文档介绍:机械工程材料
主 讲:张 春 花
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绪论
课程内容:1、金属学基础(Ch1~5)2、热处理原理与工艺(Ch6)3、常用工程材料(Ch7~10)(主要学习金属材料)4、综合训练--机械零件选材及工艺路线(Ch11)
基机械工程材料
主 讲:张 春 花
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绪论
课程内容:1、金属学基础(Ch1~5)2、热处理原理与工艺(Ch6)3、常用工程材料(Ch7~10)(主要学习金属材料)4、综合训练--机械零件选材及工艺路线(Ch11)
基本要求:1、会合理选用材料;2、会制定合理的加工路线;3、会提出合理的热处理技术要求。
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材料是人类社会发展的巨大推动力,是人 类生产和生活的物质基础。
石器时代
青铜器时代
铁器时代
新材料时代
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工程材料的分类
结构材料
按性能特点分为
功能材料
工程材料:主要指结构材料
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金属的晶体结构
按原子排列的特征,可将固体金属物质分为晶体和非晶体两大类。
晶体: 原子在三维空间作有规则的周期性重复排列的物质。如金刚石、石墨等,固态金属一般属于晶体。
非晶体:非晶体内部的原子则是无规则排列的,如玻璃、松香和沥青等。
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金属的晶体结构
晶格:为了便于理解和描述晶体中原子排列的规律,可以近似地将晶体中每一个原子看成是一个点,并将各点用假想的线连接起来,就得到一个空间骨架,简称晶格
晶胞:能够完全反映晶格特征的最小几何单元(最小平行六面体) 。
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金属的晶体结构
晶格特征参数
晶格常数:表示晶胞几何形状、大小的参数。如立方晶胞:三棱边a、b、c;三棱边夹角α、β、γ。
晶胞所占原子数:指一个晶胞所占的原子总数。
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金属的晶体结构
配位数:指晶体结构中与任何一个原子最近邻且等距离的原子数目。
致密度:晶胞中原子所占体积与晶胞体积之比。
配位数和致密度可衡量晶胞中原子排列的紧密程度。
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金属的晶体结构
常见的金属晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三种类型。
体心立方的晶格是一个立方体,其中心和八个角上各有一个原子,如图所示。 属于这类晶格的金属有α-Fe、Cr、W、V等。它们都具有较好的塑性和较大的强度。
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金属的晶体结构
体心立方晶胞特征:
(1)晶格常数:a=b=c,α=β=γ=90°;
(2)晶胞原子数:一个体心立方晶胞所含的原子数为:8×1/8+1=2
(3) 原子半径:
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金属的晶体结构
(4)致密度:
(5)配位数:配位数为8。
配位数越大,原子排列越紧密。
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金属的晶体结构
面心立方晶格的晶胞也是一个立方体,其六个面中心和八个角上各有一个原子,如图所示。属于这类晶格的金属有
γ-Fe 、Cu、Al、Ni等。
它们都具有较好的塑性。
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金属的晶体结构
面心立方晶格特征:
(1) 晶格常数:a=b=c,α=β=γ=90°
(2) 晶胞原子数:
(3) 原子半径:
(4) 致密度:
(5) 配位数:12
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金属的晶体结构
密排六方晶格的晶胞是一个六方柱体,其上下底面的中心和十二个角上各有一个原子,且在六方柱体的中间还有三个原子,如图所示。属于这类晶格的金属有Mg 、Zn 、Cd 、Be等。
这类金属塑性较差。
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金属的晶体结构
密排六方晶胞特征:
(1) 晶格常数:正六边形的边长a和两底面之间的距离c, 两相邻侧面之间夹角为120°,侧面与底面之间夹角为90°
(2) 晶胞原子数:12
(3)原子半径:
(4)致密度:
(5)配位数:12
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金属的晶体结构
晶面指数和晶向指数
通过晶体原子中心的平面叫做晶面;
任意两个原子之间连线所指方向叫做晶向。
晶面指数和晶向指数:
为了研究晶格中不同晶面和晶向的原子排列情况及其在空间的位向,而给出的一种统一的表示方法。
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金属的晶体结构
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金属的晶体结构
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金属的晶体结构
密排面和密排方向
体心立方晶格中{110}为密排面,<111> 为密排方向。
面心立方晶格中{111}为密排面,<110> 为密排方向