材料分类、晶体结构、、实验.PPT

模块一 工程材料的基础知识 第一节 工程材料的分类 工程材料按其成分特点可分为金属材料、非金属材料、复合材料； 工程材料按其用途可分为结构材料、工具材料、功能材料； 工程材料按其应用领域可分为机械工程材料、建筑工程材料、能源工程材料、信息工程材料、生物工程材料等。 钢铁材料（黑色金属） 金属材料 非铁金属材料（有色金属） 高分子材料 工程材料 非金属材料 陶瓷材料 金属基复合材料 复合材料 无机非金属基复合材料 有机材料基复合材料 钢与铸铁是以铁和碳为主要组成元素，同时还含有硅、锰、硫、磷等杂质元素的合金。 一、炼铁 炼铁的实质是将铁从矿石中还原出来。 1.纯金属的晶体结构 （1） 晶体与非晶体 （2） 晶格与晶胞 ① 体心立方晶格 ② 面心立方晶格 ③ 密排六方晶格 2. 合金的晶体结构 (2) 合金的相 固溶体的分类 固溶体的力学性能 实践证明，只要固溶体中的溶质含量适当，固溶体不仅具有高的强度和硬度，还可以保持良好的塑性与韧性。因此，对要求良好综合力学性能的金属材料，一般都是以固溶体作为基体相。 ②金属化合物—— 二. 金属的结晶 过冷现象 结晶过程 第二章 铁碳合金 一、纯铁的同素异晶转变 第一节 铁碳合金的基本组织 第二节 铁碳合金相图 一、铁碳合金相图分析 （2）共析转变 二、铁碳合金的平衡结晶过程及其组织1.铁碳合金分类 三、铁碳合金的成分、组织、性能之间的关系1.室温下含碳量与相和组织的关系 2.含碳量与力学性能的关系 实验二 铁碳合金平衡组织观察 【实验目的】 1、观察和识别铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 2、分析典型的铁碳合金显微组织特征，加深理解成分、组织与力学性能之间的关系。 3、了解金相显微镜的使用方法。 【实验设备与试样】 1、台式金相显微镜（如附图7所示）。 2、铁碳合金金相试样一套（见附表7所列） 3、铁碳合金金相照片（附表7所列试样的金相图片）。部分钢的显微组织见附图8、9、10、11、12。 附图7 XJB-1型金相显微镜外型结构图 （200倍） （wC=0.2%、200倍） （wC=0.45%、200倍）附图8工业纯铁的显微组织 附图9亚共析钢的显微组织 附图10亚共析钢 的显微组织 (wC=0.77%、500倍) (wC=1.20%、500倍)附图11共析钢的显微组织 附图12过共析钢的显微组织 共析钢 亚共析钢 过共析钢 随C%↑ → Fe3C%↑， F% ↓。 由于Fe3C是硬而脆的相， F 是软相， →σb↑, HB↑,αk↓, δ↓, 耐磨性↑。 当Fe3CⅡ以网状分布时， → 脆性↑。 当C%0.9%时，随C%↑， →σb ↓。 *第一章　工程材料的基础知识 * * 任务一 区分工程材料的种类及生产过程 任务二 测定金属材料的性能 任务三 认识金属的晶体结构与结晶过程 晶体 —— 原子（或分子）规则排列 的固态物质。 固定的熔点 各向异性：不同方向的性能不同。 非晶体 —— 原子（或分子）无规则堆积的固态物质。