文档介绍：强度:材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
硬度:衡量金属材料软硬程度的指标。
材料在交变应力作用下,在一处或几处产生局部永久性积累损伤,经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为疲劳。当应力低于某值时,应力循环到无数次也不会发生疲劳断裂,此应力值称为材料的疲劳极限。
塑性:断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。
名称
含义
单位
Z
断面收缩率
试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比
1
A
断后伸长率
试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比
1
抗拉强度
材料在试样断裂前所受的最大应力值
MPa
规定残余延伸强度
%时的应力
MPa
上屈服强度
不连续屈服阶段最大应力
MPa
下屈服强度
不连续屈服阶段最小应力
MPa
纯弯曲疲劳极限
光滑试样在对称应力循环条件下的纯弯曲疲劳极限
MPa
冲击吸收功
冲断试样的吸收功
J
应力场强度因子
反应应力场强度的参量
MPa·
HBS
布氏硬度符号
压头为淬火钢球时,布氏硬度符号
Kgf/或N/
HBW
布氏硬度符号
压头为硬质合金球时的布氏硬度符号
同上
3种最典型、最常见的金属晶体结构:体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。
体心立方晶格
面心立方晶格
密排六方晶格
晶格常数
a
a
a(底面边长)、c(高)
原子半径
R=a
R=a
R=a
原子数
4
6
配位数
8
12
12
致密度
典型金属
α-Fe、Cr、W、Mo、V、Nb(铌)、Ta(钽)
γ-Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au、Ag
Mg、Be(铍)、Zn、Cd(镉)
晶体中不可避免的存在着许多不完整的部位,这些晶格不完整的部位称为晶格缺陷。
晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。
合金:两种或者两种以上的金属元素或者金属元素与非金属元素组成的,具有金属特性的新物质。
相:合金中结构相同、成分和性能均一并以晶界相互分开的组成部分。
合金中的相分为固溶体和金属化合物两类。
组织:在金属学中,组织是指用金相观察方法观察到的材料内部微观形貌的图像,又称为金相组织。
固溶体是指合金在固态下,组元间能相互溶解而形成的均匀相。一般把与合金晶体结构相同的元素称为溶剂,其他元素称为溶质。
固溶体又分为置换固溶体和间隙固溶体。
固溶强化:形成固溶体时,随溶质含量增加,固溶体的强度、硬度增加,塑性、韧性下降,这种由于溶质原子的固溶引起的强化效应称为固溶强化。
固溶强化的原因是溶质原子(相当于间隙原子或置换原子)使溶剂晶格发生畸变及对位错的钉扎作用(溶质原子在位错附近偏聚),阻碍了位错的运动。
问:1g铁有多少个原子,在室温和1000℃各有多少个晶胞。
解:铁的摩尔质量:56g/mol,1mol=×,×/56=×个原子,室温下铁是体心立方晶格(α-Fe),每个晶胞有两个原子,×个晶胞,1000℃时铁是面心立方晶格(γ-Fe),每个晶胞有四个原子,所以1000℃×/4=×个原子。
问:,试求其晶格常数。
解:纯铝是面心立方晶格,R=24a,则晶格常数:a=42R=22d=2d=
过冷度(△T):金属的实际结晶温度Tn与理论结晶温度Tm之差。即:△T=Tm-Tn。过冷度的大小与冷却速度有关,冷却速度越大,实际结晶温度越低,过冷度也越大。
结晶的充分必要条件是液态金属必须具有一定的过冷度。
结晶过程就是形核与长大的过程。
晶核的形成方式有两种:均匀形核(匀质形核或自发形核)和非均匀形核(异质形核或非自发形核)。
晶核的长大方式有两种:均匀长大和树枝状长大。
在室温下,晶粒越细小,其强度、硬度越高,塑性、韧性越好,这种利用细化晶粒来提高材料强度的方法称为细晶强化。
少数金属在固态时会发生晶格类型的转变,这种在固态下随温度的变化由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。
问:为什么金属结晶时一定要有过冷度?
答:,只有当结晶温度低于理论结晶温度时,固态金属的自由能低于液态金属的自由能,液相金属和固相金属的自由能之差构成了金属结晶的驱动力,液态金属才能结晶。
问:为什么一般希望材料获得细晶粒?细化晶粒的方法有哪些?
答:因为在室温下,晶粒越细小,其强度、硬度越高,塑性、韧性越好,所以希望材料获得细晶粒。细化晶粒的方法有:(1)提高金属的过冷度;
(2)进行变质处理;(3)附加振动、搅拌。
问:简述铸锭三晶区形成的原因及每