第2章
金属材料组织和性能的控制
内容提要：本章介绍金属材料组织和性能的影响因素及其控制方法，包括纯金属的结晶、合金的结晶、金属的塑性加工、钢的热处理、钢的合金化、表面技术等内容。纯金属的结晶部分主要介绍纯金属结晶的条件和结晶过程，同素异构转变，细化铸态金属晶粒的措施。合金的结晶部分主要介绍发生匀晶反应的合金的结晶过程和发生共晶反应的合金的结晶过程。铁碳合金的结晶部分主要介绍铁碳相图、典型铁碳合金的平衡结晶过程。并介绍铁碳合金的成分组织性能关系。金属的塑性加工部分主要介绍金属塑性变形的微观机理、塑性变形对金属组织和性能的影响，以及再结晶对金属组织和性能的影响。钢的热处理部分主要介绍热处理的原理和热处理工艺（退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理），以及钢的热处理新技术。钢的合金化部分主要介绍合金元素在钢中的作用，合金元素对钢的热处理、钢的机械性能、工艺性能的影响。表面技术部分介绍电刷镀、热喷涂、气相沉积、激光表面改性等新技术。学习目标：本章是工程材料课程的重点章。着重掌握以下内容：铁碳相图、典型铁碳合金的平衡结晶过程，杠杆定律，铁碳合金的成分组织性能关系。过冷奥氏体的等温转变（C曲线）、过冷奥氏体的连续冷却转变，钢的淬透性、淬硬性。退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理等热处理工艺。合金元素在钢中的作用，合金元素对钢的热处理、钢的机械性能的影响。熟悉纯金属、合金的结晶、金属的塑性加工、再结晶对金属组织和性能的影响规律。表面技术部分作一般了解。学习建议：1．本章阐述了金属材料组织与性能的影响因素和规律，是工程材料学的基本理论基础。本章是课程的重点，需要扎扎实实地学习好，掌握金属材料组织与性能的主要影响因素和规律，为后面学习金属材料知识打好基础。2．本章内容多，按排学习学时应多一些。本章中有一些难点和重点，要着重理解。学习时可以安排几次讨论。3．若有条件，参观机械厂、热处理厂，以便对金属材料的生产和加工过程有所了解。理论联系实际，学习效果会更好。4．浏览相关网站，收集材料生产和加工新技术有关资料，拓宽知识面。5．建议本章学时：810学时
21金属的结晶
金属材料冶炼后，浇铸到锭模或铸模中，通过冷却，液态金属转变为固态金属，获得一定形状的铸锭或铸件。固态金属处于晶体状态，因此金属从液态转变为固态（晶态）的过程称为结晶过程。广义上讲，金属从一种原子排列r