第七章 制冷空调设备常用材料第一部分金属材料基础知识.ppt

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1、第七章制冷空调设备常用材料材料是人类作来制作各种产品的物质，是先于人类存在的，为人类生活和生产的物质基础。一、材料二、人类发展与材料人们按照在使用中占主导地位的材料划分历史：石器时代→陶器→青铜器→铁器→钢铁（资本主义大工业时期）→合成材料（20世纪）→复合材料（20世纪40年代）材料与人类文明三、材料科学技术――现代文明的支柱之一人与动物的区别：1、制造工具（本质）2、能源的利用3、信息的传播和保存支撑人类文明大厦的四大支柱技术：材料科学与技术生物科学与技术能源科学与技术信息科学与技术工程材料的分类一、按来源分为天然材料和人工材料二

2、、接用途分为功能材料和结构材料三、按化学性质分为：金属材料陶瓷材料（离子键和共价键，离子键为主）高分子材料（共价键、分子键和氢键，共价键为主）。四、工程材料的常见分类1无机材料（金属、金属间化合物、无机非金属材料（玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷））2有机材料（有机天然材料、有机合成高分子材料）3复合材料（金属基、陶瓷基、树脂基、金属间化合物基）知识与技能（一个过程，两个平台）（1）了解一个过程：机械制造全过程——从选用材料到加工制造（本课程主要特点之一——综合性）——会制订零件加工工艺路线2)构建两个平台：1）材料应用技术平台以材料应用为目标，

3、构建从分类——牌号到成分——热处理——组织——性能——用途为主线的工程材料应用技术平台2）制造技术基础平台以材料成形为目标，构建从铸、锻、焊等毛坯生产到切削加工为主线的制造技术基础平台材料的性能取决于内部的微观结构和组织状态，而微观结构与原子本性，原子结合的类型，原子排列方式有关§金属的晶体结构和组织§合金的相结构§纯金属的结晶§合金的结晶§铁碳合金相图§金属的塑性变形金属材料的基础知识及塑性变形§金属的晶体结构和组织1.晶体与非晶体2.金属的晶体结构3.实际金属的晶体结构4.晶体中的扩散§合金的相结构固溶体金属间化合物§纯金属的结晶

4、1结晶与凝固的区别2纯金属的冷却曲线和过冷现象3纯金属的结晶过程4金属晶粒的大小与控制§合金的结晶1.二元合金相图的建立2.合金性能与相图的关系§铁碳合金组元和相图1基本组元2基本相3铁碳合金相图§金属的塑性变形§金属的晶体结构和组织1.晶体与非晶体2.金属的晶体结构3.实际金属的晶体结构4.晶体中的扩散一、晶体与非晶体1.晶体：指原子呈规则、周期性排列的固体。常态下金属主要以晶体形式存在。晶体具有各向异性。非晶体：原子呈无规则堆积，和液体相似，亦称为“过冷液体”或“无定形体”。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。2.区别(a)是否具

5、有周期性、对称性(b)是否长程有序(c)是否有确定的熔点(d)是否各向异性金属的结构晶态非晶态Si2O的结构二、金属的晶体结构1.金属的晶体结构晶体结构描述了晶体中原子（离子、分子）的排列方式。1）理想晶体——实际晶体的理想化·三维空间无限延续，无边界·严格按周期性规划排列，是完整的、无缺陷。·原子在其平衡位置静止不动2）理想晶体的晶体学抽象空间规则排列的原子→刚球模型→晶格（刚球抽象为晶格结点，构成空间格架）→晶胞（具有周期性最小组成单元）晶格：用假想的直线将原子中心连接起来所形成的三维空间格架。直线的交点（即原子中心）称结点。由结

6、点形成的空间的阵列称空间点阵。晶胞：能代表晶格原子排列规律的最小几何单元.3）晶胞的描述晶体学参数：a,b,c,α,β,γ晶格常数：a,b,c4)晶系：根据晶胞参数不同，将晶体分为七种晶系。90%以上的金属具有立方晶系和六方晶系。立方晶系：a=b=c，===90六方晶系：a1=a2=a3c,==90,=120立方六方四方菱方正交单斜三斜5）原子半径：晶胞中原子密度最大方向上相邻原子间距的一半。6)晶胞原子数：一个晶胞内所包含的原子数目。7)配位数：晶格中与任一原子距离最近且相等的原子数目。8)致密度：晶胞中原子本身

7、所占的体积百分数。2.三种典型的金属晶体晶胞1）体心立方晶胞BCCBodyCenteredCube晶格常数：a(a=b=c)原子半径：原子个数：2配位数：8致密度：0.68常见金属：-Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等b）面心立方晶胞FCCFace-CentereCube晶格常数：a原子个数：4配位数：12致密度：0.74常见金属：-Fe、Ni、Al、Cu、Pb等c)密排六方晶胞HCPHexagonalClose-Packed晶格常数：底面边长a和高c，c/a=1.633原子个数：6配位数：12致密度：0.74常见金属：Mg、Zn、

8、Be、Cd等（d）BCC、FCC、HCP晶胞的重要参数晶胞晶体学参数原子半径晶胞原子数配位数致密度FCCa=b=c,α=β=γ=90o2868%BCCa=b=c,α=β=γ=90041274%HCPa=bc,c/a=1.