材料合成
2018-11-19 22:46:44 0 举报AI智能生成
工程材料及其成型技术基础
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大纲/内容
金属的结晶
过冷度
理论结晶温度与实际温度的差值
与金属种类和液态金属的冷却速度有关
金属纯度越高，过冷度越大
开始结晶温度越低，过冷度越大
结晶过程
形核
自发
费自发
长大
树枝状长大
冷却速度
散热条件
杂质
晶粒
N形核率
N越大，数目变多，晶粒变小
G长大速度
N一定，长大速度越小，时间越长，晶粒越小
晶粒细化
增加过冷度使N/G变大
变质处理
振动、搅拌
打碎长大中的枝晶
合金
组元
碳素钢
铁
碳
相
结构一样、成分和性能均一，并以界面相互分开的组成部分
固溶体
置换固溶体
溶剂
溶质
间隙固溶体
溶剂
溶质
固溶强化
提高
强度
硬度
塑性
韧性
晶格畸变
金属件化合物
新相（新的化合物）
溶质
溶剂
特点
熔点高
硬而脆
相图
二元匀晶相图
液相区L
液估两相区L+a
固相区
发生平衡结晶
在极缓慢冷却条件下进行结晶
不平衡结晶
枝晶偏析
性能不一致
塑性降低
韧性降低
退火
二元共晶相图
子主题
包晶相图
金属材料性能
使用性能
力学性能
强度
备注
抵抗塑性变形和破坏的能力
强度保证材料不发生过量塑性变形甚至断裂
抗拉强度
Fb/A
拉断前最大应力
抗压强度
抗剪强度
屈服强度
达到塑性形变而力不增加的应力点
Fs/A
疲劳强度
金属疲劳判断依据
如何提高疲劳强度
选用高强度的材料
材料热处理
降低表面粗糙度
单位
Pa
G=10的9次方
M=10的6次方
塑性
发生塑性形变而不断裂的能力
断后伸长率A
断面收缩率Z
A/Z=屈强比
大些，但不可太大
伸长量/原长>=5%
弹性
力卸载后能即刻恢复原状的性能
刚度
表示材料弹性变形抗力的大小
刚度保证了材料不发生过量弹性变形
韧性（冲击韧性）
抵抗载荷而不被破坏的能力
判断依据
冲击韧性
断裂韧度
硬度
布氏硬度
直径为D的钢球
单位：HB
适合材料
退火的钢材、铸铁
调制处理的零件
优缺点
操作复杂、需查表
洛氏硬度
压头
金刚石圆锥体
单位:HR
HRA
HRB
RC
适合材料
钢铁原材料
淬火工件
硬质合金
薄片金属
优点
压痕小
不损伤工作表面
维氏硬度
薄工件
物理性能
密度
熔点
热容
热膨胀性
化学性能
化学腐蚀
电化学腐蚀
工艺性能
铸造性能
锻造性能
合金的晶体结构
体心立方晶体
晶胞原子个数
8*1/8+1=2
a为晶胞边长
r=根号3/4
K=0.68
面心立方晶体
晶胞原子个数
8*1/8+6*1/2=4
a为晶胞边长
r=根号2/4
K=0.74
密排六方晶体
晶胞原子个数
6*1/6*2+2*1/2+3=6
r=a/2
点缺陷
提高
强度
电阻
硬度
线缺陷
面缺陷
改善
塑性
韧性
细晶强化
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