第一章 武科大课件.ppt

晶胞 ( unit cell ):能完全反映晶格特征的最小几何单元。 单晶体与多晶体的基本概念 1.单晶体( single crystal )的特征: * 晶体由一个晶格排列方位完全一 致的晶粒组成。 * 晶体具有各向异性( aeolotropy )。 例如:单晶硅、单晶锗等。 单晶体结构示意图 2.多晶体( polycrystal )的特征 *晶体是由许多颗晶格排列方位不 相同的晶粒组成。 *晶体具有各向同性( isotropy )。 例如: 常用的金属等。 多晶体结构示意图 2.3金属材料的理化性能 1）物理性能 密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性 2）化学性能 耐腐蚀性、抗氧化性等 3.高分子材料的结构与性能 4.陶瓷材料的结构与性能 * 固溶体的其它分类方式 无限固溶体 有限固溶体 无序固溶体 有序固溶体 间隙固溶体都是有限且无序的，无限和有序的固溶体一定是置换固溶体 有序固溶体结构示意图 Cu3Au CuAu b)固溶体的性能 固溶强化 ( solution strength ) 晶格畸变 ( distortion of lattice ) 溶质原子对晶格畸变影响示意图 二.金属化合物 ( intermetallic compound ) 组元A + 组元B = C bcc fcc cph 例如: 3Fe + C = Fe3C 体心 六方 复杂结构 金属化合物的结构特点 渗碳体( Fe3C )晶格结构示意图 a) 金属化合物的主要类型 1.正常价化合物 ( normal compounds ) 2.电子价化合物 ( electron compounds ) 3.间隙化合物 ( interstitial compounds ) 间隙相 复杂结构的间隙化合物 b) 金属化合物的主要性能 具有一定程度的金属性质。 具有较高的熔点。 硬度较高。 脆性高。 1）概念 原始材料 打磨 抛光 腐蚀 观察微观形貌 组织由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成 铁素体 （F） 珠光体（P） 1.3 金属材料的（显微）组织 2）决定因素 化学成分 工艺过程 3）组织与性能的关系 组织结构决定性能！ 例如：灰口铸铁 A）F+片状石墨 B）F+团絮状石墨 C）F+球状石墨 冲击韧性 抗拉强度 增大 notice 1）金属组织名称相同，组成相相同，但晶粒形状、大小不同，则性能也不同 例：不同晶粒度的纯铁 2）组织相同，组成相也相同，形状、大小无明显差异，只是成分有所不同，则性能也不同。 例：Cu-Ni合金 主要内容 工艺性能：制造工艺过程中材料适应加工的性能 使用性能：在使用条件下所表现出来的性能，包括力学（机械）性能、物化等性能 2.金属材料的性能 2.1金属材料的工艺性能 冶炼 铸造 铸锭 热锻、热轧 铸件 板、棒、型材、管材 锻件 焊接 机加工 冷轧、冷拔 冷冲 零件 机加工 工艺性能直接影响零件加工后的质量，是选材和制定零件加工工艺路线时应当考虑的重要因素！ 主要工艺性能 铸造性能 锻造性能 焊接性能 切削加工性能 热处理工艺性能 1铸造性能 金属材料铸造成形获得优良铸件的能力 流动性 收缩性 偏析 2锻造性能 金属材料用锻压方法成形的适应能力称为锻造性能。主要取决于材料的塑性和变形抗力。 3焊接性能 金属材料对焊接加工的适应性。 影响因素：碳质量分数、合金元素质量分数 4切削加工性能 用切削后的表面粗糙度和刀具寿命表示 5热处理工艺性能 主要是淬透性，即钢接受淬火的能力 强度 塑性 硬度 韧性 疲劳强度 断裂韧性 2.2金属材料的力学（机械）性能 1强度(strength): 材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。 根据承受载荷类型不同： 抗拉强度、抗压强度、 抗弯强度 、 抗剪强度 、抗扭强度 例如：拉伸试验 拉伸试样 拉伸试验机 拉伸试样的颈缩现象 应力－应变曲线 2塑性(plasticity): 是指材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力 (1)断面收缩率(percentage reduction in area): 是指试样拉断处横截面积S k的收缩量与原始横截面积S0之比。 S0 - S k ψ = × 100%