物理冶金的基本原理.pptx

物理冶金的基本原理汇报人：可编辑2024-01-05

目录contents物理冶金概述金属的力学性能金属的晶体结构与相变金属的塑性变形与加工金属的强化机制金属的物理冶金实验方法

01物理冶金概述

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02金属的力学性能

金属在受到外力作用时，会发生形变但能够恢复原状的性质。弹性金属在受到外力作用时，发生不可逆的形变但不会破裂的性质。塑性弹性与塑性

金属抵抗外力作用而不发生断裂的能力。金属在受到外力作用时吸收能量的能力，表现为金属的抗冲击和抗脆断能力。强度与韧性韧性强度

金属在反复受到交变应力或应变的作用下，经过一段时间后发生的断裂现象。疲劳金属在受到外力作用时，因超过其承受极限而发生的断裂现象。断裂疲劳与断裂

磨损金属表面在摩擦过程中，因摩擦力作用而导致的材料损失现象。腐蚀金属与周围介质发生化学或电化学反应，导致金属表面损伤或破坏的现象。磨损与腐蚀

03金属的晶体结构与相变

晶体结构分类晶体结构可以根据原子排列方式的不同，分为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体等。不同晶体结构对金属的性质产生显著影响。晶体结构与物理性质金属的晶体结构决定了其物理性质，如导电性、热导率、弹性模量等。例如，金属晶体的导电性主要取决于自由电子的运动状态。晶体结构与力学性质金属的晶体结构对其力学性质也有重要影响，如强度、韧性、硬度等。例如，面心立方结构的金属通常具有较好的延展性，而体心立方结构的金属则具有较高的硬度。晶体结构与性质

010203相变温度金属在不同温度下会发生相变，转变为其它的晶体结构或物相。相变温度取决于金属的成分和外界条件。相变过程金属的相变过程可以分为一级相变和二级相变。一级相变是指相变过程中自由度的变化，通常伴随着能量的显著变化；二级相变则是指自旋或电荷等有序参数的重新排列，不涉及自由度的变化。相变的影响金属的相变对其力学、热学、电学等性质产生重要影响。例如，钢铁在冷却过程中发生的相变会导致其硬度和韧性的变化。金属的相变

固态相变的分类固态相变可以分为扩散型相变和非扩散型相变。扩散型相变涉及原子或分子的迁移，如珠光体转变；非扩散型相变则不涉及原子或分子的迁移，如马氏体转变。热处理原理热处理是利用固态相变原理改善金属性能的一种重要工艺。通过控制加热和冷却速度，可以控制相变过程和最终的金属组织结构，从而获得所需的性能。热处理的应用热处理广泛应用于钢铁、有色金属、陶瓷等材料的制备和加工过程中，通过调整材料的组织结构和相组成，提高材料的力学、物理和化学性能。010203固态相变与热处理

04金属的塑性变形与加工

塑性变形是金属在受到外力作用时发生的永久性形状变化，而不会断裂或产生大量热量。塑性变形的基本原理包括晶格滑移、孪晶、晶粒间相互作用和位错运动等。这些原理决定了金属在塑性变形过程中的行为，如变形抗力、加工硬化和流动应力等。塑性变形的基本原理

轧制是通过两个旋转轧辊之间的压力使金属发生塑性变形的工艺，常用于生产板材、棒材和管材等。锻造是通过冲击或压力使金属坯料发生塑性变形的工艺，常用于生产复杂形状的零件或工具。轧制和锻造过程中，金属的塑性变形和组织结构变化对产品的性能有重要影响。轧制与锻造

123拉拔是通过拉伸力使金属线材或管材发生塑性变形的工艺，常用于生产细线和毛细管等。挤压是通过压力将金属坯料挤出模具的工艺，常用于生产各种形状的型材和管材等。拉拔和挤压过程中，金属的塑性变形和模具设计对产品的尺寸精度和表面质量有重要影响。拉拔与挤压

超塑性的实现需要金属具有细小的晶粒尺寸和良好的晶界状态，同时应变速率要适当控制。超塑性金属可以经过较大的塑性变形而不发生断裂，并且具有优良的尺寸稳定性和表面质量。超塑性是指金属在特定条件下表现出极佳的塑性变形能力，通常是在较高的温度和较小的应变速率下。金属的超塑性

05金属的强化机制

总结词通过添加合金元素，使基体金属的晶体结构发生改变，从而提高金属的强度和硬度。详细描述固溶强化主要依赖于溶质原子与溶剂原子之间的尺寸差异和错配度，导致基体金属的晶体结构发生畸变，阻碍位错运动，从而提高金属的强度和硬度。固溶强化

细晶强化总结词通过细化晶粒，减少晶界对位错滑移的阻碍，从而提高金属的强度和韧性。详细描述细晶强化主要依赖于晶粒尺寸的减小，使得晶界数量增加，对位错滑移的阻碍作用增强，从而提高金属的强度和韧性。

通过相变过程产生的相变应力，阻碍位错运动，从而提高金属的强度和韧性。总结词相变强化主要依赖于相变过程中产生的相变应力，这种应力能够阻碍位错运动，从而提高金属的强度和韧性。详细描述相变强化

VS通过在金属中引入硬质颗粒或增强相，阻碍位错运动，从而提高金属的强度和韧性。详细描述弥散强化与复合强化主要依赖于硬质颗粒或增强相与基体金属之间的界面结合力，这种结合力能够有效地阻碍位错运动，从