工程材料及热加工工艺
工程材料及热加工—钢的热处理工艺
2.2.4钢的淬透性 • 定义：淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力。它是 钢的固有属性，也是选材和制订热处理工艺的重要依据 之一。
• 影响因素：钢的临界冷却速度； 过冷奥氏体的稳定性。 • 评定方法：用钢在一定条件下淬火所获得的淬透层深 度或临界淬透直径(Dk)来表示。 ⑴淬透层的深度定义为由表面至半马氏体区的深度。 半马氏体区的组织是由50%马氏体和50%分解产物所组 成。 ⑵指圆柱状钢试样在规定的淬火介质中能全部淬透的 最大直径。当冷却介质一定时，Dk愈大，淬透性愈好。 • 测定方法：最常用的方法是末端淬火法，简称为端淬 法。
•
三、钢的回火
• • 定义：是将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度，保 温一定时间，然后冷却至室温的一种热处理工艺。 目的： 减小或消除淬火应力； 提高钢的塑性和韧性，获得良好的综合力学性能； 稳定组织和工件尺寸。 分类及应用： ⑴低温回火(150~250℃) 组织为回火马氏体。 （ 58～64HRC ） 部分降低钢中残余应力和脆性，而保持钢在淬 后所得到的高强度、硬度和耐磨性。 广泛应用于工具、量具、滚动轴承、渗碳工件 以及表面淬火工件等。
2.2.2淬火冷却介质 最常用的是水、盐水、油、熔盐。 水：形状简单、截面尺寸较大的碳钢。（高温慢，低温快） 盐水：高温快，低温快。 油：合金钢或小尺寸碳钢件。 （高温太慢，低温慢） 熔盐（盐浴）：形状复杂、变形要求严格的件。最接近理 想冷却介质。
2.2.3淬火方法 • 单液淬火：在一种介质中连续冷却获得马氏体。 操作简单，易于自动化，易于产生缺陷，适 用于形状简单的小件。 • 双液淬火：先后在两种介质中冷却。 操作复杂，难以控制。 • 分级淬火:淬入稍高于Ms的介质中，待内外温差一致后 取出，缓冷得到马氏体。 减少应力和变形，适用于小件。 • 等温淬火：淬入稍高于Ms的介质中，等温转变为下B。 强度高，塑性、韧性好，应力小，变形小， 多用于形状复杂、要求高的工件。
热加工工艺
热加工的对象是各种工程材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
将改变制造对象的形状尺寸、相应对象位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程称为工艺过程。
砂型铸造工艺过程包括三个基本阶段：准备铸型、浇注金属、落砂清理。
整模造型是将铸件的最大截面在端部并作为一个平面，即分型面，且模样全部放在一个砂箱内造型。
分模造型是将铸件最大截面在中部或空心轴线上，需以最大截面为分型面，将模样分成两半并分别造型、造芯，然后再合箱成铸型。
挖砂及假箱造型挖砂铸件的最大截面一般在端部并为一个曲面，且模样有不便分成两半，造型时常需要将下半型中阻碍起模的型砂挖掉，以便取出模样。
活块与三箱造型活块造型铸件侧面有小凸台而影响起模，可将凸起部分作成可嵌卸的活块，先取出主模样后取出活块；三箱造型铸件两头大而中间截面小，用一个分型面取不出模样需要从小截面处分开模样，用两个分型面、三个砂箱造型。
铸造成形的质量不仅与铸造成形的方法有关，还与金属熔炼与浇注、金属冷凝、型腔条件及模样等工艺相关，影响铸件质量的关键因素是液态金属的充型能力及凝固收缩性能。
液态金属充满铸型型腔，获得形状完整及轮廓清晰铸件的能力，充型能力的强弱取决于液态金属的自身的流动性、浇注温度及填充条件。
液态金属的流动性是指液态金属自身的流动能力。
灰铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。
共晶成分的合金和金属铸件，在恒温条件下由表及里、呈依次逐层结晶。
亚共晶成分的合金随含碳量高低有两种形式。
当含碳量降低结晶温度范围大呈糊状结晶，结晶温度适中则介于逐层和糊状结晶之间。
浇注温度过低会出现浇注不足和冷隔等缺陷。
适当提高浇注温度可以改善合金的流动性，温度过高时会使铸件夹杂、缩孔、缩松和粘砂等缺陷。
在保证充型能力足够的前提下，尽可能的降低浇注温度。
湿砂型含水量高，透气性不好，大量水蒸气与液态金属形成对流，阻碍充型并降低流动性，从而使铸件产生大量的气孔、夹杂、冷隔及浇不足等缺陷，故采用烘干铸型和热铸型。
机械工程材料与热加工工艺试题与答案
一、名词解释：１、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。
２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。
２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：下料锻造正火机加工调质机加工（精）轴颈表面淬火低温回火磨加工指出：1、主轴应用的材料：45钢2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回四、选择填空（20分）１．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d）（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大（c）无影响（d）上述说法都不全面２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。
（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理4．制造手用锯条应当选用（a ）（a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火5．高速钢的红硬性取决于（b ）（a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ）（a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火8. 二次硬化属于（d）（a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b）（a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性（b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工１０.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）（a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火五、填空题(20分)1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。
机械工程材料与热加工工艺1第二章
fcc 4 12 74% 0.41r γ-Fe.AI.Cu. 最紧排列
bcc 2 8 68% 0.29r α-Fe.Cr.W. 次紧排列
hcp 6 12
74% 0.41r Mg.Zn.Be 最紧排列
三、金属的实际晶体结构与晶体缺陷
1. 单晶体 多晶体
单晶体具有各向异性
晶体的各向异性： 晶体不同方向上的性能差异
工业用金属一般是多晶体---- 多个单晶体（晶粒） 组成 呈现出各向同性
几个名词：晶界
亚晶粒:晶粒内部不同晶格位向的区域.
亚晶界
2、实际金属的晶体缺陷
金属中原子排列的不完整性 (1)点缺陷—空位,间隙原子（离位原子）.
置换 原子 特点：三维尺寸都很小 (2)线缺陷—位错（位错线） 特点：二维尺寸都很小，另一维尺寸相对较长 以位错密度表示 “ρ” 单位 cm/cm3或cm2 (3)面缺陷—晶界,亚晶界 “亚晶”（界） 特点：一维尺寸很小，另二维尺寸相对较大 晶体缺陷并非一成不变
┗溶质原子溶入溶剂中形成的固溶体,使金
属的强度.硬度升高的现象称为固溶强化。
一种强化方式，提高材料机性的主要途径 之一
固溶体σb↑. HB↑,但仍不高,仍保持相当δ.ak,工 业常用作基本相,还需强化相---金属化合物。
2.金属化合物
合金中的两组元相互作用而形成的一种新相，它 的晶体结构.性能.熔点与两组元都不同，并具有金 属特征，这种相称为金属化合物 。
二元合金相图的基本类型
各组元仍保持原来的晶格类型；强度.硬度高于单 一固溶体，但塑性、可锻性不如单一固溶体。 ∴ 锻钢先加热→单一固溶体（A），再锻打。
组织----显微镜下看到的具有一定形貌或形态的部 分称为组织。有单相.多相
工程材料及热加工—钢的热处理原理
一、概述 二、钢的热处理原理
一、概述
1、定义： 将钢在固态下通过不同的加热、保温、冷却来改变金属 整体或表层的组织，从而改善和提高其性能的一种热加工 工艺。 工艺曲线：
2、目的： • 充分发挥材料的性能潜力。 • 调整材料的工艺性能和使用性能。
3、分类： • 普通热处理：整体穿透加热 • 表面热处理：表层的成分、组织、性能 • 特殊热处理：形变热处理、真空热处理
⑶ 马氏体型转变 • 定义：是指钢从奥氏体状态快速冷却(即淬火)而发生的无扩散型相变， 转变产物称为马氏体，马氏体是碳溶于α-Fe中的过饱和间隙式固溶体， 记为M。 • 转变特点：⑴无扩散性： ⑵降温转变: 过冷奥氏体向马氏体转变的开始温度用Ms 表示。而马氏体转变的终了温度用Mf表示。马氏体转变量是在Ms~Mf 温度范围内，通过不断降温来增加的。由于多数钢的Mf在室温以下， 因此钢快冷到室温时仍有部分未转变的奥氏体存在，称之为残余奥氏 体，记为Ar。 • 组织形态：钢中马氏体的形态很多，其中板条马氏体和片状马氏体最 为常见。 ⑴板条马氏体: 低碳钢＜0.2﹪中的马氏体组织是由许多成群的、相互平 行排列的板条所组成，故称为板条马氏体。板条马氏体的亚结构主要 为高密度的位错，故又称为位错马氏体。
二、钢的热处理原理
1、钢的临界温度 铁碳合金相图中组织转变的临界温度A1、A3、Acm 是在极其缓慢的加热和冷却条件下测定的。而在热处理中， 加热和冷却并不是极其缓慢的，和相图的临界温度相比发 生一定的滞后现象，也就是通常所说的需要有一定的过热 和过冷，组织转变才能充分进行。与相图上A1、A3、Acm 相对应，通常把实际加热时的临界温度用Ac1、Ac3、 Accm 表示，把实际冷却时的临界温度用Ar1、Ar3、Arcm 表示。
机械工程材料与热加工工艺
机械工程材料与热加工工艺摘要：本文主要阐述了机械工程材料的主要性能及其应用，同时说明机械工程材料热加工工艺，其中包括钢铁生产与质量、钢的热处理、低合金钢和合金钢、铸铁以及有色金属及其合金等。
关键词：机械工程；工程材料；热加工工艺引言：机械工程材料种类繁多，其中最为常见就是有色金属材料，要根据有色金属材料特点，采用正确的制造技术和加热工艺，有效增强有色金属强度和耐腐蚀性等，确保所制作出的零部件，其质量和性能都有显著增强。
1机械工程材料的主要性能及其应用机械工程各类产品多数都是由种类繁多、性能各异的金属材料和非金属，通过正确加工所制作出的零部件共同构成的。
金属材料的机械性能主要是指金属材料在各种形式的外力作用下，抵抗变形和断裂的能力，判断金属机械性指标包括金属材料强度、塑性和硬度等。
金属材料在受力时抵抗产生弹性的能力则称为刚度。
金属材料的硬度主要是指材料抵抗外物压力的能力，硬度越高，金属材料抵抗局部塑性变形的能力就越大。
通常材料的硬度越高，其耐磨性就越强，强度和硬度间存在着内部联系。
金属冲击韧性是材料在冲击荷载作用下，抵抗断裂的能力，现阶段机械工程技术常用一次摆锤冲击弯曲试验，测定材料受冲击荷载能力。
机械工程所用零件种类较多，如发动机设备中的曲轴、连轴等，该类零件常在交变荷载下工作。
此外，转动轴等零件虽然受到的荷载无法随时间交替变化，但零件本身是能够旋转的。
以该两种情况为背景，零部件中都会产生随时间变化的应力，该种应力即称为“交变应力”。
此外，以此种情况为背景工作的零部件，其最大应力要低于材料在静荷载小的极限，但经过长期工作的磨损，难免会出现断裂等情况，引发断裂事故。
所以，要采取有效措施避免断裂事故发生。
制造零部件和选用工艺时，要充分考虑所选材料的工艺性能，如低碳钢有着较强的塑性成形性能和可焊性，所以常被用作制造量器和刀具等[1]。
2机械工程材料表面处理方法机械工程材料表面处理方法主要包括强化处理法、表面防护处理法、涂料涂装法和氧化处理法，其中，强化处理法即可分为表面覆盖层强化法、表面表型强化法两种，表面覆盖层强化法指的是在材料表面，获得特殊性能的覆盖膜，以此增强材料表面的刚度、硬度和耐疲劳性，增强材料质量。
工程材料及热工艺课后习题答案
材料工程及热工艺（陈培里版）课后习题答案第二章2、金属具有哪些特性？请用金属键结合的特点予以说明。
答案要点：特性：好的导电、导热性能，好的塑性；强度、硬度有高有低，熔点有高有低，但机械行业常用那些好的综合力学性能（强度、硬度、塑性、韧性）、好的工艺性能的材料；金属键：由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。
在金属晶格中，自由电子作穿梭运动，它不专属于某个金属原子而为整个金属晶体所共有。
在外电场作用下，自由电子定向运动，产生电流，即导电。
这种结构，很容易温度变化时，金属原子与电子的振动很容易一个接一个传递，即导热。
当金属晶体受外力作用而变形时，尽管原子发生了位移，但自由电子的连接作用并没变，金属没有被破坏，故金属晶体有较好的塑性、韧性。
因为金属键的结合强度有高有低，故金属的强度、硬度、熔点有高有低。
6、实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对力学性能有何影响？答案要点：存在着点缺陷（空位、间隙原子、置换原子），线缺陷（位错），面缺陷（晶界、亚晶界）。
点缺陷引起晶格畸变，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。
线缺陷很少时引起各项力学性能均下降，当位错密度达一定值后，随位错密度升高，强度、硬度升高，塑性、韧性下降，机械制造用材中位错密度基本均大于这一值。
面缺陷的影响力：晶界越多(即晶粒越细)，四种机能均升高。
7、晶体的各向异性是如何产生的？为何实际晶体一般都显示不出各向异性？答案要点：因为理想晶体中原子作规则排列，不同方向的晶面与晶向的原子密度不同，导致不同方向的原子面的面间距、原子列的列间距不同，即不同方向的原子间的作用力不同，也就体现出各向异性。
实际晶体常为多晶体，各种晶面、晶向沿各个方向的分布机率均等，所以各向同性。
第三章1、从滑移的角度阐述为什么面心立方金属比体心立方和密排六方金属的塑性好？答案要点：塑性变形的实质是滑移面上的位错沿滑移方向滑移造成的，而滑移面是晶体中的密排面，滑移方向是密排方向。
工程材料与热加工
• (2)碳纤维增强复合材料
• 这种复合材料与玻璃钢相比，其抗拉强度高，弹性模量是玻璃
钢的4～6倍。玻璃钢在300℃以上，强度会逐渐下降，而碳纤维 的高温强度好。玻璃钢在潮湿环境中强度会损失15％，碳纤维 的强度不受潮湿影响。 • 此外，碳纤维复合材料还具有优良的减摩性、耐蚀性、导热性 和较高的疲劳强度。
胶
氯丁 橡胶
（ＣＲ）
２５～ ８００～ － ３５～ ２７ １０００ １３０
3．常用塑料的性能及应用
• (1)热塑性塑料
• ① 聚氯乙烯(PVC)
分为硬质和软质两种。硬质聚氯乙烯强度较高， 绝缘性和耐蚀性好，耐热性差，在－15～60℃温度范 围使用，用于做灯头、插座、开关阀门。软质聚氯乙 烯强度低于硬质聚氯乙烯，伸长率高，绝缘性较好， 耐蚀性好，用于农用和工业用包装薄膜、电线、电缆 的绝缘层，因其有毒，不能包装食品。 ②聚乙烯(PE) 按生产工艺不同，分为高压聚乙烯、低压聚乙烯。 高压聚乙烯化学稳定性高，柔软性、绝缘性、透明性、 耐冲击性好，宜吹塑成薄膜、软管、塑料瓶等。低压 聚乙烯硬度较高、耐蚀性、绝缘性好，用于制造腐蚀 设备的零件、电器绝缘材料。
聚氨 酯橡 胶
（UR）
300～８ 80 ００ ５０～5 －７ ００ 0～275 1００～5 － 50～
硅橡 胶
耐高温、耐低温性突出， 各种管接头， 耐臭氧、耐老化、电绝 高温使用的垫 缘、耐水性优良，无毒 圈、衬垫、密 无味。强度低、不耐油 封件，耐高温 的电线、电缆 包皮 耐腐蚀性突出、耐酸、 耐碱、耐强氧化剂能力 化工容器衬里、 发动机耐油、
8.2.3常用特种陶瓷
• 1结构陶瓷
氧化铝陶瓷
主要成分是Al2O3。强度比普通陶瓷高2～6倍，硬度高(仅低于金刚石)；耐 高温（陶瓷可在1400℃时长期使用，空气中使用温度最高为1980℃），高温 蠕变小；耐酸、碱和化学药品腐蚀，绝缘性好。脆性大，不能承受冲击。用 于制作高温容器(如坩埚)，内燃机火花塞；切削高硬度、大工件、精密件的 刀具；耐磨件(如拉丝模)；化工、石油用泵的密封环；高温轴承；纺织机用 高速导纱零件等。
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材料及热加工复习资料2工程材料及热加工工艺绪论一.课程的任务及内容工艺方法工程材料———加工工艺———产品件装配试车工艺过程基本知识热加工冷加工成分.组织.性能铸.锻.焊.热（切削加工）关系.应用性质：机械类各专业必修的一门综合的技术基础课。
任务：使学生获得有关金属学.钢的热处理.常用的金属材料及加工的基础知识，培养学生合理选材.确定热处理方法及安排工件加工工艺路线的初步能力。
先修课：物理.化学.机械制图.金工实习等，与材料力学. 机械设计等关系密切。
作用：打基础为后续课为专业课为工作实践二．材料及发展趋势钢：碳钢. 合金钢. 铸钢….黑色金属金属材料铁： HT. QT. 合金铸铁… Cu及Cu合金有色金属 AI及AI合金工程材料其它：轴承…普通无机非金属材料陶瓷材料例特种非金属热塑性材工程塑料料工程塑料通用塑料热固性有机高特种塑料分子材料橡胶金属材料 + 非金属材料 = 复合材料结构材料机性. 物性. 化性工程材料（应用）功能材料特异物化性能. 超导.激光材料……三.金属材料的应用.特点.陶瓷. 高分子材料发展速度很快，但还不能全面代替传统的金属材料。
金属材料各行各业应用广泛。
原因：金属材料可满足各种各样的性能。
具体： 1. 一般均具有优良的机械性能；2. 具有优良的物理性能；3. 具有优良的工艺性能；热处理较大范围改变金属材料的性能。
四.影响金属材料性能的因素1. 化学成分决定组织. 性能2. 处理工艺内部组织变化性能与微观组织有关。
第一章金属材料的力学性能物理性能导电.热.磁.密度.熔点化学性能耐蚀.热.酸.抗氧化使用性能其它性能耐磨性.承受磨损耐久程度.综合性机械性能外力作用下表现的性能，变形.失效性能（力学性能）铸造性能流动性.收缩性.吸气性…工艺性能塑性成形性可锻性.冲压性（加工性能）焊接性热处理工艺性切削加工性根据使用性选择材料用途选材.选工艺性能是基础根据加工性选择加工方法机械性能（力学性能）是设计零件选材的依据，控制材料质量的重要参考。
六大性能九大指标强度σb σSσ0.2塑性δ ψ刚度 E力学性能指标布氏 HBS HBW硬度洛氏 HRA HRB HRC维氏 HV冲击韧性 Aku aku( Akak)疲劳强度σ-1 §1 刚度.强度.塑性作拉伸试验 GB228-87 低碳钢拉伸试样OE 弹性阶段符合虎克定律呈线形关系E 弹变点S 平台屈服阶段（流动阶段）S点屈服点拉伸图（拉伸曲线）载荷和变形量（伸长量）F-ΔL或应力-应变图σ(F/S0)-ε(ΔL/L0)拉伸过程瞬间自动记录 F与ΔL塑性材料>σb 不均匀变形缩颈→断裂脆性材料>σb 断裂一.刚度抵抗弹变的能力指标弹性模量 EσE=——─ (N/mm2 ) 弹性范围内. 应力与应变的比值（或线形关系.正比）εE↑ 刚度↑ 弹性变形小二. 强度材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。
常温静载1.屈服点S 屈服强度表征材料对产生明显塑性变形的抗力有明显的屈服现象屈服点：产生屈服时的应力屈服强度（屈服极限）FSσS=----- (N/mm2)S2.名义屈服强度（条件屈服强度）σ0.2无明显屈服现象的材料高碳钢.铝.铜F0.2--产生0.2%残余塑性变形时的载荷σ0.2=-------S规定：残余伸长为0.2%的应力σr0.2或者非比例伸长为0.2%的应力σp0.20.2%是条件屈服强度的“条件”3. 抗拉强度σb拉断前承受的最大应力Fbσb= -------- (N/mm2)S表征了材料抵抗最大均匀变形的能力Fb即断裂载荷σb . σS（σr0.2σp0.2）两个重要力学性能指标，是零件选材强度设计主要依据。
屈强比σS / σb↓ 可靠性↑ 利用率↓三. 塑性外力作用下产生永久变形而不破坏的能力两个衡量指标δ ψ 1.断后伸长率（相对延伸率）δL 1 - L.δ =----------╳ 100% 与标距长度有关 L↑ δ↓L短试样 L0.=5 dδ5长试样 L0.=10 dδ10同一材料δ5≠δ10δ5>δ10不能比较2.断面收缩率ψS0– S1ψ =----------╳ 100% 不受标距尺寸影响，可靠反映材料塑性Sδ↑ ψ↑ 塑性↑ 与负荷无关一般塑材δ > 2~5 % 低碳钢脆材δ < 2~5 % HT注意：塑性好处（1）零件一旦超载，不致突然断裂破坏（2）是压力加工的必要条件§2. 冲击韧性（韧性）抵抗冲击载荷下断裂的能力应变速度 >1%/S为冲击； <1%/S为静载荷冲击试验法 GB229-84 冲击试样试验机冲击吸收功 AKU= W( H-h) 单位J或 Kgf .m ( 1 Kgf .m =9.8 J) 从表盘读出AKUaku=-------------- J/cm2或Kgf/cm2冲击韧度S akuU 型缺口a kv V 型缺口同一材料akv< aku，脆性↑ 韧性↓ 取决于材料本身.试样形状.尺寸.温度。
用来估计在使用时是否发生脆性断裂，只是一个相对指标，不能用于设计计算。
温度↓ AK aK↓ 冷脆现象T K 脆性转变温度〈Tk.温度脆性↑↑§3. 疲劳强度材料承受交变应力的能力. 交变载荷交变应力：大小和方向随时间作周期性变化交变应力σ<σb 甚至σ<σs材料断裂称“疲劳破坏”. 是危险的疲劳强度：材料在无数次应力循环而不发生疲劳破坏的最大应力值称为疲劳强度。
σ-1表示对称循环时疲劳强度循环基数一般钢材 106~107次有色金属108次单位 N/mm2影响因素：不仅与材料有关，而且受零件尺寸形状.表面质量等因素影响。
∴↑σ-1：保证材料本身内在质量；零件结构形状避免应力集中；表面强化（淬火.喷丸.滚压等），↑表面光洁度。
§4. 硬度材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力衡量材料软硬的指标常用压入法常用硬度指标布氏洛氏维氏一. 布氏硬度测量压痕面积根据GB231-84HBS 淬火钢球压头 <450 硬度不高.软钢.铸铁.有色. 示为╳ ╳ ╳HBSHBW 硬质合金球压头 <650 示为╳ ╳ ╳ HBW 不常用表示例：200 HBS10/1000/30测量直径查表★ 用淬火钢球压头准确不用于成品不能测淬火钢件常用于测 <450 HBS 原材料.毛坯.退火.正火. 调质钢件. 铸铁.有色.二. 洛氏硬度测量压痕深度hK-h K 常数HR =-------- 无单位0.002★ 有三种指标金刚石圆锥压头 HRC 载荷10+140Kgf 测淬火硬化钢件金刚石圆锥压头 HRA 载荷 10+50Kgf 测淬火更硬薄层淬火钢球压头 HRB 载荷 10+90Kgf 测软.未淬火钢件.直接读数，用于成品件或较薄材料的硬度，但不如布氏硬度准确三. 维氏硬度顶角1360的金刚石四棱锥载荷小、范围大 5–120 Kgf可测软、硬材料 ..测两对角线均值查表标注 640HV30/20麻烦少用洛氏硬度不能测时才用维氏硬度测表面硬化层.电镀层.氮化层.薄片金属第二章、金属及合金的结构与结晶§1. 金属的结构与结晶一.金属键与金属的特性金属键：金属原子是依靠正离子和自由电子的相互吸引而结合起来的，这种结合方式称为金属键。
金属的特性光泽良好的导电性良好的导热性良好的塑性二.金属的晶体结构1.晶体的概念晶体有规则周期性重复排列固体非晶体无规则晶格：表示晶体中原子排列的空间格子。
“点阵”晶胞：构成晶格的最基本单元。
代表意义结点：晶格中的每个点。
平衡位置晶格常数：晶胞的各边尺寸a. b. c。
大小以Å为单位（1Å=10-10m），晶胞中各边夹角分别以α.β.γ表示。
a =b =c α=β=γ =900该晶胞称简单立方晶胞，简单立方晶格晶面：晶格中各方位的原子面。
晶向：晶格中各方位的原子列。
2常见的三种金属晶格两个参数：（1）配位数：晶格中任一个原子周围紧邻.等距的原子数目。
愈大愈紧密（2）致密度：晶胞中原子所占的体积与晶胞的体积之比。
n·v致密度k=--------% 致密度↑ 紧密程度↑晶格类型面心立方晶格fcc体心立方晶格bcc密排六方晶格hcp晶格常数 a a a.c.c/a=(8/3)1/2=1.633原子半径21/2·a=4r31/2·a=4r d=a=2r原子半径r （21/2/4）·a（31/2/4）·a（1/2）·a晶胞原子数n 4 2 6晶胞体积v a3=(4r/21/2)3a3=(4r/31/2)33· 21/2a3=24· 21/2r3配位数12812致密度74%68%74%最大间隙半径0.41r 0.29r0.41r代表金属γ-Fe.AI.Cu.Niα-Fe.Cr.W.β-Ti Mg.Zn.α-Ti.Be结论最紧密排列次紧密排列最紧密排列晶面.晶向及其原子密度晶面：晶格中各方位的原子面。
排列相同位向一致一组平行原子面称为一种晶面用晶面指数来描述晶面指数：表示晶面空间方位的符号。
晶向：晶格中各方位的原子列。
排列相同位向一致一组平行原子列或行称为一种晶向用晶向指数来描述晶向指数：表示原子列空间方位的符号。
(1) 立方晶格中晶面指数的确定方法a. 结点为坐标系原点0，晶胞中三条棱边为空间坐标轴X. Y. Z；b. 以晶格常数 a. b. c为单位求出晶面在三个坐标轴上的截距；c. 取其截距的倒数；d. 将各倒数化为最小整数，并加圆括号，如（100）.（110）.（111）为普通形式。
晶面族：晶体中原子排列相同而空间位向不同的各组晶面可归为一个晶面族。
指数外加大括号{ } 例：（100）.（010）.（001）归为{100}晶面族立方晶格中三种重要的晶面族{100}.{110}.{111} (2) 立方晶格中晶向指数的确定方法a. 结点为坐标系原点0，晶胞中三条棱边为空间坐标轴X. Y. Z；b.过原点作一直线，使其平行于待求晶向，读出该方向上任一点的空间坐标值；c.将坐标值化为最小整数，并加上方括号[ ]，即晶向指数。
如 [100].[110].[111]三种重要晶向为普通形式∴ [ ]表示一组相互平行的晶向，而不是仅仅表示某一原子列的方位。
所有原子排列相同而空间位向不同的各组晶向可归为一个晶向族。
用< >表示例如：[100].[010].[001]属<100>晶向族<100>.<110>.<111>为立方晶格中三种重要的晶向族。
(3) 晶面及晶向的原子密度晶面的原子密度：通常以该晶面单位面积实际占有的原子数来表示。