项目一：金属材料的结构与力学性能.ppt

七、多晶体结构 1、晶粒：每个小晶体都具有的不规则的颗粒状外外形。 2、单晶体：由一个晶粒所组成。 3、多晶体：由许多晶粒所组成，实际金属就属于这种情况。 4、晶界：晶粒与晶粒之间的界面，称为晶界。一般在铜材中，晶粒的尺寸在10-1 ~ 10-3mm左右。在金相显微镜下可以观察。 八、晶体缺陷 通常将实际金属中原子排列的不完整性区域叫做晶体缺陷。 晶体缺陷按几何特点可分为以下三种： 1、点缺陷：晶体中在X,Y,Z三维方向上尺寸都很小的晶体缺陷。常见的点缺陷有空位、间隙原子、置换原子。 （1）空位：当晶格中的原子由于某种原因，脱离原来的平衡位置，在原处出现了一个空结点。 （2）间隙原子：处于晶格间隙中的原子。 （3）置换原子：正常节点处的原子被其他金属种类的原子所代替。 点缺陷造成的后果： 造成晶格畸变，使性能发生变化。 晶格上的结点偏离其平衡位置，出现几个甚至更多的原子间距范围的弹性畸变区。 2、线缺陷：就是各种类型的位错，即晶体已滑移部分与未滑移部分的交界线。晶体中的线缺陷就是各种类型的位错。 位错：在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。最基本的类型有“刃型位错”和“螺型位错”。 3、 面缺陷：在一个方向上尺寸很小，在其它两个方向上尺寸很大，也叫二维缺陷 ，主要有金属中的晶界和亚晶界。 （1）晶界：晶体结构相同但位向不同的晶粒之间的界面。 （2）亚晶界：在金属晶体的每一个晶粒内部，其晶格位向也并不像理想晶体那样完整，它是由许多位向很小的小晶块组成，这些小晶块称为亚晶粒，亚晶粒之间的界面叫做亚晶界。 二、金属结晶的现象 金属在结晶之前，温度连续下降，当液态金属冷却到理论结晶温度T0 （熔点）时，并未开始结晶，而是需要继续冷却到T0 之下的某一温度T1，液态金属才开始结晶。金属的实际结晶温度T1与理论结晶温度T0之差，称为过冷度，以ΔT表示，ΔT=T0-T1。 纯金属结晶时的冷却曲线 a）理论结晶 b）实际结晶 三、金属结晶的过程 金属结晶的微观过程是形核和长大的过程。 1、 晶核的形成 （1）均匀晶核 （2）非均匀晶核 2、 晶核的长大 三、硬度 材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。 常用的硬度实验法有布氏硬度实验法、洛氏硬度实验法、维氏硬度实验法。 1、 布氏硬度 (1）布氏硬度的定义 使用一定直径的硬质合金球体，以规定的实验力压入试样表面，并保持规定时间后卸去实验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度。 布氏硬度的表示方法 符号HBW之前的数字为硬度值，符号后面按以下顺序用数字表示实验条件。 1）球体直径 2）实验力 3）实验力保持的时间（10～15s不标注） 例如：170HBW10/1000/30表示用直径10mm的钢球，在9807N的实验力作用下，保持30s时测得的布氏硬度值为170。 （3）应用范围及优缺点 布氏硬度主要适用于测定灰铸铁、有色金属、各种软钢等硬度不是很高的材料。 优点：试验力大、球体直径大，压痕直径大，能准确反映出金属材料的平均性能。 缺点：操作时间长，不宜于测量成品及薄件。 2、洛氏硬度 （1）洛氏硬度的定义：洛氏硬度实验是目前应用范围最广的硬度实验方法。它是采用直接测量压痕深度来确定硬度值的。 采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头，压入金属表面后，经规定保持时间后卸除主试验力，以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。 （2）洛氏硬度的表示方法 符号HR前面的数字表示硬度值。HR后面的字母表示不同的洛氏硬度标尺。 （3）常用洛氏硬度标尺及其适用范围： HRA适用于测量硬质合金、表面淬火层或渗碳层；HRB适用于测量有色金属和退火、正火钢等；HRC适用于测量调质钢、淬火钢等。洛氏硬度操作简便、迅速，应用范围广，压痕小，硬度值可直接从表盘上读出，所以得到更为广泛的应用。 二、冲击韧性 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。材料的冲击韧性用一次摆锤冲击弯曲实验来测定。 试样规格：U形或V形缺口的式样。 三、焊接性能 焊接性能：指金属材料对焊接加工的适应性，也就是在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 焊接性能主要同金属材料的化学成分有关（碳的影响最大）。一般来说，含碳量越多，焊接性能越差。 四、切削加工