【2017年整理】01 力学性能试验 第一章.ppt

;;（一）晶体结构的基础知识;;——体心立方晶格： α-Fe ——面心立方晶格： Al、Cu、Pb、γ-Fe ——密排六方晶格： Mg、Zn;小 结 原子按一定的几何形式周期重复排列而成的固态物质称之为晶体，原子无规则地堆积在一起的固态物质称为非晶体。 　　金属晶体是依靠各正离子与公有自由电子间的引力，即金属键而结合起来。 　　描述晶体中原子排列的几何形状和规律，实际研究中常引用晶格和晶胞的概念。 　　 常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格和密排立方晶格。 晶格类型不同，原子排列方式、致密度、晶格常数等就不同，金属力学性能也将随之发生变化。;（二）金属实际的晶体结构; 金属中缺陷的种类很多，根据晶体缺陷的几何特征，可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。 (1) 点缺陷：缺陷呈点状分 布，常见的有晶格空位、间隙原 子等，使得周围原子发生撑开或 靠拢，晶格畸变。 ; (2) 线缺陷：缺陷呈线状，主要是位错，常见的是刃型位错。; (3) 面缺陷：缺陷呈面状分布，通常是晶界和亚晶界。;小 结 金属晶体缺陷对性能的影响 1．点缺陷造成局部晶格畸变，使金属的电阻率、屈服强度增加，密度发生变化。 2．线缺陷形成位错对金属的机械性能影响很大，位错极少时，金属强度很高；位错密度越大，金属强度也会提高。 3．面缺陷晶界和亚晶界越多，晶粒越细，金属强度越高，金属塑变的能力越大，塑性越好。（细晶强化）;（三）金属的结晶;2 纯金属的结晶过程; 晶粒大小对金属力学性能的影响：在一般情况下，晶粒愈小，则金属的强度、塑性和韧性愈好。为提高金属力学性能，需要细化晶粒。 晶粒的大小与晶核数目和长大速度有关。形核率N愈高，晶核长大速度G愈小，晶粒愈细小，材料的力学性能愈好。 铸造生产中，常用以下方法细化液态金属结晶的晶粒。 (1) 增加过冷度??? (2) 变质处理??? (3) 附加振动;（四）合金的结构和结晶;;(3) 机械混合物 是由两种单相固溶体或固溶体与化合物组成的一种复相物，两相各自保持独立的晶格结构，不互溶，不化合，作为一种金相组织出现在合金中。 机械混合物的性能取决于两相的相对含量及组成相的大小和形状。 ;二、金属热处理简介;普通热处理：是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁普通热处理：退火、正火、淬火、回火 ——退火：将工件加热至适当温度保温，再缓慢冷却（一般随炉冷却），获得的组织接近平衡组织。 目的：调整硬度，便于切削加工；消除内应力，减少变形；细化晶粒，为最终热处理做准备。;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;——正火：将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却。 目的：改善切削性能，要求不高零件的最终热处理。——淬火：将工件加热到临界点以上，保温后快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。 目的：获得马氏体组织，提高强度、硬度。——回火：将淬火的钢加热到A1以下的温度，保温后冷却的热处理工艺。（高温回火、中温回火、低温回火）  目的：降低脆性，减少或消除淬火应力，防止变形和开裂，获得所需要的力学性能。→ 调质处理：淬火和高温回火结合，称为调质处理。获得良好的综合力学性能。;第二节 结构材料对力学性能的要求;一、强度：强度是结构材料，尤其是结构钢最基本的性能要求。结构钢一般按屈服强度或抗拉强度来划分等级。零件用材料的屈服强度作为衡量材料承载和安全的主要判据，并以屈服强度进行强度设计。通常，材料是不允许超过期屈服强度的载荷下工作的。 二、塑性：钢一般要求具有一定的延展能力，即塑性，以保证加工的需要和结构的安全使用。断后伸长率和断面收缩率是材料最重要的塑性指标。 三、硬度：硬度是材料表面抵抗另一种物体压入时所产生的塑性变形抗力的大小。常用的有布氏硬度、洛