工程材料与成形技术基础精品复习.doc

工程材料与成形技术基础隐藏 窗体底端 一、固体材料的性能 1、强度强度概念: 强度概念:材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的 最大应力，如 弹性极限、屈服点、抗 拉强度、疲劳极限、蠕 变极限等 比强度、比模量概念： 单位密度上的强度、弹 性模量 屈强比概念： σs /σb 屈强比越小,构件万一超载时，产生塑性变形的时间越长， 则离断裂的时间长，易发现和马上采取措施（如停机、换构 件等），即时间裕度大，可靠性高。屈强比大，则屈服强度 高，材料强度利用率高。 屈强比增大，则材料塑性段距 离减小，固将增加材料的脆性趋势 。 σ0.2概念：条件屈服强度 弹性模量E 概念 E＝ σ/ε 2、硬度概念：金属材料表面抵抗其它硬物压入的能力。 相互关系：HBS≈10HRC ≈HV HB： HBS－淬火钢球测定硬度值450以下的材料 HBW－硬质合金球测定硬度值650以下的材料 HR： HRA 适用硬质合金、表面淬火层、渗碳钢 HRB 适用有色金属、退火钢、正火钢 HRC 适用淬火钢、调质钢冲击韧度材料抵抗大能量冲击载荷能力 的指标，试样缺口处单位面积所消 耗的功。 Ak＝G（H－h） Ak ak = ( J ? cm2 ) S 冷脆概念 二、金属的结构 1、晶格、晶胞和晶格常数 2、三种晶格类型 2、晶面晶向表示方法 要求：会画图、改错。 要求：会画图、改错。 取有向线段上任一点的座标值化为最简整数，加以方括号， [uvw]即为晶向指数。 取晶面的三坐标截距值为倒数，并化为最简整数，依次计入 圆括号（hkl）内，即为该晶面的晶面指数。3、单晶体和多晶体概念 4、晶格缺陷 结晶方位一致与否 4种缺陷 掌握：点缺陷、线缺陷、面缺陷 三、金属的结晶 1、理论结晶温度与实际结晶温度（过冷度概念） 2、纯金属的结晶过程 3、金属结晶后晶粒的大小 1) 晶粒度概念 ① 晶粒度表示晶粒大小，由平面截面单位面积内所包含晶粒个 数来表示；② 晶粒度级别越高，晶粒越细； 2）晶粒度对力学性能的影响 晶粒越细，常温强度越高，塑性韧性有所改善，高温强度下 降。 3）细化晶粒的方法 细化晶粒的方法 ①增加过冷度，② 变质处理，③附加振动。金属的同素异构转变（重结晶） 金属的同素异构转变（重结晶） 三、二元合金 1、二元合金的晶体结构 组元、相、固熔体、化合物概念 在物质中，凡是成分相同，结构相同，并与其它部分以界面 分开的均匀组成部分，称为相。合金结晶后可以是一种相，也可 相 以是由若干种相所组成。 一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体称为组织。 相的相对数量、形状、尺寸和分布的不同，形成了不同的组织， 不同的组织使合金具有不同的力学性能。 例：铁碳相图中 αβγ Fe3C ；F P A； Fe3CⅠ Fe3CⅡ Fe3CⅢ 2、 固溶体 溶质原子溶入金属溶剂中所组成的合金相称为固溶体。固溶体 的点阵结构仍保持溶剂金属的结构，只引起晶格参数的改变。 当两组元在固态无限溶解时，所形成的固溶体称为连续固溶体 或无限固溶体；当两组元在固态部分溶解时，所形成的固溶体称为 有限固溶体或端际固溶体。按照溶质原子在固溶体中所处的位置， 固溶体又可分为间隙固溶体和置换固溶体。 1） 间隙固溶体 当溶质原子直径与溶剂原子直径的比值 小于0.59时，才能形成间隙固溶体。溶剂晶 格的间隙是有限的，因此，间隙固溶体只能 是有限固溶体。间隙固溶体的溶解度与溶质原子半径及溶剂的晶格类型有关。 溶质原子半径愈小，溶解度愈大，溶剂晶格类型不同，具有的 间隙大小不同，溶解度也不同。 2）置换固溶体 对于溶质和溶剂原子大小比较接近的元素，只能形成置换 固溶体。置换固溶体中，溶质原子在溶剂晶格中的分布是任意 的、无规律的。如果溶质原子在溶剂晶格中的溶解度 有一定限度，则叫有限互溶，形成有限置换 固溶体；置换固溶体中溶质原子与溶剂半径 相差越小，则溶解度越大，若溶剂元素与溶 质元素在周期表中位置靠近，且晶格类型相 同，则可形成无限固溶体，合金组元可以以 任何比例相互溶解，如Cu-Ni 合金。3、二元合金相图 相图是反映材料在平衡状态下相状态和成分及温度关系的图 形。相图也称平衡图或状态图。二元合金相图可用温度－成分坐 标系的平面图形来表示。二元相图是反映二元系统相的平衡状态 与温度、成分关系的平面图形。 1）匀晶相图 两组元在液态无限互溶，在 固态也无限互溶，形成固溶体的 二元相图称为二元匀晶相图。特 点：晶格类型相同，结晶不在恒 温下进行，在冷却较快的非平衡 结晶条件下，会形成枝晶偏析。固溶体的非平衡结晶： 匀晶相图中冷却时的成分变化 2） 共晶相图 两组元在液态无限互溶，固态有限溶解，通过共晶反应形成两 相机械混合物的二元合金称为二元共晶相图。共晶反应是液相在冷 却过程中同时