《材料科學(xué)基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

1、材料科學(xué)基礎(chǔ)，總復(fù)習(xí)，使用性能，工藝性能，純金屬，合金，工業(yè)鋼，有色金屬及其合金，鑄鐵，塑料變形，指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度B材料斷裂之前可承受的最大應(yīng)力。屈服強(qiáng)度S材料產(chǎn)生微小塑性變形時(shí)的應(yīng)力。條件屈服強(qiáng)度為0.2殘余塑性為0.2%時(shí)的應(yīng)力。疲勞強(qiáng)度-在沒有一次交流應(yīng)力的情況下，在沒有破壞的情況下產(chǎn)生的最大應(yīng)力。塑料：在材料斷裂之前承受最大塑料變形的能力。指針為。硬度：材料抵抗局部塑性變形的能力。指標(biāo)為HB，HRC。沖擊韌性：材料對(duì)沖擊破壞阻力的能力。指標(biāo)是K。材料的使用溫度必須在脆性轉(zhuǎn)變溫度以上。破壞韌性：材料抵抗內(nèi)部裂紋擴(kuò)展的能力。指標(biāo)是K1C。2.化學(xué)性能耐腐蝕性：材料抗介質(zhì)腐蝕的能力?？寡趸芰?/p>

2、：材料在高溫下抵抗氧化作用的能力。工藝性能1，鑄造性能：液態(tài)金屬的流動(dòng)性，填充性，收縮率，偏析傾向。2、鍛造性能：整形性和變形抗力。3、切削性能：刀具磨損、籌碼破損能力和熱導(dǎo)率。4、焊接性能：產(chǎn)生焊接缺陷的傾向。5、熱處理性能：淬透性、耐火性、二次硬化、淬透性。第二，晶體結(jié)構(gòu)，純金屬的晶體結(jié)構(gòu)1，理想金屬晶體：原子有序排列的固體。晶格：表示原子排列規(guī)律的空間晶格。晶胞：在晶格中表示原子排列規(guī)律的最小幾何單位。三種茄子普通純金屬的晶體結(jié)構(gòu)，2，實(shí)際金屬，多晶結(jié)構(gòu)：由多晶構(gòu)成的晶體結(jié)構(gòu)。晶粒：構(gòu)成金屬的方位不同、外形不規(guī)則的小晶體晶界：晶粒之間的交叉介面。晶體缺陷格的不完全部分點(diǎn)缺陷空缺：格的空節(jié)

3、點(diǎn)。間隙原子：擠進(jìn)晶格間隙的原子。原子置換：取代原原子位置的外來原子。線缺陷前衛(wèi)晶格的部分晶體沿一個(gè)晶面部分滑動(dòng)，滑動(dòng)面上方的滑動(dòng)區(qū)域和未滑動(dòng)區(qū)域的相交線。面缺陷晶界和次晶界次晶界：構(gòu)成晶界的尺寸尺寸小，位置差異小的小晶體塊。晶界：晶界之間的交叉介面。晶界的特征：原子排列的不規(guī)則性；妨礙前衛(wèi)運(yùn)動(dòng)。熔點(diǎn)低。耐蝕性低。生成內(nèi)部吸附。相變的首要核部位。金屬的顆粒越細(xì)，晶界的總面積越大，前衛(wèi)障礙就越多。需要調(diào)整的方向不同的粒子越多，金屬塑性變形的阻力就越高。粒子越細(xì)，在單位體積內(nèi)同時(shí)參與變形的晶粒數(shù)越多，變形越均勻，在斷裂之前發(fā)生的塑性變形就越大。強(qiáng)度和塑性同時(shí)增加，斷裂前消耗的氣力大小，因此韌性也很

4、好。微強(qiáng)化：細(xì)化顆粒，提高強(qiáng)度、硬度、可塑性、韌性的方法。合金的晶體結(jié)構(gòu)合金：具有金屬特性的物質(zhì)，由兩種或多種元素之一組成。碳鋼、合金鋼、鑄鐵、有色合金等。相：金屬或合金的所有成分相同，結(jié)構(gòu)相同，界面與其他部分分開的均勻成分。1.固溶體：構(gòu)成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)等固相。固溶體置換：溶質(zhì)原子占溶劑晶格節(jié)點(diǎn)位置形成的固溶體。大部分是金屬元素之間形成的固溶體。間隙固溶體：溶質(zhì)原子是溶劑晶格間距形成的固溶體。過渡族金屬元素及小型原子半徑非金屬元素組成。鐵氧體：-Fe中碳的固溶體。奧氏體：-Fe中碳的固溶體。馬氏體：-Fe中碳的過飽和固溶體。溶液強(qiáng)化：隨著溶質(zhì)含量的增加，固溶體的強(qiáng)度、硬度提高，可塑性、韌

5、性下降的現(xiàn)象。馬氏體硬度主要取決于碳含量，隨著碳含量的增加而增加。金屬化合物：與元素晶體結(jié)構(gòu)組成不同的固相。Mg2Si電子化合物(例如Cu3Sn間隙化合物):過度族元素、C、N、H、B等小型原子半徑非金屬元素結(jié)構(gòu)分為簡(jiǎn)單間距和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物。強(qiáng)碳化物形成元素：Ti、Nb、V (TiC)，VC中碳化物形成元素：W、Mo、Cr (Cr23C6弱碳化物形成元素):Mn，F(xiàn)e (Fe3C性能比較：強(qiáng)度：)固溶體和化合物的差異：結(jié)構(gòu)；性能；性能。表達(dá)方法，合金元素在鋼中的作用，1，鐵素體強(qiáng)化2，化合物形成兩相強(qiáng)化3，放大(C，Mn，Ni，Co)或縮小(Cr，Si，W，Mo)A相區(qū)域4，s過冷：理論

6、結(jié)晶溫度和實(shí)際結(jié)晶溫度之間的差異。結(jié)晶的基本過程結(jié)晶核的形成和結(jié)晶核生長(zhǎng)型核的自發(fā)核和非自發(fā)核的生長(zhǎng)和樹枝形的生長(zhǎng)，結(jié)晶晶粒大小控制方法：提高過冷度。變質(zhì)處理機(jī)械振動(dòng)，攪拌2，純金屬的固體轉(zhuǎn)換同位素異構(gòu)切換：固體狀態(tài)下物質(zhì)隨溫度晶體結(jié)構(gòu)變化的現(xiàn)象。固體轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)：成核部位特別；過冷傾向大。伴隨體積的變化。3，再結(jié)晶再結(jié)晶條件：冷變形加熱時(shí)變化：再結(jié)晶晶粒生長(zhǎng)再結(jié)晶：冷變形組織在加熱時(shí)完全重構(gòu)的過程。再?zèng)Q定不是相變過程。再結(jié)晶溫度：發(fā)生再結(jié)晶的最低溫度。純金屬的最小再結(jié)晶溫度T再結(jié)晶0.4T熔體影響再結(jié)晶晶粒大小的因素：加熱溫度和時(shí)間字典變形程度，4，塑性變形：金屬塑性變形方法：滑移和孿晶滑動(dòng)的

7、特征：只能在剪應(yīng)力的作用下發(fā)生。沿稠密的表面和稠密的行方向發(fā)生。位移量是原子間距的整數(shù)倍。伴隨旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)的機(jī)制：通過前衛(wèi)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。雙胞胎特性：雙胞胎改變晶格位置。所需的切向應(yīng)力比滑動(dòng)大得多，變形速度很快，接近音速。雙胞胎時(shí)相鄰原子面的相對(duì)位移量小于一個(gè)原子間距。冷熱加工：用再結(jié)晶溫度分割冷加工組織。也就是說，粒子擠壓，子結(jié)構(gòu)細(xì)化，組織：變形較大時(shí)，大多數(shù)晶粒之一傾向于與外力相匹配。加工硬化：隨著憤世嫉俗變形量的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高，可塑性、韌性下降的現(xiàn)象。冷加工增加內(nèi)部應(yīng)力，降低耐蝕性，提高。熱加工：形成纖維組織，帶狀組織纖維組織對(duì)熱加工金屬產(chǎn)生各向異性，加工零件時(shí)應(yīng)考慮使流線方向與拉應(yīng)力

8、方向一致。合金的組織，1，相圖均勻結(jié)晶L共析炮位L杠桿定律：僅適用于兩相區(qū)域。枝晶分離：一個(gè)水晶范圍內(nèi)或結(jié)晶范圍內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象。2、合金的固體相變固溶體切換：AF空缺切換：AP(F Fe3C)二次析出：AFe3C，奧氏體過冷奧氏體轉(zhuǎn)換溶液處理有效：溶液處理是指合金在溶液線以上加熱、保溫、淬火后過度飽和單相固溶體組織的處理。時(shí)效是指將過度飽和的固溶體加熱到雇傭線以下的溫度，分析分散強(qiáng)化相的熱處理。3，鐵合金相圖，點(diǎn)：符號(hào)，成分，溫度，s，q，P，n，k，殘留的滲碳體溶解；a成分均勻化。奧氏體后的晶粒大?。撼跏季Я４笮。涸趭W氏體初期表示晶粒大小。實(shí)際晶粒大?。褐付囟认碌膴W氏體晶粒大小。本質(zhì)晶粒大?。杭訜徇^程中奧氏體粒子的生長(zhǎng)趨勢(shì)。2，冷卻轉(zhuǎn)換，等溫轉(zhuǎn)換曲線和產(chǎn)物，650，600，550，350，P，S，T，B上方，B下方，M，m a，AP，、P，T S次，S，T B下M A，3，回火時(shí)切換碳鋼：馬氏體分解殘留奧氏體分解；-將碳化物切換到fe3cFe3C絮凝生長(zhǎng)和鐵氧體多邊形。W18Cr4V鋼：560 3次回火。析出w，Mo，V的碳化物，引起二次硬化?；鼗鹄鋮s，a