《机械工程材料》复习课.doc

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1、《机械工程材料》复习课第一章金属的晶体结构与结晶晶体与非晶体晶体：「长程有序排列S具有确定熔点I各向异性1-13体心立方晶熬非晶体：「短序有序<无固定熔点I各向同性图11・5幣排六方晶柜金属的晶体结构体心立方面心立方密排六方晶胞内原子数2个4个6个致密度K=0.68K=0.74K=0.74三.实际晶体的结构1.点缺陷：空位与间隙原子在一•定温度下总有一•定平衡浓度的点缺陷存在，引起点陈畸变，可以消失。肖淬火或冷加工吋会产生室温下的过饱和点缺陷。空位与扩散机制有关。2.线缺陷：位错晶体屮有儿层原子错排了位置而形成的晶体缺陷。正、负刃型位错可相互抵消

2、。塑性变形机制：通过位错在切应力作用下在晶体屮逐渐移动完成，而不是刚性的移动。位错密度：pm=V提咼强发：(1)完全消除金属内的位错缺陷，os〜理论值：(2)/卩皿加工硬化、热处理强化。3.而缺陷：晶界、亚晶界晶粒内的晶格位向基本一致，齐晶粒间位向都不同；亚晶间两侧晶体有很小的位向差9<2°，亚晶界由一•系列相隔一•定距离的刃型位错垂直排列而成。晶界、亚晶界细化，可以/强度、硬度和塑、韧性（1）界面对塑性变形时的位错移动有阻碍作用，引起位错塞积，使变形抗力/,强度、硬度/。（2）需要周围晶粒作协调的弹性变形以保持物体的连续性，使变形抗力/。（3）

3、晶界越多，阻碍裂纹扩展，使韧性（4）晶粒细化，可使塑性变形均匀分散到各晶粒内，使应力集屮程度/,试样断前塑性变形更多，使塑性/。四.纯金属的结晶m1-2-3範金w的冷却曲线「平衡凝固条件下：理论凝固温度T0=T熔I实际非平衡凝同，存在过冷现象。ZT=T0-T

4、°C冷却速度越大，/T也越大，过冷是金属结晶的必要条件。结晶是一个不断形核与长大的过程，最后长成一个多晶体。自发形核：液相屮一些原子的短程有序结构自发成为晶核;｛非自发形核：依附于难熔质点和型壁表面形核。由于棱角处散热条件优越，晶粒常长成树枝晶。五.细化晶粒的方法依据：，随着/T/,形核率N

5、的/比G的/快，得细晶粒。冶铸时（1）增大ZT；（2）变质处理：改变N、Go（3）附加振动：使树枝晶破碎，/N。其它方法：（4）通过重结晶，重新形成晶核，长成细晶粒，eg:Fc・C合金。（5）高应力下热加工时动态再结晶，锻、轧钢材比铸钢晶粒细。六金属同李杲晶转变肖外界条件改变吋，有些金属由匚-种晶体结构转变为另一种晶体结构的转变。特点：（1）屈恒温转变，原子重排的固态相变，需更大的过冷度/T。（2）包括形核、长大的过程，释放结晶潜热，称为重结晶或二次结晶。（3）伴随有比容的跃变，产生较大内应力。（K、a不同）第二章机械性能一.强度与塑性（静拉伸试

6、验）图2-11拉伸试样及低碳钢的应力-应变图1.弹性极限:开始产生微量塑性变形的抗力op段成直线关系：°-E£2.屈服极限&S=FsAo代表材料发生明显塑性变形的抗力。3.抗拉强度：风=凳材料在断裂前所发生的均匀塑性变形所能承受的最大应力。材料的强度：材料在静载荷作用下抵抗破坏（塑变、断裂）的能力。塑性：材料在载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。TT-延仲率：5='L-°X100%-断而收缩率：V=A：AixI。。％%1.硬度1.布氏硬变HB：适用于HBS<450的灰铸铁、轴承合金，有色金属、调质钢、退火的毛坯件，HBW<650。压痕大，测值重

7、复性高，精确。2.洛氏破度HR：HRA.HRC测高硬度材料，HRB测软材质，相互间不能比较。广泛用于成品检验，压痕小，测值分散度大。3.维氏硬度HV：使从软到硬材料有一个连续标度。可查附表对照其它硬度值。一般不用于热处理现场检验，尤适于表而处理的模具硬度，作研究用。%1.冲击韧性Ak=G（H-h）常用V梅氏试样，对易出现脆断的机件（焊接结构船）用V夏氏试样。ak值对材质反映敏感，生产上用来检验冶金、热锻、热处理的工艺质量。%1.多次冲击试验多冲抗力=f（强度、塑性）1.冲击能高〜塑性，冲击能低〜强度（高强钢需要适当的韧性ak配合）。2.普通结构钢

8、常用“淬火+屮温回火（+低温回火）”工艺。%1.疲劳无论脆性还是韧性材料，承受交变重复应力时往往在工作应力。〈oS下突然断裂，无塑变。材料受相当循环次数（钢铁N=107,非铁金展108）不发生断裂的最大应力——疲劳强度。2第三章加工硬化与再结晶多晶体的塑性变形抗力较单晶体为高：0尸。i+心1）既要克服晶界的阻碍；2）又要保证各晶粒间的连续性和协调的相应变形。%1.加工硬化随着材料冷塑度程度的增加，其强度、破度/、塑韧性/的现象。内部组织亚结构发生变化：胞状亚结构、呈细长条，纤维组织。作用：（1）强化金属；（2）均匀成形；（3）过载安全保护。不利：

9、（1）抗蚀性下降，需去应力退火；（2）消除加工硬化要再结晶退火。%1.回复再结晶1.回复——冷变形金属加热时，只发生某些亚结构和性能的变