1、合金化原理小結
圖1 鋼合金化原理、主線、核心和設計思路
2、結構鋼複習小結
表1 典型結構鋼的特點、應用及演變
橫向圖2 材料成分、工藝、組織、效能間的關係
3、合金工具鋼複習小結
表2 典型工具鋼的特點、應用及演變
4、鑄鐵複習小結
圖2 鑄鐵成分、工藝、組織、效能關係
5、鋁合金複習小結
圖3 鋁合金分類和效能特點
總複習提要
一、主線、核心
主線：零件服役條件→技術要求→選擇材料→強化工藝→組織結構→最終效能→應用、失效。尋求最佳方案，充分發掘材料潛力。
（1）同一零件可用不同材料及相應工藝。例：調質鋼符合淬透性原則可代用，柴油機連桿螺栓可用40cr調質，也可用15mnvb；工模具鋼，crwmn、9sicr、9mn2v等鋼在有些情況下也可考慮代用。
（2）同一材料，可採用不同的強化工藝。例：60si2mn，有常規中溫回火，也可等溫淬火；t10鋼，淬火方法有水、水-油、分級等。
根據不同零件的服役條件，考慮改進工藝，以達到提高零件壽命的目的。強化工藝不同，組織有所不同，但都能滿足零件的效能要求。通過分析、試驗，可得到最佳的強化工藝。
核心：核心是合金化基本原理。這是材料強韌化矛盾的主要因素，要真正理解「合金元素的作用，主要不在於本身的固溶強化，而在於對合金材料相變過程的影響，而良好的作用只有在合適的處理條件下才能得到體現。
」應該主要從強化機理和相變過程兩個方面來考慮。
掌握了合金元素的作用，才能更好地理解各類鋼的設計與發展，才能更好地採用熱處理等強化工藝。
特別要強調的是碳化物的形成規律很重要，許多問題都與此有關。
二、合金化
1、合金化原則多元適量，復合加入。
多元：多元作用大，效果好，又經濟。合金元素的作用並不是簡單的代數和。
多元復合加入的作用或情況主要有以下幾種：
（1）提高效能。提高淬透性等效能，復合的作用不是線性相加的。如：
40cr → 40crni\40crmn → 40crnimo/40crmnmo
（2）揚長避短。合金元素能對某些方面起積極的作用，但許多情況下還有不希望的***，為了克服這不足，可以加入另一元素來彌補。如：
si-mn配合, mn削弱si的脫c傾向，60si2mn；
mn-v配合,9mn2v。v克服mn的過熱傾向。
（3）改善碳化物的型別與分布。某些元素的加入會改變鋼中所形成的碳化物的型別與分布，或改變其它元素的存在形式和位置，從而可提高效能。如耐熱鋼中cr-mo-v；高速鋼中的v-cr-w。
適量：合金元素的某種作用在含量達到一定量時往往會起不良的影響，而且還有經濟性的問題。
適量的原因，除了經濟的因素外，主要有以下幾種情況：
（1）有的元素增多後，會降低材料的塑韌性。如，在低c構件鋼中，一般si、mn含量為： si<1.1%，mn<1.8% 。
（2）有些合金元素增多，會惡化碳化物的分布。如，高速鋼中cr，軸承鋼中的cr，crwmn中的w等。
（3）有的元素含量過多，會改變碳化物型別，增加熱處理過程難度。如，一般情況結構鋼中的v控制在0.1-0.2%以下，mo含量<0.5%左右。
（4）合金元素的作用往往不是隨量的增加而線性地增加的。選擇合適的加入量，既能達到目的，又經濟。
2、主要合金元素作用歸納(cr、mn、mo、v、si、ni)
cr:1）↑淬透性 → ↓δgγ→α，↓k形核長大。cr、ni等復合作用大，如調質鋼40cr—40crni—40crnimo。
2）↑回穩性 → k形成元素，阻止m3c型長大。如，40 cr與40鋼相比，回火到相同硬度時，回火溫度可↑30-40℃。
3）↑抗氧化性、熱強性 → 形成cr2o3，↑feo出現的溫度；↑原子間結合力，↑熱強性，耐熱鋼，mo-cr-v。
4）↑耐蝕性 → ↑電極電位，n/8-tammann定律。如不鏽鋼。
5）細化晶粒，改善k均勻性 → k較穩定，不易長大，如gcr15。
6）↑回火脆性 → 促進雜質原子偏聚，如40crni。
7）↑a1 → f形成元素。↑熱疲勞性，如5crnimo；↑淬火溫度，如gcr15為840℃，而t10為780℃；含cr量多時→f鋼，如1cr17。
8）↓ms → ↑ar，如gcr15比t10鋼的ar 多，分布為8%左右和3%左右。
mn:1）強化f → 固溶強化，如低合金普通結構鋼。
2）↑淬透性 → ↓δgγ→α，使「c」線右移，如40 mn2。
3）↑晶粒長大 → ↓a1 ，強化c的促進晶粒長大作用，↑過熱敏感性。
4）↑ar → ↓ms。量大時，獲得a鋼 → mn擴大γ區。
5）↑回火脆性 → 促進有害元素偏聚。
《金屬材料學》各章小結
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