工程材料及成型工艺基础1.doc

《工程材料及成型工艺基础1.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、工程材料及成型工艺基础1什么是低应力脆断？材料抵抗裂纹扩展断裂的能力叫断裂韧性。机械零件的传统强度设计为。<[0]=O0.2/n（n为安全系数），一般认为用此式设计的零件是安全的，不会产生塑性变形，更不会断裂。但是，有些高强钢制造的零件或大型焊接构件如桥梁、船舶等，有时会在工作应力远低于材料屈服强度甚至低于许用应力的条件下突然发生脆性断裂，这种工作应力远低于材料屈服强度的断裂叫低应力脆断。裂纹扩展的基本形式：1）张开型2）滑开型3）撕开型N而不断裂时，其最大应力就作为该材料的疲断裂韧性：裂纹扩展时的临界应力场

2、强度因子值称为材料的断裂韧度，用KIC表示，单位为MPa・ml/2。其艺有关，与裂纹的大小、形状、外加应力等无关。当KlAKlc时，裂纹就会扩展而导致低应力脆断。金属键：依靠共有的负电子云与正离子之间的库仑力作用而形成的结合键。晶体具有良好的导电性、导热性、离子键：电负性相差较大的两种原子，通过电子得失，变成正负离子，依靠正负离子间的引力形成的结合键，共价键：得失电子能力相近的原子相互靠近时，依靠共用电子对产生结合力而形成的结合键。共价晶体往往分子键：依靠瞬时偶极矩的作用产生结合力而形成的结合键。分子晶体具有低熔点

3、、低硬度、弹性模量低等晶体与非晶体：原子在三维空间按一定儿何规律排列形成的有序结构，称为晶体。原子在空间作无序排列，向同性。晶体结构的基本概念：晶格：用以描述晶体中原子在三维空间按一定几何规律排列形成的有序结构，晶胞：构类型有：体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构。晶体缺陷：点缺陷。线缺陷。面缺陷组元■■组成合金的基本单元。，也可以是化合物。组织：材料中的直观形貌，可以用肉眼观察到，也可以借助于放大镜、显微镜观察到的微观形貌。宏观组织：30倍放大镜所呈现的形貌；显微组织:显微镜观察而呈现的形貌。相：合金中具有同

4、一化学成分、同一晶体晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分。合金的基本相结构：可分为固溶体（置换固溶体，间隙固溶体）和金属化合物两大类。、硬度的提高.:当合金中出现金属化合物时，通常能够提高合金的强度'硬度和耐磨性,但是降低塑性和韧性.多.人们可以通过调整固溶体的溶解度和分布与其中的化合物的形状'大小'数量和分布来调整合金的性能,以满足不同的需求.陶瓷材料的结构特点：1晶体相晶体相是陶瓷的主要组成相，对其性能起决定性作用.2玻璃相玻璃相是一种3气相气相是指陶瓷组织内部残留下来的孔洞.高分子材料的结构特点;一个

5、是大分子链结构，包括其结构单元的化学组成'链接方式和立体构型'分子大小及，即高聚物分子间的结构形式.聚合物:有机高分子化合物是由许多小分子通过共价键连接起来形成的大分子有机化合物，具有链状结构,故又.高聚物的物理'力学状态:高聚物在不同的温度下呈现出不同的物理状态，因而具有不同的性能。随温度的不状态；而粘流态是聚合物的加工状态。大分子链的几何形状:线形高分子弹性、塑性好，易于加工；支化型高分子强度和耐热度较低；而体型高分子同素异构转变:自然界中有许多元素具有同素异构特征，即同种元素具有多种晶格形式.当温度，压力等外

6、界条,称为同素异构转变.结晶:金属与合金白液态冷却转变为固态的过程，是原子由不规则排列的液体状态逐步过渡到原子作规则排列结晶过程:凝固的过程包括形核和长大两个过程。形核的方式：自发形核和非自发形核。后者是金属形核的主晶粒大小对性能的影响及其控制：金属结晶后形成多晶体结构。晶粒的大小是金属组织的重要评定指标之一,可以使金属获得更高的强度和硬度，与此同时还可以提高金属的韧性，是提高金属强度和韧性非常重要的方法，这种工艺方法称为细晶强化，在实际生产中，一般通过增大过冷度，也就是增大冷却速度、进行变质处理和附加振动等工艺方

7、法来获取细小的晶粒。共晶相图:两组元在液态完全互溶，在固体下有限溶解或互不溶解但有共晶反应发生的合金相图，称为共晶相共析相图:在二元合金中经常会遇到这样的情况，即在较高温度时经过液相结构得到的单相溶体，在冷却到某'结构与母相不同的新的固相的转变，这种转变成为共析转变.具有共析转变的二元合金相图称为共析相图。热处理的最主要的目的：是得到奥氏体，因此这种加热转变过程称为钢的奥氏体化。以上时，奥氏体是稳定的。当温度降到A1以下，奥氏体即处于过冷状态，这种奥。奥氏体晶粒大小的控制：加热温度、保温时间和加热速度，加热温度越高

8、，保温时间越长，奥氏体晶粒越大；'短时间保温来获得细小的奥氏体晶粒。马氏体力学性能：马氏体的力学性能取决于马氏体中的含碳量高碳马氏体硬而脆；而低碳马氏体则具有良好常用的冷却介质和淬火方法：常用的冷却介质是水和油常用的淬火方法有单介质淬火,双介质淬火，分级淬钢的淬透性:钢的淬透性主要取决于马氏体的临界冷却速度。凡是增加过冷奥氏体的稳定性，减小马氏体临界冷却速度