金属材料的结构与性能VIP免费

金属材料的结构与性能金属材料的结构与性能P.21金属的晶体结构2金属材料的性能分类3金属的力学性能指标4金属的塑性变形5金属的回复与再结晶内容提纲内容提纲P.3晶体：金属、金刚石、NaCl、雪和冰等。液体●晶体的概念晶体——材料中的原子（离子、分子）在三维空间呈规则，周期性排列。非晶体——原子无规则堆积，也称为“过冷液体”。非晶体：蜂蜡、松香、玻璃、塑料、橡胶等1金属的晶体结构P.4原子（离子）的刚球模型原子中心位置●晶体结构P.5点阵（晶格）模型讨论：１、如何用最简便的方法表达晶格的特征？２、晶胞（一般为平行六面体）的形状由哪些参数决定？晶胞P.6XYZabc棱边长度a，b，c及棱边夹角称为晶格常数P.7３.三种常见的金属晶体结构（1）体心立方晶格bcc（2）面心立方晶格fcc（3）密排六方晶格hcpP.8（1）体心立方晶格bcc-Fe、W、V、Mo等思考：1、体心立方晶胞的晶格常数满足什么样的要求？2、一个体心立方晶胞包含几个原子？（注意：放在整个点阵空间中考虑）P.9体心立方晶胞晶格常数：a=b=c；===90晶胞原子数：2原子半径：致密度：0.68致密度=Va/Vc，其中Vc:晶胞体积a3Va:原子总体积24r3/3YZabc2r2raa密排方向P.10（2）面心立方晶格fcc-Fe、Cu、Ni、Al、Au、Ag、Pb等P.11面心立方晶胞晶格常数：a=b=c；===90晶胞原子数：原子半径：致密度：0.744XYZabc密排方向P.12（3）密排六方晶格hcpMg、Zn等晶格常数底面边长a底面间距cc/a=≈1.633侧面间角120侧面与底面夹角90晶胞原子数：原子半径：致密度：0.746个密排方向aa/2P.13各向异性不同晶面或晶向上原子密度不同引起性能（如强度、塑性、电阻率、导热性）不同的现象XYZXYZ问题：为什么常见的金属材料没有显示各向异向性？P.143.金属中的实际晶体结构实际金属晶体结构与理想结构的偏离单晶体：内部晶格位向完全一致的晶体（理想晶体）。如钻石、单晶Si半导体。多晶体：由许多位向不同的晶粒构成的晶体。如大冰块、常见的金属材料晶粒（单晶体）P.15晶体缺陷类型：（1）点缺陷：空位、间隙原子、异类原子（2）线缺陷：位错（3）面缺陷：晶界与亚晶界P.16（1）点缺陷如果间隙原子是其它元素就称为异类原子（杂质原子）空位间隙原子P.17（2）线缺陷——刃位错与螺位错刃型位错移动P.18螺旋位错螺旋位错移动P.19（3）面缺陷晶粒（单晶体）晶界大角晶界亚晶界小角晶界P.20亚晶界亚晶界面缺陷引起晶格畸变，晶粒越细，则晶界越多，强度和塑性越高。P.21晶格畸变小原子置换引起的晶格畸变间隙原子引起的晶格畸变P.22物理性能化学性能工艺性能力学性能（机械性能）经济性能材料性能有没有足够强度、硬度和韧性，满足使用要求好不好进行加工（变形、切削、焊接等）是否满足特殊要求导电、导热等有时候考虑耐腐蚀等问题价格怎么样，考虑效益2金属材料的性能分类P.23（一）金属的物理性能1、密度重金属:指比重大于4或5的金属，约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。轻金属：指比重小于5（又有一说是密度小于4.5克/立方厘米），包括铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。2、熔点低熔点金属及合金难熔金属及合金3、导电性4、导热性5、热膨胀性6、磁性P.24（二）材料的化学性能1、耐腐蚀性（1）化学腐蚀（2）电化学腐蚀防止腐蚀的途径：形成钝化保护膜、减少电位差、不接触电解质常用方法：选择耐腐蚀材料、表面处理2、高温抗氧化性高温下抵抗氧化和腐蚀的能力P.25（三）金属的力学性能（机械性能）常用的力学性能指标有：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳极限等（四）金属的工艺性能铸造性能（可铸性）流动性、收缩性、偏析锻造性能（可锻性）塑性、变形抗力切削加工性能（可切削性）表面粗糙度、刀具寿命焊接性能（可焊性）焊接性、碳当量P.26二、金属的力学性能常用的力学性能指标有：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳极限等1、强度和塑性采用拉伸试验法测定标准拉伸试样低碳钢的拉伸曲线...