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工程材料及热加工1~3章基础

第一章 工程材料的力学性能

1、刚度、强度和塑性是材料承受静载荷的性能,通过静位拉伸试验测定。

2、弹性模量(刚度):在弹性变形范围内,应力与应变的比值。E=

弹性模量E是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,只与材料本身有关系。

3、屈服强度:静位拉伸过程中开始产生塑性变形时的应力。

规定以试样产生0.2%残余变形时的应力值作为该材料的条件屈服强度,以 表示。 是

设计中材料强度的主要参数,是材料的重要力学性能指标之一。

4、抗拉强度:静位拉伸过程中试样被拉断前的最大应力。

抗拉强度表示材料在拉力作用下抵抗断裂的能力是设计和选材的重要力学性能指标之

一。

5、伸长率:表示伸拉试样被拉断时的相对塑性变形量。(安全指标,与原始长度有关)

6、断面收缩率:表示拉伸试样被拉断时截面积的相对减缩量。(校验指标,与原始长度无关)

7、硬度:金属材料抵抗硬物压入的能力,也是材料局部塑性变形的抗力。

布氏硬度(HBS) (硬质合金球用HBW):常用于测定铸铁、非铁合金及退火钢的硬

度。HBS只能测定硬度值小于450HBS以下的金属材料,HBW>450。(测的硬度为380,则

布氏硬度表示为380HBS)

洛氏硬度(HRC):测定硬度范围20~67。

维氏硬度(HV)

8、冲击韧性:金属材料抵抗冲击载荷的能力。

断裂韧性:指带微裂纹的材料或零件阻止裂纹扩展的能力。

第二章 工程材料结构

1、晶体:原子按一定的规律排列。绝大多数的固体金属都是晶体。

晶格:把原子看成空间的几何点,用一些假想的空间直线把这些点连接起来,就构成了

三围的空间几何格子。

晶胞:从晶格中取出一个最能代表原子排列特征的最基本的几何单元,就是晶格的结构

特征。

常见金属的晶格类型:体心立方晶格(bbc晶格);面心立方晶格(fcc晶格):塑性最好;密排六方晶格(hcp晶格):塑性最差

2、晶体缺陷:晶体内部存在着大量原子排列的不规则性及不完整性。

点缺陷:在三维尺度上都很小而不超过的几个原子直径的缺陷。晶格的某些结点往往未

被原子所占据,这种空着的结点位置成为空穴。(点缺陷造成的局部晶格畸变使金属的电阻

率、屈服强度增加、金属的密度发生变化。)

线缺陷:指二维尺度很小而另一维尺度很大的缺陷。它包含各种类型的位错。位错是指

晶体中的一部分晶体相对于另一部分晶体发生了一列或若干列原子有规律的排错现象。(当

金属为理想晶体(无缺陷)或仅含少量位错时,金属屈服点很高,随后随位错密度增加强度

降低,当进行冷变形加工时,位错密度大大增加,屈服强度又增高。

面缺陷:指二维尺度很大而另一维尺度很小的缺陷,金属晶体中的面缺陷主要有晶界和

亚晶界。(晶粒与晶粒之间的接触面称为晶界)

3、金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大两个过程,并且这两个过程是同时进行的。

晶核的形成:由液态金属内部自发形成结晶核心的过程称为自发形核。依附于杂志或型

壁而形成的晶核,晶核形成时具有择优取向,这种形核方式称为非自发形核。

4、固态金属中的相结构可分为固溶体和金属化合物两大类。

固溶体:合金在固态下,组元间仍能互相溶解而形成的均匀相。

按溶质原子在溶剂晶格中的位置,固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体。

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