金属材料及热处理

金属材料及热处理

（自己重新整理后，按照教学大纲总结的知识点，一个字一个字敲出来的，公共福利。） 第一章 绪论

１、金属学：关于金属材料的科学，它的中心内容是研究金属和合金的成分、结构、组织和性能，以及它们之间的相互关系和变化规律。

２、组织：指用肉眼或借助于各种不同放大倍数的显微镜所观察到的材料内部的情景，包括晶粒的大小、形状、种类以及各种晶粒之间的相对数量和相对分布。

３、结构：指原子集合体中各原子的具体组合状态。

４、金属材料：在所有应用材料中，凡由金属元素或以金属元素为主而形成的，并具有一般金属特性的材料通称为金属材料（材料的分类）。

５、金属材料的一般特性：

Ⅰ、工艺性能：它能否适应这些工艺过程的要求，适应的程度如何，是决定它能否进行生产，或如何进行生产的重要因素；金属材料所具有的那种能够适应实际生产工艺要求的能力统称工艺性能，例如铸造性、锻造性、深冲性、焊接性等。

Ⅱ、使用性能：金属材料制作成工件后，在使用过程中，则要求它能适应或抵抗作用到它上面的各种作用。金属材料满足这些要求的能力，它包括力学性能、抗腐蚀性能（或化学性能）、耐热性能等等。

６、决定金属材料性能的基本因素：组成金属材料的主要元素是金属元素；金属的原子结构具有区别于其它元素的重要特点之一是外层电子较少；这一特性决定了金属原子间结合键(金属键)的特点，这个结合键的特点又在一定程度上决定了内部原子集合体的结构特征（面心立方、体心立方、六方结构等)。

金属材料的化学成分（原子序数）不同，性能不同；同一种成分，它的某些性能仍然可以在相当大的范围内发生显著变化（同素异形体）；同一种化学成分的某种金属材料的不同制件，其性能之差可以很大程度。

由此可见，金属材料的性能由化学成分、结构、组织因素决定的，金属材料的多变性，也正是通过这三个因素的多变性而表现出来的。

第二章 钢的热处理和工艺

１、热处理定义：钢的热处理是通过加热、保温和冷却的方法，来改变钢内部组织结构，从而改善其性能的一种工艺。

２、奥氏体形成的热力学：根据Fe-Fe3C状态图可知，当把钢缓慢加热到共析温度以上时，珠光体将向奥氏体转变。钢在热处理时，通常第一道工序就是把钢加热，使之形成奥氏体组织。

将共析钢加热至A1（PSK）以上可获得完全的奥氏体；亚共析钢必须加热至A3线(GS)；过共析钢Acm 线（ES）以上才能获得单相奥氏体。

从铁碳相图可知，任何成分碳钢加热到Ac1以上，珠光体就向奥氏体转变；加热到Ac3或Accm以上，将全部变为奥氏体。这种加热转变称奥氏体化。

３、奥氏体的形成过程：扩散性相变，转变过程分为四个阶段进行。

（1）形核：光体加热到Ac1以上，在铁素体和渗碳体的相界面上奥氏体优先形核。 根据相变的一般规律，临界晶核的生成是需要一定的能量起伏和浓度起伏。 相界、晶界、亚晶界、位错、非金属夹杂等局部区域的自由能高，这些区域具有较大的能量起伏和浓度起伏，因而有利于奥氏体晶核的形成。这是因为在相界面上原子排列不规则，处于能量较高状态，具备形核所需的结构起伏和能量起伏条件，同时相界面上处于碳浓度过渡，易出现浓度起伏，