金属学基础ppt课件.ppt

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1、第一章金属学基础§1.1金属的力学性能§1.2金属的物理性能§1.3金属的晶体结构§1.4金属的结晶§1.5合金的结构与结晶§1.6铁碳合金相图§1.7金属受力时结构和性能的变化.第一节金属的力学性能通常机械零件或工程结构在工作中都要受到外力的作用，金属在外力作用下所表现的性能叫做力学性能。常用力学性能指标有硬度、强度、塑性和韧性等。一、硬度硬度是表示固体材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量金属软硬的力学性能指标。.常用测定硬度的方法1.布氏硬度230HBS10/3000/302.洛氏硬度

2、50HRC3.维氏硬度480HV显微硬度计.二、强度和塑性1.强度强度是金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力。材料的强度指标：σs(σ0.2);σb试验方法为拉伸试验法圆形拉伸试样.低碳钢力-伸长曲线图(ss、sb、d、y)OFDlFeFpFsFb线弹性阶段屈服阶段强化阶段颈缩阶段屈服点：抗拉强度：伸长率：断面收缩率：拉伸试验.2.塑性塑性是金属在外力作用下，断裂前发生不可逆永久变形的能力。试验方法为拉伸试验金属材料的塑性指标：δ；ψ.三、韧性又称韧度，是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。韧性通常通过摆锤式

3、一次冲击试验测定。Ak;αk韧性材料:断裂前发生明显塑性变形的材料；脆性材料：断裂前断口不发生明显塑性变形的材料对同一材料，随试验温度降低，韧性断裂可以转变为脆性断裂，即材料由韧性材料变为脆性材料，这种现象称为韧脆性转移。韧脆转移的温度称为韧脆转变温度（金属材料的最低工作温度）。.摆锤式一次冲击试验机.课堂练习1.常用的力学性能指标有哪些，各是怎样定义的？2.测硬度的方法有哪些？3.材料的强度及塑性指标有哪些？.第二节金属的物理性能一、密度定义：单位体积物质的质量。用符号ρ表示，单位为g/cm3或kg/m3。计算公

4、式为ρ=m/Vm-物质的质量（g，kg）；V-物质的体积（cm3，m3）。重金属ρ＞5g/cm3，铁、铜、铅。轻金属ρ＜5g/cm3，如铝、镁、钛。.二、熔点定义：指金属由固态熔化为液态的温度。单位：℃，K纯金属熔点固定不变；合金熔点是将合金加热到最初微量液体出现时的温度作为熔点。易熔金属熔点低于700℃，如锡、铅。难熔金属熔点高于700℃，如钨、钼。.三、热膨胀性热膨胀性是指固态金属在温度变化时热胀冷缩的能力，在工程上常用线膨胀系数来表示，符号为α1，单位为1/℃物理意义：温度从T0到T1每升高1度时物体单位长度

5、的变化率。线膨胀系数大，引发的焊接应力与变形就大.四、导热性导热性是指在物体内部或互相接触的物体之间存在温度差时，热量从高温到低温的移动能力，用热导率λ表示。单位为W/(m.℃)或W/(m.K).五、导电性导电性：金属传导电流的能力。常用导电率表示，符号为γ，单位为s/m金属导电能力大小的顺序与热导率基本相同.第三节金属的晶体结构一、晶体与非晶体晶体的特点是：①原子在三维空间呈有规则地周期性重复排列。②具有一定的熔点，绝大多数固体金属属于晶体：如铁的熔点为1538℃，铜的熔点为1083℃。③晶体的性能随着原子的排列

6、方位而改变，即单晶体具有各向异性。.非晶体的特点是：①原子在三维空间呈不规则的排列。②没有固定熔点，随着温度的升高将逐渐变软，最终变为有明显流动性的液体。如塑料、玻璃、沥青等。③各个方向上的原子密集程度大致相同，即具有各向同性。§1-3金属的晶体结构.二、晶格与晶胞1、晶格将每个原子视为一个几何质点，并用一些假想的几何线条将各质点连接起来，便形成一个空间几何格架。这种抽象的用于描述原子在晶体中排列方式的空间几何格架称为晶格。.2、晶胞由于晶体中原子作周期性规则排列，因此可以在晶格内取一个能代表晶格特征的，且由最少数

7、原子排列成的最小结构单元来表示晶格，称为晶胞。3、晶面、晶向和晶格常数α=β=γ=90°.三、常见的金属晶体结构类型属于体心立方晶格类型的金属有α-铁（912℃以下的纯铁）、铬、钼、钨、钒。较高的强度和较好的塑性。1.体心立方晶格.2.面心立方晶格属于面心立方晶格类型的金属有γ-Fe（1394－912℃的纯铁）、铜、铝、镍等。很好的塑性。.3.密排六方晶格铍、镁、锌、镉等。.四、金属的实际晶体结构与晶体缺陷①单晶体与多晶体单晶体：晶体内部原子排列得非常整齐，晶格位向完全一致，且无任何缺陷存在。多晶体：由许多位向不同

8、的晶粒组成，且其内部还存在着多种晶体缺陷。②金属的晶体缺陷Ⅰ、点缺陷：空位和间隙原子Ⅱ、线缺陷：位错Ⅲ、面缺陷：晶界和亚晶界.二、晶体缺陷1、点缺陷点缺陷的存在使金属能够比较容易的发生扩散现象.2.线缺陷-位错位错的存在使金属能够比较容易发生塑性变形。.3.面缺陷面缺陷的存在使金属的强度提高.五、金属的同素异构转变定义：某些金属在不同的温度（或压力下）具有不