目录

  • 1 绪论
    • 1.1 章节简介
    • 1.2 机械工程材料的分类及应用
    • 1.3 机械工程材料课程的目的和学习要求
  • 2 工程材料的性能
    • 2.1 章节简介
    • 2.2 材料的力学性能
    • 2.3 材料的工艺性能
    • 2.4 章节测验
  • 3 工程材料的结构
    • 3.1 章节简介
    • 3.2 材料的结合键
    • 3.3 金属的晶体结构
    • 3.4 金属的实际晶体结构
    • 3.5 章节测验
  • 4 工程材料的凝固
    • 4.1 章节简介
    • 4.2 纯金属的结晶
    • 4.3 合金的结晶
    • 4.4 Fe-Fe3C相图
    • 4.5 章节测验
  • 5 金属的塑性成形和再结晶
    • 5.1 章节简介
    • 5.2 金属的塑性变形
    • 5.3 塑性变形对金属组织和和性能的影响
    • 5.4 回复与再结晶
    • 5.5 金属的热加工
    • 5.6 章节测验
  • 6 钢的热处理
    • 6.1 概述
    • 6.2 章节简介
    • 6.3 钢在加热时的组织转变
    • 6.4 钢在冷却时的组织转变
    • 6.5 钢的退火与正火
    • 6.6 钢的淬火
    • 6.7 淬火钢的回火
    • 6.8 钢的表面热处理
    • 6.9 章节测验
  • 7 工业用钢
    • 7.1 章节简介
    • 7.2 钢的分类与编号
    • 7.3 钢中的杂质与合金元素
    • 7.4 结构钢
    • 7.5 工具钢
    • 7.6 特殊性能钢
    • 7.7 章节测验
  • 8 铸铁
    • 8.1 章节简介
    • 8.2 概述
    • 8.3 灰铸铁
    • 8.4 球墨铸铁
    • 8.5 可锻铸铁
    • 8.6 章节测验
  • 9 非铁合金
    • 9.1 章节简介
    • 9.2 铝及铝合金
    • 9.3 铜及铜合金
    • 9.4 滑动轴承合金
    • 9.5 章节习题
  • 10 常用非金属材料
    • 10.1 章节简介
    • 10.2 常用高分子材料
    • 10.3 陶瓷材料
    • 10.4 复合材料
    • 10.5 章节习题
  • 11 新型工程材料
    • 11.1 章节简介
    • 11.2 章节习题
  • 12 零部件的失效与选材
    • 12.1 章节简介
    • 12.2 零部件的失效
    • 12.3 零部件的选材
    • 12.4 章节习题
  • 13 实验课程
    • 13.1 金相显微镜的使用
    • 13.2 铁碳合金平衡组织观察与分析
    • 13.3 钢的普通热处理
    • 13.4 钢的硬度测定
    • 13.5 金相互动实验
    • 13.6 典型零件选材、热处理工艺及金相分析综合性试验
    • 13.7 创新实践活动
特殊性能钢
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特殊性能钢指具有特殊物理化学力学性能的钢,如不锈钢、耐热钢、低温钢、耐磨钢。主要介绍不锈钢和耐热钢。

腐蚀指金属表面与周围介质相互作用,使金属基体受到破坏的现象。根据腐蚀的原理不同,分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。 

腐蚀原理

☆  化学腐蚀   

☆  电化学腐蚀

电化学腐蚀是金属与电解溶液接触产生原电池作用引起的腐蚀现象。由阴极和阳极形成微电池,腐蚀过程中有电流产生,如钢在室温下的锈蚀主要属于电化学腐蚀。电极电位低的金属作为阳极而被腐蚀。

钢中珠光体由铁素体和渗碳体两相组成,铁素体的电极电位低于渗碳体。当电解质溶液(如硝酸酒精溶液)存在时,铁素体作为阳极被腐蚀。

F:阳极,电极电位低,失去电子被腐蚀;

Fe3C:阴极,电极电位高,不腐蚀;


防止电化学腐蚀措施

主要是合金化,添加 Cr、Ni、Si、Al、Mo、Ti、Nb等合金元素。其作用:

☆  加入Cr元素,提高基体的电极电位。

☆  使钢在使用态为单相组织,避免形成微电池。                    

☆  加入Cr、Si、AL等形成致密氧化膜,基体与环境隔绝,提高耐蚀性。主要有Cr2O3、SiO2、Al2O3



马氏体型不锈钢 

典型牌号:Cr13型1Cr13 , 2Cr13 ;3Cr13 ;4Cr13。               

使用态组织:M


铁素体型不锈钢

成分和性能:Wc< 0.15%;WCr :12—30%;含碳量降低,含铬量有相应地提高,其耐蚀性、塑性、焊接性均优于马氏体不锈钢。

使用态组织:铁素体,

常用牌号:OCr13, 10Cr17, 1Cr28;

应用化工容器管道(对力学性能要求不高,对耐腐蚀性要求高),如硝酸的吸收塔和热交换器、承受醋酸蒸气的附件等。


奥氏体不锈钢

用量最多  ,占65—70%

成分:Wc:〈 0.12%; WCr:17%—25%; WNi: 8---29%;

常用牌号:主要18—8型奥氏体不锈钢,OCr18Ni9,1Cr18Ni9 ,1Cr18Ni9Ti, 

组织:固溶处理——单相A.   (固溶处理:加热至A体区快冷(水冷))。

应用:化工和食品行业居多。制造耐氧化性酸(如硝酸、有机酸)的贮槽、容器,碱、盐工业中的机械零件,医疗器械及仪器仪表。