非金屬材料有機質(zhì)材料塑膠課件

第1章緒論1-1金屬及合金的通性1-2金屬的結(jié)晶構造與組織1-3金屬的塑性變形1-4金屬的凝固與變態(tài)總目錄第1章1-1金屬及合金的通性總目錄1-1金屬及合金的通性機械材料可分為金屬材料和非金屬材料，如表1-1所示。節(jié)目錄《表1-1機械材料的分類》機械材料金屬材料鐵類金屬材料鐵、鑄鐵、鋼、合金鋼...等。非鐵類金屬材料鋁、銅、鉻、鉛、鎂、鎳、鈦、鎢...等。非金屬材料有機質(zhì)材料塑膠、木材、瀝青...等。無機質(zhì)材料陶瓷、水泥、玻璃、塗料...等。1-1金屬及合金的通性機械材料可分為金屬材料和非金屬包含~純金屬與合金1.

純金屬：

具有特殊物理性質(zhì)及機械性質(zhì)的結(jié)晶性物質(zhì)。2.

合金：

一種金屬和另一種或者一種以上的金屬或非金屬相互融合，具有金屬的各種性質(zhì)的物質(zhì)。圖1-1為元素週期表，工業(yè)常用金屬有20多種，例如金、銀、銅、鐵、鎳、鉻、鋁、鎂……等。上一頁節(jié)目錄金屬包含~純金屬與合金上一頁節(jié)目錄上一頁節(jié)目錄《圖1-1週期表》上一頁節(jié)目錄《圖1-1週期表》金屬一般皆製成合金使用，例如：1.

鋼：鐵－碳合金2.

黃銅：銅－鋅合金3.

青銅：銅－錫合金4.

不鏽鋼：鐵－碳－鎳－鉻合金5.

高速鋼：鐵－碳－鎢－鉻－釩合金上一頁節(jié)目錄金屬一般皆製成合金使用，例如：上一頁節(jié)目錄一、（純）金屬特性1.

在常溫多為固態(tài)結(jié)晶體。2.

電與熱的良導體。導電率：銀>銅>鋁。3.

有固定熔點，例如鎢3410℃、錫232℃。4.比重多大於1（鋰、鈉、鉀比重小於1）。比重>4稱重金屬；比重介於1～4之間稱輕金屬。5.

不透明、具金屬光澤。6.

具塑性變形（延展性）的能力。上一頁節(jié)目錄一、（純）金屬特性1.在常溫多為固態(tài)結(jié)晶體。上一頁節(jié)目二、合金特性由二種成分金屬所製成的合金稱為二元合金；由三種成分金屬製成稱為三元，依此類推。1.

導電率與導熱率常較成分金屬低。2.合金熔化時，體積通常會增加，銻合金例外。3.

熔點溫度為一段區(qū)間且較其主要成分金屬低。銅鎳合金熔點比銅高例外。4.特殊合金可使光澤持久、耐蝕性提高、不容易氧化。5.合金延展性常較成分金屬小，但強度及硬度較高。上一頁節(jié)目錄二、合金特性由二種成分金屬所製成的合金稱為二元合金；由三三、機械工業(yè)常用合金1.鋼鐵類

(1)碳鋼和鑄鐵：以鐵、碳為主的合金。

(2)合金鋼：除鐵碳外，還有鎳、鉻、錳、鎢、鈷、鉬、銻、釩、鈦等元素。2.其他合金

(1)輕合金：鋁合金、鎂合金……等。

(2)銅合金：黃銅、青銅及特殊黃銅……等。

(3)鎳合金：白銅……等。

(4)鋅、鉛、錫合金：軸承合金、壓鑄合金、易熔合金、鉛字合金……等。上一頁節(jié)目錄三、機械工業(yè)常用合金1.鋼鐵類上一頁節(jié)目錄1-2金屬的結(jié)晶構造與組織1.金屬在常溫時為固態(tài)結(jié)晶體，結(jié)晶體內(nèi)原子或分子的排列狀態(tài)稱為結(jié)晶構造。2.金屬表面經(jīng)研磨、腐蝕，再以金相顯微鏡觀察，可觀察金屬組織（晶粒成分、粗細、形狀、方向等），如圖1-2所示。3.

金屬的結(jié)晶構造可使用X光繞射法分析。4.

在同一晶粒中，原子前後、左右、上下都依一定的規(guī)則排列，稱為結(jié)晶格子或空間格子，如圖1-3所示。節(jié)目錄1-2金屬的結(jié)晶構造與組織1.金屬在常溫時為固上一頁節(jié)目錄《圖1-2金屬表面研磨拋光腐蝕後的金屬顯微組織》上一頁節(jié)目錄《圖1-2金屬表面研磨拋光腐蝕後的金屬顯上一頁節(jié)目錄《圖1-3原子規(guī)格排列結(jié)晶格子示意圖》上一頁節(jié)目錄《圖1-3原子規(guī)格排列結(jié)晶格子示意圖》結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》立方體（Cubie）1.晶格形態(tài)如左下圖所示，三軸相等，三角相互垂直；a＝b＝c；α＝β＝γ＝90°。2.有3種晶格如右下圖所示。結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。上一頁節(jié)上一頁節(jié)目錄正方體（Tetragonal）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。《圖1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，兩軸相等，三角相互垂直；a＝b≠c；α＝β＝γ＝90°。2.有2種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄正方體（Tetragonal）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，上一頁節(jié)目錄斜方體（Orthorhombic）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示?！秷D1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，三軸互不相等，三角相互垂直；a≠b≠c；α＝β＝γ＝90°。2.有4種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄斜方體（Orthorhombic）結(jié)晶體之結(jié)晶格上一頁節(jié)目錄單斜體（Monoclinic）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。《圖1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，三軸互不相等，兩角90°；

a≠b≠c；α＝γ＝90°≠β。2.有2種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄單斜體（Monoclinic）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，上一頁節(jié)目錄三斜體（Triclinic）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示?！秷D1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，三軸互不相等，三角不相等；a≠b≠c；α≠β≠γ≠90°。2.只有1種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄三斜體（Triclinic）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可上一頁節(jié)目錄六方體（Hexagonal）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示?！秷D1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，兩軸相等，相互120°，第三軸垂直；a＝b≠c；α＝β＝90°；γ＝120°。2.只有1種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄六方體（Hexagonal）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可上一頁節(jié)目錄菱形體（Rhombohedral）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。《圖1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，三軸相等，三角相等；a＝b＝c；α＝β＝γ≠90°。2.只有1種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄菱形體（Rhombohedral）結(jié)晶體之結(jié)晶格結(jié)晶格子內(nèi)能代表排列特性的最小單位，稱為單位格子或單位晶胞。上一頁節(jié)目錄三種常見之金屬結(jié)晶格子體心立方格子

(Body-CenteredCubic)面心立方格子

(Face-CenteredCubic)六方密格子

(Close-PackedHexagonal)1.簡稱BCC2.原子數(shù)＝23.強度較佳4.α-Fe、鉻、鎢、鉬、釩等。1.簡稱FCC2.原子數(shù)＝43.延展性佳4.γ-Fe、鋁、銅、金、銀等。1.簡稱HCP2.原子數(shù)＝63.質(zhì)脆4.鎂、鈦、鋅、鈷、鎘等。結(jié)晶格子內(nèi)能代表排列特性的最小單位，稱為單位格子或單位晶胞。1-3金屬的塑性變形幾種常見的加工方式，如圖1-6所示。節(jié)目錄1-3金屬的塑性變形幾種常見的加工方式，如圖1-6所示。金屬受外力而變形的方式，有彈性變形及塑性變形二種。1.

彈性變形：當外力除去後金屬變形即消失且恢復原狀。2.塑性變形：外力超過彈性限度，且外力除去後金屬無法恢復原狀保持變形狀態(tài)。塑性變形加工依加工時材料（再結(jié)晶）溫度，可分冷加工與熱加工，如圖1-7及表1-2所示。上一頁節(jié)目錄金屬受外力而變形的方式，有彈性變形及塑性變形二種。1.上一頁節(jié)目錄《圖1-7冷加工、熱加工示意圖》上一頁節(jié)目錄《圖1-7冷加工、熱加工示意圖》上一頁節(jié)目錄金屬再結(jié)晶溫度(℃)金屬再結(jié)晶溫度(℃)金屬再結(jié)晶溫度(℃)鋁Al約140～150鐵Fe約490～500鉛Pb約0～10銀Ag約190～200鎂Mg約140～150鉑Pt約400～450金Au約190～200鉬Mo約890～900錫Sn約0～10銅Cu約190～200鎳Ni約530～600鎢W約1100～1200《表1-2常用金屬之再結(jié)晶溫度》上一頁節(jié)目錄金屬再結(jié)晶溫度(℃)金屬再結(jié)晶溫度(℃)金屬再結(jié)一、冷加工1.優(yōu)點：

(1)材料強度及硬度提高。

(2)獲得較精密的尺寸精度。

(3)表面光滑，不易生成氧化層。2.缺點：

(1)材料產(chǎn)生加工硬化，延展性降低。

(2)所需變形壓力較熱作大。

(3)材料內(nèi)產(chǎn)生殘留應力。

(4)結(jié)晶顆粒變形，電阻增大。上一頁節(jié)目錄一、冷加工1.優(yōu)點：上一頁節(jié)目錄二、熱加工1.

優(yōu)點：

(1)

材料於加工變形過程中不發(fā)生任何強化。

(2)適合大物件成形。

(3)鋼錠中氣孔及缺陷在高溫加工下易消除。

(4)加工變形壓力較冷作低。

(5)材料結(jié)晶顆粒成纖維狀分布。上一頁節(jié)目錄二、熱加工1.優(yōu)點：上一頁節(jié)目錄2.

缺點：

(1)表面冷速快，材料性質(zhì)較不均勻。

(2)材料冷卻會產(chǎn)生收縮，尺寸精度較差。

(3)在高溫加工材料易生氧化層。

(4)高溫操作較具危險性。

(5)設備及維護費用較高。上一頁節(jié)目錄二、熱加工2.缺點：上一頁節(jié)目錄二、熱加工常用塑性加工方法，如圖1-8所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-8材料塑性加工方式》常用塑性加工方法，如圖1-8所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-8材1-4金屬的凝固與變態(tài)一、金屬的熔解、凝固現(xiàn)象，如圖1-9。節(jié)目錄《圖1-9液態(tài)金屬凝固過程》註：由液體內(nèi)的各處所生長的各個結(jié)晶，各個結(jié)晶的最後接觸面就是晶界。1-4金屬的凝固與變態(tài)一、金屬的熔解、凝固現(xiàn)象，如圖二、金屬的變態(tài)1.

物質(zhì)的狀態(tài)可由外界溫度和壓力的變化而改變稱為變態(tài)。2.物質(zhì)三態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。3.物質(zhì)原子或分子的排列改變，稱相變態(tài)。4.同一金屬之結(jié)晶結(jié)構發(fā)生改變，稱為同素變態(tài)，α-Fe（BCC）←→γ-Fe（FCC）。5.金屬非原子排列和結(jié)晶結(jié)構發(fā)生變化，而原子物理性質(zhì)發(fā)生改變，如常溫純鐵為強磁性體，升溫至770℃時磁性迅速下降，稱為磁變態(tài)。上一頁節(jié)目錄二、金屬的變態(tài)1.物質(zhì)的狀態(tài)可由外界溫度和壓力的變化而三、平衡的意義與平衡圖1.在一個金屬（物系）內(nèi)，若沒有熱量的出入（溫度不變），固體、液體、氣體等各相可以穩(wěn)定存在的狀態(tài)，稱為平衡狀態(tài)。2.金屬狀態(tài)圖上的熔點或沸點也呈現(xiàn)這種平衡狀態(tài)，所以狀態(tài)圖也稱為平衡圖，如圖1-10所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-10純鐵狀態(tài)圖》三、平衡的意義與平衡圖1.在一個金屬（物系）內(nèi)，若沒有1.平衡圖畫製法，如圖1-11、1-12所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-11熱分析實驗示意圖》1.平衡圖畫製法，如圖1-11、1-12所示。上一頁節(jié)上一頁節(jié)目錄《圖1-12平衡圖繪製》上一頁節(jié)目錄《圖1-12平衡圖繪製》2.二元合金的平衡圖、熔解及凝固現(xiàn)象

(1)一般合金在液態(tài)時，成分金屬互相融合後變?yōu)閱我坏南唷?/p>

(2)凝固後依合金的種類不同，會變?yōu)閱谓饘?、固溶體和金屬間化合物等其中的一種，或數(shù)種相的混合物，如圖1-13、1-14所示。上一頁節(jié)目錄2.二元合金的平衡圖、熔解及凝固現(xiàn)象上一頁節(jié)目錄上一頁節(jié)目錄《圖1-13置換式固溶體及插入式固溶體》上一頁節(jié)目錄《圖1-13置換式固溶體及插入式固溶體》上一頁節(jié)目錄《圖1-14固溶體內(nèi)的晶格畸變》上一頁節(jié)目錄《圖1-14固溶體內(nèi)的晶格畸變》(1)液態(tài)及固態(tài)完全溶合形成固溶體狀態(tài)。(2)液態(tài)完全溶合，固態(tài)完全不溶合，成共晶混合物狀態(tài)。(3)液態(tài)完全溶合，固體時有溶解度，而生成共晶混合物。(4)液態(tài)完全溶合，固體時有溶解度，而凝固時發(fā)生包晶反應。(5)液態(tài)完全溶合，固態(tài)時生成金屬間化合物，而這化合物在熔點以下不發(fā)生分解。(6)液態(tài)時有部分溶解度，固態(tài)時完全不溶合，而發(fā)生偏晶反應。3.

二元合金平衡圖種類上一頁節(jié)目錄(1)液態(tài)及固態(tài)完全溶合形成固溶體狀態(tài)。3.二元合金(1)液態(tài)及固態(tài)完全溶合形成固溶體狀態(tài)

例如：Ni-Cu合金、Au-Ag合金、Bi-Sb合金、Ni-Co合金等，如圖1-15、1-16、1-17所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-15形成固溶體之二元合金的冷卻曲線及平衡圖》(1)液態(tài)及固態(tài)完全溶合形成固溶體狀態(tài)

例如：Ni-Cu合上一頁節(jié)目錄《圖1-16固溶體合金的平衡圖》上一頁節(jié)目錄《圖1-16固溶體合金的平衡圖》上一頁節(jié)目錄《圖1-17

L合金凝固過程之顯微組織示意圖》上一頁節(jié)目錄《圖1-17L合金凝固過程之顯微組織示意圖》(2)液態(tài)完全溶合，固態(tài)完全不溶合，成共晶混合物狀態(tài)，例如：Al-Sn合金、Bi-Cd合金、Sn-Zn合金等，如圖1-18所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-18二元共晶型之冷卻曲線及平衡圖》(2)液態(tài)完全溶合，固態(tài)完全不溶合，成共晶混合物狀態(tài)，例如(3)液態(tài)完全溶合，固體時有溶解度，而生成共晶混合物：這種形式的合金，例如：Ni-Cr合金、Ag-Cu合金、Al-Si合金和Pb-Sn合金等，如圖1-19所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-19固體有溶解度的共晶合金冷卻曲線及平衡圖》(3)液態(tài)完全溶合，固體時有溶解度，而生成共晶混合物：這種(4)液態(tài)完全溶合，固體時有溶解度，而凝固時發(fā)生包晶反應，例如：Au-Fe合金、Cd-Hg合金等，如圖1-20、1-21所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-20有包晶反應之合金冷卻曲線及平衡圖》(4)液態(tài)完全溶合，固體時有溶解度，而凝固時發(fā)生包晶反應，上一頁節(jié)目錄《圖1-21合金L2的凝固情形顯微組織示意圖》上一頁節(jié)目錄《圖1-21合金L2的凝固情形顯微組織示意圖》(5)液態(tài)完全溶合，固態(tài)生成金屬間化合物，這化合物在熔點以下不發(fā)生分解，例如：Fe-C合金（生成Fe3C），如圖1-22所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-22具金屬間化合物型平衡圖》(5)液態(tài)完全溶合，固態(tài)生成金屬間化合物，這化合物在熔點以(6)液態(tài)時有部分溶解度，固態(tài)時完全不溶合，而發(fā)生偏晶反應，例如：Cu-Pb合金、Zn-Pb合金、Al-Cd合金等，如圖1-23、1-24所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-23二元偏晶型平衡圖》(6)液態(tài)時有部分溶解度，固態(tài)時完全不溶合，而發(fā)生偏晶反應上一頁節(jié)目錄《圖1-24偏晶L1凝固過程示意圖》上一頁節(jié)目錄《圖1-24偏晶L1凝固過程示意圖》第1章緒論1-1金屬及合金的通性1-2金屬的結(jié)晶構造與組織1-3金屬的塑性變形1-4金屬的凝固與變態(tài)總目錄第1章1-1金屬及合金的通性總目錄1-1金屬及合金的通性機械材料可分為金屬材料和非金屬材料，如表1-1所示。節(jié)目錄《表1-1機械材料的分類》機械材料金屬材料鐵類金屬材料鐵、鑄鐵、鋼、合金鋼...等。非鐵類金屬材料鋁、銅、鉻、鉛、鎂、鎳、鈦、鎢...等。非金屬材料有機質(zhì)材料塑膠、木材、瀝青...等。無機質(zhì)材料陶瓷、水泥、玻璃、塗料...等。1-1金屬及合金的通性機械材料可分為金屬材料和非金屬包含~純金屬與合金1.

純金屬：

具有特殊物理性質(zhì)及機械性質(zhì)的結(jié)晶性物質(zhì)。2.

合金：

一種金屬和另一種或者一種以上的金屬或非金屬相互融合，具有金屬的各種性質(zhì)的物質(zhì)。圖1-1為元素週期表，工業(yè)常用金屬有20多種，例如金、銀、銅、鐵、鎳、鉻、鋁、鎂……等。上一頁節(jié)目錄金屬包含~純金屬與合金上一頁節(jié)目錄上一頁節(jié)目錄《圖1-1週期表》上一頁節(jié)目錄《圖1-1週期表》金屬一般皆製成合金使用，例如：1.

鋼：鐵－碳合金2.

黃銅：銅－鋅合金3.

青銅：銅－錫合金4.

不鏽鋼：鐵－碳－鎳－鉻合金5.

高速鋼：鐵－碳－鎢－鉻－釩合金上一頁節(jié)目錄金屬一般皆製成合金使用，例如：上一頁節(jié)目錄一、（純）金屬特性1.

在常溫多為固態(tài)結(jié)晶體。2.

電與熱的良導體。導電率：銀>銅>鋁。3.

有固定熔點，例如鎢3410℃、錫232℃。4.比重多大於1（鋰、鈉、鉀比重小於1）。比重>4稱重金屬；比重介於1～4之間稱輕金屬。5.

不透明、具金屬光澤。6.

具塑性變形（延展性）的能力。上一頁節(jié)目錄一、（純）金屬特性1.在常溫多為固態(tài)結(jié)晶體。上一頁節(jié)目二、合金特性由二種成分金屬所製成的合金稱為二元合金；由三種成分金屬製成稱為三元，依此類推。1.

導電率與導熱率常較成分金屬低。2.合金熔化時，體積通常會增加，銻合金例外。3.

熔點溫度為一段區(qū)間且較其主要成分金屬低。銅鎳合金熔點比銅高例外。4.特殊合金可使光澤持久、耐蝕性提高、不容易氧化。5.合金延展性常較成分金屬小，但強度及硬度較高。上一頁節(jié)目錄二、合金特性由二種成分金屬所製成的合金稱為二元合金；由三三、機械工業(yè)常用合金1.鋼鐵類

(1)碳鋼和鑄鐵：以鐵、碳為主的合金。

(2)合金鋼：除鐵碳外，還有鎳、鉻、錳、鎢、鈷、鉬、銻、釩、鈦等元素。2.其他合金

(1)輕合金：鋁合金、鎂合金……等。

(2)銅合金：黃銅、青銅及特殊黃銅……等。

(3)鎳合金：白銅……等。

(4)鋅、鉛、錫合金：軸承合金、壓鑄合金、易熔合金、鉛字合金……等。上一頁節(jié)目錄三、機械工業(yè)常用合金1.鋼鐵類上一頁節(jié)目錄1-2金屬的結(jié)晶構造與組織1.金屬在常溫時為固態(tài)結(jié)晶體，結(jié)晶體內(nèi)原子或分子的排列狀態(tài)稱為結(jié)晶構造。2.金屬表面經(jīng)研磨、腐蝕，再以金相顯微鏡觀察，可觀察金屬組織（晶粒成分、粗細、形狀、方向等），如圖1-2所示。3.

金屬的結(jié)晶構造可使用X光繞射法分析。4.

在同一晶粒中，原子前後、左右、上下都依一定的規(guī)則排列，稱為結(jié)晶格子或空間格子，如圖1-3所示。節(jié)目錄1-2金屬的結(jié)晶構造與組織1.金屬在常溫時為固上一頁節(jié)目錄《圖1-2金屬表面研磨拋光腐蝕後的金屬顯微組織》上一頁節(jié)目錄《圖1-2金屬表面研磨拋光腐蝕後的金屬顯上一頁節(jié)目錄《圖1-3原子規(guī)格排列結(jié)晶格子示意圖》上一頁節(jié)目錄《圖1-3原子規(guī)格排列結(jié)晶格子示意圖》結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》立方體（Cubie）1.晶格形態(tài)如左下圖所示，三軸相等，三角相互垂直；a＝b＝c；α＝β＝γ＝90°。2.有3種晶格如右下圖所示。結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。上一頁節(jié)上一頁節(jié)目錄正方體（Tetragonal）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。《圖1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，兩軸相等，三角相互垂直；a＝b≠c；α＝β＝γ＝90°。2.有2種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄正方體（Tetragonal）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，上一頁節(jié)目錄斜方體（Orthorhombic）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示?！秷D1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，三軸互不相等，三角相互垂直；a≠b≠c；α＝β＝γ＝90°。2.有4種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄斜方體（Orthorhombic）結(jié)晶體之結(jié)晶格上一頁節(jié)目錄單斜體（Monoclinic）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示?！秷D1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，三軸互不相等，兩角90°；

a≠b≠c；α＝γ＝90°≠β。2.有2種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄單斜體（Monoclinic）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，上一頁節(jié)目錄三斜體（Triclinic）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。《圖1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，三軸互不相等，三角不相等；a≠b≠c；α≠β≠γ≠90°。2.只有1種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄三斜體（Triclinic）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可上一頁節(jié)目錄六方體（Hexagonal）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示?！秷D1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，兩軸相等，相互120°，第三軸垂直；a＝b≠c；α＝β＝90°；γ＝120°。2.只有1種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄六方體（Hexagonal）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可上一頁節(jié)目錄菱形體（Rhombohedral）結(jié)晶體之結(jié)晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。《圖1-4主要的7大晶系及14種主要結(jié)晶格子》1.晶格形態(tài)如左下圖所示，三軸相等，三角相等；a＝b＝c；α＝β＝γ≠90°。2.只有1種晶格如右下圖所示。上一頁節(jié)目錄菱形體（Rhombohedral）結(jié)晶體之結(jié)晶格結(jié)晶格子內(nèi)能代表排列特性的最小單位，稱為單位格子或單位晶胞。上一頁節(jié)目錄三種常見之金屬結(jié)晶格子體心立方格子

(Body-CenteredCubic)面心立方格子

(Face-CenteredCubic)六方密格子

(Close-PackedHexagonal)1.簡稱BCC2.原子數(shù)＝23.強度較佳4.α-Fe、鉻、鎢、鉬、釩等。1.簡稱FCC2.原子數(shù)＝43.延展性佳4.γ-Fe、鋁、銅、金、銀等。1.簡稱HCP2.原子數(shù)＝63.質(zhì)脆4.鎂、鈦、鋅、鈷、鎘等。結(jié)晶格子內(nèi)能代表排列特性的最小單位，稱為單位格子或單位晶胞。1-3金屬的塑性變形幾種常見的加工方式，如圖1-6所示。節(jié)目錄1-3金屬的塑性變形幾種常見的加工方式，如圖1-6所示。金屬受外力而變形的方式，有彈性變形及塑性變形二種。1.

彈性變形：當外力除去後金屬變形即消失且恢復原狀。2.塑性變形：外力超過彈性限度，且外力除去後金屬無法恢復原狀保持變形狀態(tài)。塑性變形加工依加工時材料（再結(jié)晶）溫度，可分冷加工與熱加工，如圖1-7及表1-2所示。上一頁節(jié)目錄金屬受外力而變形的方式，有彈性變形及塑性變形二種。1.上一頁節(jié)目錄《圖1-7冷加工、熱加工示意圖》上一頁節(jié)目錄《圖1-7冷加工、熱加工示意圖》上一頁節(jié)目錄金屬再結(jié)晶溫度(℃)金屬再結(jié)晶溫度(℃)金屬再結(jié)晶溫度(℃)鋁Al約140～150鐵Fe約490～500鉛Pb約0～10銀Ag約190～200鎂Mg約140～150鉑Pt約400～450金Au約190～200鉬Mo約890～900錫Sn約0～10銅Cu約190～200鎳Ni約530～600鎢W約1100～1200《表1-2常用金屬之再結(jié)晶溫度》上一頁節(jié)目錄金屬再結(jié)晶溫度(℃)金屬再結(jié)晶溫度(℃)金屬再結(jié)一、冷加工1.優(yōu)點：

(1)材料強度及硬度提高。

(2)獲得較精密的尺寸精度。

(3)表面光滑，不易生成氧化層。2.缺點：

(1)材料產(chǎn)生加工硬化，延展性降低。

(2)所需變形壓力較熱作大。

(3)材料內(nèi)產(chǎn)生殘留應力。

(4)結(jié)晶顆粒變形，電阻增大。上一頁節(jié)目錄一、冷加工1.優(yōu)點：上一頁節(jié)目錄二、熱加工1.

優(yōu)點：

(1)

材料於加工變形過程中不發(fā)生任何強化。

(2)適合大物件成形。

(3)鋼錠中氣孔及缺陷在高溫加工下易消除。

(4)加工變形壓力較冷作低。

(5)材料結(jié)晶顆粒成纖維狀分布。上一頁節(jié)目錄二、熱加工1.優(yōu)點：上一頁節(jié)目錄2.

缺點：

(1)表面冷速快，材料性質(zhì)較不均勻。

(2)材料冷卻會產(chǎn)生收縮，尺寸精度較差。

(3)在高溫加工材料易生氧化層。

(4)高溫操作較具危險性。

(5)設備及維護費用較高。上一頁節(jié)目錄二、熱加工2.缺點：上一頁節(jié)目錄二、熱加工常用塑性加工方法，如圖1-8所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-8材料塑性加工方式》常用塑性加工方法，如圖1-8所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-8材1-4金屬的凝固與變態(tài)一、金屬的熔解、凝固現(xiàn)象，如圖1-9。節(jié)目錄《圖1-9液態(tài)金屬凝固過程》註：由液體內(nèi)的各處所生長的各個結(jié)晶，各個結(jié)晶的最後接觸面就是晶界。1-4金屬的凝固與變態(tài)一、金屬的熔解、凝固現(xiàn)象，如圖二、金屬的變態(tài)1.

物質(zhì)的狀態(tài)可由外界溫度和壓力的變化而改變稱為變態(tài)。2.物質(zhì)三態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。3.物質(zhì)原子或分子的排列改變，稱相變態(tài)。4.同一金屬之結(jié)晶結(jié)構發(fā)生改變，稱為同素變態(tài)，α-Fe（BCC）←→γ-Fe（FCC）。5.金屬非原子排列和結(jié)晶結(jié)構發(fā)生變化，而原子物理性質(zhì)發(fā)生改變，如常溫純鐵為強磁性體，升溫至770℃時磁性迅速下降，稱為磁變態(tài)。上一頁節(jié)目錄二、金屬的變態(tài)1.物質(zhì)的狀態(tài)可由外界溫度和壓力的變化而三、平衡的意義與平衡圖1.在一個金屬（物系）內(nèi)，若沒有熱量的出入（溫度不變），固體、液體、氣體等各相可以穩(wěn)定存在的狀態(tài)，稱為平衡狀態(tài)。2.金屬狀態(tài)圖上的熔點或沸點也呈現(xiàn)這種平衡狀態(tài)，所以狀態(tài)圖也稱為平衡圖，如圖1-10所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-10純鐵狀態(tài)圖》三、平衡的意義與平衡圖1.在一個金屬（物系）內(nèi)，若沒有1.平衡圖畫製法，如圖1-11、1-12所示。上一頁節(jié)目錄《圖1-11熱分析實驗示意圖》1.平衡圖畫製法，如圖1-11、1-12所示。上一頁節(jié)上一頁節(jié)目錄《圖1-12平衡圖繪製》上一頁節(jié)目錄《圖1-12平衡圖繪製》2.二元合金的平衡圖、熔解及凝固現(xiàn)象

(1)一般合金在液態(tài)時，成分金屬互相融合後變?yōu)閱我坏南唷?/p>

(2)凝固後依合金的種類不同，會變?yōu)閱谓饘?、固溶體和金屬間化合物等其中的一種，或數(shù)種相的混合物，如圖1-13、1-14所示。上一頁節(jié)目錄2.二元合金的平衡圖、熔解及凝固現(xiàn)象上一頁節(jié)目錄上一頁節(jié)目錄《圖1-13置換式固溶體及插入式固溶體》上一頁節(jié)目錄《圖1-13置換式固溶體