【優(yōu)選】金屬學(xué)與金屬材料基礎(chǔ)PPT文檔

青銅時(shí)代：公元2140~1711年鐵器時(shí)代：前770~475年，春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期開(kāi)始，一直到十八世紀(jì)，在化學(xué)、物理、材料架等學(xué)科的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了一門(mén)新的學(xué)科：金屬學(xué)。其主要任務(wù)：在于探討金屬的組織和性能之間的關(guān)系。材料的性能包括：

使用性能：力學(xué)（機(jī)械）性能、物理性能、化學(xué)性能。

工藝性能：材料在加工過(guò)程中表現(xiàn)出的性能。例如：切削加工性能、鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能、熱處理性能等。

結(jié)構(gòu)材料：指工程上要求強(qiáng)度、韌性、塑料等機(jī)械性能的材料。

功能材料：具有光、電、聲、磁、熱等功能和效應(yīng)的材料。物質(zhì)元素固體食物聚合物土壤液體燃料油粉有機(jī)物無(wú)機(jī)物氣體CO2CO液體酸水堿氣體Cl2ArN2固體金屬陶瓷玻璃粘土一、二、固體：粒子由原子或分子組成固體可以分為無(wú)定形體和晶體兩大類(lèi)無(wú)定形體又叫做非晶體，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，如玻璃和塑料。（是過(guò)冷的液體）大多數(shù)固體是晶體。在某些特殊的情況下，聚合體也可以是介于晶體和液體之間的液態(tài)晶體（即液晶）晶體是最簡(jiǎn)單的聚合體，它的原子或分子在三維空間作有規(guī)則的周期性重復(fù)排列，延綿的距離大大超過(guò)原子或分子的尺寸，貫穿整個(gè)體積，即具有長(zhǎng)程有序。在固體狀態(tài)下，當(dāng)原子（離子或分子）聚合為晶體時(shí)，原子（離子或分子）之間產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用，這種相互作用就是晶體的結(jié)合力，也叫做結(jié)合鍵。（化學(xué)鍵）離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵和分子鍵四種。固體也分為離子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和分子晶體四種。①、從元素周期表中相隔較遠(yuǎn)的十電性元素原子和一電性元素原子接觸，產(chǎn)生作用力。離子鍵：如NaCl、MgO②、共價(jià)晶體（周期表中三、四、五價(jià)電子的元素）硅Si、錫、鍺③金屬晶體周期表中左邊Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ族元素一、金屬材料二、陶瓷材料三、高分子材料四、復(fù)合材料固體材料的分類(lèi)黑色金屬：鐵和以鐵為基準(zhǔn)的合金有色金屬：黑色金屬以外的所有金屬及其合金金屬學(xué)和金屬材料一、金屬的結(jié)構(gòu)㈠、金屬的特性：在已知107種元素中有77種是金屬①、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性②、正的電阻溫度系數(shù)，即隨溫度升高電阻增大③、良好的反射能力，不透明性及金屬光澤④、良好的塑性變形能力等等㈡、金屬的晶體結(jié)構(gòu)②、金屬的三種典型晶體結(jié)構(gòu)（晶胞）XZY晶胞①、晶體晶格B、面心立方A、體心立方C、密排六方晶胞原子數(shù)：2(×8+1)=2原子半徑γ=α晶胞原子數(shù)4(×8+×6)=4原子半徑γ=α晶胞原子數(shù)6(×12+×2+3)=6原子半徑γ=α致密度：金屬晶胞中原子本身所占有的體積百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為晶格的密排系數(shù)或晶體的致密度。致密度=晶胞中原子所占有的體積晶胞的體積經(jīng)濟(jì)計(jì)算：體心立方晶格致密度≈60°%面心立方晶格致密度≈74°%密排六方晶格致密度≈74°%晶胞內(nèi)其余32%和26%的體積是空隙③、金屬晶體結(jié)構(gòu)的一些重要概念A(yù)、晶格尺寸：體心立方：a=b=c晶格常數(shù)：?jiǎn)挝唬?（1?=10-8cm)B、晶胞原子數(shù)C、原子半徑D、配位數(shù)E、致密度㈢、以上是理想化的金屬晶體結(jié)構(gòu)，實(shí)際金屬中的晶體缺陷有以下幾種。①、點(diǎn)缺陷：A、空位B、間隙原子②、線(xiàn)缺陷：A、刃型位錯(cuò)B、螺型位錯(cuò)③、面缺陷：A、晶界B、亞晶界二、金屬中的擴(kuò)散三、金屬的結(jié)晶

㈠

1、結(jié)晶的概念：金屬?gòu)囊环N原子排列姿態(tài)（晶態(tài)或非晶態(tài)）過(guò)渡到另一種原子規(guī)則排列狀態(tài)（晶態(tài)）的轉(zhuǎn)變均屬于結(jié)晶過(guò)程。金屬?gòu)囊簯B(tài)過(guò)渡為固體晶態(tài)的轉(zhuǎn)變稱(chēng)為一次結(jié)晶，而金屬?gòu)囊环N固態(tài)過(guò)渡到另一種固體晶態(tài)的轉(zhuǎn)變稱(chēng)為二次結(jié)晶。2、結(jié)晶的條件：具有一定的過(guò)冷度3、過(guò)冷度：△T=To-Tn（To理論結(jié)晶溫度Tn實(shí)際結(jié)晶溫度）㈡金屬的結(jié)晶過(guò)程第一：先在液體內(nèi)部生成一批極小的晶體作為結(jié)晶中心或晶核。第二：這些晶核逐漸長(zhǎng)大，并發(fā)展到整個(gè)液體。生核和長(zhǎng)大在整個(gè)結(jié)晶期間是同時(shí)進(jìn)行的。㈢晶核的生成：1、自發(fā)生核：當(dāng)溫度降低到結(jié)晶溫度以下，并且過(guò)冷度達(dá)到一定的大小之后，液體進(jìn)行結(jié)晶的條件具備，液體中那些超過(guò)一定大?。ù笥谂R界晶核尺寸）的短程有序原子集團(tuán)開(kāi)始變得穩(wěn)定，不再消失，而成為結(jié)晶核心。這種從液體結(jié)構(gòu)內(nèi)部自發(fā)長(zhǎng)出的結(jié)晶核心叫做自發(fā)晶核。自發(fā)生核和非自發(fā)生核是同時(shí)存在的，在實(shí)際金屬和合金中，非自發(fā)生核比自發(fā)生核更重要，往往起優(yōu)先的和主導(dǎo)的作用。㈣、晶核的長(zhǎng)大：結(jié)晶時(shí)，晶核生成以后，隨即是晶核的長(zhǎng)大，晶核的長(zhǎng)大實(shí)質(zhì)上就是原子由液體向固體表面的轉(zhuǎn)移。這種轉(zhuǎn)移比較復(fù)雜，主要有兩種情況。1、二維晶核式長(zhǎng)大2、單原子擴(kuò)散式長(zhǎng)大㈤、晶體的長(zhǎng)大方式：1、平面長(zhǎng)大方式：（實(shí)際金屬的結(jié)晶中是較少見(jiàn)到的）2、樹(shù)枝狀長(zhǎng)大方式：實(shí)際金屬多為樹(shù)枝晶結(jié)構(gòu)，在結(jié)晶過(guò)程中，如果液體的供應(yīng)不充分，金屬最后凝固的樹(shù)枝晶之間的間隙不會(huì)被填滿(mǎn)，晶體的樹(shù)枝狀就很容易顯露出來(lái)。金屬結(jié)構(gòu)采取樹(shù)枝狀長(zhǎng)大方式，實(shí)際上主要決定于各種實(shí)際因素，例如：冷卻速度、散熱條件和雜質(zhì)狀態(tài)等?？刂七@些因素即可控制結(jié)晶長(zhǎng)大的方式，最終可以達(dá)到控制晶體的結(jié)構(gòu)和性能的目的。四、晶粒大小1、晶粒度的概念：實(shí)際金屬結(jié)晶的結(jié)果獲得由大量晶粒組成的多晶體。晶粒大小又叫晶粒度，晶粒度用單位面積上的晶粒數(shù)目或晶粒的平均線(xiàn)長(zhǎng)度（或直徑）表示。Fe—Fe3c=合金相圖2、表面熱處理和化學(xué)熱處理：表面熱處理包括感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火等。因此，研究奧氏體的形成規(guī)律有特別重要的意義。有色金屬：黑色金屬以外的所有金屬及其合金化學(xué)熱處理包括滲碳、氮化、碳氮共滲、滲硼、滲鋁、滲鉻、滲硅、滲硫等。5、Fe3C相：是相圖中的一個(gè)化合物相。㈠、金屬的特性：在已知107種元素中有77種是金屬③、加入足夠的鎳或鉻，使鋼成為單相奧氏體或鐵素體狀態(tài)，避免多相組織產(chǎn)生過(guò)多原電池，降低穩(wěn)定性。3、可以?xún)艋砻姊佟⑻岣呓饘俚倪^(guò)冷度②、線(xiàn)缺陷：A、刃型位錯(cuò)B、螺型位錯(cuò)60.C、相圖沒(méi)有反映時(shí)間的作用，在生產(chǎn)過(guò)程中當(dāng)冷卻和加熱速度較快時(shí)，常常不能用相圖來(lái)分析。這種從液體結(jié)構(gòu)內(nèi)部自發(fā)長(zhǎng)出的結(jié)晶核心叫做自發(fā)晶核。淬火+回火1、回火馬氏體：（150~350C°回火時(shí)獲得）低溫回火。二、固體：粒子由原子或分子組成滲碳體的機(jī)械性能特點(diǎn)是硬而脆。標(biāo)準(zhǔn)晶粒度一般分為８級(jí)，級(jí)數(shù)越高則晶粒越細(xì)，一般情況下，晶粒愈小，則金屬的強(qiáng)度、塑性和韌性愈好。2、晶粒度的控制：①、提高金屬的過(guò)冷度②、進(jìn)行變質(zhì)處理五、鑄錠的結(jié)構(gòu)1、金屬鑄件凝固時(shí)，由于表面和中心的結(jié)晶條件不同，鑄件的結(jié)構(gòu)是不均勻的，以件大的鑄件為例，整個(gè)體積明顯地分為三個(gè)。2、鑄錠的缺陷①、縮孔：金屬凝固時(shí)體積要收縮，鑄錠順序結(jié)晶時(shí)最后凝固的地方發(fā)生收縮。因?yàn)榈貌坏揭后w的補(bǔ)充而形成縮孔，這種縮孔為集中縮孔。各具特征的晶區(qū)：①、細(xì)晶區(qū)②、柱狀晶區(qū)③、等軸晶區(qū)①②③②、疏松：疏松即分散縮孔，是樹(shù)枝晶結(jié)晶時(shí)不能保證液體補(bǔ)給而在枝晶間和枝晶內(nèi)形成的細(xì)小分散的縮孔。③、氣孔：金屬液體比固體溶解的氣體多，凝固時(shí)要析出氣體，如果氣體在金屬凝固時(shí)來(lái)不及逸出，就會(huì)保留在金屬內(nèi)部，形成氣泡。六、金屬的塑性變形1、靜拉伸試驗(yàn)和應(yīng)力———應(yīng)變曲線(xiàn)：金屬的變形可分為彈性變形和塑性變形兩種。彈性變形是可逆的，即當(dāng)載荷去除之后，變形可全部恢復(fù)。塑性變形是不可逆的，在卸載之后材料中會(huì)殘留下永久變形。oa：彈性變形階段bc：屈服變形階段cd：均勻塑性變形階段dk：不均勻塑性變形階段落（頸縮階段）低碳鋼拉伸曲線(xiàn)abCodpEpapB△?kp第一：先在液體內(nèi)部生成一批極小的晶體作為結(jié)晶中心或晶核。塑性變形是不可逆的，在卸載之后材料中會(huì)殘留下永久變形。（是過(guò)冷的液體）大多數(shù)固體是晶體。金屬結(jié)構(gòu)采取樹(shù)枝狀長(zhǎng)大方式，實(shí)際上主要決定于各種實(shí)際因素，例如：冷卻速度、散熱條件和雜質(zhì)狀態(tài)等。金屬結(jié)構(gòu)采取樹(shù)枝狀長(zhǎng)大方式，實(shí)際上主要決定于各種實(shí)際因素，例如：冷卻速度、散熱條件和雜質(zhì)狀態(tài)等。B、馬氏體不銹鋼：如431①、點(diǎn)缺陷：A、空位B、間隙原子二、熱處理質(zhì)量的檢驗(yàn)方法②、加入鉻提高基體的電極電位及鈍化能力。當(dāng)鉻貧化到抗蝕所必要的最低含量（約12%）以下時(shí)，耐蝕性大大降低，而貧鉻區(qū)迅速被腐蝕，造成沿晶界發(fā)展的晶間腐蝕，使金屬在使用中發(fā)生脆斷。2(×8+1)=2滲碳體的機(jī)械性能特點(diǎn)是硬而脆。3、耐腐蝕、抗氧化性好4、鑄造工藝性好功能材料：具有光、電、聲、磁、熱等功能和效應(yīng)的材料。1、金屬的腐蝕與防腐蝕δ為延伸率△?oabCσbσsσekdσεσ=P/AoAo為試樣原始截面積?-?o名詞解釋?zhuān)害襡為彈性極限σs

為屈服極限σb

為強(qiáng)度極限

δ為延伸率PEAoσe=

Aoσs=PSAoδ=σb=PB△??o（%）=?f-?o?oε=Lo（%）=?o￠為斷面收縮率：￠=Ao-AfAo（%）Af：為斷面處的截面積二元合金一種金屬元素與另一種或幾種元素，通過(guò)熔化或其他方法結(jié)合而成的具有金屬特性的物質(zhì)叫做合金。組成合金的獨(dú)立的最基本的單元叫做組元。合金的組元中主體是金屬元素，其他組元可以是金屬，非金屬（如碳）或化合物（如Fe3C）

由兩個(gè)組元組成的合金稱(chēng)為二元合金；由三組元組成的合金為三元合金。純金屬制取困難，性能也有很大的局限性，不能滿(mǎn)足各種不同的使用要求。而合金則具有極其多種多樣的性能。二元合金是最簡(jiǎn)單的但是最基本的合金。㈠合金中的相——相的概念：凡是化學(xué)成份相同，晶體結(jié)構(gòu)相同并有界面與其它部分分開(kāi)的均勻組成部分就叫相。組織：通常用眼睛直接觀(guān)察或借助于放大鏡、顯微鏡觀(guān)察到的材料微觀(guān)形貌圖象就稱(chēng)為組織。㈡合金的基本相1、固溶體2、金屬化合物（或中間相）合金的組織就是由以上合金相在不同的數(shù)量、形態(tài)、大小和分布的情況下組成的。㈢固溶體：它是組成工業(yè)合金基體的基本相。定義：溶質(zhì)組元（金屬或非金屬元素）溶入溶劑組元（一般為金屬元素）的晶格中所形成的單相固體，即稱(chēng)為固溶體。㈣金屬化合物：（略）金屬化合物是兩組元相互作用形成的新相，它的晶體結(jié)構(gòu)與兩組元的不相同。㈤二元合金相圖1、相圖：是一種簡(jiǎn)明的示圖，它清楚地表明了合金系中各種合金相的平衡條件以及相與相之間的關(guān)系。相圖是研究金屬合金和非金屬陶瓷等材料的有效工具。相圖中的相是平衡相，它不反映時(shí)間因素的影響。2、基本相圖a：勻晶相圖兩組元組成的合金系，在液態(tài)無(wú)限互溶，在固態(tài)也無(wú)限互溶時(shí)形成勻晶相圖11001500液體+α固溶體α固溶體α固溶體T0c020406080100Ni100806040200CUb：共晶相圖兩組元組成的合金系，在液態(tài)無(wú)限互溶，在固態(tài)有限互溶，并發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)，形成共晶相圖c：包晶相圖兩組元組成的合金系，在液態(tài)無(wú)限互溶，在固態(tài)有限互溶，并發(fā)生包晶反應(yīng)時(shí)，形成包晶相圖d：其它相圖，分析起來(lái)較復(fù)雜，在此省略不敘述，只看一個(gè)共析相圖，共析反應(yīng)與共晶反應(yīng)非常相似，都是一種相在恒溫下轉(zhuǎn)變成另外兩種固相。但又與共晶反應(yīng)有所不同，共析反應(yīng)前的母相不是液相，而是在高溫下經(jīng)過(guò)勻晶或包晶反應(yīng)形成的某種固相。B%LbBAfαα

+βL+α

L+βeβgbBCLbBAf↑aαα

+βB%溫度α

+Lβ

+LeβgCγAfaαα

+βB%LL+r

α+rγ

+βeβg恒溫γ

cαd+βe㈥合金的使用性能與相圖的關(guān)系：合金的性能決定于它的成分和組織，相圖則表明了不同成分的合金在室溫下的平衡組織。在以下的章節(jié)中再簡(jiǎn)單敘述。鐵碳合金碳鋼和鑄鐵是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用最廣的金屬材料，它們屬于由鐵和碳兩個(gè)基本組元組成的鐵碳合金。不同成分的碳鋼和鑄鐵，組織和性能各不相同，因而它們?cè)趯?shí)際工程中的應(yīng)用也不一樣。FeFe2cFecC(6.69)Fe3cC%→鐵—碳合金的各種化合物Fe3c的含量為6.69%，由于含碳量超過(guò)6.69%的鐵碳合金脆性很大，沒(méi)有使用價(jià)值，所以只研究Fe—Fe3c這一部分，通常稱(chēng)為Fe—Fe3c相圖。Fe—Fe3c二元合金相圖看上去較復(fù)雜，但實(shí)際上是由三類(lèi)基本相圖（包晶相圖、共晶相圖和共價(jià)相圖）組成的。一、Fe純鐵在770°C時(shí)發(fā)生磁性轉(zhuǎn)變。在770°C以下α-

Fe呈現(xiàn)鐵磁性，在770°C以上α-

Fe的磁性消失，770°C磁性轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)常稱(chēng)為居里點(diǎn)。1538純鐵Fe—Fe3c=合金相圖Fe160015001400130012001100100090080070060050040030020010001234566.69C%→727α+Fe3CFe3CKFLγγ+Fe3CL+γQP0.772.111148α+γG9.2S139414954.3δ-

Fe體心立方1394°Cγ

-

Feα-

Fe體心立方面心立方912°C二、Fe3CFe3c是Fe與C的一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物，通常稱(chēng)為滲碳體，用Cm表示。滲碳體的機(jī)械性能特點(diǎn)是硬而脆。三、鐵碳合金中的相

在Fe—Fe3c相圖中存在五種相1、液相L2、δ相（高溫鐵素體）：是碳在δ—Fe中之間隙固溶體，呈體心立方晶格。3、α相：也稱(chēng)為鐵素體（肥粒體），用F或α表示，是碳在α

—Fe中的間隙固溶體，呈體心立方晶格。強(qiáng)度低、硬度低、塑性好。4、γ相：γ相常稱(chēng)為奧氏體（奧斯?。?，用A或γ表示，是碳在γ—Fe中的間隙固溶體，呈面心立方晶格，強(qiáng)度低、硬度不高易于塑性變形。5、Fe3C相：是相圖中的一個(gè)化合物相。四、相圖中的重點(diǎn)和線(xiàn)（3個(gè)點(diǎn)、8條線(xiàn)）略講五、Fe—Fe3C相圖的應(yīng)用和其局限性。1、應(yīng)用：a、在鋼鐵材料選用方面的應(yīng)用。b、在鑄造方面的應(yīng)用C、在熱鍛、熱軋工藝方面的應(yīng)用d、在熱處理工藝方面的應(yīng)用2、局限性：a、Fe—Fe3C相圖反映的是平衡相，而不是組織。

b、只有二組元素加入其他元素時(shí)，發(fā)生很大的變化，不適用。C、相圖沒(méi)有反映時(shí)間的作用，在生產(chǎn)過(guò)程中當(dāng)冷卻和加熱速度較快時(shí)，常常不能用相圖來(lái)分析。碳鋼一、碳鋼中的常存雜質(zhì)：錳、硅、磷還有氧、氮等1、錳的影響：0.25%~0.80%脫氧能力比較好，能夠清除鋼中的Feo，降低鋼的脆性，改善鋼的熱加工性能，是一種有益元素。2、硅的影響：0.10%~0.40%硅的脫氧能力比錳強(qiáng)，可以有效地消除Feo，改善鋼的品質(zhì)，使鐵素體強(qiáng)化，從而提高鋼的強(qiáng)度，也是有益元素。3、硫的影響：一般來(lái)說(shuō)是有害雜質(zhì)4、磷的影響：在一般鋼中磷也是有害雜質(zhì)二、鋼和鑄鐵的區(qū)別鋼：含C﹤2.08%低碳鋼、中碳鋼、低碳鋼鑄鐵：含C﹥2.08%灰口鑄鐵、白口鑄鐵、球墨鑄鐵合金鋼：是指在碳鋼中有意識(shí)地加入各種元素合金元素所得到的鋼種。合金結(jié)構(gòu)鋼：用來(lái)制造各種工程結(jié)構(gòu)和各種機(jī)器零件合金工具鋼：用來(lái)制造各種加工工具、模具特殊性能鋼：指具有某種特殊性的物理或化學(xué)性能的鋼種鋼的熱處理一、什么叫熱處理：熱處理是將固態(tài)金屬或合金在一定介質(zhì)中加熱，保溫和冷卻，以改變其整體或表面組織，從而獲得所需性能的一種工藝。二、熱處理的種類(lèi)：1、普通熱處理：包括退火、正火、淬火和回火2、表面熱處理和化學(xué)熱處理：表面熱處理包括感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火等?；瘜W(xué)熱處理包括滲碳、氮化、碳氮共滲、滲硼、滲鋁、滲鉻、滲硅、滲硫等。3、其它的熱處理方法：包括可控氣氛熱處理、真空熱處理、變形熱處理等。三、1、硬度：主要決定于組織中組成相或組織組成物的硬度和相對(duì)數(shù)量，而受他們的形態(tài)的影響相對(duì)較小，所以在鋼碳中隨著含碳量的增加，硬度高的Fe3C增加，硬度低的F減少，而合金的硬度呈直線(xiàn)關(guān)系增大。2、強(qiáng)度：在碳鋼中，強(qiáng)度是一個(gè)對(duì)組織形態(tài)很敏感的性能。隨著含碳量增加，共析鋼中P增多，而F減少。P的強(qiáng)度很高，其大小與細(xì)密程度有關(guān)。組織越細(xì)密，則強(qiáng)度值越高。F的強(qiáng)度較低，所以合金的強(qiáng)度隨含碳量的增大一直增大。但當(dāng)含碳量超過(guò)共析成分之后，由于強(qiáng)度很低的Fe3C沿晶界出現(xiàn)，合金強(qiáng)度增高變慢到0.9%C時(shí)，F(xiàn)e3C沿晶界形成完整的網(wǎng)，強(qiáng)度迅速降低，并且這個(gè)含碳量開(kāi)始，強(qiáng)度斷快速下降，到2.11%C發(fā)現(xiàn)Le時(shí)，強(qiáng)度已降到很低的值。四、熱處理工藝曲線(xiàn)示意圖五、鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變

為了使鋼件在熱處理后獲得所需的性能，對(duì)于大多數(shù)熱處理工藝（如淬火、正火和普通退火等），都要將鋼件加熱到高于臨界點(diǎn)溫度，以獲全部或部分奧氏體組織并使之均勻化，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為奧氏體化。加熱形成的奧氏體組織的質(zhì)量（化學(xué)成份、均勻性和晶粒大小等），對(duì)冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)程以及冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能有極大的影響。因此，研究奧氏體的形成規(guī)律有特別重要的意義。1、轉(zhuǎn)變溫度：Fe-Fe3C圖中，PSK線(xiàn)（A1）、A3、Acm以上溫度才能變成單相奧氏體。2、奧氏體的形成：A、奧氏體晶核的形成B、奧氏體晶核的長(zhǎng)大C、剩余滲碳體的溶解D、奧氏體的均勻化加熱冷卻保溫溫度時(shí)間3、影響奧氏體車(chē)變的因素：A、奧氏體的形成溫度B、鋼的成分

C、鋼的原始組織D、加熱速度E、合金元素的影響（影響形成的速度）Co、Ni→加快A形成Cr、Mo、W、V→減慢A化過(guò)程Si、Mn、Al→影響不大4、奧氏體晶粒長(zhǎng)大及其影響因素A、加熱溫度和保溫度時(shí)間的影響，溫度愈高則晶粒長(zhǎng)大得愈明顯，在一定溫度下，保溫時(shí)間愈長(zhǎng)，奧氏體晶粒也愈粗大。B、鋼中成分對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的影響

Ti、V、Nb→細(xì)化A晶粒Mn、P→促進(jìn)A晶粒長(zhǎng)大六、鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼經(jīng)加熱、保溫后，獲得細(xì)小的成分均勻的奧氏體，然后以不同的速度冷卻，至Ac1以下時(shí)，奧氏體發(fā)生分解，分解的產(chǎn)物決定于分解轉(zhuǎn)變的溫度。轉(zhuǎn)變溫度與冷卻的方式和速度有關(guān)。鋼的退火和正火一、退火：將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定的時(shí)間，然后緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻），以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝叫退火。二、正火：正火與完全退火的區(qū)別在于冷卻速度較快，目的是使鋼的組織正?；?，所以亦稱(chēng)?；幚?。C%→1100100090080070060050000.20.40.60.81.01.21.4完全退火球化退火去應(yīng)力退火擴(kuò)散退火鋼的淬火一、將鋼加熱到相變溫度以上，保持一定時(shí)間，然后快速冷卻以獲得不穩(wěn)定組織的熱處理工藝稱(chēng)為淬火。淬火是使鋼強(qiáng)化的最重要的方法，這主要和得到馬氏體組織有密切關(guān)系。二、一般地說(shuō)鋼的淬火工藝是加熱到AC3（亞共析鋼）或AC1（共析鋼或過(guò)共析鋼）以上30~50C°，保溫后快速冷卻以得到馬氏體組織。三、馬氏體的轉(zhuǎn)變過(guò)程及特點(diǎn)1、奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變?yōu)榉菙U(kuò)散型轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變過(guò)程中鐵原子作微小的位移，使面心立方的γ-Fe改組為體心立方的α-Fe，而碳原子不移動(dòng)，形成碳在α-Fe中的過(guò)飽和固溶體。2、馬氏體的形成速度極快（小于10-7S），馬氏體轉(zhuǎn)變?cè)贛s-Mf溫度內(nèi)完成。奧氏體冷卻到Ms點(diǎn)以下的溫度時(shí)，隨即瞬時(shí)變成一批馬氏體。在此溫度下停留，不能增加馬氏體量，只有連續(xù)降溫才能使其不斷增加。（體現(xiàn)了非擴(kuò)散型）因此馬氏體的繼續(xù)轉(zhuǎn)變是新馬氏體的形成而不是原馬氏體長(zhǎng)大的結(jié)果。3、馬氏體點(diǎn)的位置決定于奧氏體的成分。4、馬氏體是在連續(xù)冷卻過(guò)程中以及快的速度形成的。5、馬氏體形成時(shí)體積要膨脹，在鋼中引起很大的組織應(yīng)力（或相變應(yīng)力）。6、馬氏體形成后，鋼的性能發(fā)顯著的變化。馬氏體的硬度很高且主要由其含碳量決定。（含碳量在小于0.6%時(shí)顯著，大于0.6%時(shí)隨著含碳量的增加硬度增加不多）。四、鋼的淬火工藝1、淬火溫度的選擇：亞共析鋼Ac3+30-50C°，共析鋼過(guò)共析鋼Ac1+30-50C°。2、加熱時(shí)間的確定：A、升溫階段：從入爐到達(dá)淬火溫度時(shí)間。B、保溫時(shí)間：指鋼件燒透并完成奧氏體化所需的時(shí)間3、淬火冷卻介質(zhì)：A、水B、鹽浴C、其他（NaOH5%水溶液，10%Nacl水溶液）4、淬火方法：A、單介質(zhì)淬火法B、雙介質(zhì)淬火法C、分級(jí)淬火法D、等溫淬火法5、淬火時(shí)易出現(xiàn)的缺陷：A、淬火后硬度不足或出現(xiàn)軟點(diǎn)B、變形和開(kāi)裂（常見(jiàn)缺陷）鋼的回火一、鋼件淬火后，為了消除殘余應(yīng)力及獲得所要求的組織和性能，將其加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝叫做回火。淬火鋼一般不能直接使用，必須進(jìn)行回火，這因?yàn)椋篈、淬火后得到的是性能很脆的馬氏體組織，并存在內(nèi)應(yīng)力，零件容易變形和開(kāi)裂。B、淬火馬氏體和殘余奧氏體都是不穩(wěn)定組織，在零件工作過(guò)程中會(huì)發(fā)生分解，導(dǎo)致尺寸的變化。C、為了獲得要求的強(qiáng)度、硬度、塑性與韌性，滿(mǎn)足零件的使用要求。二、淬火鋼回火后的組織和性能。淬火后回火的組織分為：1、回火馬氏體：（150~350C°回火時(shí)獲得）低溫回火。2、回火屈氏體：（350~500C°回火）叫中溫回火3、回火索氏體：（500~650C°回火）叫高溫回火。鋼的淬火+高溫回火又叫做調(diào)質(zhì)處理鋼的表面處理和化學(xué)熱處理一、鋼的表面熱處理1、感應(yīng)加熱表面熱處理2、火焰加熱表面熱處理二、鋼的化學(xué)熱處理1、滲碳2、滲硼3、氮化三、可控氣氛熱處理和真空熱處理真空熱處理的效果：1、可以減少變形2、可以減少或防止氧化3、可以?xún)艋砻?、脫氣作用合金鋼

合金鋼是指在碳鋼中有意識(shí)地加入各種合金元素所得到的鋼種。合金鋼的發(fā)展是由于碳鋼的性能已經(jīng)滿(mǎn)足不了越來(lái)越高的要求。一、合金鋼的種類(lèi)：1、合金結(jié)構(gòu)鋼：例如：彈簧鋼、軸承鋼、軸齒輪等低合金高強(qiáng)鋼2、合金工具鋼：刃具鋼、模具鋼3、特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼二、不銹鋼：不銹鋼是指對(duì)腐蝕具有很高抗力的鋼

不銹鋼并不是不腐蝕，只不過(guò)腐蝕速度很慢而已。在同一介質(zhì)中，不同種類(lèi)的不銹鋼腐蝕速度很不相同，而同一種不銹鋼在不同的介質(zhì)中腐蝕行為也很不一樣。例如：Ni-Cr不銹鋼在氧化性介質(zhì)中（稀硝酸中）是很耐蝕的，但在非氧化性介質(zhì)（如鹽酸）中就不耐蝕了。因此，掌握各類(lèi)不銹鋼的特點(diǎn)，對(duì)于正確選擇及使用不銹鋼是很重要的。1、金屬的腐蝕與防腐蝕腐蝕是由外部介質(zhì)引起金屬破壞的過(guò)程，它分為兩類(lèi)：

A、由單純的化學(xué)反應(yīng)造成的化學(xué)腐蝕，如金屬在高溫氧化氣氛中的氧化。B、有電流作用的電化學(xué)腐蝕，在大氣中常溫下電化學(xué)腐蝕是金屬腐蝕的最主要形式。2、防蝕方法：A、盡可能地減少原電池構(gòu)成的可能性，即使金屬盡可能保持均勻的單相狀態(tài)，并有盡可能高的電極電位。B、在形成原電池的情況下，則盡可能減少兩極之間的電極電位差。例如：在雙相金屬中加入合金元素使兩相的電極電位接近，并且盡可能高。C、減少甚至阻斷腐蝕電流。一方面是增大金屬的電阻；另一方面最有效的方法是使金屬表面生成致密的，不導(dǎo)電的保護(hù)薄膜叫“鈍化膜”。絕大多數(shù)的鈍化模都是氧化膜，鈍化在不銹鋼中具有非常重要的意義。

以上防腐蝕原則也是制作和處理不銹鋼的基本出發(fā)點(diǎn)。3、不銹鋼合金化特點(diǎn)：①、碳含量：碳含量決定于性能要求。耐腐蝕性要求越高，碳含量應(yīng)越低