工程材料總復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)

千里之行，始于足下。第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦工程材料總復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)第二章材料的性能

一、1）彈性和剛度

彈性：為別產(chǎn)生永遠(yuǎn)變形的最大應(yīng)力，成為彈性極限

剛度：在彈性極限范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即：比例常數(shù)E稱為彈性模量，它是衡量材料反抗彈性變形能力的指標(biāo)，亦稱為剛度。

2）強(qiáng)度

屈服點(diǎn)與屈服強(qiáng)度是材料開(kāi)始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的最低應(yīng)力值，即：

3）疲勞強(qiáng)度：表示材料反抗交變應(yīng)力的能力，即：

足標(biāo)r為應(yīng)力比，即：

關(guān)于對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力，r=—1時(shí)，這種事情下材料的疲勞代號(hào)為

4）裂紋擴(kuò)展時(shí)的臨界狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子，稱為材料的斷裂韌度，用KIC表示

二、材料的高溫性能：

1、蠕變的定義：是指在長(zhǎng)時(shí)刻的恒溫下、恒應(yīng)力作用下，即使應(yīng)力小于該溫度下的屈服點(diǎn)，材料也會(huì)緩慢的產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象，而導(dǎo)致的材料斷裂的現(xiàn)象稱為蠕變斷裂

2、蠕變變形與斷裂機(jī)理：材料的蠕變變形要緊經(jīng)過(guò)位錯(cuò)滑移、原子擴(kuò)散及晶界滑動(dòng)等機(jī)理舉行的；而蠕變斷裂是由于在晶界上形成裂紋并逐漸擴(kuò)展而引起的，大多為沿晶斷裂。

3、應(yīng)力松弛：指承受彈性變形的零件，在工作中總變形量應(yīng)保持別變，但隨時(shí)刻的延長(zhǎng)而發(fā)生蠕變，從而導(dǎo)致工作應(yīng)力自行逐漸衰減的現(xiàn)象

4、蠕變溫度：指金屬在一定的溫度下、一定的時(shí)刻內(nèi)產(chǎn)生一定變形量所能承受的最大應(yīng)力

5、持久強(qiáng)度：指金屬在一定溫度下、一定時(shí)刻內(nèi)所能承受最大斷裂應(yīng)力

第三章：金屬結(jié)構(gòu)與結(jié)晶

三種常見(jiàn)金屬晶格：體心立方晶格，面心立方晶格、密排六方晶格

晶格致密度和配位數(shù)

晶面和晶向分析

1、晶面指數(shù)

2、晶向指數(shù)

3、晶面族和晶向族

4、晶面和晶向的原子密度第四章：二元合金相圖（計(jì)算組織組成物的相對(duì)含量及相的相對(duì)量）

1、二元合金相圖的建立

2、二元合金的基本相圖

1）勻晶相圖（枝晶偏析：由于固溶體普通都以樹(shù)枝狀方式結(jié)晶，先結(jié)晶的樹(shù)枝晶軸含高熔點(diǎn)的組元較多；后結(jié)晶的晶枝間含低熔點(diǎn)組元較多，故把晶內(nèi)偏析又稱為枝晶偏析）

2）共晶相圖

3）包晶相圖

4）共晶相圖

3、鐵碳合金

鐵碳合金基本相

1）鐵素體

2）奧氏體

3）滲碳體

4）石墨

第五章金屬塑性變形與再結(jié)晶

1、單晶體塑性變形形式

1）滑移

2）孿生

2、加工硬化：隨著變形程度的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度上升而塑性、韌性下落，即為冷變形強(qiáng)化，也稱加工硬化。

3、鐵的最低再結(jié)晶溫度為4500C,故即使它在4000C的加工變形仍應(yīng)屬于冷變形；鉛的再結(jié)晶溫度在00C以下，故它在室溫的加工變形為熱變形

第六章：金屬熱處理及材料改性

1、本質(zhì)粗晶粒鋼：關(guān)于碳素鋼，奧氏體晶粒隨加熱溫度升高會(huì)迅速長(zhǎng)大，這類鋼稱為本質(zhì)粗晶粒鋼

2、馬氏體類型的轉(zhuǎn)變

1）馬氏體組織形態(tài)和性能：馬氏體組織形態(tài)要緊有兩種基本類型：一種是板條狀馬氏體，也稱低碳馬氏體；另一種是在片狀馬氏體，也稱高碳馬氏體。

2）馬氏體性能：馬氏體塑性韌性要緊取決于碳的過(guò)飽和度和亞結(jié)構(gòu)。低碳板條狀馬氏體的韌性塑性相當(dāng)好。

3、過(guò)冷奧氏體延續(xù)轉(zhuǎn)變

曲線圖CCT曲線與TTT曲線比較：共析鋼和過(guò)共析鋼延續(xù)冷卻時(shí)，由于貝氏體轉(zhuǎn)變?cè)杏诖蟠笤鲩L(zhǎng)，因而有珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)而無(wú)貝氏體轉(zhuǎn)變

區(qū)。

4、鋼的退火和正火

1）徹底退火（15#鋼板）

2）球化退火（片狀Fe3C的T10的鋼環(huán)）

3）等溫退火（鍛造過(guò)熱60#鋼坯）

4）均勻化退火（擴(kuò)散退火）（成分偏析20Cr鋼）

5）去應(yīng)力退火（2G270——500的鑄造齒輪）

5、鋼的淬火

1）鋼淬火工藝加溫溫度的確定：關(guān)于亞共析鋼，淬火溫度為Ac3以上30——500C

關(guān)于共析鋼和過(guò)共析鋼，淬火溫度為Ac1以上30——500C

6、鋼的淬透性：是指奧氏體化后鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力，它是鋼要緊熱處理性能。(與工件大小無(wú)關(guān))

淬硬性也叫可硬性，它是指鋼在正常淬火條件下，所能達(dá)到的最高硬度（與碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)）

7、鋼的回火

1）回火穩(wěn)定性：淬火鋼在回火時(shí)反抗強(qiáng)度硬度下落的能力

2）回火脆性：在某些溫度范圍內(nèi)回火時(shí)會(huì)浮現(xiàn)沖擊韌性下落的現(xiàn)象

8、鋼的表面淬火：電流頻率越高，加熱深度越淺，淬火后工件淬硬層越薄。

第七章合金鋼

1、合金滲碳鋼

1）要緊用于創(chuàng)造變速齒輪、內(nèi)燃機(jī)上凸輪軸，活塞銷(xiāo)（承受強(qiáng)烈摩擦磨損和交變應(yīng)力以及沖擊載荷）

2）性能特點(diǎn)：鋼件經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火后，表面具有較高的硬度和耐磨性、心部具有腳夠的強(qiáng)度和韌性。

3）化學(xué)成分的特點(diǎn)：含碳量：0.1——0.25%；合金元素：其中CrMnNiB的作用是提高鋼的淬透性，MoWVTi的作用是為了細(xì)化晶粒、抑制鋼件在滲碳時(shí)發(fā)生過(guò)熱。

4）20CrMnTi合金滲碳鋼創(chuàng)造的汽車(chē)變速齒輪為例

下料毛坯創(chuàng)造正火加工齒形局部鍍銅（防滲碳）滲碳預(yù)冷淬火低溫回火噴丸磨齒（精磨）

表面：回火馬氏體+殘余奧氏體+碳化物

中心：鐵素體+細(xì)珠光體+低碳回火馬氏體

鍛造：為齒輪毛坯內(nèi)部獲得正確的流線分布和提高組織致密度

正火：為了改善鍛造組織和調(diào)質(zhì)硬度（170——210HB）以利切削加工

滲碳后：其心部具有高強(qiáng)度和腳夠沖擊韌性的良好配合。

噴丸：清除氧化皮，使表面光潔，使零件表層壓應(yīng)力進(jìn)一步增大，有利于提高疲勞強(qiáng)度精磨：提高齒面光潔度

40CrNiMoA下料鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)精加工表面淬火

退火（或正火）作為預(yù)先熱處理，其要緊目的是為了改善鍛造組織，細(xì)化晶粒，有利于切削加工，并為隨后調(diào)質(zhì)處理做好組織預(yù)備

2、合金調(diào)質(zhì)鋼

1）合金調(diào)質(zhì)鋼應(yīng)具備較高淬透性，調(diào)質(zhì)處理后具有較高強(qiáng)度與良好的塑性及韌性的配合，即良好的綜合力學(xué)性能。

2）化學(xué)成分的特點(diǎn)：

含碳量：普通為0.3%——0.5%，

合金元素：主加合金元素CrMnNiSiB等，可提高淬透性，固溶強(qiáng)化鐵素體；輔加元素WMoV提高回火穩(wěn)定性。MoW還能減輕或防止第二類回火脆性，V能細(xì)化晶粒

3、熱處理特點(diǎn)

1）準(zhǔn)備熱處理

2）最后熱處理：調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)處理后的組織為回火索氏體，具有良好的綜合力學(xué)性能。

4、合金刀具鋼

化學(xué)成分的特點(diǎn)

1)低合金刀具鋼：含碳量0.9%——1.1%

主加元素CrMnSi，目的是提高淬透性和回火穩(wěn)定性

2）高速鋼：加入Cr，提高淬透性，空冷可獲得馬氏體組織。

以W18Cr4V鋼盤(pán)形齒輪銑刀生產(chǎn)過(guò)程為例：

下料鍛造退火機(jī)械加工淬火+回火噴砂磨加工成品（W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V三次回火目的）

鍛造：高速鋼鑄態(tài)組織中有大量的萊氏體，只能以鍛造辦法將其擊碎。

W18Cr4V鋼淬火溫度為1270——12800C，淬火溫度之所有那么高是因?yàn)槠錈嵊残砸o取決

于馬氏體中的合金元素的含量，即高溫加熱時(shí)溶入奧氏體中的合金元素量。溫度越高溶于奧氏體中的合金元素的量也越多。

舉行三次回火是因?yàn)閃18Cr4V鋼在淬火狀態(tài)約有25%左右的殘余奧氏體，一次回火難以消除，經(jīng)三次回火后即能夠使殘余奧氏體減至最低量，后一次回火還能夠消除前一次回火由于奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

5、別銹鋼

1)馬氏體別銹鋼

隨著鋼中含碳量增多，其強(qiáng)度、硬度以及耐磨性提高，但腐蝕性下落

Cr12MoV鋼中平均含鉻量雖大于11.7%，但由于其含碳量非常高，所有基體中的含鉻量遠(yuǎn)低于11.7%，因而Cr12MoV別屬于別銹鋼。

2)奧氏體別銹鋼

Cr要緊作用是產(chǎn)生鈍化，阻礙陽(yáng)極反應(yīng)，增加耐蝕性。

鋼中加入TiNb可優(yōu)先形成TiCNbC，抑制(Cr,Fe)23C6在晶界析出，以防止晶間腐蝕（由于晶界“貧鉻”而遭受電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象）第八章鑄鐵

一、由于熱處理只能改變灰口鑄鐵的集體組織，而別能改變其石墨片的存在狀態(tài)，故可利用熱處理來(lái)提高灰口鑄鐵的機(jī)械性能的效果并別大。

可鍛鑄鐵事實(shí)上別可鍛造

二、生產(chǎn)球磨鑄鐵的辦法是對(duì)鐵液舉行球化處理和孕育處理

第九章有群金屬

一、實(shí)際生產(chǎn)中采納時(shí)效硬化現(xiàn)象來(lái)提高鋁合金的強(qiáng)度。

二、黃銅：

1）（分為一般和特別黃銅）一般黃銅：當(dāng)鋅的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于30%——32%時(shí)，強(qiáng)度和塑性都隨著鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而提高；當(dāng)超過(guò)32%時(shí)因組織β`相的浮現(xiàn)，塑性開(kāi)始下落，但強(qiáng)度還在提高。

2）、α黃銅又稱單相黃銅，其中H70、H68又稱三七黃銅，由于它強(qiáng)度較高，塑性特殊好，大量用作槍彈殼和炮彈筒，有“彈殼黃銅”之稱。

3）、α+β`黃銅又稱兩相黃銅，其中H60、H59用于創(chuàng)造散熱器、水管、油管、彈簧等。

三、鈦合金

1)鈦合金中元素分類：（別作要求）

α穩(wěn)定元素：提高鈦的β轉(zhuǎn)變溫度的元素，如Al

中性元素:對(duì)鈦的β轉(zhuǎn)變溫度妨礙別明顯的元素，對(duì)α相起固溶強(qiáng)化作用，如鋯合SnMgβ穩(wěn)定元素：落低鈦的β轉(zhuǎn)變溫度的元素，如鉬鈮錳鉻，

2）鈦合金的分類及特點(diǎn)

α鈦合金：室溫強(qiáng)度低于β鈦合金和α+β鈦合金，但高溫（500——6000C）強(qiáng)度比后兩種鈦合金高

β鈦合金

α+β鈦合金

第十章非金屬材料

一、聚四氟乙烯應(yīng)用廣泛

二、高分子材料要緊包括合成樹(shù)脂、合成塑膠、和合成纖維三大類。

三、陶瓷：要緊分為一般陶瓷、特種陶瓷和金屬陶瓷。

四、常用復(fù)合材料

1）玻璃纖維復(fù)合材料：第二次世界大戰(zhàn)期間浮現(xiàn)了用玻璃纖維增強(qiáng)工程塑料的復(fù)合材料

2）熱固性玻璃鋼

3）碳纖維復(fù)合材料

第十一章工程材料的選用

一、失效的形式

1)變形失效

2）斷裂失效

3）表面損傷失效

二、失效的緣故

1）設(shè)計(jì)失誤引起的失效

2）材料引起的失效

3）加工引起的失效

4）裝配使用別當(dāng)引起的失效

第十二章鑄造

一、液態(tài)合金的充型能力：液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清楚鑄件的能力。二、合金的流淌性：共晶成分合金的凝固溫度溫度最低，相對(duì)來(lái)講，合金過(guò)熱度大，推遲了合金的凝固，故流淌性最好。

三、澆注條件

1）澆注溫度：澆注溫度升高，合金的黏度下落，且因過(guò)熱度高，合金在鑄型中保持流淌的時(shí)刻長(zhǎng)，故充型能力強(qiáng)。

2）充型壓力：增加直澆道的高度，可有效提

高充型能力，壓力鑄造、低壓鑄造、和離心鑄造充型能力強(qiáng)。

四、鑄件的凝固方式

1）逐層凝固糊狀凝固中間凝固順序凝固并且凝固

所謂順序凝固，是采納各種工藝措施，是鑄件各部分按規(guī)定方向從一部分到另一部分逐漸凝固，通常是向冒口方向凝固。

順序凝固使各部分的溫度差增大，促進(jìn)變形和裂紋傾向，所以，它要緊用于必須補(bǔ)縮的場(chǎng)合，如鋁青銅、鋁硅合金和鑄鋼件等。

并且凝固：鑄件相鄰各部位或鑄件各處凝固開(kāi)始及結(jié)束的時(shí)刻相同或相近，甚至是并且完成凝固過(guò)程，無(wú)先后的差異及明顯的方向性，稱作并且凝固。

要緊用于一般灰口鑄鐵，錫青銅等。

2）縮孔與縮松：液態(tài)合金在冷凝過(guò)程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得別到補(bǔ)腳，則在最終凝固的部位浮現(xiàn)一些孔洞。容積較大的稱為縮孔，容積細(xì)小且分散的叫縮松。

五、特種鑄造

1、熔模鑄造：也稱“失蠟鑄造”或“周密鑄造”。其工藝如下：1）蠟?zāi)?chuàng)造：壓型創(chuàng)造，蠟?zāi)５膲褐?，蠟?zāi)５慕M裝

2）結(jié)殼：浸涂料，撒砂，硬化

3）脫模：脫模，焙燒和造型，

4）澆注，降砂和清理

熔模鑄造最適于高熔點(diǎn)合金周密鑄件的成批、大量生產(chǎn)。要緊適用于形狀復(fù)雜，難以切削加工的小零件。

六、鑄件的外形設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)凸臺(tái)、筋條等突起部分時(shí)盡可能別要影響起模

2、盡可能減少分型面數(shù)

3、幸免外形側(cè)凹

4、應(yīng)盡可能使分型面平直

5、應(yīng)有結(jié)構(gòu)歪度

內(nèi)腔設(shè)計(jì)：

1、盡可能別用活或少用型芯

2、應(yīng)利于型芯的固定和排氣

3、清砂方便

第十三章壓力加工

一、金屬的可鍛性（鍛造性能）是衡量材料記憶壓力加工的難易程度的工藝性能。

其優(yōu)劣常以塑性和變形抗力綜合衡量。二、金屬的變形規(guī)律

1）體積別變規(guī)律

2）最小阻力定律

三、自由鍛

關(guān)于大型鑄件，自由鍛是唯一方式。自由鍛在重型機(jī)械創(chuàng)造中有特殊重要的作用

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四、板料沖壓：

1、設(shè)計(jì)降料模時(shí)，應(yīng)先按照降料