[工学]新材料新工艺.ppt

1.钢的平衡结晶过程 2.2.2合金的性能与相图的关系 第二章金属的凝固与固态相变 合金的使用性能与相图的关系 合金的工艺性能与相图的关系 2.2.3铸锭(件)的凝固 第二章金属的凝固与固态相变 1-表面细晶粒层 2-柱状晶粒层 3-心部等轴晶粒区 影响铸锭(件)结晶组织的因素 冷却速度 加热温度、浇注温度和浇注速度 外加杂质（或变质处理） 2.3铁碳合金平衡态的相变基础 第二章金属的凝固与固态相变 2.3.1 Fe-Fe3C亚稳相图 铁碳合金的相结构与性能 相图分析 2.3.2铁碳合金在平衡状态下的相变 2.3.3含碳量对铁碳合金组织性能的影响 2.3.4Fe-Fe3C相图的应用 2.3.1Fe-Fe3C亚稳相图 第二章金属的凝固与固态相变 1.铁碳合金的相结构与性能 第二章金属的凝固与固态相变 铁素体 F 奥氏体 A 渗碳体 Fe3C 2.相图分析 2.3.2在铁碳合金平衡状态下的相变 第二章金属的凝固与固态相变 Ld`+ Fe3CⅠ Ld` Fe3CⅡ+P +Ld` P+ Fe3CⅡ P F+P F 平衡 组织 4.3- 6.69 4.3 2.11 -4.3 0.77- 2.11 0.77 0.0218 -0.77 0.0218 含碳 量/% 过共晶 白口铁 共晶白 口铁 亚共晶白口铁 过共析钢 共析钢 亚共析钢 白口铸铁 钢 工业纯铁 种类 铁碳合金的分类 1.钢的平衡结晶过程 2.白口铸铁的平衡结晶过程 * 工程材料及成形技术基础 绪论 材料与成形技术的经济地位 材料的发展史 材料的分类 本课程在人才培养中的地位和作用 本课程的内容和要求 第一章工程材料的结构与性能 1.1材料原子的相互作用 1.2晶体材料的原子排列 1.3非晶态材料中的原子排列 1.4合金的晶体结构 1.5高聚物的结构 1.6陶瓷的结构 1.7工程材料的性能 本章小结 1.6陶瓷的结构 陶瓷的基本相结构主要有:晶相、玻璃相、气相等。其组织示意图见下图 陶瓷的性能主要取决于晶相。陶 瓷中的晶相主要有硅酸盐、氧化物、 非氧化物。 第一章工程材料的结构与性能 1.7工程材料的性能 第一章工程材料的结构与性能 1.7.1工程材料的力学性能 1. 强度 2. 塑性 3. 硬度 4. 冲击韧性 5. 断裂韧性 6. 耐磨性 7.粘弹性 1.7.2工程材料的物理性能 1.7.3工程材料的化学性能 1.7.4工程材料的工艺性能 1.强度 第一章工程材料的结构与性能 1)静载时的强度 (1) 弹性和刚度 (2) 屈服点 (3) 抗拉强度 2)变载时的强度 3)高温强度 应变ε/% 应力? 低碳钢的应力—应变曲线 ε σ 第一章工程材料的结构与性能 2.塑性 材料在外力的作用下,产生塑性变形而不断裂的性能称为 塑性。其大小用伸长率δ和断面收缩率ψ来表示。 3.硬度 第一章工程材料的结构与性能 布氏硬度原理 洛氏硬度原理 维氏硬度原理 硬度 第一章工程材料的结构与性能 布氏硬度用HB表示:当试验压力的单位为kgf时 当试验压力的单位为牛顿(N)时 低碳钢:?b=3.53HB,高碳钢: ?b=3.33HB,合金调质钢: ?b=3.19HB 灰铸铁: ?b=0.98HB,退火铝合金: ?b=4.70HB 硬度 第一章工程材料的结构与性能 硬质合金、表面淬火钢 70HRA 60 120o 金刚石圆锥 HRA 软钢、退火钢、铜合金 25~100 HRB 100 Ф1/16inch 淬火钢球 HRB 淬火钢件 20~60 HRC 150 120o 金刚石圆锥 HRC 应用举例 硬度值 有效范围 压力 Kgf 压头类型 符号 4.冲击韧性 第一章工程材料的结构与性能 Ak=G(H-h) J J/cm2 5.断裂韧性 第一章工程材料的结构与性能 σ Mpa.m1/2 σ 6.耐磨性和粘弹性 第一章工程材料的结构与性能 耐磨性 粘弹性 蠕变 应力松弛 滞后与内耗 1.7.2工程材料的物理性能材料 第一章工程材料的结构与性能 1.电性能 1)导电性能 2)介电性能(材料在电场中的极化；介电常数和介电强度；压 电现象和电致伸缩现象；电铁效应） 3)磁性能（磁导率、磁化强度；抗磁性、顺磁性