工程材料复习1-4章.doc

工 程 材 料 结 第一章 材料的结构与性能 一 材料的性能 （一） 使用性能 1.力学性能：材料在外加载荷作用时所表现出来的性能。 （1）弹性：材料产生弹性变形（去掉外力后能恢复的变形，不能回复的为塑性变形）而不发生塑性变形或破坏的能力。 （2）塑性：在断裂前发生永久变形的能力。 ：为试样断后标距，试样标距 指标②断面收缩率：为试样断后，试样（3）刚度：材料保持自身形状抵抗变形的能力。 （4）强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 分类（按外力作用方式）： a.屈服强度s）：材料开始发生塑性变形时的应力值。 b.抗拉强度b）：材料发生变形后，在应力应变曲线中应力达到的最大值。 c.疲劳强度-1）：材料承受交变载荷且应力低于一定值时，试样可经受无限次周期循环而不破坏，此应力值称为材料的疲劳强度。（提高方法：合理选材，细化晶粒，减少材料和零件的缺陷，降低应力集中，对零件表面强化处理） （5）硬度：材料对局部塑性变形的抗力。硬度指标 符号 公式 适用材料 测量方法 布氏硬度 HBW F→ 试验力，D→球直径，d→压痕直径 有色金属，铸铁，退火件，正火件，调制件 用一定大小的试验力F，把直径为D的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径d，然后按公式求出布氏硬度HB值 洛氏硬度 HR 淬火件 用一个顶角为120度的金刚石圆锥体或规定直径的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度求出材料的硬度。 维氏硬度 HV 渗氮件，渗金属件 以规定的负荷,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入器压材料表面，保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小 肖氏硬度 HS 大型试件（机床床身，大型齿轮） 应用弹性回跳法将撞销从一定高度落到所试材料的表面上而发生回跳。撞销是一只具有尖端的小锥，尖端上常镶有金刚钻。用测得的撞销回跳的高度来表示硬度。 莫氏硬度 陶瓷 应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面而发生划痕 （6）韧性 a.冲击韧K，单位 ①定义：抵抗冲击载荷变形和断裂的能力②实验：摆锤式一次冲击实验，小能量多次冲击实验③试样类型：U型缺口试样，V型缺口试样④公式：为冲击吸收能量，即试样变形和断裂所吸收的能量，试样缺口底部处横截面面积b.断裂韧度：①定义：抵抗裂纹失稳扩展能力 ②符号：KIC 2.物理性能：密度，熔点，导热性，导电性，热膨胀性，磁性3.化学性能：耐腐蚀性，抗氧化性工艺性能 定义 铸造性能 液态金属能充满比较复杂的铸型型腔并获得合格铸件的性能 铁液流动性，收缩性偏析倾向 锻造性能 材料对用锻造加工方法成形的适应能力 塑性和变形抗力 切削加工性能 切削加工难易程度 焊接性能 材料能否适应焊接加工形成的、具有一定使用性能的焊接接头的特性 出现缺陷的倾向 热处理性能 材料是否适应热处理并使其性能得以改善或强韧化的性能 （二） 工艺性能 第二章 金属的结构与结晶 金属的结构 1.晶体的固态物质的基本概念 （1）空间点阵：把原子看成空间的几何点，这些点的空间排列称为空间点阵（2）晶格：用假想的空间直线把空间点阵被看质点的原子构成连接起来构成的三维几何构架（3）晶胞：晶格中能代表原子排列的最基本的几何单元（4）晶格常数：晶胞各棱边尺寸a、b、c及各边夹角α、β、γ（5）配位数：晶格中任意一个原子相距最近且等距离的原子数目（6）致密度：晶胞中原子所占有的体积与晶胞体积之比 原子排列长程有序，非晶体的排列短程有序（范围大大超过原子尺度的排列方式长程有序范围原子尺度的排列方式程有序） 正离子与电子气之间的静电引力2.晶格类型 晶格类型 体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 模型 晶包参数 a=b=c,α=β=γ=90° a=b=c,α=β=γ＝90° a=b≠c,α=β=90°，γ=120° 金属 钠，钾，铬，钼，钨，钽，铌，α-Fe 金，银，镍，铝，铜，铅，γ－Fe 镁，锌，镉，铍 原子数 2 4 6 原子半径 致密度 68％ 74％ 74％ 3.晶向通过若干原子中心连成的许多表示不同空间方位的直线（1）晶向指数:[uvw]，若为负值字母上方加注横线（2）晶向族:配位原子的晶向指数组成，以其中一个的晶向指数表示为uvw （3）原子数密度:该晶向单位长度上的原子数4.晶面通过若干原子中心而构成的二维平面（1）晶面指数:以某一原子为原点，过三个以上原子的平面的法向量各坐标值的最简整数比（uvw）,若为负值字母上方加注横线（2）晶面族:性质相同的等同晶面，表示为{