级第四章 金属材料ppt课件.ppt

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1、第四章金属材料主要内容金属材料的概况铁及铁基合金非铁及其合金金属材料的制备与加工铝合金轮毂镁合金笔记本电脑铂合金首饰青铜器钢铁航母钢铁材料世界最长的跨海大桥杭州湾跨海钢铁大桥，桥长36公里世界最长的高原铁路青藏铁路1142公里金属材料纯金属和以纯金属为基体的合金材料的总称。合金：由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素构成的具有金属特性的物质。纯金属：由一种金属元素构成的单质；在103种元素中，金属元素有83种金属元素的种类固溶体：一种或多种溶质原子溶于固态金属溶剂的晶格中而形成的仍保持溶剂晶体结构的合金相。金属材料的物相金属间化合物：合金组元相互作用形成的具有自己独特的晶体结构和

2、性质的新相置换固溶体间隙固溶体单质金属的同素异晶体金属材料分类——非铁及其合金黑色金属有色金属特殊金属——铁及铁基合金钢铁：占人类使用金属的90％以上金属材料分类黑色金属分类纯铁含C<0.04％钢含C0.04％－2％铸铁含C>2％碳素钢合金钢铁及铁基合金金属材料分类重金属Cu、Pb、Zn、Ni7～11g/cm3轻金属Al、Mg、Ti<5g/cm3贵金属Au、Ag、Pt稀有金属W、Mo、U、Ta、稀土金属有色金属有色金属分类金属材料分类特殊金属非晶态金属、形状记忆合金、减震合金、超塑金属、储氢合金、超导合金等金属材料的晶体结构金属材料的晶体结构金属材料的晶体结构金属材料的特点1、常温下为

3、固体（Hg除外）2、熔点较高也有较低的如：Sn、Pb、Zn、Al3、密度较大（Mg、Al除外3g/cm3以下）4、良好的反射能力，不透明，有金属光泽5、塑性变形能力、韧性、可加工性好6、导热性、导电性好，Ag、Cu、Al7、正电阻温度系数、超导性8、易氧化9、循环再利用性金属材料的力学性能应力－应变曲线强度范畴刚度范畴塑性范畴韧性范畴应力应变金属材料的力学性能提高强度的方法金属材料的力学性能固溶强化形变强化弥散强化细晶强化加入合金元素形成固溶体而使强度增加的现象；固溶强化的效果：间隙元素大于置换式固溶元素材料屈服以后，随形变量的增加，所需应力不断增加的现象，也叫加工硬化。位错密度大幅度

4、增加；晶粒择优取向通过向基体中引入其他一个或几个相而使金属强度提高的现象与第二相颗粒的性质、尺寸、形状、数量、分布有关随着晶粒细化,材料的强度和韧性均提高阻止位错的运动铁及铁基合金—钢铁材料铁及铁基合金—钢铁材料纯铁1538℃1394℃912℃δ-Fe体心立方γ-Fe面心立方α-Fe体心立方770℃无磁性有磁性温度0℃熔点：1538℃密度：7.87g/cm3塑性和韧性好强度低铁磁性－高磁导率主要用途仪器仪表的铁芯铁及铁基合金—钢铁材料铁碳合金合金钢：铁基合金铸铁碳钢碳钢中加入一种或多种合金元素铁及铁基合金—钢铁材料铁碳合金中碳的存在形式间隙固溶于铁化合态的渗碳体游离态的石墨铁与碳形成的

5、间隙化合物Fe3C亚稳态，在一定条件下分解为铁和石墨稳定态，可以从铸铁溶液中析出，也可以从奥氏体中析出铁素体：碳溶于α-铁中的间隙固溶体奥氏体：碳溶于γ-铁中的间隙固溶体铁及铁基合金—钢铁材料C>2%→→有游离石墨存在Si、Mn、S、P等。铸铁铸造性能良好；切削加工性能优异；耐磨；良好的减振性；对缺口不敏感；性能特点：组成特点：铁及铁基合金—钢铁材料历史悠久汽车：50－70％;机床：60－90％。铸铁生产设备和工艺简单，价格便宜工程上最常用：机械制造、冶金、矿山、石油化工、交通。铸铁的应用柴油发电机箱体CK7516A/20A数控车床铁及铁基合金—钢铁材料铸铁的种类白口铸铁麻口铸铁灰口铸

6、铁根据碳在铸铁中的存在形式和断裂断口颜色游离石墨；暗灰色渗碳体；白亮色渗碳体+游离石墨；石墨形态普通灰铸铁片状球墨铸铁球状可锻铸铁团絮状蠕墨铸铁蠕虫状普通灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁铁及铁基合金—钢铁材料数量：石墨量越多，铸铁的抗拉强度越低。(石墨相当于铁基体中的裂纹和空洞，它降低基体的抗拉强度，并引起应力集中。)石墨对铸铁性能的影响分布：均匀大小：中等为宜形态：影响较大片状—力学性能最差球状、团絮状—力学性能最好碳钢的分类1.按碳的质量百分数：含碳量越高，硬度、强度越大，但塑性降低铁及铁基合金—钢铁材料低碳钢（C：≤0.25％）中碳钢（C：0.25％≤C≤0.6％）高碳钢（C：＞0

7、.6％）碳钢的分类2.按钢的质量(主要是杂质S、P的含量)：铁及铁基合金—钢铁材料普通碳素钢（S≤0.055％，P≤0.045％)优质碳素钢（S≤0.040％，P≤0.040％)高级优质碳素钢（S≤0.030％，P≤0.035％)碳钢的分类3.按用途：铁及铁基合金—钢铁材料碳素结构钢：主要用于桥梁、船舶、建筑构件、机器零件等碳素工具钢：主要用于刀具、模具、量具等碳钢的牌号与用途普通碳素结构钢：优质碳素结构钢：制造各种机器零件Q195－Q235塑