广东海洋大学工程材料复习总结.docx

PAGE PAGE 1 第一章 工程材料结构与性能 1.力学性能 定义 : 材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。 指标 :弹性 、刚度、强度、塑性 、 硬度、冲击韧性 、断裂韧度和疲劳强度等。 材料的其他性能: 物理性能：密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等； 化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等； 第一节 强度和塑性 布氏硬度 HB 布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。 缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。 适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。 洛氏硬度 HR 洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。 缺点：测量结果分散度大。 维氏硬度 HV 维氏硬度保留了布氏硬度和洛氏硬度的优点。 冲击韧性： 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力 韧脆转变温度：材料的冲击韧性随温度下降而下降。在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象称韧脆转变。发生韧脆转变的温度范围称韧脆转变温度。材料的使用温度应高于韧脆转变温度。 疲劳强度：材料在无数次交变载荷作用下不致断裂的最大应力就是疲劳强度 机械零件失效80%属于疲劳破坏 特征： 1断裂前没有预兆，突然破坏 2引起疲劳断裂的应力很低 3宏观断口由两部分组成 原因：1内部缺陷2交变应力 预防措施：合理选材，改善结构，提高表面光洁度，表面强化 蠕变现象：材料在低于屈服强度的高温环境下工作时，随时间延长而缓慢发生塑性变形的现象。 耐磨性： 一个零件相对另一零件有摩擦运动而造成接触面的尺寸变化、质量损失现象成为磨损。 晶体材料的原子排列（1.常见金属晶格类型。P7） ⑴ 体心立方晶格 原子半径： R = √3 ×a／4 配位数： 8 原子个数： n= 8 ×1／8＋1= 2 致密度： K= nV原子／V晶体= 0.68 = 68% 钠 ( Na ) ; 钾 ( K ) ; 铬 ( Cr ) 面心立方晶格（fcc） 原子半径：R = √2 ×a／4 原子个数： n=8×1/8+6×1/2= 4个 配位数： 12 致密度： K= nV原子／V晶体= 0.74 金 ( Au ) ; 银 ( Ag ) ; 铜 ( Cu ) ;铝 ( Al ) ; 镍 ( Ni ) ; 铂 ( Pt ) ;铅 ( Pb ) ; γ-铁 ( γ-Fe ) 等 3.密排六方晶格 原子半径：r=1/2a 原子个数： n=12×1/6+2×1/2+3 =6 致密度： K= nV原子／V晶体= 0.74 镁 ( Mg ) ; 锌 ( Zn ) ; 镉 ( Cd ) ; 三种晶体缺陷。 1)点缺陷:是一种在三维空间各个方向上尺寸都很小,尺寸范围约为一个或几个原子间距的缺陷. 空位原子：未被原子占有的晶格节点； 间隙原子：处于晶格间隙中的异类原子；如C、N…. 置换原子：占据晶格节点上的异类原子； 点缺陷对材料性能的影响:使金属的电阻率增加，强度，硬度升高，塑性和韧性下降 原因：点缺陷的存在,破坏了原子的平衡状态，可使点缺陷周围的原子发生靠拢或撑开的现象，使晶格发生扭曲，称为晶格畸变。 2)线缺陷:是指在三维空间中在两维方向上尺寸较小,在另一维方向上尺寸相对较大的缺陷.属于这类缺陷的主要是各种类型的位错。螺旋型位错和刃型位错。 3）面缺陷:是指在三维空间中在一维方向上尺寸很小,另外两维方向上尺寸很大的缺陷. 合金的相、组织及其关系（3. 相的概念。P12） 相：凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分，称为相。 组织：人们用肉眼或借助某种工具（放大镜、光学显微镜、电子显微镜等）所观察到的材料形貌。组织是合金的微观形态，它是由合金中各相的形态组成的。 1. 固溶体的概念： 当材料由液态结晶为固态时，组成元素间会象溶液那样互相溶解，形成一种在某种元素的晶格结构中包含有其它元素原子的新相，称为固溶体。 与固溶体的晶格相同的组成元素称为溶剂，在固溶体中一般都占有较大的含量；其它的组成元素称为溶质，其含量与溶剂相比为较少 置换型固溶体：溶质原子 进入晶体中正常格点位置所生成的固溶体。 间隙型固溶体：溶质原子进入溶剂晶格中的间隙位置所生成的固溶体。 5.过冷度的概念。 P33 1.过冷现象 ：结晶时，实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。 过冷度 ΔT = T0 – Tn 过冷是结晶的必要条件。 二, 纯金属的结晶（7.结晶过程的普遍规律。 P33） 组织的变化：在一定的过冷度下，在液态的熔体内首先有细小的晶体生成，这个过程称为形核。 随后已形成的晶核不断的长大，同时在未转变的液