机械工程材料学总复习课件.ppt

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1、机械工程材料学总复习19周周一15:00AE1071试卷题型一.填空题10×1=10二.判断题10×1=10三.选择题10×1=10四.问答题6×5=30五.综合题4×10=402一、性能1、使用性能(1)力学性能①刚度：材料抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量：E=/②强度：材料抵抗变形和破坏的能力。抗拉强度b—材料断裂前承受的最大应力。屈服强度s—材料产生微量塑性变形时的应力。条件屈服强度0.2—残余塑变为0.2%时的应力。疲劳强度-1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最大应力。3③塑性：材料断裂前承

2、受最大塑性变形的能力。指标为、。④硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力。指标为HB、HRC。⑤冲击韧性：材料抵抗冲击破坏的能力。指标为k，材料的使用温度应在冷脆转变温度以上。⑥断裂韧性：材料抵抗内部裂纹扩展的能力。指标为K1C。(2)物理化学性能①密度、熔点、热膨胀、导热、导电、导磁性等。②耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温等。42、工艺性能①铸造性能：液态金属的流动性、填充性、收缩率、偏析倾向。②锻造性能：成型性与变形抗力。③切削性能：对刀具的磨损、断屑能力及导热性。④焊接性能：产生焊接缺陷的倾向。⑤热处理性能：淬透性

3、、耐回火性、二次硬化、回火脆性。5二、金属的晶体结构1、晶体与非晶体金属在固态下一般都是晶体。晶体——原子按一定的次序有规则的排列。如：金刚石、石墨和一切固态金属及其合金都属于晶体。非晶体——内部原子呈不规则的排列。如：普通玻璃、松香、石蜡等。晶体结构不同，其性能往往相差很大。a)石英晶体b)石英玻璃62、晶体结构(1)纯金属的结构晶格：表示原子排列规律的空间格架。晶胞：晶格中代表原子排列规律的最小几何单元。晶胞表示方法：晶胞各边的尺寸a、b、c称为晶格常数，晶胞各边之间的相互夹角分别以、β、γ表示。(a)晶体结

4、构(b)晶格(c)晶胞晶体示意图7(2)三种典型的金属晶格①体心立方晶格体心立方晶格的晶胞如图所示。它是一个立方体，在体心立方晶胞中，原子位于立方体的八个顶角和中心。属于这类晶格的金属有-Fe、Cr、V、W、Mo、Nb等。(a)模型(b)晶胞(c)晶胞原子数体心立方晶格8②面心立方晶格面心立方晶胞如图所示。它的形状也是一个立方体。在面心立方晶胞中，原子位于立方体的八个顶角和六个面的中心。属于这类晶格的金属有γ-Fe、Al、Cu、Ni、Au、Ag、Pb等。(a)模型(b)晶胞(c)晶胞原子数面心立方晶格9③密排

5、六方晶格密排六方晶胞如图所示。它是一个正六面柱体，在晶胞的12个角上各有一个原子，上底面和下底面的中心各有一个原子，上下底面的中间有三个原子。属于这类晶格的金属有Mg、Zn、Be、Cd等。(a)模型(b)晶胞(c)晶胞原子数密排六方晶格10三种常见纯金属的晶体结构体心立方面心立方密排六方晶格常数aaa、c原子半径原子个数246配位数81212致密度0.680.740.74滑移面{110}×6{111}×4六方底面×1滑移方向<111>×2<110>×3底面对角×3滑移系12123常见金属-Fe、Cr、W-Fe

6、、Ni、AlMg、Zn11(3)金属实际的晶体结构①单晶体与多晶体单晶体：晶体内部的晶格方位完全一致，这晶体称为单晶体。如单晶Si半导体。多晶体：这种实际上由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。其中每个小晶体的外形多为不规则的颗粒，通常称为晶粒。晶粒与晶粒之间的界面称为晶界。(a)单晶体(b)多晶体12②晶体缺陷点缺陷：点缺陷是指长、宽、高尺寸都很小的缺陷。常见的点缺陷是空位和间隙原子。空位：晶格中的空结点。间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。置换原子：取代原来原子位置的外来原子。a)空位b)间隙原子c)置换原子13线缺陷：

7、晶体中最普通的线缺陷就是位错，它是在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。14面缺陷：面缺陷包括晶界和亚晶界。亚晶粒：组成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小晶块。亚晶界：亚晶粒之间的交界面。15晶界的特点：原子排列不规则；阻碍位错运动；熔点低；耐蚀性低；产生内吸附；是相变的优先形核部位。金属的晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多；需要协调的具有不同位向的晶粒越多，使得金属塑性变形的抗力越高。晶粒越细，单位体积内同时参与变形的晶粒数目越多,变形越均匀，在断裂前将发生较大塑性变形。强度和塑性同时增加，在断

8、裂前消耗的功大，因而韧性也好。细晶强化：通过细化晶粒来提高强度、硬度和塑性、韧性的方法。163、合金的晶体结构合金：由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。如碳钢、合金钢、铸铁、有色合金。组元：组成合金的最基本的独立物质称为组元，简称元。组元一般是指组成合金的元素，但一些稳定的化合物有时也可作为组元，如Fe3C。合金系：由二个或二个以上组元按不同比例配