武汉理工大学工程材料复习课件.ppt

武汉理工大学工程材料复****课件
武汉理工大学工程材料复****课件武汉理工大学工程材料复****课件
课程主线
1
结 晶
铁碳合金相图
碳钢
工艺性能
使用性能
热处理
合金钢
组织结构
化学成分
性 能
主要内容
工程材料
基本理论
常用材料
零件的选材
1. 基本理论
热处理
基本理论
金属学
材料的性能
材料的结构
材料的结晶
相图及铁碳相图
普通热处理
表面热处理
材料性能
焊接性能
硬度HB HRC
材料性能
强 度
塑 性
锻造性能
力学性能
工艺性能
切削加工性能
铸造性能
韧性αk
热处理工艺性
疲劳强度σ-1
使用性能
（1） 强度：材料抵抗变形和破坏的能力。
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。
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。
（2） 塑性：材料断裂前承受最大塑性变形的能力。指标为、。
（3） 硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力（HB、HRC，应用范围）。
（4） 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。
材料的结构（金属）
晶体结构
空间点阵
晶格（理想晶体）
晶体的结构基元(分子、原子、离子、原子集团)依靠一定的结合键结合后，在三维空间中有规律的周期性的重复排列。
抽象的空间几何模型（非物质性）7个晶系
14种晶胞类型
把空间点阵的结点作为物质质点的中心位置，忽略原子的热振动和晶体缺陷，将单纯的几何图形变成具有物质性的点阵，称其为晶体点阵（物质性的）。
若阵点用直线通过中心连接起来－晶格 。
金属的实际晶体结构与缺陷
1 多晶体（由多晶粒组成的晶体结构）
1）晶粒：组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体。
2）晶界：晶粒之间的交界面。
2 晶体缺陷（晶格不完整的部位）
1）点缺陷（空位、间隙原子、置换原子）
2）线缺陷（刃型位错、螺型位错）
3）面缺陷（晶界、亚晶界）
理论值
退火态
位错密度ρ
强度σb
金属材料强化方法:
（1）固溶强化
（2）细晶强化
（3）第二相强化（弥散强化）
（4）加工硬化
材料的结晶-纯金属的结晶
1、结晶过程
1） 两个条件
（1）能量条件 必须过冷 过冷度ΔT=T0-Tn （2）结构条件
2）基本规律
形核（自发形核、非自发形核）→
核长大（树枝状长大）
2、细化晶粒的途径
1）增大过冷度
2）变质处理
3）振动和搅拌
材料的结晶-纯金属的结晶
3、纯金属中的固态转变
1）同素异晶转变：物质在固态下晶体结构随温度而发生变化的现象。
2）固态转变的特点
形核部位特殊（晶界、位错处等）
过冷倾向大
伴随着体积变化
δ - Fe ↔ γ - Fe ↔α - Fe
1394 ℃
912 ℃
bcc
bcc
fcc