《金属材料与热处理（第八版）》- 课件 第0--2章 绪论、金属的结构与结晶、金属材料的性能.pptx

绪论;后母戊鼎;金属材料在现代化建设中的应用;二、学习本课程的目的

作为一名技术工人，从手中的工具到加工的零件，我们每天都要与各种各样的金属材料打交道，为了能够正确地认识和使用金属材料，合理地确定不同金属材料的加工方法，充分发挥它们的作用，我们就必须比较深入地学习有关金属材料的知识。金属材料与热处理正是这样一门研究金属材料的成分、热处理与金属材料的性能间的关系和变化规律的学科。;三、本课程的特点及学习方法;第一章金属的结构与结晶

§1-1金属的晶体结构;二、金属的晶格类型

金属的晶格类型是指金属中原子排列的规律。

晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。我们把其中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元称为晶胞。;绝大多数（约占85%）金属属于三种简单晶格类型。;三、单晶体与多晶体

只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体。

多晶体是由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的小晶体组成的，小晶体称为晶粒，晶粒间交界的地方称为晶界。;四、晶体的缺陷;续表;结晶是金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。;金属的结晶过程由晶核的产生(形核)和生成枝晶(长大)两个基本过程组成，并且这两个过程是同时进行的。;二、晶粒大小对金属材料的影响;1.增加过冷度

金属结晶过程中过冷度越大，晶粒越细。

2.变质处理

即在浇注前向液态金属中加入一些细小的变质剂，以提高形核率。

3.振动处理

金属在结晶时，对液态金属采取机械振动、超声波振动和电磁振动等措施，使生长中的枝晶破碎而细化，破碎的枝晶还可作为结晶核心，从而达到提高形核率、阻碍晶粒长大的双重目的，以细化晶粒。;三、同素异构转变

在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为金属的同素异构转变。;纯铁同素异构转变示意图;§1-3观察结晶过程（试验）;第二章金属材料的性能

§2-1金属材料的损坏与塑性变形;塑性变形也有有益的一面，可以作为零件成形和强化的重要手段。工业上使用的许多金属产品一般都是先浇注成铸锭后，再经过压力加工制成的。;一、与变形相关的概念

载荷

根据载荷作用性质的不同，载荷可分为静载荷、冲击载荷和交变载荷三种。

(1)静载荷

指大小不变或变化过程缓慢的载荷。

(2)冲击载荷

指在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷。

(3)交变载荷

指大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷。;根据载荷作用形式不同，载荷又可分为拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭转载荷等。;2.内力

工件或材料在受到外部载荷作用时，为使其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力。

3.应力

在假设作用在零件横截面上的内力大小是均匀分布的情况下，采用横截面单位面积上的内力——应力来加以判定。材料受拉伸或压缩载荷作用时，其应力按下式计算:;二、金属的变形;3.晶粒大小的影响

在一定体积的晶体内，晶粒的数目越多，晶界就越多，晶粒就越细，并且不同位向的晶粒也越多，因而塑性变形抗力也越大。细晶粒的多晶体不仅强度较高，而且塑性和韧性也较好，故生产中总是尽可能地细化晶粒。;三、金属材料的冷塑性变形与加工硬化

冷塑性变形除了使晶粒的外形发生变化外，还会使晶粒内部的位错密度增加，晶格畸变加剧，从而使金属随着变形量的增加，其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降，这种现象称为形变强化或加工硬化。;§2-2金属材料的力学性能;1.拉伸试样

拉伸试样的截面可以为圆形、矩形、多边形等，在国家标准)中规定了试样的形状、尺寸及加工要求等。;2.力—伸长曲线

拉伸试验中，依据拉力F与伸长量ΔL之间的关系在直角坐标系中绘出的曲线，称为力—伸长曲线。;3.强度指标

(1)屈服强度

屈服强度是当金属材料呈现屈服现象时，材料发生塑性变形而力不增加的应力点。;(2)抗拉强度Rm

材料在断裂前所能承受的最大力的应力称为抗拉强度。;二、塑性

材料受力后在断裂之前产生塑性变形的能力称为塑性。

1.断后伸长率A

断后伸长率是试样拉断后，标距的伸长量与原始标距之比的百分率。;2.断面收缩率Z

断面收缩率是试样拉断后，颈缩处面积变化量与原始横截面面积之比