机械工程材料(144页).ppt

机械工程材料 陈刚 按组成与结合键分： 1、金属材料 2、高分子材料 3、陶瓷材料 4、复合材料 以金属键结合为主 良好的导电性、导热性、延展性和金属光泽 用量最大、应用最广泛 以共价键和离子键为主 熔点高、硬度高、耐腐蚀、脆性大 分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三类 以分子键和共价键为主 耐蚀性、电绝缘性、减振性好，密度小 包括塑料、橡胶及合成纤维等 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 高分子复合材料 组织：用肉眼或借助于不同放大倍数的显微镜所观察到的 金属内部的情景。 习惯上把用肉眼或几十倍放大镜观察到的组织称低倍组织或宏观组织。 放大100～2000倍的组织称高倍组织或显微组织。 在电子显微镜下放大几千～几十万倍的组织称精细组织或电镜组织。 研究材料的化学成分、加工工艺、组织、 结构与性能(以力学性能为主)之间关系。 主要参考书： 《机械工程材料》 哈尔滨工业大学出版社 成绩评定方法：平时成绩占20%(出勤+作业或随堂测试)，课程结束时的期末考试成绩占80%。 随机点名，两次不到，平时成绩为0； 三次旷课，本门课成绩以0分计！ 面心立方晶格与密排六方晶格密排面的堆垛顺序 密排六方晶格的堆垛顺序为ABABAB… 面心立方晶格的堆垛顺序为ABCABCABC… ⑴晶面 晶体中各方位上的原子面称晶面。 表示晶面的符号称晶面指数。 ① 确定原点，建立坐标系，求出所求晶面在三个坐标轴上的截距。 ② 取三个截距值的倒数并按比例化为最小整数，加圆括弧，形式为（hkl）。 求截距为?、1、 ?晶面的指数 (1)截距值取倒数为0、1、0 (2)加圆括弧得（010） 画出（112）晶面 取三指数的倒数1、1、1/2,化成最小整数为2、 2、1，即为X(a)、Y(b)、Z三坐标轴上的截距 ① 确定原点，建立坐标系，过原点作所求晶向的平行线。 ② 求直线上任一点的坐标值并按比例化为最小整数，加方括弧。形式为[uvw]。 晶面族与晶向族 指数虽然不同，但原子排列完全相同的晶向和晶面称作晶向族或晶面族。分别用{hkl}和uvw表示。 说明： ① 在立方晶系中，指数相同的晶面与晶向相互垂直。 三种常见晶格的密排面 和密排方向 实际金属的晶体结构为多晶 晶体缺陷： 偏离晶体理想结构的微观区域，或晶格的不完整部位。 实际金属中存在着大量的晶体缺陷，按形状可分三类，即点、线、面缺陷。 ① 点缺陷 空间三维尺寸都很 小的缺陷。 空位：未被原子占据的晶格结点。 间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。可以是基体金属原子，也可以是外来原子。 置换原子：取代原来原子位置 的外来原子称置换原子。 位错：晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部滑 移，滑移面上滑移区与未滑移区的交界线称作位错。 分为：刃型位错和螺型位错。 刃型位错：当一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面，该晶面象刀刃一样切入晶体，这个多余原子面的边缘就是刃型位错。 半原子面在上方时，称正位错，用“ ┴ ”表示。 半原子面在下方时，称负位错，用“ ┬ ”表示。 位错密度：单位体积内所包含的位错线总长度。 ? = S/V(cm/cm3或1/cm2) 金属的位错密度为104~1012/cm2 ③ 面缺陷—晶界、亚晶界及孪晶界 晶界是不同位向晶粒的过度部位，宽度为 5~10个原子间距，位向差一般为20~40°。 亚晶粒是组成晶粒的尺寸很小，位向差也很小(10’ ~2 ?)的小晶块。 亚晶粒之间的交界面称亚晶界。亚晶界也可看作位错壁。 一. 纯金属结晶的温度条件 二. 纯金属的结晶过程 三. 影响金属铸态组织的因素 热分析法 金属结晶时温度与时间的关系曲线称冷却曲线。 曲线上水平阶段所对应的温度称实际结晶温度T1。 曲线上水平阶段是由于结晶时放出结晶潜热引起的。 二、纯金属的结晶过程 合金中凡成分相同、结构相同、聚集态相同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为相。 组元、相及组织的关系？ 固态合金中的相分为固溶体和金属间化合物两类。 固溶体：合金中组元互相溶解而形成的均匀固 相；习惯以?、?、?表示。 置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格某些结点位置所形成的固溶体。 溶质原子呈无序分布的称无序固溶体; 呈有序分布的称有序固溶体。 间隙固溶体：溶质原子嵌入溶剂晶格间隙所形成的 固溶体。 固溶体的溶解度：溶质原子在固溶体中的极限浓度。 溶解度有一定限度的固溶体称有限固溶体；组成元素无限互溶的固溶体称无限