最新工程材料13教学讲义ppt.ppt

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1、工程材料13了解金属材料的主要力学性能；了解金属学基础，掌握Fe-Fe3C状态图，熟悉金属塑性变形的实质及其对组织和性能的影响；熟悉热处理的基本理论，掌握常用的热处理方法的目的、工艺特点和应用范围；了解钢中合金元素的作用，掌握常用合金（碳钢、合金钢、铸铁、铜合金、铝合金等）的种类、牌号、性能及用途；了解常用非金属材料的种类、特性及应用；熟悉选用材料的基本原则，根据零件的使用性能、工艺性能以及经济性，能比较合理地选用材料和提出相应的热处理技术要求；了解金属材料及热处理的新材料、新工艺、新技术。3、课程的基本要求2１）材料性能:重点介绍金属材料的机械性能及其

2、物理、化学、工艺性能的含义；２）金属学基础：重点研究金属和合金组织结构、结晶过程、塑性变形与再结晶及主要二元合金状态图的基本理论；３）热处理基础：重点研究改变钢铁材料内部组织结构及性能的原理和方法；４）常用机械工程材料：具体研究各种常用机械工程材料的种类、性能及用途。4课程教学内容3晶格参数——晶格的几何特征可以用晶胞的三条棱边长a、b、c和三条棱边之间的夹角、、六个参数来描述晶格常数－－a、b、c。1.1.1晶体结构的基本概念图1-2晶格参数7体心立方晶格------金属中如Ti、V、Cr、Mo、W及-Fe等属此种晶格。面心立方晶格------

3、金属中如Al、Mn、Ni、Cu、Ag、Pt、Au、Pb及-Fe等属此种晶格。密排六方晶格------金属中如Zn、Mg、Be、Cd、-Ti及-Co等等属此种晶格。1.1.2三种常见的金属晶体结构(a)体心立方（b）面心立方（c）密排六方81.1.3常见金属晶体结构的特征（1）晶胞中的原子数面心立方晶格密排六方晶格体心立方晶格9（2）原子半径面心立方晶格密排六方晶格体心立方晶格10配位数——晶体结构中与任一原子周围最近邻的且等距离的原子数。配位数越大，晶体中原子排列就越紧密。（3）配位数和致密度面心立方晶格：12密排六方晶格：12体心立方晶格：811

4、致密度------晶胞中所含原子的体积与晶胞体积的比值，即K=nU/V配位数大，则致密度亦大。式中：K------晶体的致密度；n------晶胞中所含原子的数目；U------每个原子的体积；V------晶胞的体积。面心立方晶格密排六方晶格体心立方晶格12表1—1三种典型金属晶体结构的特征13（1）晶面------晶体中通过原子中心的平面。晶面指数------用以表示晶面的数字符号称为晶面指数（hkl）。晶面指数的确定：设定一空间坐标系，原点位于待定晶面之外。求出待定晶面在各坐标轴上的截距为：11∞、11。取截距的倒数：110、112。将截距的倒数化

5、为最小整数，放在圆括号内。1.1.4晶面、晶向及晶体的各向异性14晶面族------在同一种晶体结构中，原子排列情况完全相同的一组晶面，用{HKL}表示。如：{100}晶面族有：（100）、（010）和（001）晶面。{111}晶面族有：（111）、（11）、（11）和（11）晶面。15晶向族------原子排列情况相同但空间位向不同的所有晶向，用表示。如：<110>晶向族包括：[110]、[101]、[011]、[]、[]、[]、[]、[]、[]、[]、[]、[]12个晶向；<111>晶向族包括：[111]、[]、[]、[]、[]、[]、[]

6、、[]8个晶向。（2）晶向--------晶体中原子列所表示的方向。晶向指数------表示晶向的数字符号称为晶向指数。[uvw]晶向指数的确定：设定一空间坐标系，原点在待定晶向的一结点上。写出该晶向上另一结点的空间坐标值：即为001、10。将坐标值按比例化为最小整数：001、210。将化好的整数记在方括号中。16（3）金属晶体的各向异性------金属晶体沿不同方向性能不相同的现象。晶体与非晶体最根本的差别之一是：晶体具有明显各向异性，而非金属具有各向同性。金属的各向异性一般表现在纯金属的单晶体中，而对于实际晶体，其各向异性就显示不出来了。与晶面和晶向

7、上原子排列的方式和密度不同，因而它们之间的结合力大小不同有关。171.1.5实际金属的晶体结构基本概念：单晶体－－金属内部的晶格方位完全一致。多晶体－－多晶粒组成的实际晶体结构。晶粒－－组成多晶体的外形不规则的小晶体。晶界－－晶粒与晶粒间的界面。组织－－用金相的方法，在金属及合金内部看到的涉及晶体或晶粒的大小、方向、形状、排列状况等组成关系的构造情况。显微组织－－显微镜所观察到的组织。亚晶粒－－晶粒内存在的、相互间晶格位向差很小的晶块。亚晶界－－亚晶粒之间的界。18（1）点缺陷：包括：晶格空位、间隙原子和异类原子。晶格空位——在晶体晶格中，某结点上没有原

8、子的结点称为空位。间隙原子——位于晶格间隙之中的原子叫做间隙原子。异类原子——金