機(jī)械制造基礎(chǔ)金屬材料基本知識(shí)課件

1、第一章機(jī)械制造基礎(chǔ)-金屬材料基本知識(shí)第一章 金屬材料基本知識(shí) 1.1 金屬材料的力學(xué)性能 1.2 金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 1.1 金屬材料的力學(xué)性能第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.1 強(qiáng)度1.1.2 塑性1.1.3 硬度1.1.4 沖擊韌度1.1.5 疲勞強(qiáng)度第一章 金屬材料基本知識(shí) 金屬材料的性能對(duì)零件的使用和加工有十分重要的作用金屬材料的性能對(duì)零件的使用和加工有十分重要的作用 在機(jī)械制造領(lǐng)域選用材料時(shí)在機(jī)械制造領(lǐng)域選用材料時(shí),大多以力學(xué)性能為主要依據(jù)大多以力學(xué)性能為主要依據(jù) 力學(xué)性能是指材料在各種載荷作用下表現(xiàn)出來的抵抗力力學(xué)性能是指材料在各種載荷作用下表現(xiàn)出來的抵抗力 金屬材料性能的

2、主要種類如表金屬材料性能的主要種類如表1.1所示所示第一章 金屬材料基本知識(shí)第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.1 強(qiáng)度 強(qiáng)度是金屬材料在載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力。強(qiáng)度是金屬材料在載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力。 根據(jù)載荷作用方式的不同，強(qiáng)度可分為：根據(jù)載荷作用方式的不同，強(qiáng)度可分為： 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度(b)(b) 抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度(bc)(bc) 抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度(bb)(bb) 抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度() ) 一般情況下，多以一般情況下，多以抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度為判斷金屬?gòu)?qiáng)度大小的指標(biāo)。為判斷金屬?gòu)?qiáng)度大小的指標(biāo)。拉伸曲線第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.1 強(qiáng)度圖1.1 低碳鋼的拉伸曲線圖拉

3、伸曲線第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.1 強(qiáng)度（1）ce彈性變形階段彈性變形階段（2）es屈服階段屈服階段（3）sb均勻塑性變形階段均勻塑性變形階段（4）bk縮頸階段縮頸階段拉伸曲線第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.1 強(qiáng)度 （1）ce彈性變形階段彈性變形階段 試樣的伸長(zhǎng)量與載荷成正比增加試樣的伸長(zhǎng)量與載荷成正比增加 此時(shí)若卸載此時(shí)若卸載, ,試樣能完全恢復(fù)原狀試樣能完全恢復(fù)原狀 FeFe為能恢復(fù)原狀的最大拉力為能恢復(fù)原狀的最大拉力拉伸曲線第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.1 強(qiáng)度 （2）es屈服階段屈服階段 當(dāng)載荷當(dāng)載荷超過超過FeFe后后, ,試樣除產(chǎn)生彈性變形外試樣除產(chǎn)生彈性變形外, ,開始

4、出現(xiàn)開始出現(xiàn)塑性變形塑性變形 當(dāng)載荷增加到當(dāng)載荷增加到FsFs時(shí)時(shí), ,圖形上出現(xiàn)平臺(tái)圖形上出現(xiàn)平臺(tái), ,即載荷不增加即載荷不增加, ,試樣繼續(xù)試樣繼續(xù)伸長(zhǎng)伸長(zhǎng), ,材料喪失了抵抗變形的能力材料喪失了抵抗變形的能力, ,這種現(xiàn)象叫屈服這種現(xiàn)象叫屈服 FsFs稱為屈服載荷稱為屈服載荷拉伸曲線第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.1 強(qiáng)度 （3）sb均勻塑性變形階段均勻塑性變形階段 載荷載荷超過超過FsFs后后, ,試樣開始產(chǎn)生明顯塑性變形試樣開始產(chǎn)生明顯塑性變形, ,伸長(zhǎng)量隨載荷增伸長(zhǎng)量隨載荷增加而增大加而增大 FbFb為試樣拉伸試驗(yàn)的最大載荷為試樣拉伸試驗(yàn)的最大載荷拉伸曲線第一章 金屬材料基本知識(shí)1

5、.1.1 強(qiáng)度 （4）bk縮頸階段縮頸階段 載荷載荷達(dá)到最大值達(dá)到最大值FbFb后后, ,試樣局部開始急劇縮小試樣局部開始急劇縮小, ,出現(xiàn)出現(xiàn)“縮頸縮頸”現(xiàn)象現(xiàn)象 k k點(diǎn)點(diǎn)時(shí)試樣發(fā)生斷裂時(shí)試樣發(fā)生斷裂第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.1 強(qiáng)度強(qiáng)度指標(biāo) 金屬材料的強(qiáng)度是用應(yīng)力來度量的。金屬材料的強(qiáng)度是用應(yīng)力來度量的。 常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度。 (1) (1)屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)ss在拉伸過程中,載荷不增加,試樣還繼續(xù)發(fā)生變形的最小應(yīng)力(MPa)。s=Fs/A0第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.1 強(qiáng)度強(qiáng)度指標(biāo) 金屬材料的強(qiáng)度是用應(yīng)力來度量的。金屬材料的強(qiáng)度是用

6、應(yīng)力來度量的。 常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度。 (2) (2)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度bb金屬材料在拉斷前所承受的最大應(yīng)力(MPa)b=Fb/A0第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.2 塑性 塑性是金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形塑性是金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形(或永久變形或永久變形)而不而不 斷裂的能力。斷裂的能力。 常用塑性指標(biāo)是常用塑性指標(biāo)是 斷后伸長(zhǎng)率斷后伸長(zhǎng)率拉伸試驗(yàn)試樣拉斷后,標(biāo)距長(zhǎng)度的相對(duì)伸長(zhǎng)值=(l1-l0)/l0100%第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.2 塑性 塑性是金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形塑性是金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形(或永久

7、變形或永久變形)而不而不 斷裂的能力。斷裂的能力。 常用塑性指標(biāo)是常用塑性指標(biāo)是 斷面收縮率斷面收縮率拉伸試樣拉斷后試樣截面積的收縮率為=(A0-A1)/A0100%第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.3 硬度 硬度是指金屬材料抵抗外物壓入其表面的能力硬度是指金屬材料抵抗外物壓入其表面的能力,即金屬材料抵抗即金屬材料抵抗 局部塑性變形或破壞的能力局部塑性變形或破壞的能力。 硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)。硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)。 常用的硬度指標(biāo)有常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度布氏硬度、洛氏硬度洛氏硬度和和維氏硬度維氏硬度等。等。 將一定直徑的壓頭,在一定的載荷下垂直壓入試樣表面,保持規(guī)定的時(shí)

8、間后卸載,壓痕表面所承受的平均應(yīng)力值稱為布氏硬度值,以HB表示。圖1.2為布氏硬度試驗(yàn)原理圖。第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.3 硬度 布氏硬度圖1.2 布氏硬度試驗(yàn)原理圖HB=F/S壓=0.1022F/D(D-D2-d2) 用規(guī)定的載荷,將頂角為120的圓錐形金剛石壓頭或直徑為1.588mm的淬火鋼球壓入金屬表面,取其壓痕深度計(jì)算硬度的大小,這種硬度稱為洛氏硬度HR。第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.3 硬度 洛氏硬度圖1.3 洛氏硬度試驗(yàn)原理圖HR=K-bd/0.002第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.3 硬度 維氏硬度 用49-981N的載荷,將頂角為136的金剛石四方角錐體壓頭壓入金屬表面

9、,以其壓痕面積除載荷所得的商稱為維氏硬度HV。第一章 金屬材料基本知識(shí)布氏硬度計(jì)主要用來布氏硬度計(jì)主要用來測(cè)量灰鑄鐵、有色金測(cè)量灰鑄鐵、有色金屬以及經(jīng)退火、正火屬以及經(jīng)退火、正火和調(diào)質(zhì)處理的鋼材等和調(diào)質(zhì)處理的鋼材等材料材料HRA主要用于測(cè)量硬主要用于測(cè)量硬質(zhì)合金、表面淬火鋼質(zhì)合金、表面淬火鋼等等;HRB主要用于測(cè)量主要用于測(cè)量軟鋼、退火鋼、銅合軟鋼、退火鋼、銅合金等金等;HRC主要用于測(cè)主要用于測(cè)量一般淬火鋼件量一般淬火鋼件維氏硬度適用于測(cè)定厚維氏硬度適用于測(cè)定厚度為度為0.30.5mm的的薄層材料薄層材料,或厚度為或厚度為0.030.05mm的的表面硬化層的硬度表面硬化層的硬度第一章 金屬材

10、料基本知識(shí)1.1.4 沖擊韌度圖1.4 沖擊試驗(yàn)示意圖1 擺錘 2試樣 沖擊韌度是金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力沖擊韌度是金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力,通常用通常用一次擺錘沖擊試驗(yàn)來測(cè)定。一次擺錘沖擊試驗(yàn)來測(cè)定。 沖擊吸收功沖擊吸收功(AK)除以試樣缺口處的除以試樣缺口處的 截面積截面積S0,即可得到材料的沖擊韌度即可得到材料的沖擊韌度K=AK/S0=G(H1-H2)/S0 沖擊韌度沖擊韌度K值愈大值愈大,表明材料的表明材料的 韌性愈好韌性愈好,受到?jīng)_擊時(shí)不易斷裂。受到?jīng)_擊時(shí)不易斷裂。第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.5 疲勞強(qiáng)度 雖然零件所受應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的屈服點(diǎn)雖然零件所受

11、應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的屈服點(diǎn),但在長(zhǎng)期使用中往往會(huì)但在長(zhǎng)期使用中往往會(huì) 突然發(fā)生斷裂突然發(fā)生斷裂,這種破壞過程稱為疲勞斷裂。這種破壞過程稱為疲勞斷裂。 工程上規(guī)定工程上規(guī)定,材料經(jīng)無數(shù)次重復(fù)交變載荷作用而不發(fā)生斷裂的最材料經(jīng)無數(shù)次重復(fù)交變載荷作用而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度。大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度。 材料的疲勞強(qiáng)度與其合金化學(xué)成分、內(nèi)部組織及缺陷、表面劃痕材料的疲勞強(qiáng)度與其合金化學(xué)成分、內(nèi)部組織及缺陷、表面劃痕及零件截面突然改變等有關(guān)。及零件截面突然改變等有關(guān)。第一章 金屬材料基本知識(shí)1.1.5 疲勞強(qiáng)度圖1.5 疲勞曲線曲線表明曲線表明材料受的交變應(yīng)力材料受的交變應(yīng)力越大越大,則斷裂時(shí)應(yīng)力則斷裂

12、時(shí)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù)(N)越少越少,反之反之,則則N越大。越大。當(dāng)應(yīng)力低于一定值當(dāng)應(yīng)力低于一定值時(shí)時(shí),試樣經(jīng)無限周次試樣經(jīng)無限周次循環(huán)也不破壞循環(huán)也不破壞,此應(yīng)此應(yīng)力值稱為材料的疲力值稱為材料的疲勞強(qiáng)度勞強(qiáng)度,用用r表示表示提高零件疲勞提高零件疲勞強(qiáng)度的方法強(qiáng)度的方法改善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免應(yīng)力集中避免應(yīng)力集中提高加工工藝減提高加工工藝減少內(nèi)部組織缺陷少內(nèi)部組織缺陷降低零件降低零件表面粗糙度表面粗糙度表面強(qiáng)化方法表面強(qiáng)化方法表面淬火表面淬火表面液壓表面液壓噴丸處理噴丸處理第一章 金屬材料基本知識(shí)第一章 金屬材料基本知識(shí) 1.2 金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1.2.1 金屬的晶體結(jié)構(gòu)1.2.

13、2 純金屬的結(jié)晶1.2.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)1.2.4 鐵碳合金第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.1 金屬的晶體結(jié)構(gòu)晶體與非晶體玻璃玻璃瀝青瀝青松香松香非晶體非晶體純鐵純鐵純銅純銅純鋁純鋁晶體晶體第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.1 金屬的晶體結(jié)構(gòu)圖1.6 簡(jiǎn)單立方晶格與晶胞示意圖晶格與晶胞第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.1 金屬的晶體結(jié)構(gòu)三種典型的金屬晶格類型圖1.7 常見金屬晶格的晶胞三種典型的金屬晶格類型體心立方晶格面心立方晶格密排立方晶格鉻、鎢、鉬、釩等鉻、鎢、鉬、釩等鋁、銅、鉛、金等鋁、銅、鉛、金等鎂、鋅、鈹、鎘、鎂、鋅、鈹、鎘、鈦等鈦等第一章 金屬材料基本知識(shí)第一章 金屬材料基本知識(shí)1.

14、2.2 純金屬的結(jié)晶 金屬的結(jié)晶一般是指金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的金屬的結(jié)晶一般是指金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程過程。 純金屬純金屬的晶體結(jié)構(gòu)是在結(jié)晶過程中逐步形成的。的晶體結(jié)構(gòu)是在結(jié)晶過程中逐步形成的。 研究結(jié)晶的規(guī)律對(duì)于探索改善金屬材料性能的途徑有研究結(jié)晶的規(guī)律對(duì)于探索改善金屬材料性能的途徑有重要的意重要的意義義。第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶純金屬的冷卻曲線圖1.8 純金屬的冷卻曲線液態(tài)金屬隨著冷卻時(shí)間的液態(tài)金屬隨著冷卻時(shí)間的延長(zhǎng)延長(zhǎng),它所含的熱量不斷它所含的熱量不斷散失散失,溫度也不斷下降溫度也不斷下降當(dāng)冷卻到某一溫當(dāng)冷卻到某一溫度時(shí)度時(shí),溫度隨時(shí)間溫度隨時(shí)間延長(zhǎng)并不變化出

15、延長(zhǎng)并不變化出現(xiàn)了現(xiàn)了“平臺(tái)平臺(tái)”金屬繼續(xù)向環(huán)境散熱金屬繼續(xù)向環(huán)境散熱,溫度又重新開始下降溫度又重新開始下降第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶純金屬的冷卻曲線圖1.8 純金屬的冷卻曲線 圖中圖中ToTo為理論結(jié)晶溫度為理論結(jié)晶溫度 金屬實(shí)際結(jié)晶溫度金屬實(shí)際結(jié)晶溫度(Tn)(Tn)總是低于理論總是低于理論結(jié)晶溫度結(jié)晶溫度(To)(To)的現(xiàn)象的現(xiàn)象, ,稱為稱為“過冷現(xiàn)象過冷現(xiàn)象” 理論結(jié)晶溫度和實(shí)際結(jié)晶溫度之差稱理論結(jié)晶溫度和實(shí)際結(jié)晶溫度之差稱為為過冷度過冷度，以以TT表示表示T=To-Tn第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶純金屬的結(jié)晶過程(1)(1)晶核的形成晶核

16、的形成(2)(2)晶核的長(zhǎng)大晶核的長(zhǎng)大第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶純金屬的結(jié)晶過程 (1)晶核的形成晶核的形成 在過冷度存在的條件下在過冷度存在的條件下, ,依靠產(chǎn)生微細(xì)小晶體形成晶核的依靠產(chǎn)生微細(xì)小晶體形成晶核的過程過程, ,稱為稱為自發(fā)形核自發(fā)形核 依附于雜質(zhì)或型壁而形成晶核的過程依附于雜質(zhì)或型壁而形成晶核的過程, ,稱為稱為非自發(fā)形核非自發(fā)形核 自發(fā)形核和非自發(fā)形核在金屬結(jié)晶時(shí)是自發(fā)形核和非自發(fā)形核在金屬結(jié)晶時(shí)是同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行的的, ,但非但非自發(fā)形核常起自發(fā)形核常起優(yōu)先和主導(dǎo)作用優(yōu)先和主導(dǎo)作用第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶純金屬的結(jié)晶過程 (2)

17、晶核的長(zhǎng)大晶核的長(zhǎng)大 晶核形成后晶核形成后, ,會(huì)吸附其周圍液態(tài)中的原子會(huì)吸附其周圍液態(tài)中的原子, ,不斷長(zhǎng)大不斷長(zhǎng)大 晶核長(zhǎng)大使液態(tài)金屬的相對(duì)量逐漸減少晶核長(zhǎng)大使液態(tài)金屬的相對(duì)量逐漸減少第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶晶體的缺陷 (1)點(diǎn)缺陷點(diǎn)缺陷 最常見的點(diǎn)缺陷有空位、置換原子和間隙原子等最常見的點(diǎn)缺陷有空位、置換原子和間隙原子等, ,如圖如圖1.91.9所示所示 由于點(diǎn)缺陷的出現(xiàn)由于點(diǎn)缺陷的出現(xiàn), ,使周圍原子發(fā)生使周圍原子發(fā)生“撐開撐開”或或“靠攏靠攏”現(xiàn)象現(xiàn)象, ,這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為晶格畸變晶格畸變 (1)點(diǎn)缺陷點(diǎn)缺陷第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的

18、結(jié)晶晶體的缺陷圖1.9 點(diǎn)缺陷示意圖第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶晶體的缺陷 (2)線缺陷線缺陷 線缺陷主要指的是線缺陷主要指的是位錯(cuò)位錯(cuò) 最常見的位錯(cuò)形態(tài)是刃型位錯(cuò)最常見的位錯(cuò)形態(tài)是刃型位錯(cuò), ,如圖如圖1.101.10所示所示 (2) 線缺陷線缺陷圖1.10 刃型位錯(cuò)晶體結(jié)構(gòu)示意圖第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶晶體的缺陷第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶晶體的缺陷 (3)面缺陷面缺陷 通常指的是晶界和亞晶界通常指的是晶界和亞晶界 實(shí)際金屬材料都是多晶體結(jié)構(gòu)實(shí)際金屬材料都是多晶體結(jié)構(gòu), ,多晶體中兩個(gè)相鄰晶粒之多晶體中兩個(gè)相鄰晶粒之間晶格位向

19、是不同的間晶格位向是不同的, ,所以晶界處是不同位向晶粒原子排列無所以晶界處是不同位向晶粒原子排列無規(guī)則的過渡層規(guī)則的過渡層圖1.11 晶界示意圖第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶晶體的缺陷 (3)面缺陷面缺陷第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.2 純金屬的結(jié)晶晶粒大小及其控制 實(shí)際金屬結(jié)晶后形成多晶體實(shí)際金屬結(jié)晶后形成多晶體,晶粒的大小對(duì)力學(xué)性能影響很大。晶粒的大小對(duì)力學(xué)性能影響很大。 一般情況下一般情況下,晶粒愈細(xì)小晶粒愈細(xì)小,金屬的強(qiáng)度、硬度就愈高金屬的強(qiáng)度、硬度就愈高,塑性、韌性塑性、韌性也愈好也愈好,即綜合力學(xué)性能好。即綜合力學(xué)性能好。第一章 金屬材料基本知識(shí)細(xì)化晶粒、改善

20、細(xì)化晶粒、改善性能的方法性能的方法增加過冷度增加過冷度變質(zhì)處理變質(zhì)處理其他其他機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)超聲波振動(dòng)超聲波振動(dòng)電磁振動(dòng)電磁振動(dòng)第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的基本概念(1)(1)合金合金(2)(2)組元組元(3)(3)合金系合金系(4)(4)相相(2)(2)組織組織第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的基本概念 (1)合金合金 一種金屬元素與其他金屬或非金屬元素一種金屬元素與其他金屬或非金屬元素, ,經(jīng)熔煉、燒結(jié)或經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法結(jié)合成具有金屬特性的物質(zhì)其他方法結(jié)合成具有金屬特性的物質(zhì), ,稱為稱為合金合金 例如碳鋼就是鐵和碳組成的合金例如碳

21、鋼就是鐵和碳組成的合金第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的基本概念 (2)組元組元 組成合金的最基本的獨(dú)立物質(zhì)稱為組成合金的最基本的獨(dú)立物質(zhì)稱為組元組元, ,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱元元 組元可以是金屬元素或非金屬元素組元可以是金屬元素或非金屬元素, ,也可以是穩(wěn)定化合物也可以是穩(wěn)定化合物 由兩個(gè)組元組成的合金稱為由兩個(gè)組元組成的合金稱為二元合金二元合金, ,三個(gè)組元組成合金三個(gè)組元組成合金稱為稱為三元合金三元合金第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的基本概念 (3)合金系合金系 由兩個(gè)或兩個(gè)以上組元按不同比例配制成一系列不同成分由兩個(gè)或兩個(gè)以上組元按不同比例配制成一系列

22、不同成分的合金的合金, ,稱為稱為合金系合金系 例如例如, ,銅和鎳組成的一系列不同成分的合金銅和鎳組成的一系列不同成分的合金, ,稱為銅稱為銅鎳合鎳合金系金系第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的基本概念 (4)相相 合金中具有同一聚集狀態(tài)、同一結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的均勻組成部合金中具有同一聚集狀態(tài)、同一結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的均勻組成部分稱為分稱為相相 液態(tài)物質(zhì)稱為液態(tài)物質(zhì)稱為液相液相; ;固態(tài)物質(zhì)稱為固態(tài)物質(zhì)稱為固相固相 同樣是固相同樣是固相, ,有時(shí)物質(zhì)是有時(shí)物質(zhì)是單相單相的的, ,而有時(shí)是而有時(shí)是多相多相的的第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的基本概念 (5)組織組織

23、 用肉眼或借助顯微鏡觀察到材料具有獨(dú)特微觀形貌特征的用肉眼或借助顯微鏡觀察到材料具有獨(dú)特微觀形貌特征的部分稱為部分稱為組織組織 組織是決定材料最終性能的組織是決定材料最終性能的關(guān)鍵關(guān)鍵 在研究合金時(shí)通常用在研究合金時(shí)通常用金相方法金相方法對(duì)組織加以鑒別對(duì)組織加以鑒別第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的組織圖1.12 固溶體的兩種類型(1)(1)固溶體固溶體第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的組織(2)(2)金屬化合物金屬化合物(3)(3)機(jī)械混合物機(jī)械混合物 工程上使用的大多數(shù)合金的組織都是固溶體和少量金屬化合物組工程上使用的大多數(shù)合金的組織都是固溶體和

24、少量金屬化合物組成的機(jī)械混合物。通過調(diào)整固溶體中溶質(zhì)含量和金屬化合物的數(shù)量、成的機(jī)械混合物。通過調(diào)整固溶體中溶質(zhì)含量和金屬化合物的數(shù)量、大小、形態(tài)和分布狀況大小、形態(tài)和分布狀況,可以使合金的力學(xué)性能在較大范圍內(nèi)變化可以使合金的力學(xué)性能在較大范圍內(nèi)變化,從從而滿足工程上的多種需求。而滿足工程上的多種需求。第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.4 鐵碳合金鐵碳合金基本組織(1)(1)純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變(2)(2)鐵碳合金的基本組織鐵碳合金的基本組織鐵素體奧氏體滲碳體珠光體萊氏體第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.4 鐵碳合金鐵碳合金基本組織 (1)鐵素體鐵素體 鐵素體是碳溶于鐵素體是碳溶于

25、-Fe-Fe中所形成的間隙固溶體中所形成的間隙固溶體, ,用用符號(hào)符號(hào)F F表示表示 鐵素體由于溶碳量小鐵素體由于溶碳量小, ,力學(xué)性能與純鐵相似力學(xué)性能與純鐵相似, ,即塑性和沖擊即塑性和沖擊韌度韌度較好較好, ,而強(qiáng)度、硬度而強(qiáng)度、硬度較低較低第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.4 鐵碳合金鐵碳合金基本組織 (2)奧氏體奧氏體 奧氏體是碳溶于奧氏體是碳溶于-Fe-Fe中所形成的間隙固溶體中所形成的間隙固溶體, ,用用符號(hào)符號(hào)A A表示表示 奧氏體的強(qiáng)度、硬度較低奧氏體的強(qiáng)度、硬度較低, ,但具有良好塑性但具有良好塑性, ,是絕大多數(shù)鋼是絕大多數(shù)鋼高溫進(jìn)行壓力加工的高溫進(jìn)行壓力加工的理想組織理想組織第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.4 鐵碳合金鐵碳合金基本組織 (3)滲碳體滲碳體 滲碳體是鐵和碳組成的具有復(fù)雜斜方結(jié)構(gòu)的間隙化合物滲碳體是鐵和碳組成的具有復(fù)雜斜方結(jié)構(gòu)的間隙化合物, ,用用化化學(xué)式學(xué)式FeFe3 3C C表示表示 滲碳體中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為滲碳體中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.69%,6.69%,硬度很高硬度很高(800HBW),(800HBW),塑性塑性和韌性幾乎為零和韌性幾乎為零第一章 金屬材料基本知識(shí)1.2.4 鐵碳合金鐵碳合金基本組織 (4)珠光體珠光體 珠光體是鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物珠