工程材料学 基础(双语)课件.ppt

《工程材料学 基础(双语)课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、Chapter2Basicscienceofmaterials1Contents2.1Crystalstructure2.2Crystaldefects2.3Interactionofironandcarbon2.4Fe-Calloyphase2.5Heattreatmentofsteel22.1Crystalstructure(1)晶体结构：原子、分子或者离子在空间的具体排列。(2)金属中常见的晶体结构类型体心立方(BCC）面心立方(FCC）密排六方（HCP)-Fe、W、Cr、Mo、V等a=b=c,===90°Al、Cu、Ag、

2、Au、Ni、Pb、－Fe等a=b=c,===90°Ti、Zr、Mg、Zn等a=bc,==90°=120o3(2)金属中常见的晶体结构类型晶体结构与材料性能：（一般规律）面心立方的金属塑性最好，体心立方次之，密排六方的金属较差。2.1Crystalstructure(3)纯铁的同素异构转变1394ºCg-Fe面心立方a-Fe体心立方d-Fe体心立方912ºC同素异构转变：同一种元素在固态下由于温度变化而发生的晶体结构的变化。42.2Crystaldefects——实际晶体中排列不规则的区域分类（按空间尺寸分）点缺陷Point

3、defects：在晶体中一个或几个晶格常数范围内，不规则区域在空间三个方向上的尺寸都很小，例如空位、置换原子、间隙原子。VacancySubstitutionalatomInterstitialAtom5线缺陷linedefect：如位错Dislocation钛合金中的位错线2.2Crystaldefects面缺陷Planardefect：晶界亚晶界ABCD晶界grainboundary是结构相同而取向不同晶体之间的界面。亚晶界subgrainboundary6Pointdefects点缺陷周围晶格发生畸变，材料的屈服强度提高，塑性韧性下

4、降，电阻增加。Linedefect附近的晶格畸变，对强度影响显著。强度的变化与位错密度有关。位错密度越高，强度越高。Planardefect—晶格发生畸变，晶界增多能显著提高材料的强度，也可提高材料的塑性和韧性。晶界强化2.2CrystaldefectsEffectsofCrystaldefectsonthecrystalproperties72.3InteractionofironandcarbonTwosides:solidsolutionandcompounds(1)solidsolution—是溶质原子溶入溶剂中所形成的晶体，保持

5、溶剂元素的晶体结构。—Classification置换固溶体Substitutionalsolidsolution间隙固溶体InterstitialsolidsolutionSubstitutionalsolidsolution：溶质溶剂原子尺寸相差较小，形成固溶体时溶质原子替换了溶剂晶格中的一部分原子，形成置换固溶体。如：Fe与Mn、Si、Al、Cr、Ti、Nb等形成置换固溶体8Interstitialsolidsolution：溶质原子和溶剂原子直径相差较大，溶质原子处于溶剂晶体结构的间隙位置，形成间隙固溶体。例如：Fe与C,N,O,

6、H形成间隙固溶体置换固溶体间隙固溶体溶剂原子溶质原子溶剂原子溶质原子AB2.3Interactionofironandcarbon9—Formationofsolidsolution：ironandcarbon—Propertiesofsolidsolution与基体金属相比，强度硬度增加，塑性韧性降低。固溶强化Ferrite：碳溶于a铁中形成的固溶体，用a或者F表示。Austenite：碳溶于g铁中形成的固溶体，用g或者A表示。2.3Interactionofironandcarbon102.3Interactionofironandc

7、arbon（2）Formationofcompounds：ironandcarbon——渗碳体Cementite（Fe3C)——Property：晶体结构和性能不同于其组成元素，晶体结构复杂，熔点高、硬而脆。——对合金性能的影响提高合金的硬度、耐磨性，会降低合金的塑性和韧性。以层片状或者球形均匀分布在组织中，能提高合金的强度；以连续网状、粗大的片状或者作为基体出现时，急剧降低材料的强度、塑性韧性。112.3Interactionofironandcarbon—%C↑，硬度hardness↑塑性韧性↓强度先增后降（0.9%最高）(3)含碳量

8、对力学性能的影响Ferrite(F)：软而韧Cementite(Fe3C):硬而脆HBAkΨσb1.012Wc≤1.0%时：随钢中Wc↑，则其HB、σb↑，δ、Ψ、Ak↓；工业用钢应具有足够的