目录 - 工程材料及成型技术基础

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体心立方晶格

  • 八个原子处于立方体的角上,一个原子处于立方体中心,八原子与中间原子紧紧靠近
  • α-Fe

面心立方晶格


  • 金属原子分布在立方体的8个角上和6 个面的中心.面中心的原子与该面4个角上 的原子紧靠
  • γ-Fe(912℃~1394℃)

密排六方晶格


  • 12个金属原子分布在六方体的12个角上,在上下底面的中心各分布1个原子,上下底面之 间均匀分布3个原子。

缺陷

点缺陷

  • 空位:晶格中某节点上没有原子,有利于金属内部原子的扩散


  • 间歇原子:位于晶格间隙之中的原子

  • 异类原子:纯金属中存在的其它元素

异类原子与原子半径接近时,占据晶格的一些节点

异类原子与=比原子半径小的多时,位于晶格空隙中

  • 点缺陷造成局部晶格畸变,使金属的屈服强度、电阻率增加、密度发生变化

线缺陷

  • 刃型位错:晶体的一部分出现一个多余的半原子面。如切入晶体的 刀片,刀片的刃口线即为位错线

  • 螺型位错:右边的上部相对于下部向后错动一个原子间距。晶面发生错动。

面缺陷

  • 二维尺度很大,三维尺度很小的缺陷
  • 晶界:晶粒与晶粒之间的接触界面
  • 亚晶界:亚晶粒之间的边界
  • 细晶强化:晶界和亚晶界都能提高金属的强度硬度,并改善其塑性和韧性
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合金

  • 一种金属元素同另一种或几种其它元素,通过熔化或其它方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质

组元

  • 组成合金的独立的、最基本的单元(元素/稳定化合物)

固溶体

  • 合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一(溶剂)相同的固相

置换固溶体

  • 溶质原子代换了溶剂晶格某些结点上的原子

间隙固溶体

  • 溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中
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变质处理

  • 在液态金属中加入孕育剂或变质剂,以细化晶粒和改善组织的方法叫变质处理

变质剂的作用

  • 增加晶核数量,阻碍晶核长大
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Fe-Fe3C相图

  • 铁碳化合物:Fe3C、Fe2C、FeC等

  • A    1538℃   纯铁熔点
  • C    1148℃   共晶成分点                4.3%C

  • S     727℃     共析成分点               0.77%C

  • J      1495℃   包晶成分点        
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钢在加热时的临界温度

  • 大多数热处理工艺将钢加热到临界温度以上,获得全部或部分奥氏体组织,进行奥氏体化

钢在加热时的组织转变

  • 共析钢加热到Ac1上时,珠光体将变成奥氏体
  1. 奥氏体晶核形成
  2. 奥氏体晶核长大
  3. 剩余渗碳体溶解
  4. 奥氏体成分均匀化
  • 亚共析钢加热到Ac3以上获得单一的奥氏体组织
  • 过共析钢加热到Accm以上获
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钢在冷却时的转变(过冷A的转变)

  • 当温度在A1以上时,奥氏体是稳定的
  • 当温度降到A1以下后,奥氏体即处于过冷状态,称为过冷奥氏体
  • 过冷A不稳定,会转变为其它组织

 C曲线

高温转变

  • 珠光体转变区(A1~550℃)
  • 过冷奥氏体转变产物为珠光体型组织(铁素体和渗碳体的机械混合物)

  • P:珠光体(A1-
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完全退火(重结晶退火)

  • 又称重结晶退火,把钢加热至Ac3以上20〜30 °C,保温后缓慢冷却(随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却),以获得接近平衡组织的热处理工艺。
  • 适合亚共析钢 产物:F+P
  • 目的
  1. 通过完全重结晶,使热加工造成的粗大、不均匀的组织均匀化和细化。
  2. 使中碳以上的钢得到接近平衡状态的 组织,降低硬度,改 善切削加工性能。
  3. 消除