热处理第一章1,金属:金属原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成的。
2,金属键:原子失去电子后则变成正离子,共有化的自由电子和正离子以静电而结合起来。
(无饱和性和方向性)3,金属原子的排列方式:常见金属中的原子总是自发地趋于紧密地排列,以保证最稳定的状态,所以在固态金属中,原子往往趋于紧密规则排列双原子作用模型见书P2-图1-2 晶体特点:,4,晶体:长程有序,熔化,各向异性,5,非晶体:长程无序,软化,各向同性,6,晶格:许多大小相等、形状相同,位相一致的晶胞在空间重复的堆积7,晶胞:晶胞完全可以代替晶格特点的最小几何单位。
晶胞的大小和形状常以棱边长度a、b、c及棱边夹角a、b、y表示。
布拉菲点阵:7个晶系和14个点阵金属间化合物(中间相):正常化合物,电子化合,间隙相与间隙化合物8,影响溶解度因素:原子尺寸。
电负性。
电子浓度。
晶体结构除以上的外固溶度,还有与温度有关,多数情况温度升高固溶度升高。
1 ,铁素体(α-Fe)属于那种相结构(C )A 系B 组元C 相 D组织2 ,下面哪种缺陷属于点缺陷( A)A 晶格畸变B 刃型位错C 相界D 螺型位错3,溶质原子在溶剂中的位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体4 ,面缺陷可分为晶体的表面晶界、亚晶界、相界第二章1,晶核长大的条件:必须在过冷的液体中进行•(1) 要求液相不断地向晶体扩散供应原子,这就要求液相有足够高的温度,以便液态金属原子具有足够的扩散能力•(2)要求晶体表面能够不断而牢靠地接纳这些原子。
接纳原子的难易程度与晶体表面结构有关2,影响晶粒长大因素:(1)过冷度:晶粒的大小取决于形核率N和长大速度G的比值。
比值越大,结晶后晶粒越细小。
•(2)变质处理:在浇注前往液态金属中加入形核剂,促进形成大量的非均匀形核来细化晶粒。
•(3)振动、搅拌:一方面依靠外面输入的能量促使晶核提前形成,另一方面是使成长中的枝晶破碎,使晶核数目增加。
3,细化晶粒大小的方法:•(1)增加过冷度(2)添加形核剂•(3)机械振动、搅拌•结晶形核的要点:•(1)液态金属的结晶必须在过冷的液体中进行,晶胚尺寸必须大于临界晶核半径•(2)临界晶核半径的大小和晶核表面成正比,与过冷度成反比。
过冷度越大,则临界晶核半径越小,形核率越大,但形核率有一极大值。
如果表面能越大,形核所需的过冷度也应越大。
凡是能降低表面能的办法都能促进形核。
•(3)形核既需要结构起伏,也需要能量起伏。
•(4)晶核的形成过程是原子的扩散迁移过程,结晶必须在一定温度下进行。
•(5)在工业生产中,液体金属的凝固总是一非均匀形核的方式进行。
4,非均匀形核•实际金属结晶时,在液态金属中总是存在一些微小的固相杂质质点,并且液态金属在凝固时还要和型壁相接触,于是晶核就可以优先依附于这些现成的固体表面形成,这种形核方式就是非均匀形核。
•均匀形核•在一定的过冷度下,依靠短程有序的原子集团形成晶核,不受杂质和外表的影响,直接通过液体本身的相起伏产生临街晶核从而生长晶体的结晶过程。
•必须具备条件:•(1)必须过冷•(2)必须具备与一定过冷度相适应的能量起伏和结构起伏•未总结例题1,晶粒尺寸和形核率N、线长大速度Vg之间的关系是(C )。
•A.N越大,晶粒尺寸越大;B.N/Vg越大,晶粒尺寸越大;C.Vg/N越大,晶粒尺寸越大;D.Vg越小,晶粒尺寸越大;;2,过冷度是金属结晶的(A)条件A必要条件B充分条件C充要条件D不必要不充分•1均匀形核必须具备的条件:过冷,能量起伏和结构起伏。
• 2非晶态金属具有强度高、韧性大、耐腐蚀性能好、导磁性强等有良性质。
•3纯金属凝固时的生长形态,取决于固—液界面的微观结构和界面前沿的温度梯度•4晶粒的大小称为晶粒度,通常用晶粒的平均面积或平均直径来表示•1为什么非均匀形核比均匀形核容易?说明细化晶粒的途径和方法。
•答:因为非均匀形核的临界晶核的体积比均匀形核的少,且非均匀形核所需的功小于均匀形核的功。
•细化晶粒:增加过冷度,振动,变质处理第三章一,二元匀晶相图点:A:纯Cu理论熔点; B:纯Ni理论熔点•线:AB: 液相线; AB: 固相线;•区间:两个单相区:L 相、α相一个两相区:L+α相区二,二元共晶相图液相线: AEB;固相线: ACENB固溶体溶解度线:MF, NG共晶线:MEN 水平线;共晶点:E 点共晶转变式: L(液)→α(固)+ β(固) 共析转变:γ →α +β一个固相中同时析出两个新的固相三,常见三相等温水平线上的反应例题:填空1.在铸锭或铸件中,经常存在一些缺陷,常见的有缩孔、 气孔 和 偏析 等。
2.合金的相分为两类:固溶体和金属混合物3.相律是表示在平衡条件下,系统的自由度、组元数和相数之间的关系,是系统的平衡条件的数学表达式:F=C-P+14.一个固相中同时析出两个新的固相的转变称为共析转变5.在非平衡凝固条件下,某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得到全部的共晶组织,这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶6.匀晶转变时,固相和液相的成分是不同的,所以,在形核时不但要求溶液中有结构起伏,还要有浓度起伏7,.相图是表示合金系中合金在___B ___条件下各相的存在状态与温度,成分间的关系的图解。
A 常压B 平衡C 较慢冷却D 较慢加热8、共析钢在室温下的组织为?AA 、PB 、F+PC 、P+ Fe3C ⅡD 、Ld9.、a 、b 二组元形成共晶系,则:( A )。
A .具有共晶成分的合金铸造工艺性能最好;B .具有亚共晶成分的合金铸造工艺性能最好;C .具有过共晶成分的合金铸造工艺性能最好;D .不发生共晶成分的合金铸造工艺性能最好;10. 何谓共晶反应和包晶反应?写出反应式。
答:共晶反应:在一定温度下,由一定成分的液相同时结晶个成分一定的固相的转变过程。
包晶反应:在一定温度下,由一定成分的固相与一定成分的液相作用,形成另一个一定成分的固相的转变过程N M t E E L βα+−→←Dt P C D L βα−→←+书上例题、计算含碳0.2%的碳钢在室温下的组织相对含量和相的相对含量,并画出在室温平衡组织示意图,并在图中表明组织名称。
解:组织相对含量:图第三章一,重铁碳合金相图说明图中点、线的意义、各相区的相和组织组成物点:S、C线:1、包晶转变(水平线HJB)2、共晶转变(水平线ECF)3、共析转变(水平线PSK)•工业纯铁亚共析钢共析钢过共析钢亚共晶铸铁共晶铸铁过共晶铸铁(对应图中区域要了解)•二,杂质对组织性能的影响:•锰:脱硫元素硅:脱氧元素硫:热脆磷:冷脆氮:蓝脆氢:氢脆白点氧及其他非金属夹杂物的影响•例题:1.珠光体是__和 __ 的机械混合物;而变态莱氏体是和 __的机械混合物。
• 2.铁碳合金的基本相组成为_____。
• 3.一种液相中同时生成两种或多种晶体相的过程称为 __,一种固溶体中同时生成两种或多种晶体相的过程称为_。
• 4.含碳量对铁碳合金力学性能影响中,铁素体是 _ ,渗碳体是 __ 。
珠光体具有较高的 _和 __,而 __较差。
• 5. 碳在α—Fe中的间隙固溶体称为 __,它具有 bcc晶体结构.在 727 ℃时碳的最大溶解度为 0.0218 %。
•选择1形成共晶系,则:()。
•A.具有共晶成分的合金铸造工艺性能最好;•B.具有亚共晶成分的合金铸造工艺性能最好;•C.具有过共晶成分的合金铸造工艺性能最好;•D.不发生共晶成分的合金铸造工艺性能最好;• 2. 在铁碳合金的基本组成相中,属于金属化合物是( )• A.铁素体 B.渗碳体 C.奥氏体• 3. 按铁碳相图,钢与铁在成分上的分界点指的是碳的质量分数(含碳量)为()•A.0.77% B.2.11% C.4.3% D.6.69%• 4. 亚共晶白口铸铁1000℃时,组织中的相组成为()。
•A、Ld+A B、Fe3C+A C、Ld+A D. Fe3C+A+Ld• 5.钢中含有的杂质元素,其中属于有益元素的是()• A. Mn、S B. Si、P C. Mn、Si D. S、P•另外书上计算例题:P-73,74•••第六章1,金属塑性变形本质:2 冷塑性变形对金属材料的的组织和性能的影响:3,冷加工与热加工的区别:4,加工硬化现象,回复和再结晶现象,细晶粒钢强度高、塑性好的原因:例题:1.材料在外力作用下产生永久变形而不致破坏的能力称为___塑性__。
金属材料在外力作用下抵抗产生变形的能力称为___弹性___。
2.常见的金属的塑性变形方式有_滑移__和__孪生_两种类型。
P1063.滑移是晶体的___塑形___变形,是晶体的一部分相对于另一部分沿某些____晶面__和___晶向___发生滑动的结果。
P1064.划分冷加工和热加工的主要条件是__再结晶温度__;在__再结晶温度__以下进行的压力加工为__冷加工__,产生加工硬化现象;反之为_热加工__。
P1395.面心立方金属的密排面是_(111),体心立方金属的密排面是(110),P1071.下列不是影响晶粒长大的因素( A)P136A.时间B.杂质及合金元C.第二相质点D.相邻晶粒的位向差2.下列不是滑移的位错机制的是(D )P111A.位错的运动与晶体的滑移B.再结晶退火C.位错的交割与塞积D.位错的交换移动3.欲使冷变形金属的硬度降低、塑性提高,应进行(B )。
A.去应力退火B.再结晶退火 P138C.完全退火D.重结晶退火4.铜只有在经过并经随后加热才能使晶粒细化,而铁则不需冷加工,只需加热到一定温度即能使晶粒细化,其原因是(C)A.铁总是存在加工硬化而铜没有B.铜有加工硬化现象,而铁没有C.铁在固态下有同素异构转变,而铜没有D.铁和铜的再结晶温度不同5.合金发生固溶强化的主要原因是(C) P118A.晶格类型发生了变化B.晶粒细化C.晶格发生畸形D.晶界面积发生变化1、加工硬化产生原因和消除方法是什么?P123答:产生原因:位错的运动和交互作用造成的。
随着塑性变形的进行,位错密度不断增加,因此位错在运动时的相互交割加剧,结果即产生固定的割阶、位错缠结等障碍,使位错运动的阻力增大,引起变形抗力增加,给继续塑性变形造成困难,从而提高金属的强度。
解决办法:中间退火。
第七章例题:1、扩散机理分为三类,分别为间隙扩散机理、换位扩散机理、空位扩散机理 (P146)2、固体金属的扩散条件有温度要足够高、时间要足够长、扩散原子要固溶、扩散要驱动力。
(P147)3、固态扩散的分类:根据扩散过程中是否发生浓度变化分类有自扩散、互(异)扩散;根据扩散方向是否与浓度梯度的方向相同进行分类有下坡扩散、上坡扩散;根据扩散现象中是否出现新相进行分类有原子扩散、反应扩散 (P148-149)4、扩散的驱动力是化学位梯度(P148)1、下列影响扩散系数的因素中,错误的是( D )(P151式7-5)A、温度B、晶体结构C、合金元素D、时间纠错:1、扩散第一定律表达式:D = Do·exp(-Q/RT) (P150)错误。