【精品】工程材料复习整理.doc

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1、工程材料复习大纲提要绪论1、材料按结合键分类，结合键可分为：离子键、共价键、金属键和分子键四种。2、按结合键的性质，可分为：金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料。金属材料可分为黑色金属和有色金属，其屮黑色金属包括钢、铸铁和铁合金；高分子材料分为塑料、合成纤维、橡胶和胶粘剂；陶瓷可分为：普通陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷。第一章材料的结构与性能K纯金属晶体的几个基本概念1）品体结构：晶体中原子（离子或分子）规则排列的方式；2）品格：通过金属原子中心所画的直线形成的空间格架；3）晶胞：能反映晶格特征的最小组成单元。4）晶而：通过晶体原子中心的

2、平而。（収坐标系，求截距，取倒数，収最小整数，加小括号）晶而族：原子排列相同，空位位向不同的所有晶而。5）晶向：通过原子列中心的直线的方向。（収坐标系，另一•原子坐标，収最小報数，加中括号）晶向族：原子排列相同，空间位向不同的所有晶向。6）缺陷：点缺陷：空位、间隙原子和并类原子；线缺陷：韧型位错和螺型为错；而缺陷：晶界和亚晶界。对应常见的三种晶体结构是：体心立方体、面心立方体和密排立方晶格。其屮体心立方晶格：晶格常数a=b=c,晶胞原子数2,原子半径（密度最大的方向上的两个原子距离73的一半）—6/,致密度68%o面心立方休：晶格常数a

3、=b=c,晶胞原子数4,原子半径4/y——a,致密度74%。4

4、晶体的强度和硬度提高的现象。3）金属化合物：合金纽.元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同的任一纽•元的新相，或称中间相。有正常价化合物、电子化合物和问隙化合物三种，其中间隙化合物分为间隙相和复杂结构的间隙化合物。3、金属材料的组织纽•织：金属材料的微观形貌。决定于金属材料的化学成分和工艺过程。金屈的性能曲内部的纽织结构决定。注意：（1）有些情况下，金属的组织名称相同，组成的相也相同，但品粒的形状、大小不同，他们的性能也不同；（2）某些合金中，在显微镜下观察他们的纽织相同，组成相也相同，且形状、大小无明显差别，只是英成分有所不同。4、金

5、属材料的性能；工艺性能和使用性能1）工艺性能：铸造性能：与流动性、收缩率和偏析（金属凝固后，铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象）有关；锻造性能；焊接性能；切削加工性能和热处理工艺性能（主要考虑淬透性）。2）使用性能：A.强度：金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。B.犁性：断裂前金属产生永久变形的能力。用延伸率和断血收缩率表征。C.硬度：材料抵抗另一硬物压入的的能力。布氏硬度：Hfi=0.1022P7rD（D-_〃2）P为荷载（N）,D为球休直径（mm）,d为压痕平均直径（mm）。洛氏硬度：一般直接测出（一般范围20〜67HR）维氏硬度：

6、=1.8544—,P为荷载，d为压痕对角线长度。维氏硬度试验力d2小，压痕浅，主要用來测定工件表面薄的硬化层或金属镀层的硬度，以及薄片金属的映度。Fffll-3布氏说度側定原理图1・4洛氏鏡度剧定原理136°图1・5维氏便度测试顶理D.韧性：材料抵抗冲击荷载作用的能力。E.疲劳强度A.断裂韧性第二章金属材料组织和性能的控制1、纯金属的结晶1）过冷度：理论结晶温度与实际开始结晶温度Z差。一般冷却速度越大，则实际开始结晶温度越低，过冷度也就也大。液态金属要结晶必须过冷。跆1-1】纯铁的同索异构转变2）结晶过程：生核一性大。液态金属结晶时，首

7、先在液体中形成一些极微小的晶体,即晶核，然后再以它们为核心不断地长大。晶核形成的两种方式：自发晶核指从液体内部山金属原子白发长出的结晶核心；非白发晶核指依附于杂质而长出的晶核。非自发形核往往比自发形核更重要，往往起优先的、主导的作用。晶休的长大有平面长大和树枝状长大两种方式。树枝状结晶根据晶轴结成的次序分为：一次晶轴、二次晶轴、三次晶轴……图I10金Z结緒过程示总图2、同素异构转变：金屈在固态下随温度的改变，山-•种晶格转变为另-•种晶格的现象。如图1-11为纯铁的同素异构转变过程曲线。5-Fe（体心立方晶格）《旦竺》Y-Fe（面心立方

8、晶格）<■■->a-Fc（体心立方晶格）3、细化铸态金属晶粒的措施晶粒的大小可用晶粒度表示，晶粒度越大晶粒越细。一・般情况下，晶粒越细小，金属的强度、硬度和韧性越好。细晶强化：工程丄通过使晶粒细化而提高金属