《机械工程材》总复习.ppt

《机械工程材料》;使用性能;一、性能;条件屈服强度? 0.2—残余塑变为0.2%时的应力。 疲劳强度? -1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最大应力。 ⑶ 塑性：材料断裂前承受最大塑性变形的能力。指标为?、?。 ⑷ 硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力。指标为HB、HRC。;⑸ 冲击韧性：材料抵抗冲击破坏的能力。指标为αk。材料的使用温度应在冷脆转变温度以上。 ⑹ 断裂韧性：材料抵抗内部裂纹扩展的能力。指标为K1C。 2、化学性能 ⑴ 耐蚀性：材料在介质中抵抗腐蚀的能力。 ⑵ 抗氧化性：材料在高温下抵抗氧化作用的能力。 3、耐磨性：材料抵抗磨损的能力。;㈡ 工艺性能 1、铸造性能：液态金属的流动性、填充性、收缩率、偏析倾向。 2、锻造性能：成型性与变形抗力。 3、切削性能：对刀具的磨损、断屑能力及导热性。 4、焊接性能：产生焊接缺陷的倾向。 5、热处理性能：淬透性、回火稳定性、二次硬化、回火脆性。;二、晶体结构;⑵ 三种常见纯金属的晶体结构;⑶ 立方晶系的晶面指数和晶向指数 ①晶面指数：晶面三坐标截距值倒数取整加（ ） ②晶向指数：晶向上任一点坐标值取整加[ ] 立方晶系常见的晶面和晶向 ⑷ 晶面族与晶向族 指数不同但原子排列完全相同的 晶面或晶向。 ⑸密排面和密排方向 ——同滑移面与滑移方向 在立方晶系中，指数相同的晶面与晶向相互垂直。;2、实际金属 ;② 线缺陷——位错 晶格中一部分晶体相对另一部分晶体沿某一晶面发生局部滑移, 滑移面上滑移区与未滑移区的交接线。 ③ 面缺陷——晶界和亚晶界 亚晶粒：组成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小晶块。亚晶界：亚晶粒之间的交界面。 ④ 晶界的特点： 原子排列不规则；阻碍位错运动；熔点低；耐蚀性低；产生内吸附；是相变的优先形核部位。;金属的晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多；需要协调的具有不同位向的晶粒越多，使得金属塑性变形的抗力越高。 晶粒越细，单位体积内同时参与变形的晶粒数目越多，变形越均匀，在断裂前将发生较大塑性变形。强度和塑性同时增加，在断裂前消耗的功大，因而韧性也好。 细晶强化：通过细化晶粒来提高强度、硬度和塑性、韧性的方法。;㈡ 合金的晶体结构 合金：由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。如碳钢、合金钢、铸铁、有色合金。 相：金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。 1、固溶体：与组成元素之一的晶体结构相同的固相。 ⑴ 置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格结点位置形成的固溶体。多为金属元素之间形成的固溶体。 ;⑵ 间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 为过渡族金属元素与小原子半径非金属元素组成。 铁素体：碳在?-Fe中的固溶体。 奥氏体：碳在?-Fe中的固溶体。 马氏体：碳在?-Fe中的过饱和固溶体。 固溶强化：随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度增加，塑性、韧性下降的现象。;马氏体的硬度主要取决于其含碳量，并随含碳量增加而提高。 ⑵ 金属化合物：与组成元素晶体结构均不相同的固相。 ① 正常价化合物 如Mg2Si ② 电子化合物 如Cu3Sn ③ 间隙化合物：由过度族元素与C、N、H、B等小原子半径的非金属元素组成。 分为结构简单的间隙相和复杂结构的间隙化合物。;强碳化物形成元素：Ti、Nb、V 如TiC、VC 中碳化物形成元素：W、Mo、Cr 如Cr23C6 弱碳化物形成元素：Mn、Fe 如Fe3C ⑶ 性能比较：强度：固溶体?纯金属 硬度：化合物?固溶体?纯金属 塑性：化合物?固溶体?纯金属;⑷ 金属化合物形态对性能的影响 ① 基体、晶界网状：强韧性低 ② 晶内片状：强硬度提高，塑韧性降低 ③ 颗粒状： 弥散强化：第二相颗粒越细，数量越多，分布越均匀，合金的强度、硬度越高，塑韧性略有下降的现象。 ⑸ 固溶体与化合物的区别：①结构；②性能；③表达方式;? 合金元素在钢中的作用;8、提高回火稳定性（淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力） 9、产生二次硬化（含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’转变为M回，使硬度不仅不下降，反而升高的现象 ） 10、防止第二类回火脆性：W、Mo (回火脆性 ：淬火钢在某些温度范围内回火时，出现的冲击韧性下降的现象。);三、组织;⑶ 结晶晶粒度控制方法：①增加过冷度；②变质处理；③机械振动、搅拌 2、纯金属中的固态转变 同素异构转变：物质在固态下晶体结构随温度而发生变化的现象。 固态转变的特点：①形核部位特殊；②过冷倾向大；③伴随着体积变化。;3、再结晶 ⑴再结晶条件