开裂的现象。改善钢的组织与性能的基本途径各种强化方式机制（见 PPT） 5.1 冶金质量对钢性能的影响杂质（有害的，有益的）：有益 Mn 和 Si；有害 S、P、O、N、H。氢脆（白点）：微量的氢会导致钢由于氢含量较多而使钢中出现非常危险的内部裂纹，这种裂纹使断口呈白色斑点状，称之为白点，从而产生“氢脆” 。使钢的塑性降低。非金属夹杂对钢性能的影响：与基体弹塑性变形不协调而引起应力集中，脆性夹杂物边缘出现疲劳裂纹，从而降低钢强度，降低钢的使用性能和工艺性能。镇静钢，沸腾钢，半镇静钢（知道它们是根据什么分类的）缩孔，疏松，偏析（理解它们的特点）钢的分类（碳钢，合金钢，结构钢，工具钢，特殊用途钢）PPT5.1.4 5.2 碳钢的热处理热处理：将钢在固态下以一定的方式进行加热、保温，然后采取合适的方式冷却，让其获得所需要的结构组织和性能的工艺。四把火（定义，目的）表面淬火：将钢件表面层加热到临界点以上温度并急速冷却。化学热处理：将钢件置于一定介质中加热、保温，使介质中活性

原子渗入工作表层，以改变表层的化学成分组织，具有某些特殊的机械和物化性能。加热时的组织转变（PPT5.2.1）三种奥氏体晶粒度：起始晶粒度：在奥氏体形成刚结束时，即晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。实际晶粒度：钢在加热时所获得的实际奥氏体晶粒大小。本质晶粒度：钢在一定条件下奥氏体晶粒的长大倾向性。冷却时的组织转变：珠光体，索氏体，屈氏体，贝氏体，马氏体马氏体转变的特点:1.无扩散性。。。 2.共格位向关系。。。 3.降温形成。。。 4.高速长大。。。 5.转变不完全。。。马氏体的形态（特征，分类）马氏体的性能特征：高硬度淬硬性：淬火后马氏体组织所能达到的最高硬度值。 C 曲线的意义 PPT5.2.2 淬透性：钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。淬硬层深度：由工件表层到半马氏体区的深度。淬火临界直径：圆柱钢棒在规定的淬火介质中能全部淬透的最大直径。合金元素对淬透性的影响：多数合金元素都使钢的淬透性提高。回火时的组织转变：淬火碳钢在回火时所发生的四个转变（PPT5.2.4，还有课本上的几 4

批注 [Grcui3]: 有点过于简单，要理解小标题内的内容

个图）第一类回火脆：淬火钢的韧性并不总是随温度升高而提高。在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的脆化现象叫做回火脆性，由于这种脆性生成后不能消除，也叫第一类回火脆。回火的种类（PPT5.3 上面的表） 5.3 钢的合金化合金元素在钢中的存在形式：第一类：非碳化物形成元素，主要固溶于铁素体中。第二类：碳化物的形成元素，部分固溶于铁素体，部分与 C 形成碳化物。合金元素对淬透性的影响：除 Co 和 Al 外，合金元素均使 C 曲线右移，都不同程度地降低临界冷却速度，都能提高钢的淬透性。对回火转变及性能的影响：二次淬火：高合金钢中残余奥氏体十分稳定，回火冷却后，转变为马氏体，使钢的硬度反而增加的现象。二次硬化：含高Ｗ、Ｍo、Cr、V 钢淬火后回火时，合金元素不但阻碍碳扩散，而组织析出细小弥散的特殊碳化物，使硬度不但不下降反而升高的现象。回火稳定性：合金元素抑制马氏体分解，阻碍碳化物的聚集和长大，使钢在很高的回火温度下保持高硬度和高强度的性质，成抗回火性或回火稳定性。第二类回火脆性：在含有 Cr、Ni、Mn 等元素的钢中，在 550-650℃回火后，又出现了冲击值的降低，称高温回火脆性或第二类回火脆性。 5.3.5（PPT 内容）构件用钢 6.1 构件工作条件及性能要求工作条件：不做相对运动，长期承受静载荷作用，在一定温度和介质中工作；使用性能：

工艺

性能：焊接及冷变形能力，尤其是焊接的工艺性能。常用钢种：低碳钢和低碳合金钢热处理状态：热轧或正火状态下使用，有时也在调质状态下使用。常温状态下的组织：铁素体+珠光体 6.2 低碳构件用钢的性能特点冷脆：构件用钢随实验温度的不断降低，其屈服点显著升高，并导致断裂性质变化，即由宏观塑性破断过度到宏观脆性断裂的现象。时效（应变时效，淬火时效，自然时效，人工时效），蓝脆：低碳钢在 300~400℃的温度范围内反常的出现σb 增高，而δψ降低的现象。 6.3 构件用钢 Q235, 12Mn 的常用场合机器零件用钢 7.1 概述影响机器零件力学性能的主要因素： 1. 碳含量 2. 淬火后的回火温度 3. 合金元素种类和数量 5

7.2 轴类零件用钢工作条件：承受交变应力；相对滑动产生摩擦；承受一定的冲击载荷。性能要求：高的.疲劳极限；良好的冲击韧性；轴的表面或局部表面有一定的耐磨性。轴类零件用钢：碳素调质钢的组织：回火索氏体。碳素调质钢的缺点（及克服措施）： 1. 碳素钢淬透性低——合金化 2. 调质钢硬度较低，耐磨性不足——表层强化提高耐磨性 3. 回火温度高，强度下降较多——适当调整回火温度提高调质碳素钢强度。合金调质钢的特点： 1. 淬透性高于碳素钢 2. 合金钢有第二类回火脆，可加入 Mo 和 W 控制 3. 过热敏感性较小，奥氏体晶粒较细，韧性强度高 4. 合金调质钢的强韧性高于碳素调质钢典型用钢 45, 40Cr, 40CrMn 中碳钢：预备热处理工艺：完全退火或正火。目的：消除锻造工艺中的缺陷，为随后的工艺操作作组织准备。组织：完全退火后得到铁素体加珠光体。利于切削的硬 HB160~203 最终热处理（工艺、目的和组织）工艺：完全淬火加高温回火。目的：赋予零件综合机械性能。组织：淬火得到完全的马氏体。中碳钢回火后的组织为回火索氏体。中碳合金钢：与碳钢的工艺区别（PPT7.3 上面的一页） 7.3 齿轮用钢工作条件：1.通过齿面接触而传递动力，易产生接触疲劳而形成脱落 2.两齿轮齿面相对运动而易产生摩擦磨损 3.齿根承受反复弯曲应力，易发生弯曲疲劳破坏 4.高速运转齿轮间易产生胶合磨损性能要求：高的接触疲劳强度；高的耐磨性；高的弯曲疲劳强度和良好的韧性与塑性，防止齿轮断裂。为此，齿轮工作表面应坚硬耐磨；心部应具有良好的韧性和塑性。四种途径满足不同工作条件下齿轮的需求：1.低碳钢渗碳淬火 2.中碳钢感应加热表面淬火 3.中碳钢调制处理加氮化处理 4.热处理后再加表面冷塑性变形强化影响表面性能的因素：表层组织；表层内应力分布；硬化层的厚度；心部硬度渗碳用钢：

20，20Cr，20Cr2Ni4 低碳钢的渗碳淬火：目的：赋予齿轮表面良好的耐磨性及较高的疲劳接触强度。渗碳层组织分布：渗层碳质量分数超过 0.8％~0.9％的为过共析组织，向内依次为共析组织和亚共析组织。渗碳后的热处理：淬火加低温回火。一次淬火和二次淬火的目的：第一次淬火加热至 850~900，为细化心部，消除渗碳网；第二次加热到 780~800，未得到细针状马氏体和分布其间的剩余碳化物。锻后预备热处理——采用正火的原因：完全退火使组织中出现大块铁素体，降低加工后粗糙度。喷丸处理的目的：喷丸处理使工件表 main 面产生塑性变形，形成加工硬化层，同时获得残余压应力，提高了齿轮表面疲劳强度。感应加热表面淬火用钢：1，中碳钢（45,40Cr，感应加热用，和调质用的区别）：一是 6

调制处理不是表面淬火的先决条件，可用正火代替调制处理而保证心部的韧性；二是感应加热用钢的化学成分应同时保证表层和心部的性能。感应加热表面淬火钢的要求：1.感应加热表面淬火时控制淬透性，淬透性大易引起开裂 2.化学成分应保证淬火后，淬硬层和心部都得到所要求的性能。 2，低淬透性钢（55DTi），用在模数（4-6）的感应加热表面淬火，低淬透性+中频感应加热；3、感应加热淬火后立即低温回火去应力自回火：齿轮表面淬火后，高频加热产生的热量传递到内部的热量使已淬火的表面回火。齿轮氮化用钢：38CrMoAlA 其中 Al、Mo 的作用：加入 1%的 Al 提高氮化速度和氮化层的硬度；加入 0.2%的 Mo 以抑制第二类回火脆并提高回火抗力。为何不能用普通碳钢：普通碳钢不形成特殊氮化物，氮化层硬度不高。氮化前先进行调质处理，使心部获得回火索氏体来支撑表面氮化层。氮化层硬度：HRC58~62 氮化后齿轮不能淬火氮化层的优缺点：具有高的疲劳强度和较低的缺口敏感性，化学稳定性高，防腐蚀。但其渗氮时间长，脆性大。氮化的适用范围：适用于精度高、变形小、高耐磨和耐蚀齿轮。表 7.8 最好掌握 7.4 弹簧用钢工作条件与性能要求：1.高的弹性极限σs，可储备更多能量，并防止弹簧产生塑性变形 2．高的疲劳强度σ-1 防止疲劳断裂 3.具有一定的塑性和韧性（三个参数的要求）素弹簧钢（T9A）的特点和合金弹簧钢的特点（PPT7.4.2）五类弹簧钢（记住 5 个钢号及分类理由）：根据其化学成分尤其是合金元素的含量及热处理制度的不同可将弹簧钢分为:碳素合金钢（T9A）、锰弹簧钢（65Mn）、硅锰弹簧钢（60Si2MnA）铬钒弹簧钢（50CrVA）硅铬弹簧钢（60Si2CrA）冷成型与热成型：弹簧尺寸较小时，采用常温成型，称为冷成型；

弹簧尺寸较大时，采用加热后成型，称为热成型。冷卷弹簧：硬化状态原料冷卷后只需要去应力退火；退火状态原料冷卷后需要进行淬火 +400~520℃回火，热成型弹簧卷簧后需要淬火加回火+喷丸。 7.5 滚动轴承用钢工作条件及性能要求（PPT7.5.1）铬轴承用钢（GCr15，C 含量 1%，Cr 含量 1.5%）的成分特点（PPT7.5.2）预备热处理及最终热处理（PPT7.5.3） 7.6 易切削钢 Y 工具材料工具钢分为：刃具钢，模具钢，量具钢 8.1 刃具钢工作条件：大的切削压力，可能导致车刀变形和断裂；与工件、切屑间的摩擦，可能导致刃口磨损；切削产生的热量使刀具温度升高，可高达 500℃；零件组织和尺寸的不均等，刀具受一定的冲击载荷。性能要求：1.高硬度 2.高耐磨性 7

3.高红硬性 4.足够的韧性红硬性：刃具在高温下仍能保持高硬度的能力。钢的红硬性取决于（原因）： 1. 淬火马氏体中合金元素 Cr W Mo V 等含量多少； 2. 回火时析出碳化物的类型和分布原因：碳化物阻止马氏体在高温时析出碳原子；有二次硬化的效果。工艺性能要求：较宽的锻造温度范围，锻裂、冷裂、析出网状碳化物倾向低；球化退火后硬度低，形成珠光体倾向低；良好的淬透性和淬硬性，淬后变形、开裂倾向小；高温时，不易过热和脱碳；抗磨裂性好。可用钢种：碳素刃具钢、低合金刃具钢和高速钢碳素刃具钢的优点：含碳量在 0.65%~1.35%范围内时，碳素刃具钢具有较高的硬度，良好的耐磨性和一定的强度和韧性。（？）缺点：高碳片状马氏体中含有较多碳化物，使高碳钢韧性降低，脆性增加。高于 250℃回火后碳的析出使硬度显著降低，导致其红硬性较低。预备热处理：淬火加低温回火（？）三种碳素刃具钢的特点用途：亚共析刃具钢：良好的强韧性，制造承受冲击的工具。共析刃具钢：良好的淬透性，无网状碳化物析出，可制造大截面刀具。过共析刃具钢：T10~T11 制造硬度和耐磨性较高的切削工具； T12~T13，韧性低，不易受冲击，制造耐磨工具。低合金工具钢（9SiCr）的使用组织：M 回+颗粒状碳化物+A?（少量） 8.2 高速钢风钢：制造高速切削刃具用钢性能特点：高红硬性，高淬透性。高速钢（W18Cr4V）中合金元素的作用（W，Cr，V）（PPT8.2.1）三次回火（多次回火的原因）：1.析出弥散小的Ｗ、Ｍo、V 的碳化物，产生二次硬化 2.残余奥氏体中，碳及合金元素含量下降，Ms 点上升，剩余奥氏体转变为 M。 8.3 模具钢冷作模具和热作模具，冷作模具钢：刃口性能要求，常用刃具钢；（PPT8.3.1）热作模具钢的性能要求:1.高的变形抗力 2．良好的断裂抗力 3.高的热疲劳抗

力 4.良好的淬透性使用状态下的组织：S 回 5CrMnMo 8.4 量具钢时效效应的原因：1.残余奥氏体转变为马氏体，发生膨胀 2．马氏体分解，体积收缩 3.残余应力变化及重新分布引起的弹塑性变形性能要求：1.高硬度和耐磨性 2 高的尺寸稳定性 8

3. 足够的韧性常用钢种:碳素工具钢、高碳合金工具钢、渗碳钢热处理工艺：淬火+低温回火 8.5 硬质合金硬质合金是什么：将一些难溶的化合物粉末和粘合剂混合，加压成型，再经烧结而成的一种粉末冶金材料。特点：硬度高、热硬性好、耐磨性优良。切削速度可比高速钢提高 4~7 倍，刀具寿命可提高 5~80 倍。分类：金属陶瓷硬质合金、钢结硬质合金特殊钢 9.1 不锈钢不锈钢：一般指在大气和弱腐蚀介质中耐蚀的钢；耐酸钢：在各种强腐蚀介质（酸）中耐腐蚀的钢。防止电化学腐蚀的措施：1.获得均匀的单相组织； 2.提高合金的电极电位，减小电极间电位差； 3.使表面形成致密的钝化膜。常见合金元素（C，Cr，Ni，Mo，Ti，Nb）对抗腐蚀的作用： C 具有双重作用：碳量增加，因形成碳化铬导致铬的减少，从而使耐蚀性降低，因此要求含碳量低；但对强度、硬度、和耐磨性等有具体要求时，应适当增加碳含量。 Cr：提高耐蚀性的主要元素：形成稳定致密的氧化膜；缩小γ区，形成单相铁素体组织；提高基体电极电位。 Ni：获得单相奥氏体组织 Mo：耐有机酸腐蚀； Ti 、Nb：防止奥氏体钢晶间腐蚀。 1Cr13-抗氧化钢，1Cr17Ni2-马氏体不锈钢-热强 0Cr17Ni7Al-控制相转变不锈钢-优点 0Cr18Ni9（304 台湾牌号）-奥氏体不锈钢（18-8）-性能特点：具有良好的耐蚀性，冷热加工性及可焊性。高的塑韧性，无磁性。晶间腐蚀：沿晶粒晶界发生腐蚀的现象。应力腐蚀：在特定的合金-环境体系中，应力与腐蚀共同作用引起的破坏。 9.2 耐热钢及耐热合金耐热钢的分类：耐热不起皮钢和热强钢热强钢：承受高温气体介质作用外，还承受一定载荷作用的钢热强性（三个影响因素）：材料在高温和载荷作用下抵抗塑性变形和破裂的能力。其高温力学性能与温度、时间和组织有关。蠕变：金属在高温下，当外应力低于屈服极限（甚至弹性极限）时，随时间的延长逐渐发生缓慢的塑性变形直至断裂的现象，是材料在高温条件下工作的一种主要失效形式。提高高温强度的途径：固溶强化；析出强化；晶界强化 Cr13-马氏体耐热钢 1Cr18Ni9Ti-奥氏体耐热钢高温合金镍基，铌基 9.3 耐磨钢 Mn13 水韧处理：将铸造后的高锰钢加热到 1000~1100℃，并保持一定时间，使碳化物完全融入奥氏体中，然后水中冷却。 9

石墨化钢-铸钢-耐磨钢 10 铸钢

10.1 铸造碳钢魏氏组织特征与消除方法：先共析钢铁素体成针状插向奥氏体晶粒内部。可将钢退火或正火消除魏氏组织。 10.2 铸造合金钢加入合金元素的主要目的：铸造碳钢淬透性低。 11 铸铁分类（PPT） 11.1 灰口铸铁石墨化的三个阶段：在 1153℃左右通过共晶反应形成石墨；1153~738℃范围，自奥氏体中析出二次石墨；738℃时，共析反应形成石墨。 C、Si 促进石墨化，快冷不利于石墨化灰口铸铁的性能：力学性能低；耐磨性能好；消振性能好；铸造性能好；切削性能好：防止 HT，灰口铸铁的三种热处理类型与目的：1.消除应力的退火（低温退火或时效）变形开裂，保证尺寸稳定。2.改善切削加工性能的退火（高温退火）：降低硬度，防止产生白口组织。3.表面淬火：提高表面硬度和耐磨性。 11.2 可锻铸铁可锻铸铁石墨化的两种退火工艺曲线 11.3 球墨铸铁 C、Si 含量较高的目的：得到共晶成分，增加流动性，提高石墨圆整度。限制 S 的目的：S 可消耗球化元素组：基体（F 、F+P、 P）+球状 G 球铁的热处理类型和目的（PPT11.3.3） 11.4 特殊性能铸铁合金元素的作用 12 铝、钛及其合金 12.1 铝及铝合金分类：变形铝合金和铸造铝合金变形铝合金的分类：防锈铝合金：LF+序号；硬铝合金：LY+序号；超硬铝合金：LC+ 序号；锻铝合金：LD+序号铝合金的热处理方法：固溶处理加时效固溶处理：将合金加热到固溶线以上，保温并淬火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理过程。时效：将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的热处理。峰时效：温度一定时，随时效时间延长，时效曲线上出现峰值。 12.2 钛及钛合金钛的同素异构转变：882.5℃由体心立方的β-Ti 到密排六方的α-Ti 根据退火组织钛合金的分类：α钛合金 β型钛合金 α+β型钛合金 13 铜及铜合金 13.1 铜及铜合金铜的特点：纯铜呈紫红色，又称紫铜，具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。具有优良的导电性和导热性在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性，塑性好。铜合金常加入 Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr 等元素既提高了强度又保持了纯铜 10

特性。分类：黄铜-单相黄铜塑性好，两相黄铜热塑性好、强度高，青铜：锡青铜体积收缩率在有色金属中最小，铝青铜强度高、铸造性能好、焊接性能差，铍青铜-性能出色但贵，白铜-抗腐蚀好、冷热加工性能出色 13.2 轴承合金轴承合金的性能要求 1. 足够的强韧性，以承受轴颈施加的交变冲击载荷 2. 较小的热膨胀系数，良好的导热性和耐蚀性，以防止轴与轴瓦之间胶合。 3. 较小的摩擦系数，良

好的耐磨性和磨合性，以减少轴颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。及满足这些性能的两类组织特征：软的基体上分布着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点。巴氏合金指具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金，在软相基体上均匀分布着硬相质点。

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