文档介绍：金属材料及热处理
1-1 金属材料的性能包括哪些内容?
答:金属材料性能包括四个方面:①机械性能;②物理性能,如相对密度、熔点、导热、导电及热胀冷缩等;③化学性能,如耐腐蚀、耐酸性及耐热性等;④工艺性能,即加工过程中便于成型的性能,如铸造、锻造及机械加工等性能。
1-2 金属材料的机械性能包括哪些内容?
答:机械性能包括弹性强度、屈服强度、抗拉强度、塑型、硬度、疲劳强度及冲击韧性等。
弹性强度(弹性极限δe):材料在外力作用下不产生永久变形所承受的最大应力。
δe=(Pe为外力,F0为材料截面积)
屈服强度δs:材料在外力作用下开始塑型变形的最小应力值。
δs=
抗拉强度δb:材料在外力作用下,产生大量塑性变形到拉断时所承受的最大应力值。
δb=
疲劳强度:材料在一定的交变循环作用力下,仍不产生疲劳断裂的最大应力值。
塑性:材料在破断前的永久变形能力大小。它包括:
延伸率δ:δ=×100%
断面收缩率ψ:ψ=×100%
冲击韧性:试验机用一定重量的摆锤自一定高度自由落下,测得一次冲断时试样缺口处单位面积所消耗的功。αk=,单位为N·m/cm2
硬度包括:布氏硬度(HB)
洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)
维氏硬度(HV)
1-3 什么叫晶格?金属的晶体结构有哪三种常见的金属晶格?
答:晶格是表明晶体内部原子排列的规律,把每个原子看成一个点,把这些点用直线连接起来形成的空间格子。晶格中的每个点叫做
结点。各个方位的原子平面角晶面。晶格的最小单元叫晶胞,它能代表整个晶格的原子排列规律。晶胞中各棱边的长度叫晶格常数,其大小以Å来度量(1Å=10-8cm)。
各种金属晶格结构的差别,就在于晶格类型和晶格常数的不同。金属的晶体有各种不同的形式,最常见的有三种类型:体心立方体、面心立方晶格和密排六方晶格。
体心立方晶格(图1-1a):原子分布在立方体的各结点和中心处。属于这一类的金属有铬、钼、钨和α-铁等。这类金属一般都具有相当大的强度和较好的塑性。
面心立方晶格(图1-1b):原子分布在立方体的各结点和各面的中心处。属于这一类的金属有铝、铜镍和γ-铁等。这类金属具有很好的塑性。
密排六方晶格的晶胞(图1-1c):在六方柱体的各个结点和上下底面中心处各有一个原子,还在上下两个六方面的中间有三个原子。属于这类晶格的金属有铍、镁、锌和镉等。
a) b) c)
图1-1 金属晶格的形式
a)体心立方体晶胞 b)面心立方晶胞 c)密排六方晶格
1-4 什么叫做加工硬化?加工硬化对金属有什么影响?
答:金属组织形变愈大,晶粒的细碎程度愈大,亚晶粒的量愈多,位错密度便显著增大;同时,细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。因此,随着形变量的增加,由于晶粒破碎和位错密度的增加,金属的塑性变形抗力将迅速增大,即硬度和强度显著升高,塑性和韧性下降,产生所谓加工硬化现象。
金属的加工硬化会给金属的进一步加工带来困难。例如钢板在冷轧过程中会愈轧愈硬,直到轧制不动。但它可以提高金属强度、硬度和耐磨性,特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。如冷拉高强度钢丝和冷卷弹簧等,主要就是利用冷加工变形来提高他们的强度和弹性极限;又如坦克和拖拉机的履带,破碎机的颚板以及铁路的道