工程材料知识点总结(全)分解重点

（2）重要零件的预先热处理。

（3）对于过共析钢、轴承钢和工具钢等用正火消除钢状Fe3C，以利于球化退火，同时细化晶粒，并为淬火做组织准备。 正火和退火的选择：低碳钢（正火），中、高碳钢（退火）

6、淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，经保温烧透后快冷，使A向M转变 的一种操作工艺过程。

目的：提高钢的强度和硬度，得到的组织是M （淬火温度不能过低和太高） 冷却介质的确定：

水：用于形状简单和大截面碳钢零件的淬火。

盐水：用于形状简单和截面尺寸较大的碳钢工件的淬火。 油：用于合金钢和小尺寸碳钢工件的淬火。

熔融盐碱：用于形状复杂、尺寸较小和变形要求较严格的零件，经常用于分级淬火和等温淬火的工艺。

淬硬性：钢淬火时的硬化能力。

淬透性:：以在规定条件下钢试样淬硬温度和改变分布表征的材料特性称为淬透性。 7、回火：将淬火钢加热到Ac1以下某一温度，经适当保温后冷却到室温的一种操作工艺过程。

目的：（1）使淬火后的M和A残转变为稳定的组织，防止零件在使用过程中发生尺寸和形状的变化，特别是精密零件。

（2）防止变形和开裂，降低脆性。

（3）通过回火调整零件的强度、硬度、塑性和韧性，以满足对零件设计和使用的要求。

回火时性能的变化：随回火温度升高，强度和硬度下降，塑性和韧性增加。 ①低温回火（100~250摄氏度） 回火马氏体 ②中温回火（250~500摄氏度） 回火托氏体 ③高温回火（500~650摄氏度） 回火索氏体 调质处理=淬火+高温回火

注：退火和正火为预备热处理，淬火和回火为最终热处理。 8、合金元素对钢回火的影响（三方面）： 提高回火稳定性 产生二次硬化 回火脆性 9、表面热处理：

a.表面化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗及其它） b.表面淬火（感应加热表面淬火、激光加热表面淬火） c.化学气相沉积 d.物理气相沉积 e.离子注入

10、金属的合金化：

1. 合金强化：

a. 固溶强化：强化效果的影响因素：1.与溶质原子引起的畸变程度有关 2.与溶质原子的数量有关

注：固溶强化在提高强度、硬度的同时，仍然保持相当好的塑性、韧性

b. 第二相强化：相界面的晶格畸变程度越大或第二相的弥散度越大，强度、硬度

越高，对位错运动的阻力作用越大，强化效果也越显著。

第二相的强化效果除了与其本身的性能有关外，还与其形状、分布及大小密度相关 c. 细晶强化

第七章 合金钢

钢的分类和编号

（一） 钢的分类

低碳钢（C<= 0.25%）

碳素钢 中碳钢（C<= 0.30%～0.60%） 高碳钢（C<= 0.60%） 锰 钢 按化学成分分 铬 钢 按合金元素种类分 硼 钢 铬镍钢 合金钢 硅锰刚

低合金钢（合金元素含量< 5%）

按合金元素含量分 中合金钢（合金元素含量为5%～10%） 高合金钢（合金元素含量> 10%） 普 通 钢（S < 0.05% ，P <= 0.045%） 优 质 钢（S <= 0.030 %，P <= 0.035%） 按质量分 高级优质钢（S <= 0.020 %，P <= 0.030%） 特级优质钢（S <= 0.015 %，P <= 0.025%） 建筑工程用钢 工程用钢 桥梁工程用钢 船舶工程用钢

结构钢 车辆工程用钢

调质钢 机器用钢 渗碳钢 按用途分 弹簧钢 轴承钢 刃具钢 工具钢 模具钢 量具钢 不锈钢 特殊钢 耐热钢 耐磨钢

结构钢

普通结构钢（包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢）

冶炼简单，成本低，具有相当的力学性能（即马马虎虎的性能），能满足工程用刚的良好焊接性，冷成型性（锻压），和较高强度的要求，顾用量很大、

1. 成分特点：碳含量通常在0.4%以下，当强度要求高时，含碳量就去上限（最大值）。在

含碳量小于0.2%的低碳钢的基础上，加入少量合金元素（总量小于3%）而形成低合金高强度合金钢。Mn是强化的基本元素，即古榕强化，又降低了A3点，即提高强度又改善塑性和韧性。

2. 热处理特点：这类钢一半不进行而处理，大多在热轧状态下火热轧后正火状态下使用。

组织为铁素体和少量珠光体。当然，如有需要，也可以进行相应的热处理。 优质结构钢（包括优质碳素结构钢和合金结构钢） 非金属夹杂物少，质量级别高，一半在热处理后使用。 1. 性能要求：

①良好的塑性和焊接性能。适用于制造冷冲压和焊接件。

②表面硬而耐磨，具有较高韧性和足够强度。适用于在冲击和磨损条件下的零件，如汽车上的变速齿轮，内燃机上的凸轮，活塞销。

③高屈服点，屈强比，高疲劳强度，足够的塑性韧性。 ④综合性能好。适用于齿轮，轴类件，连杆。 2. 成分特点：

含碳量：

低碳：含碳量一半在0.25%以下。中碳：一般在0.25%-0.55%，这类钢通常经过调制处理，故也称调制刚。（综合性能好）

中高碳：一般为0.45%-0.85%。主要用于制造弹性元件。

高碳：一般为0.95%-1.15%，保证高硬度和耐磨度。主要用于制造滚动轴承。 合金化特点：（主要是Cr , Ni , Si , Mn 等元素） 3. 热处理特点：机器零件的制造工艺流程一般为： 下料——毛坯成型（锻造等）——预备热处理——粗加工——最终热处理——精加工—装配 ①预备热处理（通常是退火或正火），目的是：降低硬度，便于切削，为淬火做好组织准备。 a.完全退火。退火后为F+P（S） b．球化退火 ②最终热处理

a.淬火+高温回火。主要用于调制刚。处理后为回火索氏体。具有良好的综合力学性能。适用于受力复杂的零件，如齿轮，连杆，螺栓等。

b．淬火+中温回火。主要用于弹簧钢名主力后为回火托式体。具有高弹性极限，屈服点，和屈强比。

c.淬火+低温回火。主要用于滚动轴承钢，处理后的组织为回火马氏体和未融碳化物及参与奥氏体。具有高硬度耐磨性用于制造各种滚动轴承 d.渗碳+淬火+低温回火。主要用于渗碳钢。 工具钢

工具钢按化学成分可分为碳素工具钢，低合金工具钢。中合金工具钢和钢合金工具钢。按用途份则分为刃具钢，模具钢和量具钢。

1. 性能要求：高硬度，高耐磨，高耐热，足够的韧性塑性。 2. 成分特点

含碳量：中碳：一般为0.3%-0.6%主要用于热做模具钢。高碳：一般为0.65%-1.35%。主

要用于碳素工具钢，地和经工具钢和高速钢。超高碳：1.4%-2.3%。主要用于高铬冷作工具钢

合金化特点：低合金化：合金元素小于5%。中高合金化：合金元素大于5% 3. 锻造与热处理特点

锻造

预备热处理

⑴完全退火 用于热做模具钢

⑵球化退火 用于碳素工具钢，低合金工具钢，高速钢，冷作模具钢和部分热做模具钢。 最终热处理

⑴淬火+高温回火

⑵正常淬火+低温回火（一次硬化法）

⑶高温淬火+多次高温回火（二次硬化法）{具体参见课本91页}

特殊性能钢 1. 不锈钢

一． 金属腐蚀的一般概念:得失电子。 二． 成分特点：

含碳量：低碳或超低碳，一般小于0.2%。含碳量越低，则晶间腐蚀倾向越小，耐蚀

性越好。中碳或高碳,一般都是马氏体不锈钢

合金化特点:Cr, Ni是主要元素 一， 热处理特点：淬火+回火，主要用于马氏体不锈钢

固溶处理 常用于奥氏体不锈钢。

第八章 铸铁

含碳量在2％以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为2％～4％。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1％～3％的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。

铸铁可分为： ① 灰口铸铁。含碳量较高（2.7％～4.0％），碳主要以片状石墨形态存在，

断口呈灰色，简称灰铁。熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。

② 白口铸铁。碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。

凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。

③ 可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。

其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。

④ 球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简

称球铁。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。