《金属材料工程概论（第2版）》2-3决定金属材料性能的基本因素课件.ppt

2.3决定金属材料性能的基本因素金属科学是研究其化学成分、组织结构和性能之间的关系以及变化规律的科学。决定金属材料性能的基本因素是化学成分和组织结构。2.3.1化学成分金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。金属材料之间性能上的相对差别，归根到底是量上的差异所引起的。而这个量上的差异，若在给定外界条件下，主要是受材料的化学成分制约的，例如，铝、铜、铁之间性质迥然不同，钢和铸铁之间性能差别也很大。2.3.2组织结构同一化学成分，甚至同一结构的材料，组织状态不同时，其某些性能仍然可以在一个相当大的范围内发生显著变化。例如，共析碳素钢同样获得珠光体组织，但是珠光体的片间距不同，有粗片状珠光体，细珠光体，极细珠光体，三者强度相差很大。在金属学中，组织这个概念是指用肉眼或借助于各种不同放大倍数的显微镜所观察到的金属材料内部的情景。晶粒是组织的基本组成单位，各晶粒之间通过其界面相互紧密结合在一起，这些界面叫晶界(其中有的称为相界)。结构X线分析表明，一个完整的晶粒或亚晶内部(事实上，它们大多含有各种缺陷)是由同类的原子，或不同比例的异类原子，按一定规律结合在一起的，并可用严格的几何图案来表达出来。随成分或其它条件的不同，代表原子组成规律的这种几何图案可以是多种多样的，关于它的形式、分类和组成等问题是晶体学所研究的主要内容，所以金属学中用“晶体结构”这个词来概括它，简称“结构”。成分、结构和组织三者既相互区别，又相互渗透，并分别在不同程度上相互制约着，它们的综合作用决定了金属材料的性能。组织结构敏感的性能金属材料的另一类性能，对组织结构的变化反映很敏感，称它为对组织结构敏感的性能，属于这一类性能的有屈服强度、抗拉强度、断裂强度、硬度、韧性、延伸率、面缩率、滞弹性、蠕变等。正是在这些性能上，组织和结构才能显示出作用来。