工程材料(概要)

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1、绪论1.2.材料►加工热加工冷加工机加工（铸造、锻压、焊接）（冲压、其他压力加工）（切削加工、特种加工）本教材的内容及纽织形式了解学生先修课程情况（材料力学、工程材料、金工实习等）运用实例介绍工程设计制造过程3.介绍教材内容及组织形式学习要求:1.2.3.学习态度课堂纪律作业情第一章金属材料结构与性能第一节概述金属材料分类二、金属材料22种金属or:金属+非金属；具有金属特性金属材料特性共同点:较高强度、良好塑性.高导电性导热性、金属光泽化学成分不同，性能不同不同点：性能的多样多变性J'同一金属材料，不同加工和处理

2、三、金屈材料性能1）性能的提高提高破度、强化强度提高塑性，软化材料，提高加工性能2）影响因素基础根据手段化学成分——内部组织和状态处理第二节金属材料的结构一、金属的结晶1.晶体：纯金属+合金特征：原了在空间的有规则排列1.结晶过程1)过冷度：△T与冷却速度有关。冷速越大，AT越大。2)晶核形成和成长晶粒大小和形核多少及晶核成长速度冇关。形核越多，长大速度越慢，则晶粒越细。▲晶粒细化强化/提高强度、硬度、改善塑性、韧性二、金属的晶体结构品体结构：原子排列方式1.晶格◄晶胞(边长为晶格常数，埃)2•常见晶格类型体心立方

3、晶格、而心立方晶格、密排六方晶格2.缺陷空位和间隙、位错和晶界三、合金的晶体结构1.固溶体：1)定义：周态下，溶质原子——J,保持溶剂晶格2)分类：置换固溶体：溶质原子置换溶剂原子

4、

5、;隙固溶体：溶质原子欣入溶剂原子定隙3)固溶强化：品格畸变强度、硬度、电阻值均升高塑性、韧性都下降2.金屈化合物：相互化合成新晶格，特点：熔点高，硬度高，脆性大。3.机械混合物：N两种组元或I占I溶体or:固溶体+金属化合物，保持各自晶格，其性能取决于各组元的性能、相对数量、大小形状及分布。第三节金属材料的机械性能失效：机械性能：乂称

6、力学性能，指材料在外力作用卜•所显示的性能。一、静载荷下的机械性能：主要冇强度、刚度、弹性、犁性、韧性硬度。1.静拉伸试验：应力——应变曲线1.弹性与刚度：刚度：抵抗弹性变形能力（形状、尺寸、材料弹性模量EE=o/£弹性：产生弹性变形的能力（对应弹性极限oe的应变£e2.强度：抵抗塑性变形和断裂的能力。os：屈服强度（屈服极限）对屈服现象不明显（如高强度钢）：or0.2（对应£=0.2%）表示▲形变强化：ob：抗拉强度，拉断前所承受的最大应力。强度依据：一般地，梨性材料：cs脆性材料：ob3.塑性：断裂前产主塑性变

7、形的能力，延伸率：8=AUL0,截面收缩率：屮二△F/F04.硕度：硬物压入时的抵抗能力。布氏硕度：淬硬钢球HBS（W）二P/Fa）洛氏换度：120°锥角金刚石or：1.588mm（1/16）淬硬钢球，HRA,HRBHRCb）维氏®!度：136°正四棱锥金刚右压头，HV=P/F特点：载荷小，压入深度浅，适于成晶、薄层检验。二、动载荷下的机械性能：主耍有冲击韧性、抗疲劳性能1.冲击韧性ak：破裂前吸收的能量。摆饰式冲击实验第二章铁碳合金第一节概述二、铁碳合金图：含碳量：<6.67%；原因：>5%,脆，无实用价值；Fe

8、3C：6.67%C,为一稳定化合物，可看作一组元。第二节铁碳合金基本组织和性能一、铁：W910°C：a-Fe,体心立方晶格。910~1390°C：Y-Fe,面心立方晶格铁索体：碳溶于-Fe中的固溶体，性能接近纯铁，强度、硕度低，塑性很好。奥氏体：碳溶于Y-Fe（溶解度大，0.77~2.11%）二、渗碳体：硬度高（HBS=800）,塑性低,一定条件下分解为Fe+C第三节铁碳合金状态图的分析•、初次结晶过程°C度温345莱+Fc3C液+Fe3C2.114.36.67含碳量（％C）ACD：液相线AECF：固相线C：共晶

9、点A：纯铁熔点D：Fc3C熔点ECF：共晶线共晶：一定条件（温度、成分），同时结晶出两种不同晶体，形成一特殊共晶体组织（机械混合物）。1.<2.11%（钢）：初次结晶后都山单一奥氏体组成。2.2.11-4.3%（亚共晶生铁）：降至1147°C时剩余液体进行共晶转变，莱+奥，含碳量越接近于共品成分，莱氏体越多，奥氏体下降。3.4.3%（共晶生铁）：恒温（1147°C）结晶，全部形成莱氏体。4.>4.3%（过共晶生铁）：1147°C时进行共晶转变，莱+Fe3Co二、二次结晶P：共析点ES：碳在Y・Fc中溶解度曲线GS：

10、冷却时奥氏体析出铁素体的转变线（同素异构转变）共析转变：含碳0.77%的钢冷至723°C（S点）时/转变成铁素体（0.02%）奥氏休二〉珠光休（共析休）、析出渗碳体（6.67%）1.<0.77%（亚共析钢）：常温组织：铁索体+珠光体含碳量越窩，则珠光体越多，则4更度、强度越窩，测性、韧性降低。2.0.77%（共析钢）：珠光体，层片状组织，一层铁素体、一片渗碳