文档介绍：闫健
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工程材料与热处理
2018/10/22
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一、课程主线
结晶
塑性变形
工业用钢
工艺性能
使用性能
合金
纯金属
热处理
有色金属
铸铁
加工工艺
组织结构
化学成分
性能
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二、主要内容
工程材料
基本理论
常用材料
零件的选材
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1. 基本理论
热处理
铸铁的热处理
塑变与再结晶
基本理论
金属学
材料的性能
材料的结构
材料的结晶
相图及铁碳相图
钢的热处理
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材料性能
焊接性能
硬度HB HRC
材料性能
强度
塑性
锻造性能
力学性能
工艺性能
切削加工性能
铸造性能
韧性αk ,k1c
热处理工艺性
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条件屈服强度—%时的应力。
疲劳强度-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、。
⑷硬度:材料抵抗局部塑性变形的能力(HB、HRC)。(HRA、HRB、HRC)
⑸冲击韧性:材料抵抗冲击破坏的能力。
指标为αk材料的使用温度应在冷脆转变温度以上。
⑹断裂韧性:材料抵抗内部裂纹扩展的能力。指标为K1C。
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:E=/
⑵强度:材料抵抗变形和破坏的能力。指标:
抗拉强度b—材料断裂前承受的最大应力。
屈服强度s—材料产生微量塑性变形时的应力。
使用性能
表面淬火钢宜用HRA硬度指标
铝合金成品宜用HRB硬度指标
整体淬火钢宜用HRC硬度指标
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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、抗回火性、二次硬化、回火脆性。
工艺性能
2、化学性能
(1) 耐蚀性:材料在介质中抵抗腐蚀的能力。
(2)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。
1)切削加工性:
(1)中碳钢>高碳钢
(2)含碳量相同的钢中,球状珠光体>片状珠光体
2)焊接性能:
中碳钢>高碳钢
3)流动性和偏析
用共晶相图说明(共晶体最多的成分点)
4)淬透性
Vk-C曲线的位置-过冷A的稳定性-
A晶粒大小
A中的成分均匀性
第二相
化学成分
加热状态
碳
合金元素
5)残余奥氏体
(1)A中C%↑→Ms Mf↓→A′%↑
(2)A中Me%↑→Ms Mf↓→A′%↑
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材料的结构(金属的晶体结构)
密排六方HCP
晶格常数
a
a
a、c
原子半径
原子个数
2
4
6
配位数
8
12
12
致密度
滑移面
{110}×6
{111} ×4
六方底面×1
滑移方向
<111> ×2
<110> ×3
底面对角×3
滑移系
12
12
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常见金属
-Fe、Cr、W
-Fe、Ni、Al
Mg、Zn
晶体结构
空间点阵
晶体点阵(理想晶体)
晶体的结构基元(分子、原子、离子、原子集团)依靠一定的结合键结合后,在三维空间作有规律的周期性的重复排列方式。
抽象的空间几何模型(非物质性)7个晶系14种晶胞类型
把空间点阵的结点作为物质质点的中心位置,忽略原子的热振动和晶体缺陷,将单纯的几何图形变成具有物质性的点阵,称其为晶体点阵(物质性的)。
若阵点用直线通过中心连接起来-晶格
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1 多晶体(由多晶粒组成的晶体结构)
2 晶体缺陷(晶格不完整的部位)
2)线缺陷(刃型位错、螺型位错)
3)面缺陷(晶界、亚晶界)
1)点缺陷(空位、间隙原子、置换原子)
理论值
退火态
位错密度
强度
金属材料强化方法:
(1)固溶强化
(2)细晶强化
(4)加工硬化
(3)第二相强化(弥散强化)
1)晶粒:组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体。
2)晶界:晶粒之间的交界面。
掌握:
标定晶向与晶面
位错与柏氏矢量的特性
用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型
晶界特性
熟悉
晶胞;金属键;点缺陷及分类
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材料的结晶
3、纯金属中的固态转变
1)同素异构转