工程材料基礎(chǔ)名詞解釋

1、工程材料基礎(chǔ)名詞解釋一、合金：合金是指由兩種或兩種以上的金屬元素、或金屬元素與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。二、固溶體：合金組元通過溶解形成一種成分和性能均勻、且結(jié)構(gòu)與組元之一相同的固相稱為固溶體。三、固溶強(qiáng)化：通過融入某種溶質(zhì)元素形成固溶體而是金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。四、結(jié)晶：物質(zhì)從液態(tài)冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為凝固，凝固后的物質(zhì)可以為晶體也，可以為非晶體。若凝固后的物質(zhì)為晶體，則這種凝固稱為結(jié)晶。五、相圖：指在平衡條件下，合金的成分、溫度和組織之間關(guān)系的圖形。六、硬度：是指材料抵抗局部變形，特別是塑形變形、壓痕或劃痕的能力。七、熱處理：是指采用適當(dāng)?shù)姆绞皆诠虘B(tài)下對(duì)金屬進(jìn)

2、行加熱、保溫和冷卻，以獲得所學(xué)的組織和性能工藝方法。八、本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，在930土10°c保溫足夠時(shí)間（3-8小時(shí)）后測(cè)定的鋼中晶粒的大小。是表示鋼中奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向性。九、淬火：把鋼進(jìn)行奧氏體化，保溫后以適當(dāng)方式冷卻，已獲得馬氏體或以下貝氏體組織的熱處理工藝方法稱為淬火。十、回火脆性：淬火鋼回火時(shí)沖擊韌性并不總是隨揮回火溫度的升高而簡(jiǎn)單的增加，有些鋼在某個(gè)溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，其沖擊韌性顯著下降，這種脆化現(xiàn)象稱為回火脆性。十一、調(diào)質(zhì)：生產(chǎn)上習(xí)慣將淬火加高溫回火稱為調(diào)質(zhì)處理。十二、變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)晶之前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量以非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使

3、結(jié)晶時(shí)晶核數(shù)量大大增加，從而提高了形核率，細(xì)化晶粒，這種處理方式即為變質(zhì)處理。十三、過冷和過冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度的現(xiàn)象稱為過冷，理論結(jié)晶溫度T0與實(shí)際結(jié)晶溫度T1之差稱為過冷度。十四、時(shí)效：金屬或合金在大氣溫度下經(jīng)過一段時(shí)間后，由于過飽和固溶體脫溶和晶格沉淀而使強(qiáng)度逐漸升高的現(xiàn)象。十五、紅硬性：又叫熱硬性，鋼在高溫下保持硬度的能力。十六、選材的基本原則：所選的材料的使用性能應(yīng)能滿足零件的使用要求，易加工，成本低，壽命高。十七、試畫出并比較共析鋼的TTT和CCT圖，并標(biāo)明溫度線和各區(qū)組織100i§s”h轉(zhuǎn)琛光體珠比體形咸曲冋冊(cè)疣結(jié)並-.O-"5-too4過拎柬氐

4、訃珠死休阡妊旳成下貝氏體300-tPl45HKC珠洸侔1072仆！4麗_：弱氏3I>HK<'-比氏體側(cè)一耳onEK：圖中最上面一條水平虛線表示鋼的臨界點(diǎn)A1(723°C),即奧氏體與珠光體的平衡溫度。圖中下方的一條水平線Ms(230C)為馬氏轉(zhuǎn)變開始溫度，Ms以下還有一條水平線Mf(-50C)為馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度。vA1與Ms線之間有兩條C曲線，左側(cè)一條為過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線，右側(cè)一條為過冷奧氏體轉(zhuǎn)變終了線。A1線以上是奧氏體穩(wěn)定區(qū)。Ms線至Mf線之間的區(qū)域?yàn)轳R氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，過冷奧氏體冷卻至Ms線以下將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線與轉(zhuǎn)變終了線之間的區(qū)域?yàn)檫^冷

5、奧氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，在該區(qū)域過冷奧氏體向珠光體或貝氏體轉(zhuǎn)變。在轉(zhuǎn)變終了線右側(cè)的區(qū)域?yàn)檫^冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)。A1線以下，Ms線以上以及縱坐標(biāo)與過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線之間的區(qū)域?yàn)檫^冷奧氏體區(qū)，過冷奧氏體在該區(qū)域內(nèi)不發(fā)生轉(zhuǎn)變，處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。在A1溫度以下某一確定溫度，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標(biāo)之間的水平距離為過冷奧氏體在該溫度下的孕育期，孕育期的長(zhǎng)短表示過冷奧氏體穩(wěn)定性的高低。在A1以下，隨等溫溫度降低，孕育期縮短，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變速度增大，在550C左右共析鋼的孕育期最短，轉(zhuǎn)變速度最快。此后，隨等溫溫度下降，孕育期又不斷增加，轉(zhuǎn)變速度減慢。過冷奧氏體轉(zhuǎn)變終了線與縱坐標(biāo)之間的水平距離則表示在不同溫度下轉(zhuǎn)變

6、完成所需要的總時(shí)間。轉(zhuǎn)變所需的總時(shí)間隨等溫溫度的變化規(guī)律也和孕育期的變化規(guī)律相似。因?yàn)檫^冷奧氏體的穩(wěn)定性同時(shí)由兩個(gè)因素控制：一個(gè)是舊相與新相之間的自由能差G；另一個(gè)是原子的擴(kuò)散系數(shù)D。等溫溫度越低，過冷度越大，自由能差G也越大，則加快過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變速度；但原子擴(kuò)散系數(shù)卻隨等溫溫度降低而減小，從而減慢過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變速度。高溫時(shí)，自由能差厶G起主導(dǎo)作用；低溫時(shí)，原子擴(kuò)散系數(shù)起主導(dǎo)作用。處于“鼻尖”溫度時(shí)，兩個(gè)因素綜合作用的結(jié)果，使轉(zhuǎn)變?cè)杏谧疃?，轉(zhuǎn)變速度最大。ft(Mr鋼的淬硬性和淬透性的區(qū)別淬透性：鋼的淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。通常用鋼在一定條件下所獲得的淬硬層深度倆表示。同樣形

7、狀和尺寸的工件，用不同的鋼材制造，相同條件下淬火，淬硬層較深的鋼，其淬透性較好。淬透性主要取決于鋼的臨界冷卻溫度，既取決于過冷奧氏體的穩(wěn)定性。淬硬性：鋼在正常淬火時(shí)所能達(dá)到的最高硬度值，表明鋼的淬硬能力，及鋼的淬硬性。鋼的淬硬性主要取決于鋼中的含碳量，而與合金元素的影響不大。含碳量越多，鋼的淬硬性越高。以共析鋼為例闡述其加熱奧氏體形成過程鋼在加熱時(shí)珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的過程稱為奧氏體化。該過程遵循形核與長(zhǎng)大的相變基本規(guī)律通過A晶核的形成，A晶核的長(zhǎng)大，剩余Fe3C的溶解、A成分均勻化四個(gè)基本過程：1）奧氏體晶核的形成：A總是在F和Fe3C的相界面處優(yōu)先形核。因?yàn)橄嘟缑嫣幪汲煞植痪鶆?，原子排列紊亂

8、，位錯(cuò)、空位密度大，能量較高，從能量、結(jié)構(gòu)和濃度方面有利于A形核。2）奧氏體晶核的長(zhǎng)大：A晶核形成后，由于F的晶格類型和碳濃度比Fe3C更接近A，所以A晶核優(yōu)先向F內(nèi)長(zhǎng)大，新的A晶核也不斷形成并隨之長(zhǎng)大，直至F全部轉(zhuǎn)為A為止。3）剩余滲碳體的溶解：當(dāng)A完全形成后，低碳的F完全消失，高碳的Fe3C有剩余。隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)，A和Fe3C相界面處的碳原子必然向A內(nèi)部擴(kuò)散，剩余的Fe3C繼續(xù)溶解，直至消失。4）奧氏體成分均勻化：剛剛形成的A成分是不均勻的，在原F部位碳濃度偏低，原Fe3C部位的碳濃度偏高。故要繼續(xù)保溫一段時(shí)間，通過碳原子的擴(kuò)散達(dá)到成分均勻的目的。1. 鋼的退火退火是生產(chǎn)中常用的預(yù)備熱處理

9、工藝.大部分機(jī)器零件及工、模具的毛坯經(jīng)退火后,可消除鑄、鍛及焊件的內(nèi)應(yīng)力與成分的組織不均勻性；能改善和調(diào)整鋼的力學(xué)性能,為下道工序作好組織準(zhǔn)備.對(duì)性能要求不高、不太重要的零件及一些普通鑄件、焊件,退火可作為最終熱處理.鋼的退火是把鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間,然后緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝退火的目的在于均勻化學(xué)成分、改善機(jī)械性能及工藝性能、消除或減少內(nèi)應(yīng)力并為零件最終熱處理作好組織準(zhǔn)備.鋼的退火工藝種類頗多，按加熱溫度可分為兩大類：一類是在臨界溫度(Ac3或Ac1)以上的退火，也稱為相變重結(jié)晶退火包括完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火和擴(kuò)散退火等；另一類是在臨界溫度(Ac

10、1)以下的退火也稱低溫退火.包括再結(jié)晶退火、去應(yīng)力和去氫退火等按冷卻方式可分為連續(xù)冷卻退火及等溫退火等.2. 鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火是熱處理工藝中很重要的、應(yīng)用非常廣泛的工序淬火能顯著提高鋼的強(qiáng)度和硬度如果再配以不同溫度的回火，即可消除(或減輕)淬火內(nèi)應(yīng)力，又能得到強(qiáng)度、硬度和韌性的配合，滿足不同的要求所以，淬火和回火是密不可分的兩道熱處理工藝.2.1 鋼的淬火淬火是將鋼加熱到臨界點(diǎn)以上,保溫后以大于臨界冷卻速度(Vc)冷卻，以得到馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝.2.2 鋼的回火回火是將淬火鋼加熱至A1點(diǎn)以下某一溫度保溫一定時(shí)間后,以適當(dāng)方式冷到室溫的熱處理工藝它是緊接淬火的下道熱處理

11、工序，同時(shí)決定了鋼在使用狀態(tài)下的組織和性能，關(guān)系著工件的使用壽命，故是關(guān)鍵工序.回火的主要目的是減少或消除淬火應(yīng)力；保證相應(yīng)的組織轉(zhuǎn)變,使工件尺寸和性能穩(wěn)定；提高鋼的熱性和塑性,選擇不同的回火溫度,獲得硬度、強(qiáng)度、塑性或韌性的適當(dāng)配合，以滿足不同工件的性能要求.現(xiàn)有兩種鐵碳合金,其中一種合金的顯微組織中珠光體量占75%,鐵素體量占25%,另一種合金的顯微組織中珠光體量占92%,二次滲碳體量占8%.問這兩種合金各屬于哪一類合金?其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為多少?一、第一類由于是由珠光體+鐵素體組成,所以從鐵碳相圖上面可以判斷其是亞共析鋼，其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以根據(jù)杠桿定律計(jì)算如下,設(shè)含碳量為X,珠光體量用WP表示，鐵素體量用WF表示，則列公式如下：WF(X-0.0218)=WP(0.77-X)由于珠光體量占75%,鐵素體量占25%,即：25%(X-0.0218)=75%(0.77-X)解得X=0.58295,即含碳量為0.58295%的鋼，大約相當(dāng)于60號(hào)碳素彈簧鋼或碳素結(jié)構(gòu)鋼.二、第二類由于是由珠光體+二次滲碳體組成,所以從鐵碳相圖上面可以判斷其是過共析鋼，其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以根據(jù)杠桿定律計(jì)算如下，設(shè)含碳量為X,珠光體量用WP表示,二次滲碳體量用WFe3C表示,則列公式如下：WP(X-0.77)二WFe3C(6.69-X)由于珠光體