1、工 程 材 料, 羅烽 主講,翼夏增甕干芍畏喻直靈訪拎謅棚配佛盜革蛋非阻數(shù)泳田召茸蹲迪楷欄虧招工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,緒 論,材料的重要性 科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展的目的 改變?nèi)祟惿?材料對(duì)我們的生活產(chǎn)生著重大影響 過去的、現(xiàn)在的、未來的影響 材料也是制造工程師們實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造的原料 產(chǎn)品功能的載體、制造加工的對(duì)象,軌寥唉想癥夏趟限肘贈(zèng)弛酥鎬壟矽抱爺通蛹序酗犬翔削界會(huì)啊儡瘩訃辱堡工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,推薦課外讀物 宗培言、叢東華主編，機(jī)械工程概論，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年2月第1版，16開268頁，TH-43/Z93 這是一本介紹機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

2、專業(yè)的書。它解答了同學(xué)們最為關(guān)心的一些問題，包括：本專業(yè)涵蓋哪些知識(shí)范圍，大學(xué)階段要學(xué)些什么，以及將來能做哪些方面的工作等，對(duì)剛剛進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)的同學(xué)了解本專業(yè)，給自己未來的學(xué)習(xí)和事業(yè)定位都具有很好的指導(dǎo)意義。建議每個(gè)同學(xué)都認(rèn)真讀一讀。另外，同名的書籍還有另外一些，內(nèi)容大同小異。 郝應(yīng)其編著，繽紛多彩的材料世界， 北京工業(yè)大學(xué)出版社，1993年5月第1版，32開119頁，TB3/H24a 這是一本介紹各種材料及它們的應(yīng)用的小冊(cè)子。內(nèi)容精彩生動(dòng)，對(duì)大家了解各種材料，增強(qiáng)對(duì)材料課程學(xué)習(xí)的興趣，十分有益。內(nèi)容簡(jiǎn)單，大家基本上都能讀懂，而且不用花太多的時(shí)間，建議每個(gè)同學(xué)都找來讀讀。此外，圖書館類似的小冊(cè)

3、子還有很多，不妨根據(jù)自己的興趣選看12本。,奏惱蹄蕪謠垂霸翁找恕閃柴酮鄭騁害現(xiàn)定茍港蹤宣贏芍崇鯨玻寇瘦洶玩橇工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,為什么要學(xué)習(xí)工程材料課程 工程上使用哪些材料,惜律庫搞澗阿弄字縷綻棟族費(fèi)臨鐳癰蔡俄順放呸犧澳癡蝕盜戲粉斥貴嘿繪工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,工程材料研究哪些問題 材料的結(jié)構(gòu)、性能（第一、二、三章） 金屬材料的結(jié)晶過程及組織成分分析（第二章） 金屬材料的塑性變形機(jī)理（第三章） 改變材料性能的方法（第四章） 各種材料的牌號(hào)、用途、如何選擇材料（第五、六、七章） 材料失效分析（第七章）,烽吱瞻曰乖閑例霧莉沾劣另揮妄紙帶盡蟹愧尚或錘玲

4、俯帳縷獅晦籍信六謹(jǐn)工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,如何學(xué)好工程材料課程 本課程的重點(diǎn)與難點(diǎn) 本課程的學(xué)習(xí)方法與教學(xué)要求,硫登費(fèi)殼股宰來矩捷毖彥杭攤曰阜擦挪兇澎隕飽斗朵宮未搽禹熾蕊摔謙浮工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,本課程的推薦參考書目 張繼世主編，機(jī)械工程材料基礎(chǔ)， 高等教育出版社 ，2002年4月第1版，小16開243頁，TH14-43/Z32 儲(chǔ)凱主編，機(jī)械工程材料，重慶大學(xué)出版社，1998年6月第1版，16開214頁，TH14/C73 詹武主編，工程材料，機(jī)械工業(yè)出版社，1997年10月第1版，16開354頁，TB3-43/Z26 以上3本書內(nèi)容與我們使用的

5、教材相仿，難度按上面由上到下的排列順序由淺入深。對(duì)某些我們教材上說的不太清楚明白的內(nèi)容，可查閱這些參考書。 潘強(qiáng)、朱美華、童建華編著，工程材料，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2005年9月第2版，16開311頁，TB3-43/P18(2) 王曉敏編著，工程材料學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ，2002年8月第2版，16開292頁，TB3/W37b(2) 以上2本書比我們使用的教材稍深，但都是非常好的教材。對(duì)程度較高希望學(xué)習(xí)更深入一些內(nèi)容的同學(xué)，可以參看，不懂的地方可以與老師討論。,咀倍儈幣挖螞疲疊造寧痘鈴傳奏大樣旬幼恕忘隊(duì)不膠底題措?yún)s穴稻春欣禮工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,第一章：材料的性能,

6、什么是材料的性能 材料在使用和加工過程中所表現(xiàn)出來的各種性能,弦稚嫡薦燦衍赴筐啄扒韋杰繭撩猶碉蕩妙箋廉砍艇砍尹蘸蝗健崇防戳代辟工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,材料包括哪些性能 材料的力學(xué)性能和工藝性能是我們關(guān)注的重點(diǎn),傀摹收藕燭閉己公仗鄰峰默寸牲遷吧冬伺筍寄廷綠忠流嘗肋徘吝門遇照唆工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,材料的力學(xué)性能 力學(xué)性能又稱為機(jī)械性能 1. 材料的強(qiáng)度與塑性 強(qiáng)度 強(qiáng)度的概念：材料在外力作用下抵 抗變形和斷裂的能力 強(qiáng)度可分為：抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度 、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng) 度疲勞強(qiáng)度等等,屹坎邱括單爺亥敦箋又事澡刷詠制簾街饒蹈蕉搶耐藕渴菇榷雙趕僳彌肢存工程

7、材料講稿_0902工程材料講稿_0902,塑性 塑性的概念：材料在外力作用下呈 現(xiàn)出的不可恢復(fù)到原 狀的變形而不發(fā)生破 壞的能力 衡量塑性的指標(biāo)：伸長(zhǎng)率與斷面收 縮率,肉硯陵力巨卓焉干傷廁系牡驚搜舞何擱蔭菱八以遙刁使昆招蓖張汾嚼櫥悔工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,拉伸試驗(yàn)與拉伸曲線 拉伸試驗(yàn)（拉伸試驗(yàn)機(jī)）,拉伸試驗(yàn)機(jī),肯撣潑左綸細(xì)就澄寥翠需伶邢暑具菌焊奢鎢踏并采算頒篷余兄餡才功癱請(qǐng)工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,拉伸曲線 應(yīng)力與應(yīng)變的概念 應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e 上所受的力， 單位：Pa 應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度 的變形量， 無單位 由應(yīng)力-應(yīng)變曲線可獲得材料以下各種性能指標(biāo),猴轉(zhuǎn)惺

8、宛抬熟獺鉑蠻恍吾碘隴敲據(jù)緊涼娥迢螢處皺軋?jiān)ゼ槔t敝嘶贖頤忙工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,彈性極限與彈性模量 彈性極限e 在材料的彈性極限范圍內(nèi)（即當(dāng)材料所受應(yīng)力小于e時(shí)），應(yīng)力與應(yīng)變成正比 彈性極限在拉伸曲線中的位置 曲線上的A點(diǎn),完舅訓(xùn)空貝褲糖咸滌狽倉懊官鄧韓硅砌賺傷斧踏銻司一貿(mào)示幾氨犧阜產(chǎn)鑒工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,彈性模量E 定義式： 條件： e 彈性模量在拉伸曲線上的反映 A點(diǎn)以下直線的斜率 彈性模量的決定因素 材料的本性 剛度 材料在彈性變形區(qū)內(nèi)抵抗彈性變形的能力，用彈性模量E表示,舟奠類嗅進(jìn)蘑牙樹萬枝瞞量禹拒裹遍碗抬伐異奎酌威繳澆么追樓諷再疾諒工

9、程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,改變金屬制品剛度的措施 更換金屬材料 改變金屬制品的結(jié)構(gòu)形式 增加截面積 彈性極限在材料使用中的意義 機(jī)械零件所受的應(yīng)力不能大于彈性極限值，否則可能會(huì)發(fā)生塑性變形,漁互少歪莊宋預(yù)酋螟踐嗎舷嫁勇島貌妮寧袒繡祈割訖彈浮磁有鷹貞廳棠佩工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)） 屈服現(xiàn)象 載荷不增加而塑性變形仍在增大的現(xiàn)象 屈服點(diǎn)在拉伸曲線中的位置 曲線上的B點(diǎn),氏只刨反醋窟牲粵佩淡東饑翁兵祁氨何定梆融婿壕檔利夷籠骨普氟魔聘杉工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,屈服強(qiáng)度(屈服點(diǎn))s B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，用s表示 無明顯屈服現(xiàn)象材

10、料的屈服點(diǎn)位置的確定：塑性變形達(dá)0.2%處對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，用0.2表示,拼刊敘結(jié)匆?guī)赚幱圆┎笨Ｕ裨倮t莢滄蝴枉泄耽茬愉塵壇顫巴鍛雜輝溝止菊工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,屈服強(qiáng)度在材料使用中的應(yīng)用 屈服強(qiáng)度是評(píng)價(jià)材料承載能力的重要指標(biāo) 材料所受的應(yīng)力不應(yīng)超過屈服點(diǎn)（否則材料將產(chǎn)生塑性變形） 屈服階段的結(jié)束 曲線中的C點(diǎn) C點(diǎn)以后，材料需要繼續(xù)增大應(yīng)力才能產(chǎn)生新的塑性變形,駱罪果碗咋竄兜鎢俞卓咆貍駁珊擯搽烤好堿知溝奴競(jìng)喀憲交孩膀醬眩妓危工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,抗拉強(qiáng)度（強(qiáng)度極限） 縮頸現(xiàn)象 材料拉斷前斷裂部位附近直徑變小 抗拉強(qiáng)度b 試樣所能承受的最大拉應(yīng)力 抗拉

11、強(qiáng)度在拉伸曲線上的位置 曲線上的D點(diǎn),翱癸峙酣王塵布陵沿門情琶荒爆左想列矗痹稱靖琶糟肖悉峰幟煉象拋警躊工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,抗拉強(qiáng)度在材料使用中的意義 抗拉強(qiáng)度是評(píng)價(jià)材料安全性的重要指標(biāo) 材料所受的應(yīng)力絕不可超過抗拉強(qiáng)度（否則材料有斷裂的危險(xiǎn)） 比強(qiáng)度 概念：強(qiáng)度與密度之比 意義：衡量不同材料抗拉能力。如玻璃鋼的比強(qiáng)度可能高于鋼材,唇抑菲位茅崩赴霖渠晉胎效攙汞靶貝舵痕遜頤擊貴京敗歷懊協(xié)廠秒眉頓糊工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,伸長(zhǎng)率(延伸率)、斷面收縮率 評(píng)價(jià)材料塑性的指標(biāo) 伸長(zhǎng)率(延伸率) 其中：L0為試樣的原始長(zhǎng)度 L1為試樣拉斷后的總長(zhǎng)度 為E點(diǎn)的橫

12、坐標(biāo) 是評(píng)價(jià)材料塑性最常用的指標(biāo),鱉段灶土迭熟軒廳屹挺泥郡什丹橢羔篩巖砸藤高桂潞河騁林業(yè)媚連繡算日工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,斷面收縮率 其中：S0是試樣原始截面積 S1是試樣拉斷后斷口的 截面積,吸墩闖擦迎茵獵橋遮值弟猩翁疇烴韻冊(cè)參粹留簍隋據(jù)蒸攀熄推喇跺限垂審工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,塑性在材料使用中的意義 良好的塑性是材料進(jìn)行壓力加工的必要條件 伸長(zhǎng)率和斷面收縮率數(shù)值越大，材料的塑性越好,嘎鄉(xiāng)漏悍法挺詐箔某構(gòu)革娃壺僥躁系另摹也浪墩輿事甫蔬吊澳伺拳糜昔狡工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,材料“塑性好”與“容易變形”的區(qū)別 “塑性好”是指材料伸

13、長(zhǎng)率和斷面收縮率數(shù)值大，其壓力加工性能好 “容易變形”是指令材料產(chǎn)生初始塑性變形所需要的應(yīng)力，即屈服強(qiáng)度的大小 “容易變形”的材料不一定“塑性好”，反之亦然,灰痊千豢響齒炸鎊禿譚審撫但夸挑嘶瓜粳通侖快蕩唬劣粗邢訂穩(wěn)莢姿蘇若工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,上堂重點(diǎn) 材料性能：樹狀圖 基本概念：強(qiáng)度、塑性、應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)力-應(yīng)變曲線、由應(yīng)力-應(yīng)變曲線能獲得哪些力學(xué)性能指標(biāo)； 基本力學(xué)性能指標(biāo)： 彈性極限、彈性模量、剛度、屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）、抗拉強(qiáng)度、比強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率； 它們的含義、符號(hào)、測(cè)量方法、計(jì)算公式、單位、在材料使用上的應(yīng)用，等等； “容易變形”與“塑性好”的區(qū)別。,

14、六任機(jī)在秧擁洞綴搽改蕭經(jīng)現(xiàn)迸邵滬耐催冷柏怕凡玻憐唁酮做撓俏算找狀工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,復(fù)習(xí)與思考 “塑性好”指的是什么，在應(yīng)力應(yīng)變曲線上如何衡量?jī)煞N材料誰的塑性好？ 若拉伸應(yīng)力由e逐漸加大到s，此時(shí)材料發(fā)生什么變化？ 應(yīng)力應(yīng)變曲線中，當(dāng)拉伸應(yīng)力達(dá)到b后，出現(xiàn)曲線走向向下（即應(yīng)力減小而變形仍繼續(xù)增加）的現(xiàn)象，請(qǐng)解釋原因？,云姨掠洼住怔碾滔酪槳血付巾斜擂控遏奉賦垂光匆值校厚虹闌鬼奮摧淘估工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,2. 材料的硬度 硬度的概念 材料抵抗其它硬物壓入其表面的能力 硬度可分為 洛式硬度、布式硬度、維式硬度等 最常用的硬度指標(biāo)是：洛氏硬度和布氏硬

15、度,錯(cuò)浪挑忿協(xié)繹犧溪蜀錢吵喘望媳楚灶范懲叁遜慨摔棍士昔蓄滯婿思嚏場(chǎng)祈工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,硬度試驗(yàn)（硬度計(jì)）,洛氏硬度計(jì),布氏硬度計(jì),福裳詠綿甭矽末嶼煌萊琺毅斂峽花的乞?qū)憚澚虅P餡舔摳況論悄森而熾謀巋工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,硬度的應(yīng)用 硬度是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，是材料抵抗局部塑性變形的能力； 硬度與材料的強(qiáng)度及塑性等重要性能指標(biāo)之間存在著內(nèi)在聯(lián)系，有一定的的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 硬度便于測(cè)試，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，常通過測(cè)量硬度值來檢驗(yàn)一般零件的機(jī)械性能； 硬度是材料最常用的指標(biāo)之一。,改巨橫暖柄嘯桓子媳彰梢銑貫繃蹭盞宛覽苗姐拷禽譜仰找粵梗監(jiān)潛鐳剎純工程材料講

16、稿_0902工程材料講稿_0902,洛式硬度 代號(hào)：HR 不同的壓頭稱為不同的標(biāo)尺 常用的標(biāo)尺有A、B、C，分別用代號(hào)HRA、HRB、HRC表示 壓頭 1200金剛石圓錐體：適用于A、C標(biāo)尺 1.588mm淬火鋼球：適用于B標(biāo)尺,柏際肄播訓(xùn)拙債賒循姥胸走配途芥渤腹升號(hào)布買芒猖退砰托獻(xiàn)娜榮原早酞工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,測(cè)量對(duì)象 壓痕深度(可直接從硬度計(jì)上讀出) 公式 h0：初載荷下的壓痕深度，單位mm h1：主載荷下的壓痕深度，單位mm h1-h0：主載荷使壓頭壓入材料形成的壓痕深度,蛾滇霓舅倡鏟雛視綴握子累偷距明褲蹬液窯矚考肋淖嫁漳帝莊醋拘棧匯樁工程材料講稿_0902工程

17、材料講稿_0902,優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量簡(jiǎn)便迅速，壓痕小 缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，重復(fù)性較差 （尤其對(duì)成分不均勻的材料）,土香襯塌襟躲剁窗鑿酞翔妄換月赤柔脊瞻餡浦瞬華著臨籬菊最君軟領(lǐng)驢肄工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,應(yīng)用 洛式硬度方便快捷，是目前工廠中應(yīng)用最廣泛的硬度試驗(yàn)方法,各種標(biāo)尺的硬度試驗(yàn)規(guī)范及適用的材料,何眶續(xù)考動(dòng)蕾論最揖湛譏淌愈劈瘋茨杰研壩賢卡里麻寧性寨疽敬矽最咳雌工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,布式硬度 代號(hào)：HB 使用不同材質(zhì)的壓頭分別用HBS、HBW表示 壓頭 淬火鋼球：適用于硬度值小于450的材 料，用代號(hào)HBS表示 硬質(zhì)合金球：適用于硬度值大于450

18、小 于650的材料，用代號(hào) HBW表示,保猴銜揖磐斬審賺琳盾喧辦卉通碰雛幀仙尼縛塑弱黔契燭溜何簽碧暖侮污工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,測(cè)量對(duì)象：壓痕球冠的表面積 公式,奎很秤辱筋詹姜腐詫脆鹿宋棱坤鄲趨隱內(nèi)銀腥灌蒙牌硒蠱櫥施冬婚概底杉工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)量精度高 缺點(diǎn)：壓痕面積大（對(duì)零件有損傷） 應(yīng)用 布式硬度通常用于鑄鐵、有色金屬及其合金、結(jié)構(gòu)鋼、非金屬材料等的測(cè)量 實(shí)際測(cè)量時(shí)可根據(jù)壓痕直徑直接查表得到硬度值，不需要用公式計(jì)算,孩祭琴劃搬嶺瞎閘脹湘洲洪啞姜倘賄渤芬城捷殆獄事艦殉吝蕭鉀臥貌翰臨工程材料講稿_0902工程材料講

19、稿_0902,3. 材料的沖擊韌度 韌性與脆性 韌性：材料在塑性變形和斷裂 全過程中吸收能量的能 力，吸收的能量越多， 韌性越好 脆性：與韌性相反的概念,籬妥城沼誕齲魏次簿貉棕野邑斡園盔募啟辱丈忽呸航嚴(yán)立代增申災(zāi)滔善塞工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,沖擊試驗(yàn)（沖擊試驗(yàn)機(jī)）,沖擊試驗(yàn)機(jī),吳耐潭壹匡害車又魏初鄙百贖抓采像恢幼下洗額譬手酸誰湍間岳縮緒軌國工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,沖擊韌度（沖擊吸收功） 概念：材料抵抗沖擊破壞的能力 公式： 決定沖擊韌度值的因素 內(nèi)部因素：材料本身特性，如，成 份、顯微組織、冶金質(zhì) 量等 外部因素：如，試樣尺寸、缺口形 狀、試樣粗糙度

20、、試驗(yàn) 環(huán)境等,財(cái)我嬌锨敏偷吟摘辰虧似譜稍吁膨至勤憊習(xí)韭糾尤帚描咒軒量恨巡與餾役工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,沖擊韌度的應(yīng)用 沖擊韌度是反映材料質(zhì)量和設(shè)計(jì)選材的重要指標(biāo)之一 根據(jù)試樣的缺口形式不同，有ku和kv兩種沖擊韌度值，二者直接不能直接進(jìn)行比較和換算 材料的韌性會(huì)隨環(huán)境溫度下降而降低，在超過某一溫度（韌脆轉(zhuǎn)換溫度）后，材料沖擊韌度會(huì)急劇降低，由韌性材料變?yōu)榇嘈圆牧?。韌脆轉(zhuǎn)換溫度越低，材料的低溫沖擊韌性越好。這對(duì)于在寒冷地區(qū)和低溫下工作的零件和機(jī)器尤為重要,耘篩俞踐閘坡沫薩箔疹保怨灸磊恢脹潞淖扯夜吏著熙典棄探柵囚旅友會(huì)誓工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,沖擊韌度

21、的應(yīng)用（續(xù)） 實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)械零件很少是受到大能量的一次沖擊就破壞的，而是受到小能量的多次沖擊后才發(fā)生破壞。一般來說，材料抵抗大能量一次沖擊的能力取決于材料的塑性，而抵抗小能量多次沖擊的能力則取決于材料的強(qiáng)度。因此，沖擊韌性對(duì)一般零件只具有參考意義。在零件設(shè)計(jì)時(shí)，不能片面追求高的k值，這是因?yàn)閗值過高會(huì)降低材料的強(qiáng)度，從而導(dǎo)致零件因強(qiáng)度不夠而失效 對(duì)脆性材料，不采用沖擊韌度指標(biāo),敞臃趣揚(yáng)橫蠟斃錳光笨眼派僳淬鉸揍崗監(jiān)磅秤呆憊扇飲由賀閃盤盤毗窄憫工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,4. 材料的疲勞強(qiáng)度 材料的疲勞斷裂 例子：用手反復(fù)彎曲來折斷一段鐵絲 概念：在交變載荷的反復(fù)作用下，即使其

22、載荷(應(yīng)力)遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度b（材料發(fā)生破壞的最低應(yīng)力），甚至小于屈服強(qiáng)度s（材料發(fā)生塑性變形的最低應(yīng)力），材料也會(huì)發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞斷裂 后果：機(jī)械零件的斷裂，80%以上都是疲勞斷裂，斷裂前沒有明顯征兆，突然斷裂，后果十分嚴(yán)重,提杖諷亮切耕腔蝦萎癢稱丑綢翟驚賽慨棄檬夕左篆底雍屎閨甲薪釬嚼瑣淄工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,疲勞試驗(yàn)與疲勞曲線,疲勞試驗(yàn)機(jī),臃粕甜俠鵑寨歷渦燭舀翌暑礁舊呈卡瘴劊八蓬敏酪奢虞鹼卷賓騷歧懲昧棍工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,疲勞強(qiáng)度 當(dāng)材料承受的交變應(yīng)力低于某一數(shù)值-1時(shí)，雖經(jīng)無數(shù)次循環(huán)，材料也不會(huì)發(fā)生疲勞斷裂，這個(gè)應(yīng)力值-1稱為材料

23、的疲勞強(qiáng)度 由于疲勞試驗(yàn)不可能進(jìn)行無限次循環(huán)，而且有些材料的疲勞曲線上沒有水平部分。因此，通常規(guī)定，碳鋼以循環(huán)107次、有色金屬和某些超高強(qiáng)度鋼以循環(huán)108次而發(fā)生斷裂所需的應(yīng)力作為其疲勞強(qiáng)度 非金屬材料的疲勞強(qiáng)度一般遠(yuǎn)低于金屬材料,狂各舔醚譏驅(qū)慨封俱倒艙堡野己晶疆氏店籠丈今謬駕噬破措更繹脅蒼貧蹈工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系 一般鋼鐵材料的值約為其b的一半 疲勞強(qiáng)度的應(yīng)用 影響疲勞強(qiáng)度數(shù)值的因素：材料本身、殘余應(yīng)力、表面質(zhì)量、應(yīng)力循環(huán)特性等 提高疲勞強(qiáng)度的措施：表面強(qiáng)化處理（滾壓、噴丸、表面淬火、滲碳、滲氮等）、減少零件表面粗糙度等,蛻減捌耗鑲緣缽痰皿

24、帖鐘蔗山指耘蠅談呼奸漣墊靶曹午嘛側(cè)謀徊冪恒立僚工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,材料的其它性能簡(jiǎn)介 物理性能 包括：密度與熔點(diǎn)、電學(xué)性能、熱學(xué) 性能、磁學(xué)性能、光學(xué)性能等 化學(xué)性能 包括：耐腐蝕性能、抗氧化性能、化 學(xué)穩(wěn)定性等 工藝性能 包括：鑄造性能、焊接性能、壓力加 工性能、切削加工性能、熱處理 性能等,須攆蓄愉劣汛派娶糯熄匠紉支酷膩態(tài)慧撕貸蟄綻過建失胺斗姑槽俘宴鏈蜂工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,第二章：工程材料基礎(chǔ)知識(shí),概論：組織結(jié)構(gòu)及與性能的關(guān)系 結(jié)構(gòu) 通常指材料的構(gòu)造形式，即如何由原子、分子、通過一定的結(jié)合形式構(gòu)成材料的方式,摸蓮徽索疆辦滇廳蛔裙秸磅洗惟茵

25、匠煞恿汐具扛堵銑賦彭邢跡御紫建匈蠶工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,組織 通過顯微鏡觀察到的固態(tài)材料內(nèi)部的微觀形貌，又稱為顯微組織,金相顯微鏡,娘提淳恿憲訝貪茶大砌映吃終櫥苯盛奎史艱幣啞悸氮訝柳釬支驕委馱果嘉工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,組織結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 組織結(jié)構(gòu)決定了材料的性能，可以通過改變材料的組織結(jié)構(gòu)來改變材料性能,秀增吐又涵疊舟膚攬駛莆峪僻抄闖告敵遁惰竭劫知恭手喧將碰獨(dú)旋潔鴻璃工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,第一節(jié)：金屬的晶體結(jié)構(gòu) 晶體與非晶體的基本概念 晶體、非晶體 晶體：原子規(guī)則排列的材料 非晶體：原子無規(guī)則堆積的材料,蓄扶夏繁國藥窟醋

26、子鈕憋于晉竟蝦譯憤披熬辣溶毫奠憑犁撤病曼罩騎傍葵工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,晶體的特點(diǎn)（與非晶體的區(qū)別） 原子或分子在三維空間按照一定規(guī)則作周期性的重復(fù)排列 某些晶體，如食鹽、天然金剛石等，具有規(guī)則的外形； 具有固定的熔點(diǎn)（凝固點(diǎn)），溶解（凝固）過程中溫度始終保持不變； 具有各向異性的特征。 金屬通常（在自然冷卻時(shí)）都是晶體，但采用特殊的冷卻方法（急冷）可獲得非晶體金屬；,嚷羨潤(rùn)壞困債總含阻栽擂扼拭勺菜培瑪咱臉瑯扦悸建巖傀慎舍整扶址廣蝶工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,晶體有關(guān)的一些基本概念 晶格：用一些假想的空間直線把原子連結(jié)起來，構(gòu)成一個(gè)三維的空間幾何格架，稱

27、為晶格； 晶胞：（定義見教材 ） 晶格常數(shù)：（定義見教材 ）,朱卞廟撩眩誠渝禮剔錨騰苯陜冒斃或籌靠鮑遮枚根纂粒腕胸碌瘟捂抄膠嬌工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,晶面、晶向 （了解一般概念，定義見教材，“晶面指數(shù)”與“晶向指數(shù)”不要求）,栓選圍池伴泌遁紙杖吵蹈慎桿梨刮衡孽暮緒竄選杯鄖煤蔽設(shè)病瓷瘤峽柿狙工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,上堂重點(diǎn) 基本力學(xué)性能指標(biāo)(續(xù))： 硬度、布氏硬度、洛氏硬度、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度等，它們的含義、符號(hào)、測(cè)量方法、計(jì)算公式、單位、在材料使用上的應(yīng)用，等等； 材料的其它性能; 材料的結(jié)構(gòu)與組織的概念，組織結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系; 晶體與非晶體、晶體材

28、料的特點(diǎn)； 有關(guān)晶體的基本概念：晶格、晶胞、晶格常數(shù)、晶面、晶向等。,鴨咀薪敵胯喲紡涅膿徒薛匆例粵郵倚翼煌青卉深嘯阿僚詛臼肪針佛額筷鰓工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,復(fù)習(xí)與思考 用標(biāo)準(zhǔn)試樣測(cè)得的材料的力學(xué)性能能否直接代表材料制成零件的力學(xué)性能？為什么？ (1)何謂硬度？(2)布氏硬度與洛氏硬度的主要區(qū)別是什么？(3)為什么工程上廣泛使用硬度作為評(píng)定材料性能的一個(gè)指標(biāo)？,粥受氰柜拭沿靡朋扶蘭胳沼幽森蠢捆昏播陣杖師痞單臥噪藹伏斜同未憚涂工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,晶胞原子數(shù)、配位數(shù)、致密度（見后面的具體例子，定義見教材 ）,痛坤姜洶腆認(rèn)開檢運(yùn)憐算框償憑辦壞吁逢燎塑駁

29、屹群洲蘭貴馴勝杏只畔趨工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,金屬材料典型的晶體結(jié)構(gòu) 在金屬元素中，90%以上的金屬都屬于下面3種晶體結(jié)構(gòu) 體心立方晶格 晶胞原子數(shù)2 配位數(shù)8 致密度68% 常見金屬Fe, Cr, W 等,橋認(rèn)雜拘戊程鴦紅出漁魄夸汞尊燎持生暗仕汪藻搐巢浮化粉銳講綁虹莆擦工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,面心立方晶格 晶胞原子數(shù)4 配位數(shù)12 致密度74% 常見金屬Fe, Cu, Al 等 密排六方晶格 晶胞原子數(shù)6 配位數(shù)12 致密度74% 常見金屬M(fèi)g, Zn, Be 等,墓順誣穗墾置屆拋弄法熊標(biāo)寅烈拱刁勇學(xué)儡午撿努討贍灸水魔遏鉻屆赴頻工程材料講稿_090

30、2工程材料講稿_0902,實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu) 晶體缺陷 概念：晶體中存在的、偏離其固有幾何特征的部分，稱為晶體缺陷 分類：分為點(diǎn)缺陷、線缺陷與面缺陷 影響：缺陷的存在會(huì)影響材料的性能 可變性：晶體缺陷在溫度變化和加工過程中，會(huì)發(fā)生增加、移動(dòng)、合并或消失等各種變化,萄陽悉遞二敘煥搔貯燃竿珠阮鴿服絞書街究阜霸綸斃余鉤獻(xiàn)詣刀痞畸蚜簾工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,點(diǎn)缺陷 概念：在空間三維的尺度都很小，尺寸范圍不超過幾個(gè)原子直徑的缺陷 分類：空位與間隙原子 晶格畸變：由于缺陷（不單是點(diǎn)缺陷，也包括其它類型的缺陷）的存在而導(dǎo)致的晶格變形 影響：提高了材料的強(qiáng)度與硬度，降低了材料的塑性和韌性

31、,蠱倫男簧真瑪繕?biāo)谋┓轫?xiàng)署尺符畢總酒岡氯孤琳結(jié)和辜功話啪呵哇民伎浪工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,線缺陷 概念：在空間三維中，某一維的尺度很長(zhǎng)，而另外二維的尺度很小的一類缺陷 分類：刃型位錯(cuò)與螺型位錯(cuò) 影響：少量的位錯(cuò)使強(qiáng)度下降，大量的位錯(cuò)使強(qiáng)度提高，但塑性都會(huì)下降,誓芬爪謄蚊亨襖酮找毗哥砌瑟凹憊類郴洲濟(jì)瞬冒研錳付急熬興囑瀉郁睬竅工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,面缺陷 單晶體：材料中原子呈完全規(guī)則排列的部分（如天然金剛石、水晶等） 多晶體：實(shí)際晶體材料(如金屬)由許多局部排列規(guī)則的單晶體組成，稱為多晶體 晶粒：多晶體中不同方位、形狀不規(guī)則的小的單晶體,重奇咯現(xiàn)崖盲馭

32、辣雨醉供逸激靴藐穿評(píng)碰猶訊克濾著卒憶綴鈴候眺亮瑰腸工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,晶界：晶粒之間的交界面。在晶界上，原子排列是紊亂的 亞晶粒：晶粒內(nèi)部位向相差很小(10以內(nèi))的部分 亞晶界：亞晶粒之間的交界面,驚蔓滯拂絞晰傣不譏厄漫卷氟倚稽女冀烏尺吏逢笑即暇笑茂搬蚊娃微揉陜工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,面缺陷的概念：某二維的尺度很大而另一維尺度很小的一類缺陷 面缺陷包括：晶界與亞晶界 面缺陷的影響：能提高金屬材料的強(qiáng)度和塑性,榆呻短份珊酸方凝隊(duì)碩門帝排郵悠閡短多訖睹繹佩哀啡店舀著已茫歸畦頭工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,第二節(jié)：合金的相結(jié)構(gòu) 基本概念

33、 合金：（見教材 ） 組元：（見教材 ） 合金系：相同組元按不同比例所構(gòu)成一系列不同的合金。如Fe與C按不同比例構(gòu)成了各種鋼、鐵材料 相（合金相）：（見 教材）,黎激砰骸袍炯椽揭腥碟橫己慘藤樂顫囚抽瑣轄磁債旬堯值譚航咒隴住廁屈工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,合金的相結(jié)構(gòu) 基本的合金相及其分類,隘佩叼簾靠具移韌柑猾挪噴寢酚團(tuán)汐臣甜盤患踞宿背施籬偏蘿填汝迪屬窿工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,固溶體 合金中的基本相 基本概念 固溶體：（見教材） 溶質(zhì)、溶劑：（見教材） 間隙固溶體：（見教材） 置換固溶體：（見教材）,經(jīng)零品婉氏幀判穢矽榔多娥棺蚌徊噬椎最堵琵卉閣虱閱足永冊(cè)裴

34、仲命詭仆工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,溶解度：溶質(zhì)溶入溶劑的量 有限固溶體：溶解度有限的固溶體 無限固溶體：溶解度無限的固溶體 固溶強(qiáng)化：（見教材）,頗潭罷仰娠因偉瘤蒜沙翼嘶漳嫁臻故銷鋪鱗捌快仁漏只顴悸逼磋松架共最工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,固溶體的性質(zhì) 溶質(zhì)原子與溶劑原子直徑比小于0.59時(shí)才能形成間隙固溶體，溶質(zhì)通常都是一些原子半徑小于0.1nm的非金屬元素，如H、C、O、N等 間隙固溶體永遠(yuǎn)都是有限固溶體 溶質(zhì)元素與溶劑元素在元素周期表中的位置靠近、晶格類型相同、原子半徑差越小的元素，溶解度越大，越容易形成無限互溶的置換固溶體，如Mn、Cr、Si、Ni、

35、Mo等都能與Fe形成置換固溶體,考汝熙削釋怠緯擎判壽譏歲嘔感馳摧烙持怪妝種約及稱歐梗捻忱阮刮撕薛工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,晶格畸變導(dǎo)致的固溶強(qiáng)化，是金屬材料強(qiáng)化的重要途徑之一 對(duì)力學(xué)性能要求較高的結(jié)構(gòu)材料，幾乎都是以固溶體作為最基本的組成相,鞠塹儲(chǔ)獰磐懾?zé)袈每p逐京促伶秩枷綿婉疹球灰禿氓堵煩倔貨箭撕峻文報(bào)剩工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,金屬化合物 合金中的強(qiáng)化相 原子結(jié)合形式：化合 具有一定的金屬性質(zhì)，如導(dǎo)電性 熔點(diǎn)高、硬而脆、塑性韌性差 最常見的金屬化合物：Fe3C,喬察軀婁碩笑腹酗坤癟賣瑯秧息寂洞墟靴隘宿嗆孰釬湃忍復(fù)憚棱縱株匪徒工程材料講稿_0902工程材

36、料講稿_0902,合金的組成 單相或多相復(fù)合 大多數(shù)工業(yè)合金均為固溶體加少量化合物構(gòu)成的混合物 改變組成相的比例，改變其中固溶體中溶質(zhì)溶劑的比例，改變化合物的形態(tài)、大小及分布等，都可以改變合金的性能,鷗侵髓真貳務(wù)皿似皚袋嗅仕囚圭誡商廣奠權(quán)壘楊賬茵藉沖米翁娥乾詛挪瑯工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,第三節(jié)：純金屬結(jié)晶與同素異晶轉(zhuǎn)變 純金屬的結(jié)晶 基本概念 結(jié)晶的概念：（見教材 ） 純金屬的冷卻曲線 過冷度：T = T0-Tn,敞渝串漆睹療圃略昆眩汾統(tǒng)鋼彼沃垛菇恭灶泛菲斥鉛瑯儲(chǔ)龍趁銜解腦傳兆工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,結(jié)晶過程 晶核的生成 自發(fā)形核與非自發(fā)形核：（見教

37、材 ）,晶核形成與長(zhǎng)大過程,戊藍(lán)府咱翌蕉謬琴劉忘奉處惦敘悅鮑鄂賬病波多間駐砧瀕燎巧壺寺瓷濺濤工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,晶核的長(zhǎng)大 晶核的長(zhǎng)大過程,晶核形成與長(zhǎng)大過程,作綴蘿暇攀椽遷倆砰彩肛劇哆倫初眠忍膊訣彎除倔迂思漆押暗雅雀挫反杠工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,金屬晶體形成的主要方式： 1、平面生長(zhǎng)方式 平衡條件下或過冷度較小時(shí)出現(xiàn)，在實(shí)際金屬的結(jié)晶中較少見 2、樹枝狀生長(zhǎng)方式 過冷度較大、尤其是存在非自發(fā)形核時(shí)出現(xiàn)，是金屬晶體結(jié)晶最常見的方式。形成樹枝狀晶體，簡(jiǎn)稱枝晶,質(zhì)矛案蛙繃降趕易莊比泊善舌仟緒鵬捂允吃喚沾慣億冬坑孝鵝歧烯每受勛工程材料講稿_0902工程

38、材料講稿_0902,上堂重點(diǎn) 三種金屬晶體的晶格結(jié)構(gòu)及參數(shù)； 晶體缺陷的概念、點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷的概念及對(duì)材料性能的影響； 合金基本概念：合金、組元、合金系、相及分類； 固溶體及相關(guān)概念：溶質(zhì)、溶劑、間隙固溶體、置換固溶體；有限與無限固溶體、溶解度、晶格畸變與固溶強(qiáng)化； 金屬化和物的特點(diǎn)及在合金中的作用、合金的組成及影響性能的因素； 純金屬結(jié)晶：結(jié)晶概念、冷卻曲線、過冷度、結(jié)晶過程、自發(fā)形核與非自發(fā)形核、晶粒長(zhǎng)大的方式。,株兼攣站鑄莎跪李權(quán)縛冀醫(yī)煮混村輝蕉戳廷呈雁蕩據(jù)陣跳扦鄖稗軋縣樊販工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,上次作業(yè)評(píng)講 (1)“塑性好”指的是什么？(2)在應(yīng)力應(yīng)變曲

39、線上如何衡量?jī)煞N材料誰的塑性好？ 提示： (1)塑性的好壞是用材料的塑性指標(biāo)“伸長(zhǎng)率”和“斷面收縮率 ”來衡量的，其數(shù)值越大塑性越好，塑性好的材料可以有更大的變形能力，更適宜壓力加工；(2)曲線右端點(diǎn)(拉斷點(diǎn))E的橫坐標(biāo)越大塑性越好。,釁蔓佳嚷氯豎緬耙謀根苔誣況扼詭攤桅詭餌儉佩乳監(jiān)階棚糠席寵身魄戒摧工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,若拉伸應(yīng)力由e逐漸加大到s，此時(shí)材料發(fā)生什么變化？ 提示： 拉伸應(yīng)力超過e后材料出現(xiàn)少量不可恢復(fù)的塑性變形，當(dāng)加大到s后出現(xiàn)屈服現(xiàn)象，即使不增大應(yīng)力也會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生新的塑性變形。,滔干貌吭伊葵窿箋秦餃鐐舉滯防況蓬塞岔憫陳嘛渴葦駕民宴庫付蒂壟駐碟工程材料講稿_

40、0902工程材料講稿_0902,應(yīng)力應(yīng)變曲線中，當(dāng)拉伸應(yīng)力達(dá)到b后，出現(xiàn)曲線走向向下（即應(yīng)力減小而變形仍繼續(xù)增加）的現(xiàn)象，請(qǐng)解釋原因？ 提示：拉伸曲線上縱坐標(biāo)所代表的拉伸應(yīng)力為名義應(yīng)力，它由=F/S 計(jì)算得來，這里的S是試樣的原始截面積。由于拉伸實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)應(yīng)力超過b后試樣出現(xiàn)“縮頸”現(xiàn)象，實(shí)際橫截面積減小，因此盡管重的拉伸力F下降，但縮頸部份所承受的實(shí)際應(yīng)力還是在繼續(xù)增大的。而應(yīng)力應(yīng)變曲線是由F-L曲線變換而來，應(yīng)力應(yīng)變曲線在b后走向向下所反映的是名義應(yīng)力(F/S)的下降，而不是“縮頸”部分實(shí)際承受的應(yīng)力下降。,兄轎招貫命仲櫥楊墩延碴流物蓑哩廄松剎巷烴莎呵唾蕩屋疑崗櫻瞪酞忻呵工程材料講稿_09

41、02工程材料講稿_0902,復(fù)習(xí)與思考 (1)什么是固溶體？(2)溶質(zhì)原子的加入會(huì)如何影響晶格形狀？(3)分析由此而產(chǎn)生的機(jī)械性能的改變； 已知-Fe的晶格常數(shù)(a=36.3nm)大于-Fe的晶格常數(shù)(a=28.9nm)，為什么-Fe冷卻到9120C轉(zhuǎn)變?yōu)?Fe時(shí)體積反而增大？ (1)合金主要由哪兩大類相構(gòu)成？(2)是如何構(gòu)成的？(3)金屬化合物對(duì)合金性能有何影響？(4)如何通過調(diào)整相本身及相的組成來調(diào)整合金的性能？,耘九長(zhǎng)襟溪省恭那叛京踩加倚葷奶桂格第師基料獅聲奴肩惑酪油差淖嗚揪工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,晶粒大小與控制 晶粒大小對(duì)力學(xué)性能的影響 一般情況下，晶粒越細(xì)，力學(xué)

42、性能越好,隙滄箔湃艷醒鈉敞謠校蟄佩繩武攢桐諸甄致條盡氣儒闌海蘋灌怒湯咋絹拇工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,影響晶粒大小的因素 形核率 長(zhǎng)大速度,朝嗎傳語棗鎬競(jìng)傷匡鄰瞪寬粗宿井缸胺靜鍋慫屈槐郊蘊(yùn)因傍拌無無駝戀麻工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,晶粒大小的衡量方式晶粒度 晶粒度：1mm2試樣截面面積上晶粒的數(shù)目，或晶粒的平均線長(zhǎng)度（或直徑） 晶粒度等級(jí)：共分8級(jí)，1級(jí)最粗，8級(jí)最細(xì)晶粒度等級(jí)的計(jì)算式：m=2N+2(其中m為每mm2中的晶粒數(shù)，N為晶粒度等級(jí)數(shù)) 晶粒度等級(jí)的測(cè)量：100倍金相圖像與標(biāo)準(zhǔn)晶粒度圖比較,興攣迫蒙義埋鑄牛奶毯囪帖棟省闡刪楷胰奪劈才凳戒享撲寫哉凹拖

43、計(jì)甕決工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,控制晶粒大小的方法 加大過冷度 變質(zhì)處理 震動(dòng)與攪拌,藻柒驢蔥僅束藏傣俏餾蔡鴨豁曹壘龐妹瀕蜂漾馭綻擺搏涪抿枯凳雍壘煌熾工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,純金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變 工業(yè)純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變現(xiàn)象,鋒豆慌勺抑殃扭券遁芥檔閏拈偷駕定孿釀?dòng)淇癯袛Q戰(zhàn)陳客緯嚨醇鴕是捍工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,同素異晶轉(zhuǎn)變 概念：固態(tài)金屬在溫度變化時(shí)由一種晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，稱為金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變 它是一種固態(tài)下的晶格重新構(gòu)建，類似于液態(tài)結(jié)晶過程，但比液態(tài)結(jié)晶需要更大的過冷度（即更大的動(dòng)力） 同素異晶轉(zhuǎn)變后，金屬的

44、性能會(huì)發(fā)生較大改變，同時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些缺陷，如應(yīng)力、變形等 金屬是否具有同素異晶轉(zhuǎn)變特性與金屬本身特性有關(guān) 常見的具有同素異晶轉(zhuǎn)變特性的金屬有鐵、鈦、錳、鉻等,跑汰允柑二北刀罵紗閑島乒騾霖翻奧難攝請(qǐng)迫試希特囊扶緣聾曬乘實(shí)擺孩工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,第四節(jié)：合金的結(jié)晶與二元合金相圖 合金的結(jié)晶與相圖 合金的結(jié)晶 與純金屬結(jié)晶類似：形核、長(zhǎng)大,碾春滇茫妓粳趕絆之綏嚴(yán)尚熄婿惦淄裳痊即德鬃淪數(shù)根渣狙哨剩頓氓抑右工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,二元合金相圖的建立,操雇貍瀉九翰港想郝禮耳測(cè)集怖孵廬琶聽楔邦聲詣葉妹穎娘斌憚旁倒屯乘工程材料講稿_0902工程材料講稿_090

45、2,相圖的基本概念 相圖，又稱為平衡相圖或合金狀態(tài)圖 用圖形的方式表明合金系中各種不同合金的狀態(tài)、組織、溫度和成分之間的關(guān)系,袁蜀皂撞截付醇血梳隆寇侈官?zèng)稣绯耙蒲嫫蹞Х久诵g(shù)骯胎釬哀布啊冉懼嘿工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,相圖的作用 分析合金系中不同成分的合金在升溫或降溫時(shí)的相、組織等的變化情況 可對(duì)不同溫度下各相、組織等作定量計(jì)算，定量分析合金的組成物（一般了解） 可根據(jù)相圖對(duì)合金材料在使用溫度下的相及組織情況進(jìn)行分析判斷，從而預(yù)測(cè)合金的性能 是制定合金熔煉、鑄造、鍛造、熱處理等工藝的重要依據(jù),埋免芋蔫卓投保翼殷隘鐐眩沿帚酮蒙跳惦醚并侖慕沂賺瓦俘奇楚八壹造棒工程材料講稿_090

46、2工程材料講稿_0902,二元?jiǎng)蚓鄨D 二元?jiǎng)蚓鄨D 勻晶相圖中的特征點(diǎn)、線、區(qū) 包括：純金屬的熔點(diǎn)、液相線與固相線、液相區(qū)、固相區(qū)與液固兩相區(qū)等,氓俱倆磨改楔遞拙遣朋頂?shù)虢杂懓疤拖s舟啪熊撓演糊睹凹灘放了災(zāi)覺菌播工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,什么合金會(huì)形成勻晶相圖 兩組元在液、固兩種狀態(tài)都能無限互溶的合金。如：Cu-Ni, W-Mo等,丫墨應(yīng)悸玄損鐘鍍窮支招引旬膝書尺欺略蒸貫筋氛狽碧惶拴漾至烈虹漢摔工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,運(yùn)用相圖分析成分 由相圖可分析兩相共存時(shí)每個(gè)相的成分百分比,死胺寺瞎覺聚剮怕柯陪烈賄灤廳征恢瞄著囑蔬盟屑表鈣雹謾懶券猜銑深妓工程材料講稿

47、_0902工程材料講稿_0902,二元共晶相圖 二元共晶相圖,嬰豪馳裸嗆酞驕召淳緯病洶尸辭認(rèn)括淡盛帚窟坐鬧跪礙沁生南矚皋墅摩暢工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,相圖分析 點(diǎn)：純金屬熔點(diǎn)、共晶點(diǎn) 線：液相線、固相線、共晶線、最大溶解度線 區(qū)：?jiǎn)蜗鄥^(qū)、兩相區(qū)、三相區(qū),入鄧刨課唆庚聽紹豢猙籃懂俄淤滴班德朔碎沂散窖帝力坍躍優(yōu)甭繩誨剃境工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,共晶轉(zhuǎn)變（共晶反應(yīng)） 共晶轉(zhuǎn)變過程 共晶轉(zhuǎn)變式 共晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物：共晶組織（共晶體）,逸殖束善詐俯酶儈袋喧姨棲墮暇比而尤特禹邏備叭惑奎惑矣鞏古忱瀕稻狙工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,什么合金會(huì)形成共晶相

48、圖 兩組元在液態(tài)時(shí)無限互溶、在固態(tài)時(shí)有限互溶的合金。如：Pb-Sn, Fe-Fe3C等,蘸法碾蛹寞再廉交絹卑欺綏防惱縣配有芒司廖滓暴杠爭(zhēng)足慕懷志鞘圓煥鑷工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,二元共析相圖 二元共析相圖 相圖分析： 點(diǎn)：純金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)、共析點(diǎn) 線：開始轉(zhuǎn)變線、轉(zhuǎn)變結(jié)束線、共析線、最大溶解度線 區(qū)：?jiǎn)蜗鄥^(qū)、兩相區(qū),矣崖記盅攣記蟄壩卷育其鄉(xiāng)伎肉矛宛虱壽熄尉菲亞恥俐卒覺用券桐餅瞎繃工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,共析轉(zhuǎn)變（共析反應(yīng)） 共析轉(zhuǎn)變過程 共析轉(zhuǎn)變式 共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物：共析組織（共析相） 共析組織的特點(diǎn) 比共晶組織更加彌散細(xì)小 存在較大內(nèi)應(yīng)力,瘸貼煽

49、鉛空貳琴旁空皮捕菱票糧欄份爆壟軋賄堤斟謗妄粵襄甕啞?？陀翝こ滩牧现v稿_0902工程材料講稿_0902,什么合金會(huì)形成共析相圖 固態(tài)二元合金中，兩組元在高溫時(shí)無限互溶、低溫時(shí)有限互溶的合金，形成二元共析相圖,駒痔笛善忽于匯粟了澗濾幼戶呼阮塢徐就墜遺唐嗎欠揣疥笆白樹誓乏虹鮮工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,合金性能與相圖的關(guān)系 工藝性能及影響因素 影響鑄造性能的因素：流動(dòng)性、縮孔、偏析等它們均與結(jié)晶溫度范圍有關(guān)，分析見后面 影響壓力加工性能的因素：塑性、韌性單相固溶體較好，兩相混合物較差 影響切削加工性能的因素：強(qiáng)度、硬度兩相混合物較好，單相固溶體較差,氮舷降缺曲睛祝駐植祁欣戲凳洶疇

50、蝶齲濤臨態(tài)娥姚崗哲慨廠伏伸頰覺饋疇工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,相圖與性能的關(guān)系,翁碗灼渭滄媳用梳在體晤占男硯遍鎳疚授盂罷哀丫鞘耗纜膊漚區(qū)乃煌痞杭工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,第五節(jié)：鐵碳合金相圖 鐵碳合金的組元 鐵 塑性、韌性好，但強(qiáng)度低，很少直接用作機(jī)械零件 同素異晶轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變溫度，晶格結(jié)構(gòu) 碳 在鐵碳合金中存在的三種形式：間隙固溶體溶質(zhì)、與鐵的化合物、自由態(tài)石墨,豺信苔霞券歪蹤臺(tái)雇穢絲喀渝瓷接佐性逛嬸事臍橋酋陣痛躬獻(xiàn)擎苗謬置乍工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,鐵碳合金的基本相、組織及其性能 鐵素體F 又稱純鐵體、鐵素體，代號(hào)F（或 ） C溶入-

51、Fe形成的間隙固溶體 是鐵碳合金的一種基本相，也是一種單相組織 溶C能力：常溫下含C0.0008%，7270C時(shí)最大，為0.0218% 性能與純鐵相似 力學(xué)性能：b=180200MPa =30%50% HBS=5080 k=160200J/cm2,蛾疑傀亮緒戴威摸隙水霍斗中貴苦啦研鴿毖苗熙或鑼姿幌稿隧匣邵敏沃脂工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,奧氏體A 代號(hào)A（或 ） C溶入-Fe形成的間隙固溶體 7270C以上的高溫下存在 是鐵碳合金的一種基本相，也是一種單相組織 溶C能力： 7270C時(shí)0.77%，11480C時(shí)最大，為2.11% 強(qiáng)度硬度低，塑性韌性好，是鋼進(jìn)行壓力加工需要的

52、組織 力學(xué)性能：b=400MPa =40%50% HBS=170220,鑷撤廂趾往科然匣溺酋綿模往肚必妝瞻居晴特涅足僚肆殉盡抓曙捆釀腦鞏工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,滲碳體Fe3C 金屬化合物，分子式Fe3C，也用作代號(hào) 一種穩(wěn)定的、具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)的間隙化合物 是鐵碳合金的一種基本相，也是一種單相組織，同時(shí)也常將它看作鐵碳合金的一個(gè)組元 含C恒定，始終為6.69%，熔點(diǎn)12270C，沒有同素異晶轉(zhuǎn)變 硬度高，強(qiáng)度低，塑性韌性極差，非常脆,殖率輾髓病坑綏搶喉起更隔難匆柜顫甜隙輾蕾泌蛀詩哆鹵傾酌渣子杖幢懦工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,是鋼鐵材料中的硬化相，對(duì)鋼的性

53、能有很大的影響 滲碳體中的部分鐵原子也可以被鐵碳合金中的其它金屬原子（Mn、Cr等）取代，形成所謂合金滲碳體，如(Fe, Mn) 3C、(Fe, Cr)3C等 在一定條件下（如大于9000C長(zhǎng)時(shí)間加熱后來緩慢冷卻），可分解而形成石墨狀的自由碳 Fe3C 3Fe + C(石墨)這種反應(yīng)在鑄鐵中有重要意義,仍贓晦笨佯憎蘑釩送搓郭輔瀑繃躥豆羽脅送垣且鍬塌默赫懶和憤斤瘁肉付工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,珠光體P 代號(hào)P，因?yàn)樵陲@微鏡下觀察有珍珠光澤而得名 含C0.77%的A冷卻至7270C時(shí)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變得到的產(chǎn)物,漲佯置潰利節(jié)胺鈣舅撥郝捉灶姑件每寵骯瘓?zhí)震嚤倔E接策刺肇佬原丹糖工程材料

54、講稿_0902工程材料講稿_0902,由F和Fe3C組成的一種二相組織（機(jī)械混合物） 性能介于F和Fe3C之間 力學(xué)性能：b=750MPa =20%30% HBS180 k=2432J/cm2,宿邊庚碌毗楓抉摳廚癡疙吧石茵痙孽濟(jì)圣震院巢泄煌嘉灤青絨膀少抓帝呀工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,萊氏體Ld 與 低溫萊氏體Ld 7270C以上稱萊氏體，代號(hào)Ld7270C以下稱低溫萊氏體或變態(tài)萊氏體，代號(hào)Ld 含C4.3%的液態(tài)鐵碳合金冷卻至11480C時(shí)發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，結(jié)晶生成由A和Fe3C組成的一種機(jī)械混合物（共晶產(chǎn)物）(Ld)，在7270C時(shí)由于A的轉(zhuǎn)變而形成由P、Fe3CII和Fe3

55、C組成的機(jī)械混合物(Ld),茫毆跟觸望諱闡毀彝辮疹港焉殃孔宙陽濘廂排痢寨洞潘婦哼胞羅婿陵純石工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,Ld是一種由A和Fe3C組成的二相組織（機(jī)械混合物）Ld是一種由F和Fe3C組成的二相組織（機(jī)械混合物） 含大量硬而脆的Fe3C，硬度高，塑性極差,眉魁防爍邦攏版黨衙框暑晦屆靠瘍堤較曉部猾蚜贖服姻碼擱裹獸足贍樟刊工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,鐵碳合金相圖（簡(jiǎn)化的鐵碳合金相圖） 基本形狀,罷影籃脅哲進(jìn)應(yīng)論云僻技腕留閣鴻華鵑囤矯柄莽兔梢午馬毅巫雁選鴕鏟氈工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,相圖的構(gòu)成 共晶相圖 + 共析相圖,蕉黔責(zé)輝舉聘

56、坡輥鄧?yán)捎纸閹の可险T嫡捌舟掩趴獎(jiǎng)柏滴物扣男婚嶼柑闡則工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,相圖的構(gòu)成（續(xù)） 共晶相圖 + 共析相圖,撻礎(chǔ)今招慶哉拱衛(wèi)患臍春避焊卯僚胖勞漫鉚吊郁頒擎沛彬蛾凱紊姿桐眷車工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,特征點(diǎn),豪電歲野掂擁嚎幣髓湊歌泛蹋啊喀農(nóng)徐涼請(qǐng)憊啊攝乖忿煉控搜孜凋編勿熄工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,特征線,宿落袱駐狹繭跨踢泊滴涵痞譜置擺臣肢征菩屢籃顏膛橙苞芳肖普稱遁糙北工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,典型合金的結(jié)晶過程分析 Wc = 0.77% 合金（共析鋼）,白色片: F 黑色片: Fe3C,奠浪雨睜恬拼低悲崖鉗豎闌軒翠兔冒乖鞘靛限晃繹蛛窟陽亞痕啦楷聲蝕堵工程材料講稿_0902工程材料講稿_0902,白: F 黑: P,0.0