金属材料培训课件

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1、金属材料第一节金属的性能金属材料的性能对零件的使用和加工有十分重要的作用,一般可分为使用性能和工艺性能两大类.使用性能是指材料在工作条件下所必须具备的性能,包括物理性能、化学性能和力学性能,它反映金属材料在使用过程中表现出来的特点,决定了材料的应用范围、安全可靠性及使用寿命。工艺性能是反映金属材料在制造加工过程中的各种性能，如铸造性能、焊接性能、锻压性能、切削加工性及淬透性等。（一）金属材料的机械性能弹性和塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度1、弹性和塑性弹性：金属材料受外力作用产生变形，当外力去掉后能恢复原状的性能叫弹性。塑性：金属材料在栽荷作用下产生塑性变形而不破

2、坏的能力。2、刚度金属材料受力时抵抗弹性变形的能力叫做刚性。3、强度金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力叫做强度。强度分抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度与抗扭强度。4、硬度金属材料抵抗更硬物体压力的能力叫做硬度。5、冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力叫做冲击韧性。6、疲劳强度金属材料在无数次重复或交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力叫做疲劳强度。（二）金属材料的物理、化学及工艺性能1、物理性能金属材料的主要物理性能有密度、熔点、热膨胀性、导热性和导电性等。2、化学性能金属材料的主要化学性能有耐酸性、耐

3、碱性、抗氧化性等。3、工艺性能工艺性能是物理、化学、机械性能的综合。按工艺方法不同分为铸造性、可锻性、可焊性和切削加工性等。10第二节金属的结构与结晶一．钢的晶体构造所有的物质是由原子组成的。固态物质内的原子排列有两种类型：一种为原子的排列紊乱而无规律性；另一种为原子按照一定的规律排列。前者就构成了非晶体类固态物质，如玻璃、松香等；后者就组成了晶体类固态物质，如各种固态金属。（一）晶格在晶体内原子依照一定的几何规律在空间排列成所谓的结晶格子，简称晶格。由于金属原子具有占据彼此最相近位置的倾向，所以形成以下几种类型的晶格。1．体心立方晶格体心立方晶格的原子分布在立方体的各结点和中

4、心上。属于这一类金属有铬、钼、钨等，它们具有较高的熔点]较大的强度和较好的塑性。2．面心立方晶格它的原子分布在立方体的各结点和各面的中心上，属于这一类的金属有铝、铜、镍等，它们具有良好的塑性。3．密排六方晶格它的原子除分布在各结点及上下两面的中心处之外，在六方柱体中间还有三个原子。属于这一类的金属有锌、镁等。它们的塑性较差。晶格中原子在结点附近是按一定的振幅在不停地振动着。当温度升高时，振幅增大，原子的活动能力也就增强。10（二）晶粒与晶体从钢的结晶过程可知，当晶体逐渐成长到某些地方互相接触时，则在接触的地方彼此发生了阻碍作用而不能继续长大。但和其它晶体不接触的地方仍然可以自由地继续长

5、大，一直到所有的晶体都互相接触时为止。这样的结晶体其几何外形是极不规则的。这种不规则几何外形的晶体叫做结晶颗粒，就是通常所称的晶粒。晶粒与晶粒之间的交界面称为晶界。由一组方位相同的晶粒所组成的晶体，叫做单晶体。单晶体的特征是具有方向性金属及合金一般是由许多方位不同的晶粒所组成的多晶体，所以金属各个方向的性质也趋于一致。金属晶粒的大小和形状是可以改变的，这主要取决于不同有加工方法和热处理方法。例如铸造组织的晶粒是粗大的；而锻造后的金属组织变得细小，晶粒顺着金属流动方向而伸长。二、钢的组织钢是工业上应用最广泛的金属材料，它是由两种以上的元素熔合成的合金。碳钢就是熔合铁、碳元素所组成的铁碳合

6、金。铁和碳二元素能组成多种不同的合金组织，主要有：铁素体、渗碳体、珠光体、奥氏体等，1.铁素体：碳在α铁中的间隙固溶体称为铁素体。用符号F表示。铁素体呈体心立方晶格，在室温下仅可溶0．006%的碳，可见溶碳能力极低。铁素体的机械性能总的来说是：强度、硬度低，而塑性、韧性好。2.渗碳体：铁和碳的化合物称为渗碳体。用化学式Fe3C表示。渗碳体具有复杂的八面体晶格。含碳量大于0.0218%的铁碳合金中都有渗碳体的存在。它具有很高的硬度，能刻划玻璃，但其脆性很大，塑性几乎等于零。渗碳体在铁碳合金中起着强化基体的作用，在一定的条件下能分解为铁和石墨。3．珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物（共析体

7、）称为珠光体。10用符号P表示。珠光体的含碳量为0.765%，抗拉强度σb=85公斤力/平方毫米，硬度HB=200~250。珠光体的强度、硬度较铁素体高，但塑性、韧性较差。在硬度相同的情况下，球状珠光体的塑性、韧性要好于片状珠光体。因此，珠光体的力学性能主要取决于其组成相的形态、大小和分布。4．奥氏体：碳在γ铁中的固溶体称为奥氏体。用符号A表示。奥氏体呈面心立方晶格，它是一种高温组织。当温度高于727摄氏度时，铁碳合金中就有奥氏体存在。但是当钢