当前位置:文档之家› 工程材料学总结1

工程材料学总结1

《工程材料学》复习大纲第一章 概论主要概念 工程材料,结构材料,功能材料,材料的组织、结构,使用性能,工艺性能,陶瓷材料,高分子材料,复合材料 内容要求1. 工程材料的分类。

2. 工程材料的性能,掌握机械工程中常用力学性能指标的意义及单位 (σs,σ0.2,σb, δ,ψ,HBS, HRC, HV,ak)。

第二章 材料的结构主要概念 晶格与晶胞,晶向族、晶面族,单晶体与多晶体,晶粒与晶界,点缺陷、线缺陷、面缺陷内容要求1.立方晶胞中晶向指数与晶面指数表示方法(给出晶面晶向,让你标定出指数;给出指数,让你画出晶面,晶向)。

2.三种典型金属晶型的原子位置、单胞原子数、原子半径、致密度、配位数。

第三章 结晶与相图主要概念 凝固与结晶, 过冷度, 形核与长大, 合金, 组元,相,相组成物,组织组成物,固溶体,金属化合物, 匀晶、共晶、共析转变,杠杆定律内容要求1. 液态金属的结晶过程。

2. 熟悉共晶(析)转变、共晶(析)体、先共晶(析)相、二次相的概念。

3.利用相图分析合金结晶过程,区分相组成物和组织组成物并计算相对量。

第四章 铁碳合金主要概念 同素异构转变,铁素体,奥氏体,渗碳体,珠光体,莱氏体,石墨化, 灰铸铁,球墨铸铁。

内容要求1. 熟悉Fe-Fe3C相图和铁碳合金中的共晶(析)转变。

2. 会分析各类铁碳合金冷却过程,熟悉它们室温时的相组成物和组织组成物,并会计算其相对含量,会画组织示意图。

(相组成和组织组成的区别,会使用杠杆定律)3. 掌握碳钢的牌号,知道它们的用途。

4.懂得石墨形态对铸铁性能的影响,常用铸铁的分类、牌号,主要用途。

第五章 金属的塑性变形与再结晶主要概念 滑移,滑移面,滑移方向,滑移系,固溶强化,细晶强化,弥散强化,加工硬化(四种提高强度的方法),回复,再结晶,再结晶温度, 热加工流线内容要求1.金属塑性变形的基本过程与塑性变形后的组织、性能的变化。

2.懂得滑移与位错运动的关系,从而理解强化金属的基本原理和主要方法。

3.热加工与冷加工的根本区别和热加工的主要作用。

第六章 钢的热处理主要概念 热处理,临界点,退火(炉冷),正火(空冷),淬火(油冷、水冷),回火,表面热处理,化学热处理,奥氏体化,奥氏体晶粒度, 过冷奥氏体,残余奥氏体,C曲线,调质,淬透性, 渗碳,索氏体,屈氏体,上贝氏体,下贝氏体,板条马氏体,针状马氏体,回火马氏体,回火屈氏体,回火索氏体内容要求1.了解钢的奥氏体化过程及其晶粒度的控制。

2.熟悉C曲线(以TTT为主)的图形及转变产物,会用C曲线分析不同冷却方法所得的组织。

(针对碳钢的C曲线,分析不同冷却方式所得的组织, 温习作业)3.掌握退火、正火、淬火、回火的目的,加热温度范围及冷却方法,最终组织。

(不同回火的目的和所得到的组织)第七章 合金钢主要概念 合金钢合金结构钢(低合金高强钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢), 合金工具钢(低合金刃具钢、高速钢、冷作模具钢、热作模具钢), 特殊性能钢(不锈钢, 马氏体不锈钢,铁素体不锈钢,A体不锈钢),碳化物形成元素和非碳化物形成元素, 强韧性,二次硬化,红硬性,内容要求1. 了解合金元素在钢中的主要作用。

2. 熟悉合金钢的编号原则和方法,会从钢号判断出它的种类、大致化学成分、主要用途及应该进行的热处理。

3.熟知典型合金钢的主要用途、性能特点、常用热处理。

(1、根据钢号钢的种类)(2、零件选材最终热处理制度获得的组织)(3、高速钢的红硬性原理),(工程材料学总结的第三部分)第八章 有色金属及其合金主要概念 铸造铝合金,形变铝合金,紫铜,黄铜,青铜,α型钛合金,β型钛合金,(α+β)型钛合金内容要求了解铝合金、铜合金、钛合金的分类、牌号、基本性能和主要用途。

第9章 其它工程材料主要概念 普通陶瓷,特种陶瓷,结构陶瓷,功能陶瓷,单体,高聚物,大分子链,链节,线形链,网状链,热塑性塑料,热固性塑料,橡胶内容要求1.了解陶瓷材料的分类、制备的主要工序、结构及性能的主要特点,会举例说明陶瓷材料的应用。

2.了解大分子链结构及聚集状态对高分子材料性能的影响,了解高分子材料的三态(玻璃态,高弹态,粘流态),会分别举例说明热塑性塑料和热固性塑料的应用。

第十章 机械零件选材及工艺路线分析主要概念 失效 失效分析内容要求1.能初步运用选材的三条基本原则。

2.对轴类、齿轮类零件分析工作条件,正确选择使用材料,制订加工工艺路线,大致热处理工艺及了解热处理的作用.(针对某一零件的加工工艺路线,能说出各热处理工艺的作用和获得的组织。

温习作业)《工程材料学》总结第一部分:晶体结构与塑性变形一、三种典型的金属晶体结构1.bcc、fcc、hcp的晶胞结构、内含原子数,致密度、配位数。

2.立方晶系的晶向指数[uvw]、晶面指数(hkl)的求法和画法。

3.晶向族〈…〉/晶面族{…}的意义(原子排列规律相同但方向不同的一组晶向/晶面,指数的数字相同而符号、顺序不同),会写出每一晶向族/晶面族包括的全部晶向/晶面。

4.bcc、fcc晶体的密排面和密排方向。

密排面 密排方向fcc {111} <110>bcc {110} <111>二、晶体缺陷1.点缺陷、线缺陷、面缺陷包括那些具体的晶体缺陷。

如:位错是线缺陷,晶界(包括亚晶界)是面缺陷三、塑性变形与再结晶1.滑移的本质:滑移是通过位错运动进行的。

2.滑移系 =滑移面 + 其上的一个滑移方向。

滑移面与滑移方向就是晶体的密排面和密排方向。

3.强化金属的原理及主要途径:阻碍位错运动,使滑移进行困难,提高了金属强度。

主要途径是细晶强化(晶界阻碍)、固溶强化(溶质原子阻碍)、弥散强化(析出相质点阻碍)、加工硬化(因塑变位错密度增加产生阻碍)等。

4.冷塑性变形后金属加热时组织性能的变化过程:回复→再结晶→晶粒长大。

性能变化:回复:不引起硬度大的变化;再结晶:硬度大幅度降低5.冷、热加工的概念冷加工:在再结晶温度以下进行的加工变形,产生纤维组织和加工硬化、内应力。

热加工:在再结晶温度以上进行的加工变形,同时进行再结晶,产生等轴晶粒,加工硬化、内应力全消失。

6.热加工应使流线合理分布,提高零件的使用寿命。

第二部分:金属与合金的结晶与相图1、 纯金属的结晶1.为什么结晶必须要过冷度?2.结晶是晶核形成和晶核长大的过程。

3.细化晶粒有哪些主要方法?(三种方法)二、二元合金的相结构与相图1.固溶体和金属化合物的区别。

(以下哪一些是固溶体,哪一些是金属化合物:α-Fe、 γ-Fe、Fe3C、 A、 F、 P、 L’d、 S、T、 B上、B下、M片、M条?)2.匀晶相图①在两相区内结晶时两相的成分、相对量怎样变化?②熟练掌握用杠杆定律计算的步骤:⑴将所求材料一分为二,⑵注意杠杆的位置和长度,⑶正确列出关系式。

3.共晶(析)相图①熟悉共晶(析)相图的基本形式(水平线、一变二)。

②会区分共晶(析)体、先共晶(析)相、次生相(二次相)。

注意:共晶成分与共晶反应成分范围的区别共晶成分具有最好的铸造性能③ 会在相图中填写组织组成物(或相组成物),掌握不同合金在室温时的平衡组织, 会熟练应用杠杆定律计算相组成物和组织组成物的相对量(重点)。

三、Fe- Fe3C 相图 (重点)1.默绘相图并牢记共晶转变和共析转变的温度与各相成分。

2.掌握各类合金平衡结晶过程与室温时的平衡组织,会画符合要求的平衡组织示意图:①各组织组成物的形态,②在相图上标注各组织组成物。

3.会用杠杆定律计算相组成物和组织组成物的相对量。

第三部分:各类材料与钢铁热处理(重点)一、各类材料的牌号、热处理和用途1. 会根据牌号确定钢的化学成分(碳及合金元素的含量范围)。

①结构钢钢号特征: 前二位数字(万分比)普通碳素结构钢(如Q235等)、普通低合金钢(如Q295等)包括:⑴工程构件用钢: 含碳量小于0.20%。

热处理:热轧空冷后(相当于正火)直接使用⑵机器零件用钢: 按含碳量区分,由低到高是渗碳钢(0.10 - 0.25%)(碳素钢:15, 20, 合金钢:20Cr, 20CrMnTi,20CrMnMo,18Cr2Ni4WA)热处理:表面渗碳+淬火+低温回火组织:外表面,中部,心部用途:齿轮调质钢(0.35 - 0.50%)(碳素钢:40, 45; 合金钢:40Cr, 35CrMo, 40CrNiMo)、热处理:调质处理,即淬火+高温回火组织:S回用途:轴,弹簧钢(0.50 - 0.90%)(碳素钢:0.6-0.9%, 70,)( 合金钢:0.5-0.7%, 65Mn(小), 55Si2Mn,60Si2Mn(中),50CrVA(大))热处理:(热成型)淬火 +中温回火,组织:T回(冷成型)A化,然后在500-550℃等温,组织:索氏体用途:汽车板簧滚动轴承钢(约1.0%)(合金钢:GCr15, GCr15SiMn)热处理:淬火+低温回火+冷处理组织:M回+弥散碳化物用途:轴承②工具钢钢号特征: 前一位或无数字(千分比)例如:碳素工具钢(T+数字, T:碳的汉语拼音, 数字:C含量千分比),合金钢:如高速钢包括:⑴刃具用钢:碳素工具钢:C:0.65-1.25%; T7(A)-T12(A)热处理:水(油淬)+低温回火低合金刃具钢:C=0.75-1.25%,8MnSi, 9SiCr热处理:油淬+低温回火高速钢:C:0.7-1.9%, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2 (C1.0%)热处理:高温(油)淬火+多次高温回火⑵模具用钢:冷作模具钢:C量大于0.90%的工具钢,如:T10A, 9Mn2V热处理:低淬低回, or 高淬高回热作模具钢:C:0.30 - 0.60%的工具钢, 如:3Cr2W8V, 5CrNiMo热处理:淬火+高温回火⑶量具用钢:C:0.9-1.5%,碳素工具钢:T10A, T12A热处理:水(油淬)+低温回火低合金工具钢:9SiCr, GCr15,热处理:淬火(油)+冷处理+低温回火③不锈钢钢: Cr含量≥13%, 如:1Cr18Ni9Ti(A型),3Cr13(M 型),1Cr17(F型),A型不锈钢热处理工艺:固溶热处理2.钢的热处理工序及应用①预先热处理及作用: 完全退火(用于亚共析钢,用于组织均匀化, Ac3+30 C)球化退火(用于共析钢 、过共析钢,Ac1+30 C)正火(过共析钢中消除网状二次碳化物,低碳亚共析钢中代替完全退火, Ac3(ACcm)+30 C);作用:调整力学性能,便于加工②最终热处理、作用及组织⑴一般: 低温回火(用于刃具、冷模具等)淬火 + 中温回火(用于弹簧等)高温回火(即调质,用于轴类等)⑵特殊: 构件用钢:不淬火,在热轧或正火(空冷)状态使用;渗碳钢:先渗碳,再淬火 + 低温回火。

相关主题