文档介绍：机械工程材料一、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/e⑵强度:材料抵抗变形和破坏的能力。指标:抗拉强度sb—材料断裂前承受的最大应力。屈服强度ss——%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。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。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、、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。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。⑵三种常见纯金属的晶体结构⑶立方晶系的晶面指数和晶向指数晶面指数:晶面三坐标截距值倒数取整加()②晶向指数:晶向上任一点坐标值取整加[]立方晶系常见的晶面和晶向⑷晶面族与晶向族指数不同但原子排列完全相同的晶面或晶向。⑸密排面和密排方向——同滑移面与滑移方向在立方晶系中,指数相同的晶面与晶向相互垂直。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、: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。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。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。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,:通过细化晶粒来提高强度、硬度和塑性、韧性的方法。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,并与其它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。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。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Mg2Si②电子化合物如Cu3Sn③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:Mn、Fe如Fe3C⑶性能比较:强度:固溶体>纯金属硬度:化合物>固溶体>纯金属塑性:化合物<固溶体<纯金属⑷金属化合物形态对性能的影响①基体、晶界网状:强韧性低②晶内片状:强硬度提高,塑韧性降低③颗粒状:弥散强化:第二相颗粒越细,数量越多,分布越均匀,合金的强度、硬度越高,塑韧性略有下降的现象。⑸固溶体与化合物的区别:①结构;②性能;③表达方式合金元素在钢中的作用1、强化铁素体;2、形成化合物——第二相强化3、扩大(C,Mn,Ni,Co)或缩小(Cr,Si,W,Mo)A相区4、使S、E点左移5、影响A化6、溶于A(除Co外),使C曲线右移,Vk减小,淬透性提高。7、除Co、Al外,使Ms、Mf点下降。8、提高耐回火性(淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力)9、产生二次硬化(含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时,由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’转变为M回,使硬度不仅不下降