机械工程材料基本知识点

晶体缺陷：点缺陷（空位、间隙原子、异类原子微观影响：晶格畸变）线缺陷（位错；极为重要的晶体缺陷，对金属强度、塑性、扩散及相变有显著影响）面缺陷（晶界、亚晶界）合金相结构:相是指系统中均匀的、与其他部分有界面分开的部分。相变：相与相的转变。按结构特点:固溶体、化合物、非晶相。固溶体:指溶质原子溶入溶剂中所形成的均一结晶相。其晶体结构与溶剂相同。置换固溶体（溶质原子占溶剂晶格结点位置形成的固溶体）间隙固溶体:溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体结晶：材料从液态向固态的凝固成晶体的过程。基本规律:晶核形成和长大交替进行。包括形核和核长大俩个过程，影响形核率和成长率的因素：过冷度、不容杂志、振动和搅拌变质处理：金属结晶时，有意向金属溶液中加入某种难溶物质，从而细化晶粒，改善金属性能调质处理:淬火和高温回火同素异构转变;固态金属由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变。合金的组织决定合金的性能金属材料的强化本质;阻碍晶体位错的运动强化途径:形变强化（冷加工变形）、固溶强化（形成固溶体）、第二相强化、细晶强化（晶粒粒度的细化）钢的热处理预先热处理：正火和退火最终热处理：淬火和回火退火：将钢加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。目的：降低硬度，提高塑性，改善切削性能；消除钢中内应力；细化晶粒，改善组织，为随后的热处理做组织上的准备。常用：完全退火Ac3以上30-50度（适用亚共析钢和合金钢，不适应低碳钢和过共析钢）得到组织为铁素体和珠光体，等温退火：适用某些奥氏体比较稳定的合金钢，加热和保温同完全退火，使奥氏体转变为珠光体，球化退火：温度略高于Ac1，适用过共析钢和合金工具钢，得到组织球状珠光体，去应力退火：Ac1以下100-200度，不发生组织变化，另外还有再结晶退火和扩散退火。正火：亚共析钢Ac3以上30-50度，过共析钢Accm以上30-50度，保温后空冷获得细密而均匀的珠光体组织。目的:调整钢的硬度，改善加工性能；消除钢中内应力，细化晶粒，改善组织，为随后的热处理做组织上的准备。主要作用:作为低、中碳钢的预先热处理；消除过共析钢中的网状二次渗碳体，为球化退火做准备；作为普通件的最终热处理。退火和正火区别：冷却速度不同，正火快，得到珠光体组织细，因而强度和硬度也高。实际中，如果俩者均能达到预先热处理要求时，通常选正火淬火：加热到Ac1或Ac3以上某个温度，保温后以大于临界冷却速度冷却，使A转变为M的热处理工艺.目的：获得马氏体或下贝氏体组织。温度：亚共析钢Ac3上30-50度，组织为M+少量A残，共析钢和过共析钢Ac1上30-50度，组织M+粒状Fe3C+少量A残要求:淬火冷却速度必须大于临界冷却温度Vk.常用方法;单液、双液、分级、等温、局部淬火回火：淬火以后的工件加热到Ac1以下某个温度，保温后冷却的一种热处理工艺.目的：降低或消除内应力，防止工件变形和开裂；减少或消除A残；稳定工件尺寸；调整工件的内部组织和性能，获得所需力学性能，满足工件使用要求。分类：低温回火：150-250度，得到M回中温回火：350-500，得到T回高温回火：500-650，得到S回淬透性：指钢在淬火时获得淬硬层的能力，它表征了钢在淬火时获得M的能力。淬硬性：钢淬火得到M所能达到的最高硬度。高分子材料：以高分子化合物为主要组分的材料。结构包括大分子链结构和高分子聚集态结构。高分子化合物:是由具有重复基团的大分子链构成。三态:玻璃态（刚硬性）、高弹态（弹性材料）黏流态（加工状态）,室温下处于黏流态的是流动性树脂、高弹态的是橡胶、处于玻璃态的是塑料。合成方法：加聚反应和缩聚反应塑料是由主要的合成树脂和根据需要加入的各种添加剂组成。性能:质量轻、比强度高、化学稳定性好、电绝缘性好、耐磨、耐摩和自润滑性好常见塑料;聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、ABS塑料、聚四氟乙烯、聚四氯乙烯（后俩个塑料王）、聚甲基丙烯酸甲酯（俗称有机玻璃）热固性塑料：主要由聚合树脂制成，加入少量稳定剂和润滑剂，分子结构为线型或支链型。热塑性塑料：以缩聚树脂为基础，加入添加剂而成，分子结构为体型。陶瓷:是用天然或人工合成的粉状化合物，经成型和高温烧结制成的无机非金属材料。都是由晶相（基本组成部分）、玻璃相和气相三部分组成，大部分陶瓷都是晶体。常用陶瓷材料：普通陶瓷（粘土类陶瓷）、特种陶瓷（主要成分Al2O3）、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、金属陶瓷。制备:坏料制备、成型（可塑法、注浆法、压制法）、烧结复合材料：指经过一定数量比的俩种或俩种以上组分，通过人工合成，组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的，具有特色性能的材料。由基体相（主要部分）、增强相、界面相组成。基体相、增强相和两者之间的界面相决定复合材料的总体性性能特点:比强度和比模量大、耐疲劳性好、阻尼减震性好、耐高温性能、耐化学腐蚀常用增强从材料：1纤维、晶须增强材料（玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、）2颗粒增强材料（陶瓷、石墨、金属颗粒）分类：按使用性能：结构复合材料和功能复合材料按增强相：纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、薄片增强复合材料、叠层状复合材料按基体分：聚合物基、金属基、陶瓷基复合材料选材原则:使用性能原则、工艺性能原则、经济性能原则、可持续发展原则