文档介绍：幻灯片1
《机械工程材料》
总复****br/>幻灯片2
结晶
塑性变形
热处理
工业用钢
使用性能
纯金属
铸铁
工艺性能
有色金属及其合金
合金
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一、性能
㈠使用性能
1、力学性能
⑴刚度:材料抵抗弹性变形的能力。
指标为弹性模量:E=s/e
⑵强度:材料抵抗变形和破坏的能力。指标:
抗拉强度s b—材料断裂前承受的最大应力。
屈服强度s s—材料产生微量塑性变形时的应力。
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条件屈服强度s —%时的应力。
疲劳强度s -1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最大应力。
⑶塑性:材料断裂前承受最大塑性变形的能力。指标为d、y。
⑷硬度:材料抵抗局部塑性变形的能力。指标为HB、HRC。
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⑸冲击韧性:材料抵抗冲击破坏的能力。。
⑹断裂韧性:材料抵抗内部裂纹扩展的能力。指标为K1C。
2、化学性能
⑴耐蚀性:材料在介质中抵抗腐蚀的能力。
⑵抗氧化性:材料在高温下抵抗氧化作用的能力。
3、耐磨性:材料抵抗磨损的能力。
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㈡工艺性能
1、铸造性能:液态金属的流动性、填充性、收缩率、偏析倾向。
2、锻造性能:成型性与变形抗力。
3、切削性能:对***的磨损、断屑能力及导热性。
4、焊接性能:产生焊接缺陷的倾向。
5、热处理性能:淬透性、耐回火性、二次硬化、回火脆性。
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二、晶体结构
㈠纯金属的晶体结构
1、理想金属
⑴晶体:原子呈规则排列的固体。
晶格:表示原子排列规律的空间格架。
晶胞:晶格中代表原子排列规律的最小几何单元.
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⑵三种常见纯金属的晶体结构
Mg、Zn
g-Fe、Ni、Al
a-Fe、Cr、W
常见金属
3
12
12
滑移系
底面对角×3
<110> ×3
<111> ×2
滑移方向
六方底面×1
{111} ×4
{110}×6
滑移面
致密度
12
12
8
配位数
6
4
2
原子个数
原子半径
a、c
a
a
晶格常数
密排六方
面心立方
体心立方
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2、实际金属
⑴多晶体结构:由多晶粒组成的晶体结构。
晶粒:组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体.
晶界:晶粒之间的交界面。
⑵晶体缺陷—晶格不完整的部位
①点缺陷
空位:晶格中的空结点。
间隙原子:挤进晶格间隙中的原子。
置换原子:取代原来原子位置的外来原子。
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②线缺陷——位错
晶格中一部分晶体相对另一部分晶体沿某一晶面发生局部滑移, 滑移面上滑移区与未滑移区的交接线.
③面缺陷——晶界和亚晶界
亚晶粒:组成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小晶块。亚晶界:亚晶粒之间的交界面。
④晶界的特点:
原子排列不规则;阻碍位错运动;熔点低;耐蚀性低;产生内吸附;是相变的优先形核部位。
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金属的晶粒越细,晶界总面积越大,位错障碍越多;需要协调的具有不同位向的晶粒越多,使得金属塑性变形的抗力越高。
晶粒越细,单位体积内同时参与变形的晶粒数目越多,变形越均匀,在断裂前将发生较大塑性变形。强度和塑性同时增加,在断裂前消耗的功大,因而韧性也好.
细晶强化:通过细化晶粒来提高强度、硬度和塑性、韧性的方法。
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㈡合金的晶体结构
合金:由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。如碳钢、合金钢、铸铁、有色合金。
相:金属或合金中凡成分相同、结构相同,并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。
1、固溶体:与组成元素之一的晶体结构相同的固相.
⑴置换固溶体:溶质原子占据溶剂晶格结点位置形成的固溶体。多为金属元素之间形成的固溶体。
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⑵间隙固溶体:溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体。
为过渡族金属元素与小原子半径非金属元素组成。
铁素体:碳在a-Fe中的固溶体。
奥氏体:碳在g-Fe中的固溶体。
马氏体:碳在a-Fe中的过饱和固溶体。
固溶强化:随溶质含量增加,固溶体的强度、硬度提高,塑性、韧性下降的现象。
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马氏体的硬度主要取决于其含碳量,并随含碳量增加而提高。
⑵金属化合物:与组成元素晶体结构均不相同的固相.
①正常价化合物如Mg2Si
②电子化合物如Cu3Sn
③间隙化合物:由过度族元素与C、N、H、B等小原子半径的非金属元素组成。
分为结构简单的间隙相和复杂结构的间隙化合物。
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强碳化物形成元素:Ti、Nb、V 如TiC、VC
中碳化物形成元素:W、Mo、Cr 如Cr23C6
弱碳化物形成元素:M