金属材料的性能VIP专享VIP免费

111.1.31.1.3金属材料的组织金属材料的组织一、组织的概念一、组织的概念金属材料内部的微观形貌称做显微组织（简称组织）。组织由数量、形态、大小数量、形态、大小和分布分布方式不同的各种相组成。金属材料的组织可以由单相组成，也可以由多相组成。例如,图（a）为纯铁的室温平衡组织。这种组织叫铁素体，由颗粒状的单相α相(也称铁素体相)组成。图（c）是碳质量分数为0.77%的铁碳合金的室温平衡组织,叫珠光体。它是由粗片状的α相和细片状的Fe3C相两相相间所组成，等等。（a）500×（b）500×(c)500×(d)500×w(c)=0.01%(F)w(c)=0.45%(F+P)w(c)=0.77%(P)w(c)=1.0%(P+Fe3CⅡ)四种不同碳质量分数的铁碳合金的室温平衡组织22二、影响组织的因素二、影响组织的因素不同碳含量的铁碳合金在平衡结晶后获得的室温组织不一样。纯铁经冷拔后,其组织由原来的等轴形状的铁素体晶粒变成拉长了的铁素体晶粒。碳含量为0.77%的铁碳合金经球化退火后,得到的组织为球状珠光体。这种组织与室温平衡组织片状珠光体的形态完全不一样。金属材料的组织取决于它的化学成分和工艺过程。金属材料的化学成分一定时,工艺过程则是其组织的最重要的影响因素。片状珠光体球状珠光体片状珠光体球状珠光体33三、组织与性能的关系三、组织与性能的关系图为三种不同组织的灰口铸铁。灰口铸铁（a）的组织为铁素体和片状石墨；灰口铸铁（b）的组织为铁素体和团絮状石墨;灰口铸铁（c）的组织为铁素体和球状石墨。它们的基体都是铁素体,但石墨的形态不同,使它们的抗拉强度相差很大。（a（b）、（c）三种灰口铸铁的抗拉强度分别为150MPa、350MPa和420MPa。冲击韧性最高的是灰口铸铁（c）,其次为（b）,最低的是（a）。(a)(b)(c)灰口铸铁的组织44纯铁经冷拔后，晶粒被拉长变形,同时其内部位错密度等晶体缺陷增多,其强度与硬度均比未变形前要高得多。纯铁经变形度为80%的冷拔变形后,其抗拉强度由冷拔前的180MPa提高到500MPa。冷变形对纯铁的物理、化学性能也有较大的影响,如导电性、耐蚀性降低。碳含量为0.77%的铁碳合金,室温平衡组织中含有片状的Fe3C相,其硬度高达800HB。切削加工时,车刀要不断切断Fe3C，因此刀具的磨损很厉害。但球化退火后,Fe3C相变为分散的颗粒状，切削时对刀具的磨损较小,使切削性能得到提高。金属的组织类型相同金属的组织类型相同,,组成相也相同组成相也相同,,但晶粒形状、大小不同，性能不同；但晶粒形状、大小不同，性能不同；合金中组织相同，组成相也相同，且形状、大小无明显差异，只是化学成分不合金中组织相同，组成相也相同，且形状、大小无明显差异，只是化学成分不同，这时表现出的性能也不同。同，这时表现出的性能也不同。金属的组织结构由材料的成分、工艺所决定;金属材料的性能由金属内部的组织结构所决定;不同组织结构的材料具有不同的性能;551.21.2金属材料的性能金属材料的性能金属材料的性能包含工艺性能和使用性能两方面。工艺性能是指制造工艺过程中材料适应加工的性能，即指其铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能；使用性能是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，它包括力学性能、物理和化学性能。金属材料性能工艺性能使用性能力学性能铸造性能物理性能化学性能锻造性能焊接性能热处理性能切削加工性能61.2.11.2.1金属材料的工艺性能一、铸造性金属材料的工艺性能一、铸造性金属材料铸造成形获得优良铸件的能力称为铸造性能，用流动性、收缩性和偏析来衡量。1.1.流动性流动性熔融金属的流动能力称为流动性。流动性好的金属容易充满铸型，从而获得外形完整、尺寸精确、轮廓清晰的铸件。2.2.收缩性收缩性铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象称为收缩性。铸件收缩不仅影响尺寸，还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开裂等缺陷。故铸造用金属材料的收缩率越小越好。3.3.偏析偏析金属凝固后，铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象称为偏析。偏析大会使铸件各部分的力学性能有很大的差异，降低铸件的质量。铸造铸造7二、锻造性能二、锻造性能金属材料用锻压加工方法成形的适应能力称锻造性。锻造性能主要取决于金...