看铜钱说方圆

看铜钱说方圆
看铜钱说方圆

看铜钱说方圆

世间万物皆瞬息万变,一切在时间的考验下悄悄的改变。

偶然得一铜钱,欣然自喜,便拿来仔细研究,铜钱外圆内方,稍有重量。说起铜钱,自秦始皇统一货币便开始使用。便想:为什么古代刀币、金子、银子都被时间冲刷,而铜钱却一直流传到明清时期。

铜钱外圆内方,古者圣人曾说过:“做人要外圆内方”,即要大大方方做人,认认真真做事。原来小小的一枚铜钱也隐含着人生的处世哲学。铜钱是静止的,时代是变迁的,铜钱在经历了时代的变迁也随之远去,远离人们的生活,却留下了内圆外方人生哲理。

古代,铜钱可以变为人们的枷锁,就像钱不是万能的,但没有钱却是万万不能的;也可以变为人人仰望的花环。一枚小小的铜钱蕴含了多少为人处世的哲理!可以圆滑处世,牵绊别人,最后却为自己戴上了沉重的锁链。可以大大方方的去做人,创出一片自己的天空,赢得万人瞩目。方亦是圆,圆亦是方。

恰若遇到人生的转折时期,高中到大学的蜕变,丑小鸭到天鹅的蜕变。就像这枚铜钱在古代仅限于买一个馒头,在现代却被万人收藏,因为它经历了时间的冲刷,还被完好的保留下来。恰若我现在的处境,从小学到初中,经历了岁月的考验,即将转变为另一种方式生活,前提却是我是否能经历

时间的考验,是否像铜钱一样坚硬可以冲破高考的阻碍,实现升华自己。

我是完整的自己,我是我的对立面。静静的度过这最后的考验,方圆,世事的变迁,使人们游离于方与圆的尺度之中。方与圆是没有明显尺度的,稍稍一碰,方即是圆,圆即是方了。方与圆是注定被汇聚在一起的。

铜钱的价值在于它的历史意义,它可以经历许多磨练仍存于世间,说明着它的历史意义。圆是随和,方是规正,它可以合二为一,更好的发挥自己的空间。

时间在人们指缝中悄悄溜走,留下的是精神,在时间的考验下,我们可以更好的提高自己,升华自己的能力,做到内方外圆。

我是完整的自己,我是我的对立面,我如铜钱一样存在。

金属学基础知识

共析钢、亚共析钢、过共析钢 1. 共析钢 碳溶解在铁的晶格中形成固溶体,碳溶解到a――中的固溶体叫铁素体, 溶解到丫一一中的固溶体叫奥氏体。铁素体与奥氏体都具有良好的塑性。当铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体或奥氏体中时,剩余出来的碳将与铁形成化合物——碳化铁(Fe3C)这种化合物的晶体组织叫渗碳体,它的硬度极高,塑性几乎为零。 从反映钢的组织结构与钢的含碳量和钢的温度之间关系的铁碳平衡状态图上可见,当碳的含量正好等于0.77%时,即相当于合金中渗碳体(碳化铁)约占12%,铁素体约占88%时,该合金的相变是在恒温下实现的。即在这种特定比例下的渗碳体和铁素体,在发生相变时,如果消失两者同时消失(加热时),如 果出现则两者又同时出现,在这一点上这种组织与纯金属的相变类似。基于这个原因,人们就把这种由特定比例构成的两相组织当作一种组织来看待,并且命名为珠光体,这种钢就叫做共析钢。即含碳量正好是 0.77%的钢就叫做共析钢,它的组织是珠光体。 2. 亚共析钢 常用的结构钢含碳量大都在0.5%以下,由于含碳量低于 0.77%,所以组织中的 渗碳体量也少于 12%,于是铁素体除去一部分要与渗碳体形成珠光体外,还会有多余的出现,所以这种钢的组织是铁素体+珠光体。碳含量越少,钢组织中珠光体 比例也越小,钢的强度也越低,但塑性越好,这类钢统称为亚共析钢。 3. 过共析钢 工具用钢的含碳量往往超过 0.77%,这种钢组织中渗碳体的比例超过 12%,所以除与铁素体形成珠光体外,还有多余的渗碳体,于是这类钢的组织是珠光体+ 渗碳体。这类钢统称为过共析钢。 二、有关钢材机械性能的名词 1?屈服点(<rS 钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点 d s =Ps/Fo(MPa,) Mpa 称为兆帕等于 N (牛顿)/mm2 , ( MPa=106Pa, Pa:帕斯卡=N/m2 ) 2?屈服强度(d 0.2 有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服 特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力, 称为条件屈服强度或简称屈服强度 d 0.2。 4. 抗拉强度(db)材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。 设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度 d b= Pb /Fo ( MPa)。 4.伸长率(3) 材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。 5. 屈强比((T s/ )r b 钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。屈强比越大,结构 零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为 0.65-0.75合金

金属材料基础知识

金属材料及处理工艺基础知识 一、金属材料分类: 金属材料的分类有多种方式,有按照密度分的,价格分的…常用的是分类是把金属材料分成黑色金属和有色金属两大类。 1.黑色金属:通常指铁,锰、铬及它们的合金。常用的黑色材料为钢铁。其又分为三类:纯铁,钢,铸铁。 纯铁:其主要由Fe组成的,含C量在0.0218%以下,工业中很少用; 钢:含C量在0.0218%-2.3%之间的铁碳合金(不加其他元素的称碳素钢,加入其他合金元素的称合金钢)。其又可以按照成分分类(碳素钢,合金钢),用途分类(轴承钢,不锈钢,工具钢,模具钢,弹簧钢,渗碳用钢,耐磨钢,耐热钢…),品质分类(普通钢,优质钢,高级优质钢),成形方式分类(锻钢,铸钢,热轧钢,冷拉钢),形式分类(板材,棒材,管材,异形钢等)等等。 铸铁:含C量在2.3%-6.69%之间的铁碳合金成为铸铁。按石墨的形态其又可以分为灰铸铁,球墨铸铁,蠕墨铸铁等,石墨的不同形态和基体的配合而具有不同的性能。 2.有色金属:又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝、镍锰以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。 二、金属材料的使用性能及指标 金属材料常用的性能指标有力学性能和物理性能。 1.力学性能:金属材料在外力作用下表现出来的各种特性,如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 强度:金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。屈服强度、抗拉强度是极为重要的强度指标,是金属材料选用的重要依据。强度的大小用应力来表示,即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示,常用单位为MPa。 屈服强度:金属试样在拉力试验过程中,载荷不再增加,而试样仍继续发生变形的现象,称为“屈服”。产生屈服现象时的应力,即开始产生塑性变形时的应力,称为屈服点,用符号σs表示,单位为MPa。一般的,材料达到屈服强度,就开始伴随着永久的塑性变形,因此其是非常重要的指标。 抗拉强度:金属试样在拉力试验时,拉断前所能承受的最大应力,用符号σb表示,单位为MPa。 塑性:金属材料在外力作用下产生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形),但不会被破坏的能力。 弹性:金属材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力(去掉外力后能恢复原状的变形)。 伸长率:金属在拉力试验时,试样拉断后,其标距部分所增加的长度与原始

金属材料性能知识大汇总(超全)

金属材料性能知识大汇总 1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题 低碳钢的应力-应变曲线 a、拉伸过程的变形:弹性变形,屈服变形,加工硬化(均匀塑性变形),不均匀集中塑性变形。 b、相关公式:工程应力σ=F/A0;工程应变ε=ΔL/L0;比例极限σP;弹性极限σ ε;屈服点σS;抗拉强度σb;断裂强度σk。 真应变e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ;真应力s=σ(1+ε)= σ*eε指数e为真应变。 c、相关理论:真应变总是小于工程应变,且变形量越大,二者差距越大;真应力大于工程应力。弹性变形阶段,真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合;塑性变形阶段两者出线显著差异。

2、关于弹性变形的问题 a、相关概念 弹性:表征材料弹性变形的能力 刚度:表征材料弹性变形的抗力 弹性模量:反映弹性变形应力和应变关系的常数,E=σ/ε;工程上也称刚度,表征材料对弹性变形的抗力。 弹性比功:称弹性比能或应变比能,是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力,评价材料弹性的好坏。 包申格效应:金属材料经预先加载产生少量塑性变形,再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 滞弹性:(弹性后效)是指材料在快速加载或卸载后,随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 弹性滞后环:非理想弹性的情况下,由于应力和应变不同步,使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。 金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力,称为金属的循环韧性,也叫内耗 b、相关理论: 弹性变形都是可逆的。 理想弹性变形具有单值性、可逆性,瞬时性。但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷,弹性变形时,并不是完整的。 弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映

金属材料基础知识汇总

《金属材料基础知识》 第一部分金属材料及热处理基本知识 一,材料性能:通常所指的金属材料性能包括两个方面: 1,使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能够正常工作,材料所应具备的性能,主要有力学性能(强度、硬度、刚度、塑性、韧性等),物理性能(密度、熔点、导热性、热膨胀性等)。使用性能决定了材料的应用范围,使用安全可靠性和寿命。 2,工艺性能即材料被制造成为零件、设备、结构件的过程中适应的各种冷、热加工的性能,如铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能。 工艺性能对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。 二,材料力学基本知识 金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用,当达到或超过某一限度时,材料就会发生变形以至于断裂。材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。 承压类特种设备材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等。这些指标可以通过力学性能试验测定。 1,强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。材料强度指标可以通过拉伸试验测出。抗拉强度σb和屈服强度σs是评价材料强度性能的两个主要指标。一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的。是不允许发生塑性变形,所以机械设计中一般采用屈服强度σs作为强度指标,并加安全系数。2,塑性材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。评定材料塑性的指标通常用伸长率和断面收缩率。 伸长率δ=[(L1—L0)/L0]100% L0---试件原来的长度L1---试件拉断后的长度 断面收缩率φ=[(A1—A0)/A0]100% A0----试件原来的截面积A1---试件拉断后颈缩处的截面积 断面收缩率不受试件标距长度的影响,因此能够更可靠的反映材料的塑性。 对必须承受 强烈变形的材料,塑性优良的材料冷压成型的性能好。 3,硬度金属的硬度是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。硬度与强度有一定的关系,一般情况下,硬度较高的材料其强度也较高,所以可以通过测试硬度来估算材料强度。另外,硬度较高的材料耐磨性也较好。 工程中常用的硬度测试方法有以下四种 (1)布氏硬度HB (2)洛氏硬度HRc(3)维氏硬度HV (4)里氏硬度HL 4,冲击韧性指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗的能量大小的特性。 材料的冲击韧性通常是在摆锤式冲击试验机是测定的,摆锤冲断试样所作的功称为冲击吸收功。以Ak表示,Sn为断口处的截面积,则冲击韧性ak=Ak/Sn。 在承压类特种设备材料的冲击试验中应用较多。 三金属学与热处理的基本知识 1,金属的晶体结构--物质是由原子构成的。根据原子在物质内部的排列方式不同,可将物质分为晶体和非晶体两大类。凡内部原子呈现规则排列的物质称为晶体,凡内部原子呈现不规则排列的物质称为非晶体,所有固态金属都是晶体。 晶体内部原子的排列方式称为晶体结构。常见的晶体结构有:

最新 金属和金属材料基础知识汇编及练习测试题

最新金属和金属材料基础知识汇编及练习测试题 一、金属和金属材料选择题 1.取甲、乙、丙、丁四种金属粉末,分别投入相同浓度的稀盐酸中,只有甲、乙能产生气体,甲反应更剧烈;再取一小块丁投入丙的硝酸盐溶液中,丁的表面有丙析出。则甲、乙、丙、丁四种金属的活动性顺序为() A.甲>乙>丁>丙B.乙>甲>丙>丁 C.丁>丙>乙>甲D.乙>甲>丁>丙 【答案】A 【解析】 投入相同浓度的稀盐酸中,只有甲、乙能产生气体,甲反应更剧烈,说明甲和乙均排在氢前面,甲比乙活泼;取一小块丁投入丙的硝酸盐溶液中,丁的表面有丙析出,说明丁比丙活泼,活泼金属可以把不活泼金属从他的盐溶液中置换出来。甲、乙、丙、丁四种金属的活动性顺序为甲>乙>丁>丙。故选A。 点睛∶金属活动顺序表的应用⑴排在氢前面的金属可以与稀硫酸或盐酸反应置换出氢气,排在氢后面的金属则不能⑵排在前面金属可以把排在其后面的金属从它的盐溶液中置换出来⑶从左到右金属活动性越来越弱。 2.向Cu(NO3)2、AgNO3、Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的Zn,充分反应后过滤。关于滤渣和滤液有以下四种说法,正确的有() ①滤渣的组成有三种可能②滤液中一定含有Zn(NO3)2和Al(NO3)3 ③向滤渣中加入稀盐酸一定有气泡产生④反应前后溶液的质量可能相等 A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 【答案】C 【解析】 【详解】 锌的金属活动性比铜、银强,比铝弱,不能与硝酸铝溶液反应;向Cu(NO3)2、AgNO3、 Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的Zn,锌首先与AgNO3溶液反应生成硝酸锌溶液和银,AgNO3反应完,若还有锌粉,锌才能与Cu(NO3)2溶液反应生成硝酸锌溶液和铜; ①滤渣的组成有三种可能,可能只含有银,也可能含有银和铜,也可能是银、铜和过量的锌,故①正确; ②硝酸铝没有参加反应,反应后生成硝酸锌,滤液中一定含有Zn(NO3)2和Al(NO3)3,故②正确; ③向滤渣中加入稀盐酸不一定有气泡产生,滤渣中可能不含锌,故③错误; ④锌与硝酸银、硝酸铜反应的化学方程式分别是Zn+2AgNO3═Zn(NO3)2+2Ag、Zn+ Cu(NO3)2═Zn(NO3)2+Cu,根据化学方程式可知,每65份质量的锌反应生成216份质量的银,参加反应的锌的质量小于生成银的质量,反应后溶液质量减小;每65份质量的锌反应生成64份质量的铜,参加反应的锌的质量大于生成铜的质量,反应后溶液质量增大;所以反应前后溶液的质量可能相等,故④正确。正确的是①②④有3个。故选C。

金属材料基本知识

金属材料基本知识 1、什么是变形?变形有几种形式? 构件在外力作用下,发生尺寸和形状改变的现象。变形的基本形式:有弹性变形、永久变形(塑性变形)和断裂变形三种。构件在外力作用下发生变形,外力去除后能恢复原来形状和尺寸,材料的这一特性称为弹性。这种在外力去除后能消失的变形称为弹性变形。若外力去除后,只能部分的恢复原状,还残留一部分不能消失的变形,材料的这一特性称为塑性。外力去除后不能消失而永远残留的变形,称为塑性变形或残余变形,也称永久变形。工程上,一般要求构件在正常工作时,只能发生少量弹性变形,而不能出现永久变形。但对材料进行某种加工(如弯曲、压延、锻打)时,则希望它产生永久变形。 3、什么是强度?什么是刚度?什么是韧性? 材料或构件承受外力时,抵抗塑性变形或破坏的能力称强度。钢材在较大外力作用下可能不被破坏,木材在较小外力作用下而可能会断裂,我们说钢材的强度比木材高。材料或构件承受外力时抵抗变形的能力称为刚度。刚度不仅与材料种类有关,还与构件的结构形式、尺寸等有关。比如管式空气预热器管箱与钢管省煤器组件相比,前者抗变形能力要比后者好,我们称前者的刚度强(好),后者的刚度弱(差)。刚度好的构件,在外力作用下的稳定性也好。材料抵抗冲击载荷的能力称为韧性或冲击韧性,即材料承受冲击载荷时迅速产生塑性变形的性能。锅炉承压部件所使用的材料应具有较好的韧性。 4、什么是塑性材料?什么是脆性材料? 在外力作用下,虽然产生较显著变形而不被破坏的材料,称为塑性材料。在外力作用下,发生微小变形即被破坏的材料,称为脆性材料。材料的塑性和韧性的重要性并不亚于强度。塑性和韧性差的材料,工艺性能往往很差,难以满足各种加工及安装的要求,运行中还可能发生突然的脆性破坏。这种破坏往往滑事故前兆,其危险性也就更大。脆性材料抵抗冲击载荷的能力更差。 5、什么是应力、应变和弹性模量? 材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。外力为拉力时,所产生的应力为拉应力;外力为压缩力时,产生的应力为压应力。在外力作用下,单位长度材料的伸长量或缩短量,称为应变量。在一定的应力范围(弹性形变)内,材料的应力与应变量成正比,它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数。对于一定的材料,弹性模量是常数,弹性模量越大,在一定应力下,产生的弹性变形量越小。弹性模量随温度升高而降低。转动机械的轴与叶轮,要求在转动过程中产生较小的变形,就需要选用弹性模量较大的材料。 6、什么叫应力集中? 应力集中:由于构件截面尺寸突然变化而引起应力局部增大的现象,称为应力集中。在等截面构件中,应力是均匀分布的。若构件上有孔、沟槽、凸肩、阶梯等,使截面尺寸发生突然变化时,在截面发生变化的部位,应力不再是均匀分布,在附近小范围内,应力将局部增大。应力集中的程度,可用应力集中系数来表示。应力集中系数的大小,只与构件形状和尺寸有关,与材料无关。工程上常用典型构件的应力集中系数,已通过试验确定。应力集中处的局部应力值,有时可能很大,会影响部件使用奉命,是部件损坏的重要原因之一。为防止和减小这种不利影响,应尽可能避免截面尺寸发生突然变化,构件的外形轮廓应平缓光滑,必要的孔、槽最好配置在低应力区。另外,金属材料内部或焊缝有气孔、夹渣、裂纹以及“焊不透”、“咬边”等缺陷,也会引起应力集中。 7、什么是强度极限(抗拉强度)与屈服极限? 强度极限与屈服极限是通过试验确定的。在拉伸试验过程中,应力达到某一数值后,虽然不再增加甚至略有下降,试件的应变还在继续增加,并产生明显的塑性变形,好像材料暂

转 金属学及热处理的基本知识

转金属学及热处理的基本知识 一、金属晶体结构的一般知识 众所周知,世界上的物质都是由化学元素组成的,这些化学元素按性质可分成两大类: 第一大类是金属,化学元素中有83种是金属元素。固态金属具有不透明、有光泽、有延展性、有良好的导电性和导热性等特性,并且随着温度的升高,金属的导电性降低,电阻率增大,这是金属独具的一个特点。常见的金属元素有铁、铝、铜、铬、镍、钨等。 第二大类是非金属,化学元素中有22种,非金属元素不具备金属元素的特征。而且与金属相反,随着温度的升高,非金属的电阻率减小,导电性提高。常见的非金属元素有碳、氧、氢、氮、硫、磷等。 我们所焊接的材料主要是金属,尤其是钢材,钢材的性能不仅取决于钢材的化学成分,而且取决于钢材的组织,为了了解钢材的组织及对性能的影响,我们必须先从晶体结构讲起。 (一)晶体的特点 对于晶体,大家并不生疏。食盐、水结成的冰,都是晶体。一般的固态金属及合金也都是晶体。并非所有固态物质都是晶体。如玻璃、松香之类就不是晶体,而属于非晶体。 晶体与非晶体的区别不在外形,而在内部的原子排列。在晶体中,原子按一定规律排列得很整齐。而在非晶体中,原子则是散乱分布着,至多有些局部的短程规则排列。 由于晶体与非晶体中原子排列不同,因此性能也不相同。 (二)典型的金属晶体结构

金属的原子按一定方式有规则地排列成一定空间几何形状的结晶格子,称 为晶格。金属的晶格常见的有体心立方晶格和面心立方晶格,如图1-4所示。 体心立方晶格的立方体的中心和八个顶点各有一个铁原子,而面心立方晶格的 立方体的八个顶点和六个面的中心各有一个铁原子。 图1-4典型的金属晶体结构 (a)体心立方晶格(b)面心立方晶格 铁属于立方晶格,随着温度的变化,铁可以由一种晶格转变为另一种晶格。这种晶格的转变,称为同素异晶转变。纯铁在常温下是体心立方晶格(称为α-Fe);当温度升高到910℃时,纯铁的晶格由体心立方晶格转变为面心立方晶格(称为γ-Fe);再升温到1390℃时,面心立方晶格又重新转变为体心立方晶格 (称为δ-Fe),然后一直保持到纯铁的熔化温度。纯铁的这种特性非常重要,是钢材所以能通过各种热处理方法来改变其内部组织,从而改善性能的内在因素 之一,也是焊接热影响区中各个区域与母材相比,具有不同组织和性能的原因 之一。 二、合金的组织、结构及铁碳合金的基本知识 (一)合金的组织 两种或两种以上的元素(其中至少一种是金属元素),组合成的金属,叫做 合金。根据两种元素相互作用的关系,以及形成晶体结构和显微组织的特点可 将合金的组织分为三类: (1)固溶体固溶体是一种物质的原子均匀地溶解在另一种物质的晶格内,形成单相晶体结构。根据原子在晶格上分布的形式,固溶体可分为置换固溶体和 间隙固溶体。某一元素晶格上的原子部分地被另一元素的原子所取代,称为置 换固溶体;如果另一元素的原子挤入某元素晶格原子之间的空隙中,称为间隙固溶体,见图1-5所示。 图1-5固溶体示意图 (a)置换固溶体;(b)间隙固溶体

金属材料基本知识

金属材料基本知识 1 钢铁材料及其生产 在人们生活中所用的、遇到的材料分为金属材料和非金属材料。 金属材料是现代工业、农业、国防以及科学技术各个领域应用最广泛的工程材料。这不仅是由于其来源丰富、生产工艺简单、成熟,而且还具有优良的性能。 金属材料又有钢铁(黑色金属)和有色金属等,如碳钢、合金钢、有色金属、铸铁及其合金等。钢与生铁由于碳含量不同,性能和用途也不同。 生铁的含碳量一般有2.5-4.5%,按其用途分为炼钢生铁(含碳4%左右,是炼钢的主要原料)和铸造生铁(铸铁)。最终炼出来的钢碳含量一般都小于1.3%,除少数直接铸成各种形状的铸件外,绝大多数先铸成钢锭,再经轧制或锻压成各种钢件和锻件,然后供进一步加工使用。 其中应用最为广泛的是碳钢和合金钢。如将钢按用途来划分,有结构钢(建筑及工程用钢或结构用钢,如锅炉中的钢结构等)、工具钢(各种量具、刃具、模具钢等)和特殊性能钢(耐热钢、不锈耐酸钢及电工用钢);按质量来划分则有普通钢、优质钢和高级优质钢三类;按冶炼方法、钢液脱氧程度和铸锭工艺的不同来划分则有沸腾钢、镇静钢(脱氧完全的钢,化学成分和力学性能均匀、焊接性能和抗腐蚀性好,一般用来做较重要的部件;受压元件用钢即是)和半镇静钢三类;此外还有其余种类的如按金相组织分类方法。 电站锅炉所耗用的金属材料数量大、品种规格多,除少量有色金属和铸铁外,绝大多数为钢材。其中有钢管、钢板、棒材、工字钢、槽钢、角钢以及铸锻件等。一部分钢材为普通钢,用来制作锅炉的普通结构件,性能要求并不高(主要是一些普通钢结构,是从国家标准中所引用的一些钢号)。另一部分则用来制作高温、高压(或承受高应力)条件下或处于腐蚀性介质中长期工作的元件。这些锅炉钢是综合性能要求很高的材料。 从20世纪50年代起,我国冶金部门、锅炉制造行业和电力部门的科研、生产单位在锅炉钢合金化、冶金生产、焊接和热处理工艺、性能测试、寿命分析诸方面开展了大量的应用研究,形成了我国独特的锅炉用钢体系,有利地保证了火电设备向大容量、高参数的不断发展。从80年代以来,随着我国锅炉制造业与国外的不断交流,也引进了不少国外的优质锅炉钢种进入我国的标准体系。 1.1钢铁的冶炼 1.1.1铁的冶炼 炼铁的主要设备是高炉,高炉炼铁的原料主要是铁矿石、焦炭和熔剂(如石灰石等)。铁的冶炼过程,实质就是将铁矿石中的氧化铁还原成铁的过程。高炉中焦炭本身的碳及其燃烧反应的产物一氧化碳都对氧化铁起还原作用。 1.1.2钢的冶炼 钢与生铁的最主要区别就是碳含量不同,将生铁进行精炼以大幅度降低碳量(和各种杂质)就得到符合要求的钢。精炼所依托的原理主要含有脱碳反应(FeO+C=Fe+CO)、硅锰的氧化反应(2Fe0+Si=2Fe+ SiO2,Fe0+Mn=Fe+MnO)、去磷硫过程(去磷反应2Fe2P+5FeO=P2O5+9Fe,P2O5+4CaO=4 CaO.P2O5,去硫反应FeS+CaO=CaS+FeO)、脱氧反应(沉淀脱氧:将含有Si、Mn、Al等元素的脱氧剂直接加入钢液中,使在钢中的FeO还原,生成不溶于钢液的氧化物,然后

电厂金属材料基础知识

金属材料的基础知识 一、金属材料的分类方法:金属材料分为两大类:即黑色金属与有色金属 1、黑色金属元素:铁、锰、铬 2、有色金属元素:除上述三种元素外,其余称为有色金属元素。 通常将以铁、锰、铬为基的合金称为黑色金属,以铁为基的合金称为钢,以其余金属元素为基的合金称为有色金属。 二、金属材料的表示方法。 钢的编号方法:根据国标GB/T221-2000《钢铁产品牌号表示方法》的规定,一般采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。世界各国的钢号表示方法不一致,主要因为习惯上各自采用本国的国家标准,某部门标准或协会团体标准中的钢号表示方法,这给技术交流等带来很大的不便。 有色金属的编号方法:有色金属及其合金编号方法与钢的编号方法大致相同,都是采用汉语拼音字母,化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。因为铝合金与钛合金分类方法相对简单,放在铝合金和钛合金的材料牌号中一般不出现化学元素符号。 三、合金元素在钢中的作用 铝

金属学整理知识点

1、在体心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(B )。 A、{100}; B、{110}; C、{111} 2、用柏氏矢量可以判断位错的类型,螺型位错的位错线与柏氏矢量(A )。 A、平行; B、垂直; C、相交 3、金属结晶过程中,临界晶核半径r k与过冷度ΔT成(B )。 A、正比; B、反比; C、无关 4、固溶体的晶体结构是(A )。 A、溶剂的晶型; B、溶质的晶型; C、其他晶型 5、一般情况下,磷是钢中的有害元素,它的最大危害是使钢产生(C )。 A、蓝脆; B、热脆; C、冷脆 6、低碳钢拉伸应力-应变图中,σ-ε曲线上对应的最大应力值称为(A )。 A、抗拉强度; B、弹性极限; C、断裂强度 7、Al为面心立方晶格,Mg为密排六方晶格,Cr为体心立方晶格,三种金属塑性变形能力由高到低的顺序是( A )。 A、Al、Cr、Mg; B、Cr、Al、Mg; C、Mg、Al、Cr 8、回复是位错和点缺陷在退火过程中发生运动,从而改变了它们的组态和数量的过程。在低温回复时,主要涉及(B )。 A、位错的滑移; B、点缺陷运动; C、位错的攀移、多边形化 9、淬火介质的冷却速度必须(A )临界冷却速度v c。 A、大于; B、等于; C、小于 10、渗碳体是一种(C )。 A、单相固溶体; B、间隙固溶体; C、间隙化合物 1、在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(C )。 A、{100}; B、{110}; C、{111} 2、用柏氏矢量可以判断位错的类型,刃型位错的位错线与柏氏矢量(B )。 A、平行; B、垂直; C、相交 3、金属结晶过程中,液相向固相转变时,单位体积自由能的变化ΔGv与过冷度ΔT成(A )。 A、正比; B、反比; C、无关 4、固液界面的微观结构分为光滑界面和粗糙界面两类,可用杰克逊因子(热力学因子)α来区分,对于粗糙界面(B )。 A、α≥5; B、α≤2; C、2<α<5 5、铁素体的机械性能特点是(C ) A、具有良好的硬度和强度; B、具有良好的综合机械性能; C、具有良好的塑性 6、金属在塑性变形时,外力所做的功大部分转化为热能,但尚有一小部分保留在金属内部,形成残余应力。残余应力主要以( B )存在。 A、微观内应力; B、缺陷内应力; C、宏观内应力 7、一般情况下,硫是钢中的有害元素,它的最大危害是使钢产生(C )。 A、蓝脆; B、冷脆; C、热脆 8、回复是位错和点缺陷在退火过程中发生运动,从而改变了它们的组态和数量的过程。在高温回复时,主要涉及(B )。 A、位错的滑移; B、位错的攀移、多边形化; C、点缺陷运动 9、过冷奥氏体是指过冷到( B )温度以下,尚未转变的奥氏体。 A、M s; B、A1; C、M f 10、T10钢的含碳量为(B )。

金属材料的基本知识

第一篇金属材料的基本知识 第一章金属材料的主要性能 1 力学性能又称机械性能,金属材料在里的作用下所表现出来的性能 2零件的受力情况:静载荷动载荷交变载荷 3力学性能指标:强度塑性强度冲击韧度疲劳强度 第二章铁碳合金 1过冷:理论结晶温度与实际结晶温度差的现象 2过冷度:理论结晶温度与实际结晶之差 3细化铸态金属粒的主要途径:提高冷却速度,以增加外来晶核采用热处理或塑性加工方法,使固态金属晶粒细化 4金属晶体结构的主要差别:晶格类型晶格常数不同 5铁碳合金组织分为:固溶体金属化合物机械混合物 6纯铁的晶格:体心立方面心立方 7合金:两种或者两种以上金属元素,金属与非金属融合在一起,构成具有金属特性的物质 8元:组成金属的元素成为组元 第三章钢的热处理 1热处理:普通:退火回火淬火正火 表面:表面淬火化学热处理(渗氮渗碳) 2热处理过程:Ar-650°珠光体粗片层珠光体 650-600 索氏体细片层珠光体 600-550 托氏体极细片状珠光体 550-Ms 贝氏体中温区 3加热,保温实现奥氏体化,进行冷却 第二篇铸造 1铸造:将液态金属浇筑到铸型中待其冷却凝固,以获得一定尺寸,形状和性能的毛坯或零件的成形方法 2铸造的特点:可形成形状复杂,有复杂内腔的毛坯试用范围广可直接利用成本低的废机件来切削,费用低3充型:液态合金填充铸型的过程 4充型能力:液态合金充满铸型行腔,获得形状准确,轮廓清晰的铸件能力 5影响充型能力的主要因素:合金的流动性浇注条件铸型填充条件 6铸件断面的三个区域:固相区凝固区液相区 7铸件的实际收缩率与其化学成分浇注温度铸件结构铸型条件有关 8液态合金的流动性的衡量标准:螺旋形式样 9凝固方式:逐层凝固糊状凝固中间凝固 10内应力产生的原因:固态收缩收到阻碍 11内应力分为:热应力机械应力 12冷裂:在低温下形成的裂纹在应力集中拉伸处易产生 13特点:裂纹细小呈连续直线状缝内略微氧化 14热烈:在高温下形成的裂纹 15特点:缝隙宽形状曲折缝内氧化 16石墨形状不同可使铸件获得不同的性能 17优点:优良的减震性耐磨性好缺口敏感性好铸造性能优良切削加工性好 18孕育处理:粗大的石墨片严重的割裂金属基体,使铸铁强度降低,向铁液中加入孕育剂(硅75%的铁轨合剂) 19原理:铁液中均匀悬浮着外来弥散质点,增加石墨结晶核心,使石墨化作用提高,处理后,铸铁石墨细小,分布均匀得到珠光体基体,强度硬度提高 20铜铝合金的熔化特点:金属料不与燃料直接接触,以减少金属的损耗,保证金属纯洁 21以焦炭为原料的坩埚炉或电阻炉来融化 22熔点低,用细沙来造型,凝固收缩率比灰铸铁高,需要安置冒口使其顺序凝固,以便补缩 23手工造型特点:操作灵活大小铸件都可以 24机器造型特点:极大的提高劳动的生产率改善劳动条件铸件尺寸精确表面光滑加工余量小 25机器造芯特点:射沙将填沙和紧沙一起完成 26浇注位置选择原则:重要加工面朝下上表面易产生砂眼,气孔组织不如下表面细致 大平面朝下上表面热辐射强,型砂急剧热膨胀和因强度下降拱起或开裂致上表面开裂 面积大的薄壁部分置于下部或使其垂直或倾斜防止薄壁处洗不到或冷隔缺陷 圆周件应立铸,便于补缩原部分放于铸型上方,顺序凝固 27分型面:应使其平直,数量少避免不必要的型芯和活块,简化造型工艺使其铸件全部或部分位于下箱

金属学与热处理知识点总结

金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容:面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径,八面体、四面体间隙个数;晶向指数、晶面指数的标定;柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容:密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径,密排面上原子的堆垛顺序、 晶胞:在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元,用来分析原子排列的规律性,这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键:失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来,这种结合方式称为金属键。 位错:晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。 位错的柏氏矢量具有的一些特性: ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型;②柏氏矢量的守恒性,即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关;③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直;螺型平行;混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性: ①晶界的能量较高,具有自发长大和使界面平直化,以减少晶界总面积的趋势;②原子在晶界上的扩散速度高于晶内,熔点较低;③相变时新相优先在晶界出形核;④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚;⑤晶界易于腐蚀和氧化;⑥常温下晶界可以阻止位错的运动,提高材料的强度。 二、纯金属的结晶

重点内容:均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系;细化晶粒的方法,铸锭三晶区的形成机制。 基本内容:结晶过程、阻力、动力,过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷;结晶的热力学条件和结构条件,非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏:液态金属中,时聚时散,起伏不定,不断变化着的近程规则排列的原子集团。 过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理:在浇铸前往液态金属中加入形核剂,促使形成大量的非均匀晶核,以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系:液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看,没有过冷度结晶就没有趋动力。根据 T R k ?∝1可知当过冷度T ?为零时临界晶核半径R k 为无穷大,临界形核功(21T G ?∝?)也为无穷大。临界晶核半径R k 与临界形核功为无穷大时,无法形核,所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度,所以液态金属结晶需要过冷度。 细化晶粒的方法:增加过冷度、变质处理、振动与搅拌。 铸锭三个晶区的形成机理:表面细晶区:当高温液体倒入铸模后,结晶先从模壁开始,靠近模壁一层的液体产生极大的过冷,加上模壁可以作为非均质形核的基底,因此在此薄层中立即形成大量的晶核,并同时向各个方向生长,形成表面细晶区。柱状晶区:在表面细晶区形成的同时,铸模温度迅速升高,液态金属冷却速度减慢,结晶前沿过冷都很小,不能生成新的晶核。垂直模壁方向散热最快,因而晶体沿相反方向生长成柱状晶。中心等轴晶区:随着柱状晶的生长,中心部位的液体实际温度分布区域平缓,由于溶质原子的重新分配,在固液界面前沿出现成分过冷,成分过冷区的扩大,促使新的晶核形成长大形成等轴晶。由于液体的流动使表面层细晶一部分卷入液体之中或柱状晶的枝晶被冲刷脱落而进入前沿的液体中作为非自发生核的籽晶。 三、二元合金的相结构与结晶 重点内容:杠杆定律、相律及应用。 基本内容:相、匀晶、共晶、包晶相图的结晶过程及不同成分合金在室温下的显微组织。合金、成分过冷;非平衡结晶及枝晶偏析的基本概念。 相律:f = c – p + 1其中,f 为 自由度数,c 为 组元数,p 为 相数。 伪共晶:在不平衡结晶条件下,成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金也可能得到全部共晶组织,这种共晶组织称为伪共晶。 合金:两种或两种以上的金属,或金属与非金属,经熔炼或烧结、或用其它方法组合而成的具有金属特性的物质。 合金相:在合金中,通过组成元素(组元)原子间的相互作用,形成具有相同晶体结构与性

常见金属材料基础知识

常见金属材料基础知识 第一章概述 在机械、工程等工业领域中,采用的材料种类及品种繁多、涉及范围及其广泛。其分类如下: 铁 黑色金属 碳钢 合金钢 金属材料1 轻有色金属 有色金属 重有色金属 稀土金属 合成塑料 有机非金属材料 合成橡胶 合成纤维 树脂基复合材料 非金属材料 复合材料 金属基复合材料 非金属基复合材料 陶瓷材料 玻璃材料 无机非金属材料 石磨及碳 工程材料 (基本材料) 木材、水泥、混凝土等 1 金属组织 金属:具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小,富有延性和展性等特性的物质。金属内 λ 部原子具有规律性排列的固体(即晶体)。 合金:由两种或两种以上金属或金属与非金属组成,具有金属特性的物质。 λ 相:合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 λ 固溶体:是一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体,固 λ 溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。 固溶强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。 λ 化合物:合金组元间发生化合作用,生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。 λ 机械混合物:由两种晶体结构而组成的合金组成物,虽然是两面种晶体,却是一种组成成分,具有独立的机械性能。 λ

随着生产的迅速发展,特别是电子产业、航空航天技术的突飞猛进,不断地对材料的性能2提出了愈来愈高的要求。而传统单一材料往往不能全面满足强度、韧性、重量和稳定性等方面的要求,为使各种材料之间的优点互补,获得性能更加优越的材料,人们研制出各种新型复合材料。就是由两种或两种以上不同材料的组合材料,其性能通常兼有组成材料的各种优点,有着非常广阔的发展前景。 中国经过几十年的努力,钢铁工业已同过去的仅能生产100 多个钢种、400 多个品种的钢材发展到现在能生产1000 多个钢种、4 万多个品种的钢材,特别是国防工业和高精尖技术,包括原子弹、氢弹、导弹、核潜艇、通讯卫星、火箭等需要的关键金属3材料。都已由国内自行研制开发成功,最大限度满足了其需要。 2 金属材料性能 为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在 冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。 材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性 能(机械性能)。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 1)机械性能(力学性能):机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 λ 屈服点(бs):称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L。 λ 时应力值,单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。 抗拉强度(бb)也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。 λ 延伸率(δ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。 λ 断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。 λ 硬度:指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC) λ 冲击韧性(Ak):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/厘米2(J/cm2). λ 2)工艺性能:指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 铸造性能:指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能,主要包括流性能、充满铸模能力;收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力;偏析指化学成分不均性。 λ 焊接性能:指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法,把两个或两个以上金属材料焊接到一起,接口处能满足使用目的的特性。 λ 顶气段性能:指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 λ 冷弯性能:指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α(外角)或弯心直径d λ对材料厚度a 的比值表示,a 愈大或d/a 愈小,则材料的冷弯性愈好。 冲压性能:金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 λ 锻造性能:金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。 λ 3)化学性能:指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 耐腐蚀性:指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 λ 抗氧化性:指金属材料在高温下,抵抗产生氧化皮能力。 λ 3 本简要读本中未涉及胶泥、涂料、化学品、核材料等。 第二章金属材料 金属材料是应用最广泛的材料,目前仍占据材料工业的主导地位。从常用材料标准数据中,我们可以发现包括九大类约1200 余种常用材料,它们包括黑色金属的型钢、钢板及钢带、钢管、钢丝、钢丝绳,有色

金属学常考知识点

1.fcc晶体结构中原子在(111)面上的堆垛方式为ABCABC,hcp晶体结构中原子在(0001)面上的堆垛方式为ABAB;简单立方晶体结构中原子在(100)面上的堆垛方式为AA,在(110)面上的堆垛方式为ABAB。 2.纯金属的结晶需要具备两个条件,即结构起伏和能量起伏;从热力学角度,纯金属的结晶需要过冷度;固溶体的结晶还需要成分起伏。 3. 均质形核形成临界晶核时,形核功相当于表面 自由能的1/3,体积自由能的变化能够补偿2/3 的表面自由能。 4. 工业纯铁 F.C< 0.0218%亚共析钢和 F + P (+Fe3C III)。0.0718%

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