PDF《第一章 工程材料导论》

2 ) 单位一般不写. F-压痕面积. HBS―压头用淬火钢球, HBW―压头用硬质合金球 因钢球存在变形问题,不能测太硬的材料,适于 HBS10

7 不疲劳破坏

2 疲劳破坏原因 材料有杂质,表面划痕,能引起应力集中,导致微裂纹,裂纹扩展致使零件不能承受所加载荷突然 破坏.

3 预防措施 改善结构形状,避免应力集中,表面强化-喷丸处理,表面淬火等. Ⅱ、金属材料的物理,化学及工艺性能: 一 物理性能 比重: 计算毛坯重量,选材,如航天件 :轻熔点:铸造 锻造温度(再结晶温度)热膨胀性:铁轨 模 锻的模具、量具、导热性: 铸造:金属型 锻造:加热速度、导电性: 电器元件 铜 铝磁性:变压器和 电机中的硅钢片 磨床: 工作台 二 化学性能

3 金属的化学性能,决定了不同金属与金属,金属与非金属之间形成化合物的性能,使有些合金机械 性能高,有些合金抗腐蚀性好,有的金属在高温下组织性能稳定. 如耐酸,耐碱等 如化工机械,高温工作零件等 三 工艺性能 金属材料能适应加工工艺要求的能力. 铸造性,可锻性,可焊性,切削加工性等.

第二节 金属和合金的晶体结构与结晶 Ⅰ、金属的晶体结构 一基本概念: 固体物质按原子排列的特征分为: 晶体: 原子排列有序,规则,固定熔点,各项异性. 如金属 ,合金,金刚石―晶体 非晶体:原子排列无序,不规则,无固定熔点,各项同性 如:玻璃,松香 沥青―非晶体 晶格: 原子看成一个点,把这些点用线连成空间格子. 结点: 晶格中每个点. 晶胞: 晶格中最小单元,能代表整个晶格特征. 晶面: 各个方位的原子平面 晶格常数: 晶胞中各棱边的长度(及夹角), 以A(1A=10 -8 cm)度量 金属晶体结构的主要区别在于晶格类型,晶格常数. 二 常见晶格类型

1 体心立方晶格: Cr ,W, α-Fe, Mo , V 等,特点:强度大,塑性较好,原子数:1/8 X8 +1=2

20 多种

2 面心立方晶格: Cu Ag Au Ni Al Pb γ- Fe 塑性好 原子数:4

20 多种

3 密排六方晶格: Mg Zn Be β-Cr α-Ti Cd(镉) 纯铁在室温高压(130x10

8 N/M

2 )成ε-Fe 原子数=1/6 x12+1/2 x2+3=6 ,

30 多种 三 多晶结构 单晶体- 晶体内部的晶格方位完全一致. 多晶体―许多晶粒组成的晶体结构.各项同性. 晶粒―外形不规则而内部晶各方位一致的小晶体. 晶界―晶粒之间的界面. Ⅱ、金属的结晶: 一 金属的结晶过程(初次结晶)

1 结晶: 金属从液体转变成晶体状态的过程. 晶核形成: 自发晶核:液体金属中一些原子自发聚集,规则排列. 外来晶核:液态金属中一些外来高熔点固态微质点. 金属工艺学 晶核长大:已晶核为中心,按一定几何形状不断排列. *晶粒大小控制: 晶核数目: 多―细(晶核长得慢也细) 冷却速度: 快―细(因冷却速度受限,故多加外来质点) 晶粒粗细对机械性能有很大影响,若晶粒需细化,则从上述两方面入手. 结晶过程用冷却曲线描述!

2 冷却曲线 温度随时间变化的曲线―热分析法得到 1) 过冷: 液态金属冷却到理论结晶温度以下才开始结晶的现象. 2) 过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度之差.(实际冷却快,结晶在理论温度下) 二 金属的同素异购转变(二次结晶\重结晶) 同素异构性―一种金属能以几种晶格类型存在的性质. 同素异购转变―金属在固体时改变其晶格类型的过程.如:铁锡锰钛钴以铁为例: δ-Fe(1394℃)γ-Fe(912℃)α-Fe 体心 面心 体心 因为铁能同素异构转变,才有对钢铁的各种热处理. (晶格转变时,体积会变化,以原子排列不同) Ⅲ、合金的晶体结构: 一 合金概念 合金: 由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属组成的具有金属特性的物质. 组元: 组成合金的基本物质.如化学元素(黄铜:二元)金属化合物 相: 在金属或合金中,具有相同成分且结构相同的均匀组成部分.相与相之间有明显的界面. 如:纯金属―一个相,温度升高到熔点,液固两相. 合金液态组元互不溶,几个组元,几个相. 固体合金中的基本相结构为固溶体和金属化合物, 还可能出现由固溶体和金属化合物组成的混合 物. 二 合金结构