金属材料学总结Word文档格式.docx

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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。

345MPa

15MnTi，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06MnNb。

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。

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

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：

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。

碳素刃具钢

成分特点：

高碳，其含碳量范围在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。

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。

α-Fe基热强钢：

珠光体型热强钢、马氏体型热强钢

γ-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2.5~4.0%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2.5~4.0%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，（0.5~1.0%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-Fe3C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。

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？

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：

①深冲性能好，可代替镇静钢；

②可以冲制极薄的制品、零件；

③无时效性，消除了屈服点延伸的现象；

④降低冲压废品率。

3、简述提高金属材料强度的几种方式。

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。

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？

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。