文档介绍：第一章
晶体:内部原子(离子或分子)在三维空间按一定几何形状有规则排列的固体
非晶体:内部原子(离子或分子)在三维空间内无规则排列的物质
晶胞:能够反应晶格特征的最小组成单元
晶格:能构成晶体的实际质点(原子或离子)抽象为纯粹的几何阵点,将这些阵点用假想的直线连接起来,构成的三维的空间格架
晶格常数:晶胞的三条棱长a,b,c.
三种常见的金属晶体结构:
体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格
特征:
晶格类型晶胞中的原子数原子半径配位数致密度
体心立方 2 √3a/4 8
面心立方 4 √2a/4 12
密排六方 6 a/4 12
配位数:晶体结构中与任一原子周围最近邻且等距离的原子数
致密度:晶胞中所含原子的体积与晶胞体积的比值
晶面:由一系列原子组成,通过院子中心的平面
晶向:任意两个原子之间连线所指的方向
指数:用以表述晶面(向)的数字符号称为晶面(晶向)指数
原子排列情况相同但空间位向不同的所有晶面(晶向)称为晶面(晶向)族
密排面:原子密度最大的面
密排方向:原子密度最大的方向
晶体的各向异性:金属沿不同方向性能不相同的现象
实际金属的晶体结构:
点缺陷:晶格空位、间隙原子、异类原子
线缺陷:刃型位错、螺型位错
面缺陷:晶界、亚晶界
目前最主要的工程材料包括金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料
合金:一种金属元素或几种金属(或非金属)元素,通过熔化或其他方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质
组元:组成合金最基本的独立物质
相:在金属或合金中,凡化学成分、晶体结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分
两类基本相:固溶体、中间相(金属化合物)
固溶体:合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀、且结构与组元之一相同的固相
固溶体包括置换固溶体和间隙固溶体两种形式
固溶强化:通过形成固溶体使金属的强度和硬度提高的现象
<由于溶质原子的溶入,造成了不同程度的晶格畸变,阻碍了晶体的滑移,从而使合金固溶体的强度和硬度得到提高>
中间相(金属化合物):组元之间相互形成的,晶格类型和特性均不同于任一组元的新相
中间相包括正常价化合物、电子化合物、间隙相和间隙化合物
凝固:物质从液态冷却转变为固态的过程称为凝固
结晶:原子团由近程有序状态转变为远程有序状态<是一个自发过程,但必须具备一定条件,即需要驱动力>
过冷现象:液态物质要结晶,就必需冷却到T0温度以下,即必需冷却到低于T0温度的某一个温度Tn才能结晶。
过冷度:理论结晶温度T0与实际结晶温度Tn之差,即△T=T0-Tn
结晶的基本过程:晶核的形成、晶核的长大
晶核的形成:
均匀形核= 均质形核= 自发形核
非均匀形核= 异质形核= 费自发形核
晶核的长大:平面状态生长、树枝状态生长
形核率:单位时间内和单位体积内所产生的晶核数
晶体的长大速率:单位时间内晶核向周围长大的平均速率
冷却速度和难熔杂质对两者有一定的影响
细化晶核的方法:增大过冷度、变质处理、振动和搅拌
铸锭晶区:表面细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区
同素异构转变:材料在固态下改变晶格类型的过程
第二章
使用性能:机械零件在正常工作情况下应具备的性能
工艺性能:机械零件在冷、热加工的过程中应具备的性能
强度:金属抵抗永久变形和断裂的能力
比例极限:应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力值
弹性极限:材料产生完全弹性形变时所能承受的最大应力值
屈服强度:材料开始产生塑性变形时的应力值,反映了材料抵抗永久变形的能力
抗拉强度:材料的极限承载能力,是试样拉断前所能承受的最大应力值
刚度:材料受力时抵抗弹性形变的能力
弹性模量E是指材料在弹性范围内应力与应变的比值
塑性:材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力
硬度:材料抵抗局部变形的能力,是衡量材料软硬程度的指标
常用的硬度指标:布氏硬度HB、洛氏硬度HR、维氏硬度HV
布氏硬度:压头为淬火钢球<450HBS
压头为硬质合金压头450·650HBW
洛氏硬度:顶角为120°
无单位 1HRC=10HBS
维氏硬度:顶部两面相对具有规定角(136°)的正四棱锥金刚石压头
韧性:材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力
冲击韧度:材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力
疲劳:工程材料在服役过程中,由于承受交变载荷而导致裂纹的产生,扩展以至断裂失效的现象
疲劳强度:试样承受无数次应力循环或达到规定的循环次数才断裂的应力
提高材料的疲劳强度(提高表面强度)的方法:
改善零件的结构形状以避免应力集中、降低零件表面粗糙度、尽量减少各种