金屬熱處理

1、1金屬：具有良好的導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性和金屬光澤的物質(zhì)。2金屬鍵：正離子之間、自由電子之間、正離子與自由電子之間的相互作用使金屬原子牢固的結(jié)合在一起，此種鍵名詞解釋結(jié)合成為~。金屬鍵既無飽和性又無方向性。3晶體結(jié)構(gòu)：晶體原子（離子、分子、原子集團(tuán)）的具體排列情況；即質(zhì)點在三維空間有規(guī)律的周期性重復(fù)排列方式4陣點：為清楚地表明物質(zhì)質(zhì)點在空間排列的規(guī)律性，常將原子抽象成幾何點，稱為陣點。5空間點陣：在空間由點排列成的無限點陣，其中每個點與其它

2、的所有的點都有相同的環(huán)境，由這些點組成的排列成為空間點陣。6晶格：陣點用直線連接形成的空間格子，實質(zhì)為空間點陣。7晶胞：可以反映晶格特征的最小幾何單元。多晶體：凡是由兩顆以上晶粒組成的晶體成為多晶。8偽等向性：由于多晶體中晶粒位向是任意的，晶粒的各向異性被相互抵消，因此一般情況下整個晶體不顯示各向異性，稱~。9位錯：晶體中某處一列或若干列原子出現(xiàn)的有規(guī)律的錯排，在一個方向上尺寸較大，而另外兩個方向上尺寸較小。分刃型位錯和螺型位錯。（刃型

3、位錯特征：有一個額外半原子面；位錯線是一個具有一定寬度的細(xì)長晶格畸變管道，其中既有正應(yīng)變，又有切應(yīng)變；位錯線與晶體滑移方向垂直。螺型位錯特征：沒有額外半原子面；位錯線是一個具有一定寬度的細(xì)長晶格畸變管道，只有切應(yīng)變，無正應(yīng)變：位錯線與晶體滑移方向平行，位錯線運動的方向與位錯線垂直）11多晶型轉(zhuǎn)變或同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：當(dāng)外部條件改變時，金屬內(nèi)部由一種晶體結(jié)構(gòu)向另一種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，稱為~12配位數(shù)：指晶體結(jié)構(gòu)中與任一個原子最近鄰、等距離的原子數(shù)目。

4、13右旋螺型位錯：以大拇指代表螺旋面前進(jìn)方向，其他四指代表螺旋面的旋轉(zhuǎn)方向，符合右手法則的稱~。符合左手法則稱左旋螺型位錯。14右手法則：人為地規(guī)定位錯線方向，用食指表示位錯線方向，中指表示柏氏矢量，拇指向上為正刃位錯，向下為負(fù)。15過冷度：理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差。影響過冷度因素：金屬本性；金屬的純度。純度越高，過冷度越大；冷卻速度。越大，過冷度越大；16均勻形核：在均勻單一的母相中形成新相結(jié)晶核心的過程。非均勻形核：新相優(yōu)先出

5、現(xiàn)于液相中的某些區(qū)域稱~。（非均勻形核的形核功與接觸角θ有關(guān)，θ角越小，形核功越小，形核率越高）17形核率：在單位時間單位體積液相中形成的晶核數(shù)目，以N表示，單位cm3s。18組元簡稱元：組成合金最基本的獨立的物質(zhì)。19相：合金中結(jié)構(gòu)相同，成分和性能均一并以界面相互分開的組成部分。20固溶強化：在固溶體中，隨溶質(zhì)濃度的增加，固溶體的強度、硬度提高，塑性、韌性下降這種現(xiàn)象稱為~21成分過冷：固溶體結(jié)晶時，盡管實際溫度分布不變，但是液／固界

6、面前沿液相中溶質(zhì)分布發(fā)生變化，液相的熔點也隨著變化。這種由于液相成分改變而形成的過冷，稱為~。22偽共晶組織：由非共晶成分的合金所得到的完全共晶組織。23離異共晶：兩相分離的共晶組織。消除：對不平衡結(jié)晶，擴散退火（均勻化退火）。24彈性模量：是一個對組織不敏感的性能指標(biāo)，它取決于原子間結(jié)合力的大小，其數(shù)值只與金屬的本性、晶體結(jié)構(gòu)、晶格常數(shù)有關(guān)，金屬材料的合金化，加工過程及熱處理對它的影響很小。25滑移：是晶體的一部分沿著一定的晶面和晶向

7、相對于另一部分作相對滑動，這晶面叫稱滑移面。26孿生：是發(fā)生在晶體內(nèi)部的均勻切變過程，總是沿晶體的一定晶面(孿晶面)，沿一定方向(孿生方向)發(fā)生，變形后晶體的變形部分與末變形部分以孿晶面為分界面，構(gòu)成了鏡面對稱的位向關(guān)系27織構(gòu)：強烈變形后各晶粒的滑移方向都朝主形變方向轉(zhuǎn)變，使原來多晶體中位向互不相同的各晶?？臻g位向趨于一致，此種組織成為形變織構(gòu)。28加工硬化：隨著變形量增大，金屬的強度和硬度顯著提高而塑性和韌性明顯下降的現(xiàn)象。(在金屬

8、材料生產(chǎn)過程中的意義：提高金屬材料的強度；某些工件或半成品能夠加工的重要因素；提高零件或構(gòu)件在使用過程的安全性。但，給金屬材料的生產(chǎn)和使用帶來不利影響：金屬冷加工到一定程度變形抗力會增加，加大了設(shè)備功率增加了動力消耗；金屬塑性大為下降繼續(xù)變形導(dǎo)致開裂)29回復(fù)：冷塑性變形的金屬在加熱時，在光學(xué)顯微組織發(fā)生改變前所發(fā)生的某些壓結(jié)構(gòu)和性能的變化過程。30再結(jié)晶：冷變形后的金屬加熱到一定溫度或保溫足夠時間后，在原來的變形組織中產(chǎn)生了無畸變的新

9、晶粒，位錯密度顯著降低，性能也發(fā)生顯著變化，并恢復(fù)到冷變形前的水平，這個過程稱為~。31晶粒長大：隨加熱溫度的升高或保溫時間的延長，晶粒之間就會互相吞并而長大，這一現(xiàn)象稱~32二次再結(jié)晶（反常長大）：某些金屬經(jīng)過嚴(yán)重冷變形后，在較高溫度下退火時，出現(xiàn)的少數(shù)晶粒快速異常長大，逐步吞食周圍的大量小晶粒，形成超過原始晶粒幾十倍或上百倍的粗大晶粒的過程。33纖維組織（熱加工流線）：在熱加工過程中，鋼錠中的粗大枝晶和各種夾雜物都要沿變形方向伸長，

10、這樣就使鑄錠中枝晶間富集的雜志和非金屬夾雜的走向逐漸與變形方向一致，使她們變成條帶狀、線狀或片層狀，在宏觀試樣上沿著變形方向呈現(xiàn)一條一條的細(xì)線，即熱加工鋼中的流線，由一條條流線勾畫出來的熱加工鋼中的這種組織就是~。纖維組織的出現(xiàn)將使鋼的機械性能呈現(xiàn)各向異性，在沿著纖維伸展的方向性能則較差。在制定工件的加工工藝時，必須合理的控制流線的分布情況，盡量使纖維與應(yīng)力方向一致。34帶狀組織：復(fù)相合金中的各相，在熱加工時沿變形方向交替地呈帶狀分布，

11、這種組織稱為~?？捎谜鹣珖?yán)重的磷偏析引起的需用高溫均勻化退火及隨后的正火來改善。35熱處理：將鋼在固體下加熱到預(yù)定的溫度，并在該溫度下保持一段時間，然后以一定的速度冷卻到室溫的一種熱加工工藝。36魏氏組織：在金相顯微鏡下可以觀察到從奧氏體晶界生長出來的近于平行的或其他規(guī)則排列的針狀鐵素體或滲碳體以及其間存在的珠光體組織，這種組織稱為~。37回火：是將淬火鋼加熱到低于臨界點A1的某一溫度保溫一段時間，使淬火組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織

12、，然后以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s到室溫的一種熱處理工藝。38回火脆性：淬火鋼回火時的沖擊韌性并不總是隨回火溫度的升高單調(diào)地增大，有些鋼在一定溫度范圍內(nèi)回火時其沖擊韌性顯著下降，這種脆化現(xiàn)象叫~。39第一類回火脆性或低溫回火脆性：鋼在250~400溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的回火脆性。（由于馬氏體分解時沿馬氏體界面析出斷續(xù)的薄殼狀碳化物降低了晶界的斷裂強度使之成為裂紋擴展的路徑，因而導(dǎo)致脆性；避免在脆化溫度范圍內(nèi)回火）面距離的增加而提高的溫度分布），1)光滑界

13、面：利于形成規(guī)則形狀的晶體。固液界面為穩(wěn)定的平面狀；2)粗糙界面：當(dāng)界面上有偶爾凸起而進(jìn)入溫度較高的液體中時，晶體生長速度就會減慢甚至停止，周圍部分會長上來使凸起消失。固液界面為穩(wěn)定的平面狀。負(fù)溫度梯度（液相中的溫度隨至界面距離的增加而降低的溫度分布），1)粗糙界面：隨著以“樹枝狀方式生長”長成樹枝狀晶體。樹枝生長時，伸展的晶軸具有一定的晶體取向。2）光滑界面：在杰克遜因子α不太大時，可能形成樹枝晶，往往有小平面特征。當(dāng)負(fù)溫度梯度較小時

14、，仍可能形成規(guī)則幾何外形。在α很大時，形成規(guī)則幾何外形。7回火五個階段組織性能變化：⑴馬氏體中碳的偏聚（馬氏體中過飽和的碳原子處于體心立方晶格扁八面體間隙位置，使晶體產(chǎn)生很大的晶格畸變處于受擠壓狀態(tài)的碳原子有從晶格間隙位置脫溶出來自發(fā)趨勢。C%＞0.25%板條狀馬氏體存在大量位錯，碳原子偏聚在位錯線附近的間隙位置，形成偏聚區(qū)降低馬氏體的彈性畸變能；C%＜0.25%柯式氣團(tuán)。片狀馬氏體少量碳原子向位錯線偏聚，大量向垂直與馬氏體C軸的面富集

15、）⑵馬氏體分解（溫度超過80開始分解持續(xù)到350以上，高合金鋼持續(xù)到600，回火溫度對馬氏體分解起決定作用，馬氏體含碳量隨回火溫度升高不斷降低，鋼的回火保溫時間2H，高碳鋼在350以下馬氏體分解形成低碳α相和彌散ε碳化物組成的雙相組織回火馬氏體，板條馬氏體在淬火后自回火）⑶殘留奧氏體的轉(zhuǎn)變（在高溫區(qū)回火先析出先共析碳合物隨后分解為珠光體，在低溫區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w；淬火高碳鋼在200~300回火，殘留奧氏體分解為α相和εFexC組成的機械混合

16、物，稱為回火馬氏體或下貝氏體）4碳化物的轉(zhuǎn)變（主要取決與回火溫度也與回火時間有關(guān)，回火溫度高于250ε碳化物析出χ碳化物，升高400α碳化物χ碳化物全轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)粒狀θ碳化物即為滲碳體，但α相扔保持針狀，由針狀α相和無共格聯(lián)系的細(xì)粒狀滲碳體組成的機械混合物叫回火托氏體）5滲碳體的聚集長大和α相回復(fù)再結(jié)晶（回火溫高于400滲碳體明顯聚集長大，板條馬氏體的回復(fù)是α相位錯胞和位錯線逐漸消失回火溫度從400~500以上剩余位錯發(fā)生多邊化形成亞晶粒，

17、隨溫度升高亞晶粒長大亞晶界移動成大角度晶界。溫度超過600α相發(fā)生再結(jié)晶由板條晶變成等軸晶；片狀馬氏體溫度高于250欒晶亞結(jié)構(gòu)消失出現(xiàn)位錯網(wǎng)絡(luò)，溫度到400α相回復(fù)，溫度超過600α相再結(jié)晶，α相針狀形態(tài)消失形成等軸的鐵素體晶粒。淬火剛在500~600回火得到的回復(fù)或再結(jié)晶了的鐵素體和粗粒狀滲碳體的機械混合物叫回火索氏體）8晶體具有各向異性的原因：由于不同晶向上的原子致密度不同所致，從而導(dǎo)致各向上原子結(jié)合力不同，造成各向物理、化學(xué)和機械

18、性能不同。9利于形成柱狀晶的措施：高的澆鑄溫度快的澆鑄速度利于柱狀晶形成；固相或模壁散熱快，且有方向性利于柱狀晶的形成；熔化溫度高，使活化質(zhì)點消除，利于柱狀晶形成.10利于形成等軸晶的措施：變質(zhì)處理，加入形核劑，促進(jìn)非均勻形核或抑制長大的措施；降低澆鑄溫度，增大過冷度，促進(jìn)形核；快速冷卻使過冷度增大，均勻散熱，避免擇優(yōu)生長；低熔化溫度加大液面流動，振動等增加非均勻形核的核心。11固溶體合金的結(jié)晶特點：1異分結(jié)晶或選擇結(jié)晶（固溶體合金結(jié)晶

19、時所結(jié)晶出的固相成分與液相成分不同，這種結(jié)晶出的晶體與母相化學(xué)成分不同的結(jié)晶）2需要一定的溫度范圍。12脆性相的分布：硬而脆的第二相呈連續(xù)網(wǎng)狀分布在塑性相的晶界上；脆性的第二相呈片狀或?qū)訝罘植荚谒苄韵嗟幕w上；脆性相在塑性相中呈顆粒狀分布。13固態(tài)相變特點：相變阻力大、新相晶核和母相之間存在一定的晶位學(xué)位向關(guān)系、母相晶體缺陷對相變起促進(jìn)作用、易于出現(xiàn)過渡相。14回火分類：低溫回火（150~250，回火組織主要為回火馬氏體，保持高強度高硬

20、度，降低鋼淬火內(nèi)應(yīng)力，減小脆性）中溫（350~500，回火屈氏體，高的彈性極限較高的強度和硬度，良好的塑性和韌性）高溫（500~650，回火索氏體，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能）15晶體與非晶體的區(qū)別：主要在于內(nèi)部原子排列情況。物質(zhì)的質(zhì)點(分子、原子或離子)在三維空間作有規(guī)律的周期性重復(fù)排列所形成的物質(zhì)叫晶體，晶體具有一定的熔點，各向異性；非晶體在整體上是無序的，但原子間也靠化學(xué)鍵結(jié)合在一起，所以在有限的小范圍內(nèi)觀察還有一定規(guī)律，

21、可將非晶體的這種結(jié)構(gòu)稱為近程有序，各向同性。16晶向指數(shù)和標(biāo)定：以晶格某結(jié)點為原點，三個棱邊為坐標(biāo)軸x、y、z，取點陣常數(shù)為三坐標(biāo)軸的單位長度，建立右旋坐標(biāo)系；從坐標(biāo)原點引一有向直線平行于待定晶向；在所引有向直線上任取一點，求出該點在x、y、z上的坐標(biāo)值；將這三個值化成一組互質(zhì)整數(shù)，加上一個方括號即為所求的晶向指數(shù)[uvw]，如有某一數(shù)為負(fù)值，則將負(fù)號標(biāo)注在該數(shù)字上方。17晶面指數(shù)表征：建立如前所述的參考坐標(biāo)系，但原點應(yīng)位于待定品晶面之

22、外，以避免出現(xiàn)零截距；找出待定晶面在三軸的截距，如果該晶面與某軸平行，則截距為無窮大；取截距的倒數(shù)，將其化為一組互質(zhì)的整數(shù)，加圓括號得到晶面指數(shù)(hkl)。18柏氏食量物理意義：在于表示了位錯區(qū)域點陣畸變總量的大小和方向。特性：表示晶格畸變的大小。b越大，晶格畸變越大；表示晶體滑移的方向和大小，b方向是晶體滑移方向，滑移大小是b的大?。恢匾匦跃褪蔷哂惺鼗感?；柏氏矢量是唯一的，與柏氏回路的大小和回路在位錯線上的位置無關(guān)；19晶體長大的條

23、件：液體不斷地向晶體擴散供應(yīng)原子，這就要求液相有足夠的溫度，使液態(tài)金屬有足夠的擴散能；晶體的表面能能不斷而牢靠地接納原子，其位置多少與晶體的表面結(jié)構(gòu)有關(guān)，并應(yīng)符合結(jié)晶過程的熱力學(xué)條件，這意味著晶體長大時的體積自由能降應(yīng)大于晶體表面能的增加。20晶體長大機制：1具有粗糙界面的物質(zhì)，界面上有一半的結(jié)晶位置空著，液相中的原子可直接添加到這些位置使晶體整個界面沿法線方向向液相長大。這種長大方式叫連續(xù)長大機制。2具有光滑界面的物質(zhì)的長大機制可能有

24、以下兩種長大機制：二維晶核臺階生長機制；螺型位錯缺陷長大22成分過冷對晶體長大形狀和鑄錠組織的影響：純金屬結(jié)晶時的生長形態(tài)與溫度梯度有關(guān)，在正的溫度梯度下，液／固界面保持平面生長，而在負(fù)的溫度梯皮下呈樹枝形態(tài)生長。固溶體結(jié)晶時的生長形態(tài)卻和成分過冷有關(guān)。根據(jù)液／固界面前沿液相中出現(xiàn)成分過冷傾向大小，固溶體生長形態(tài)除了平面狀和樹枝狀外，還有胞狀形態(tài)。23金屬良好的導(dǎo)電性：金屬在很小的外電場作用下，自由電子即可沿著電場方向流動，形成電流；良

25、好的導(dǎo)熱性：金屬正離子的振動與自由電子的運動都可以傳遞熱能；正的電阻溫度系數(shù)：隨著溫度的升高，金屬正離子振動的振幅增大，阻礙自由電子通過，使電阻升高；不透明性：自由電子很容易吸收可見光的能量；具有光澤：吸收了能量從被激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時所產(chǎn)生的幅射；良好的塑性：在固態(tài)金屬中，電子云好像是一種流動的萬能膠，把所有的正離子都結(jié)合在一起，所以金屬鍵并不挑選結(jié)合對象，也無方向性。當(dāng)一塊金屬的兩部分發(fā)生相對位移時，金屬正離子始終“浸泡”在電子云中，因