金属材料知识57085

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1、第一章金属材料及其性能第二章金属微观结构与铁碳合金组织第三章热处理原理及工艺第四章案例分析：铸造课工艺现状课程内容金属材料及其性能第一章1金属材料凡由金属元素或以金属元素为主的，并具有一般金属特性的材料通称为金属材料。1、金属材料的定义2、纯金属与合金·纯金属基本上由一种金属元素组成的材料或物质。杂质：无益的、偶尔混入的或难于净除而存留下来的元素。·合金通过熔炼、烧结或其它方法，将一种金属元素同一种或几种其它的元素结合在一起，形成具金属特性的新物质。组元：组成合金的元素。合金元素：有益的、有意的加入

2、或存留在某一金属材料中一定的数量的元素·合金的命名1.单以其主要组元命名：如铝合金、铜合金、铁合金等；2.以其组元合称命名：如铝铜合金、铁碳合金等；3.另起专名：如钢、铸铁、青铜、黄铜、硬铝等；2金属材料的一般性能材料受不同外力时所表现出来的特性，叫做材料的力学性能，又称机械性能；一、机械性能材料承受载荷，抵抗变形和断裂的能力。·根据载荷的性质不同有抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度等；最常用的是抗拉强度：按GB228-83规定，需进行拉伸试验测定。1、强度2、硬度指材料软硬程序，材料

3、对局部塑性变形的抗力。·布氏硬度（HB）在规定载荷下，采用压入钢球法测定，测量范围不能超过450HB；·洛氏硬度（HR）根据载荷与压头种类的配合不同，常用HRA、HRB、HRC三种；HRA：使用金刚石圆锥压头，总负荷为588N，适用于测量硬度合金、表面淬火或渗碳层；HRB：使用φ1.59mm淬火钢球，总负荷为980N，适用于测量有色金属和退火、正火钢等；HRC：使用金刚石压头，总负荷为1470N，适用于调质钢和退火钢等。·维氏硬度（HV）压头为金刚石四方角压头，所压负荷小，采用对角线平均长度计量，适

4、用于测量渗碳层、氧化层、电镀层等；3、塑性材料断裂前发生塑性变形的能力。·试样受静拉力后发生变形弹性变形：去除外力后，试样恢复原形状，变形叫做弹性变形。塑性变形：去除外力后，试样不能恢复原形状，变形叫做塑性变形。·塑性指标通常用延伸率δ和断面收缩率ψ表示；延伸率和断面收缩率值越大也就说明材料塑性越好。4、韧性材料断裂前吸收的变形能量，常用指标为冲击韧性。·冲击韧性在单位横截面积m2上所消耗的冲击功MJ表示；冲击韧性αK=（MJ/m2）越大也就说材料冲击韧性越好。5、疲劳强度·疲劳材料在远低于其屈服强

5、度的交变循环应力下，即发生断裂的现象。·疲劳强度材料在规定的次数的交变载荷下而不断裂的最大应力。二、金属材料的物理、化学及工艺性能·物理性能基本物理属性，包括密度、熔点、膨胀系数、导热、电磁性等；·化学性能主要指常温或高温下工作时抵抗各种化学作用的能力，如耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。·工艺性能在冷、热加工条件下表现出来的性能，在于能不能保证生产和制作的问题，如铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削性能、冲压性能、热处理性能等。三、金属常用力学性能总结3决定金属材料性能的一般因素1、成分组成金属材料的成分

6、不同，性能也不同。2、组织指用肉眼或借助于各种不同放大倍数的显微镜所观察到的金属材料的内部情景。放大不同倍数的组织分为三种：1.低倍组织或宏观组织：用肉眼或几十倍的放大镜所观察到的组织；2.高倍组织或显微组织：用100~2000倍显微镜所观察到的组织；3.电显微组织或精细组织：用放大几千倍或几十万倍电子显微镜所观察到的组织；3、结构构成材料的基本粒子在空间的排布方式。金属微观结构与铁碳合金组织第二章·金属的晶体结构及其同素异晶转变·金属相变与相图·铁碳相图与铁碳组织·铸铁和钢在工业中常见的分类和应用

7、1金属的晶体结构及其同素异晶转变1、金属的结晶晶体：金属在固态下原子在空间呈规律性的排列。结晶与过冷：金属由液态转变为固态，金属原子由无序转变为有序的过程称为结晶，实际结晶温度低于理论结晶温度的现象叫过冷。晶核、晶粒与晶界晶粒粗细对力学性能的影响：一般来说，同一成分的金属晶粒越细，其强度、硬度越高且塑性和韧性也越好影响晶粒粗细的主要因素：晶核的数目细化金属晶粒的主要途径：（1）加快冷却速度，以增加晶核的数目。（2）在浇注前加入孕育剂，增加外来晶核。（3）通过热处理或压力加工的方法。δ2、金属晶体的结

8、构晶格与晶胞：把金属有规律排列的原子中心用假象的直线连接起来，便形成了晶格，从晶格中取出一个最基本的几何单元，称为晶胞。常见的两种晶格方式及其结构：体心立方晶格与面心立方晶格3、金属的同素异晶转变同素异晶转变：随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象。1538℃1394℃912℃αLγ组织应力：同素异晶转变时发生的体积变化使金属内部产生的内应力。纯铁的同素异晶转变温度/℃2金属相变与相图组元与相：材料中最基本的、独立的物质称为组元，简称元。而材料中具有同一聚集状态