兰州交通大学工程材料总复习ppt课件

晶格中一部分晶体相对另一部分晶体沿某一晶面发 生局部滑移, 滑移面上滑移区与未滑移区的交接线.
③ 面缺陷——晶界和亚晶界
亚晶粒：组成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小 晶块。亚晶界：亚晶粒之间的交界面。
④ 晶界的特点：
Hale Waihona Puke Baidu
原子排列不规则；阻碍位错运动；熔点低；耐蚀性
低；产生内吸附；是相变的优先形核部位。
⑸ 固溶体与化合物的区别：①结构；②性能；③表达
方式
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• 合金元素在钢中的作用
1、强化铁素体；
2、形成化合物——第二相强化
3、扩大（C,Mn,Ni,Co）或缩小（Cr,Si,W,Mo）A相区
4、使S、E点左移
5、影响A化
6、溶于A(除Co外), 使C曲线右移, Vk减小, 淬透性提高.
⑹ 断裂韧性：材料抵抗内部裂纹扩展的能力。指标 为K1C。
2、化学性能
⑴ 耐蚀性：材料在介质中抵抗腐蚀的能力。
⑵ 抗氧化性：材料在高温下抵抗氧化作用的能力。
3、耐磨性：材料抵抗磨损的能力。
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5
㈡ 工艺性能
1、铸造性能：液态金属的流动性、填充性、收缩率、 偏析倾向。
2、锻造性能：成型性与变形抗力。
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㈡ 合金的晶体结构 合金：由两种或两种以上元素组成的具有金属特性
的物质。如碳钢、合金钢、铸铁、有色合金。
相：金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与其 他部分有界面分开的均匀组成部分。
1、固溶体：与组成元素之一的晶体结构相同的固相.
⑴ 置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格结点位置形
成的固溶体。多为金属元素之间形成的固溶体。
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3
条件屈服强度 0.2—残余塑变为0.2%时的应力。 疲劳强度 -1—无数次交变应力作用下不发生破坏的
最大应力。
⑶ 塑性：材料断裂前承受最大塑性变形的能力。指 标为、。
⑷ 硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力。指标为 HB、HRC。
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4
⑸ 冲击韧性：材料抵抗冲击破坏的能力。指标为αk. 材料的使用温度应在冷脆转变温度以上。
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金属的晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多； 需要协调的具有不同位向的晶粒越多，使得金属塑性 变形的抗力越高。
晶粒越细，单位体积内同时参与变形的晶粒数目越多, 变形越均匀，在断裂前将发生较大塑性变形。强度和 塑性同时增加，在断裂前消耗的功大，因而韧性也好.
细晶强化：通过细化晶粒来提高强度、硬度和塑性、 韧性的方法。
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7
⑵ 三种常见纯金属的晶体结构
晶格常数
体心立方 a
面心立方 a
密排六方
a、c
原子半径
3a
4
2a 4
1a 2
原子个数
2
4
6
配位数
8
12
12
致密度
0.68
0.74
0.74
滑移面
{110}×6
{111} ×4 六方底面×1
滑移方向 <111> ×2
<110> ×3 底面对角×3
滑移系
12
12
3
常见金属 -Fe、Cr、W ;-Fe、Ni、Al Mg、Z8n
弱碳化物形成元素：Mn、Fe
如Fe3C
⑶ 性能比较：强度：固溶体纯金属
硬度：化合物固溶体纯金属
塑性：化合物固溶体纯金属
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⑷ 金属化合物形态对性能的影响
① 基体、晶界网状：强韧性低
② 晶内片状：强硬度提高，塑韧性降低
③ 颗粒状：
弥散强化：第二相颗粒越细，数量越多，分布越均匀, 合金的强度、硬度越高，塑韧性略有下降的现象。
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⑵ 间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成 的固溶体。
为过渡族金属元素与小原子半径非金属元素组成。
铁素体：碳在-Fe中的固溶体。
奥氏体：碳在-Fe中的固溶体。
马氏体：碳在-Fe中的过饱和固溶体。
固溶强化：随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度
提高，塑性、韧性下降的现象。
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马氏体的硬度主要取决于其含碳量，并随含碳量增加 而提高。
《机械工程材料》
总复习
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1
结晶 塑性变形
热处理
工业用钢 铸铁
有色金属及其合金
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纯金属 合金
使用性能 工艺性能
2
一、性能
㈠ 使用性能
1、力学性能
⑴ 刚度：材料抵抗弹性变形的能力。
指标为弹性模量：E=/
⑵ 强度：材料抵抗变形和破坏的能力。指标：
抗拉强度 b—材料断裂前承受的最大应力。
屈服强度 s—材料产生微量塑性变形时的应力。
⑵ 金属化合物：与组成元素晶体结构均不相同的固相.
① 正常价化合物 如Mg2Si ② 电子化合物 如Cu3Sn ③ 间隙化合物：由过度族元素与C、N、H、B等小原
子半径的非金属元素组成。
分为结构简单的间隙相和复杂结构的间隙化合物。
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强碳化物形成元素：Ti、Nb、V 如TiC、VC
中碳化物形成元素：W、Mo、Cr 如Cr23C6
冲击韧性下降的现象。)
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三、组织
㈠ 纯金属的组织
3、切削性能：对刀具的磨损、断屑能力及导热性。
4、焊接性能：产生焊接缺陷的倾向。
5、热处理性能：淬透性、耐回火性、二次硬化、回
火脆性。
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6
二、晶体结构
㈠ 纯金属的晶体结构 1、理想金属 ⑴ 晶体：原子呈规则排列的固体。 晶格：表示原子排列规律的空间格架。 晶胞：晶格中代表原子排列规律的最小几何单元.
7、除Co、Al外，使Ms、Mf点下降。
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8、提高耐回火性（淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降 的能力）
9、产生二次硬化(含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火 时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’ 转变为M回，使硬度不仅不下降，反而升高的现象)
10、防止第二类回火脆性：W、Mo
(回火脆性 ：淬火钢在某些温度范围内回火时，出现的
⑶ 立方晶系的晶面指数和晶向指数
①晶面指数：晶面三坐标截距值倒数取整加（ ）
②晶向指数：晶向上任一点坐标值取整加 [ ]
立方晶系常见的晶面和晶向
⑷ 晶面族与晶向族
指数不同但原子排列完全相同的
a
晶面或晶向。
3
⑸密排面和密排方向 ——同滑移面与滑移方向
在立方晶系中，指数相同的晶面与晶向相互垂直。
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2、实际金属
⑴ 多晶体结构：由多晶粒组成的晶体结构。
晶粒：组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体.
晶界：晶粒之间的交界面。
⑵ 晶体缺陷—晶格不完整的部位
① 点缺陷
空位：晶格中的空结点。
间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。
置换原子：取代原来原子位置的外来原子。
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② 线缺陷——位错