金属学与热处理1解析.ppt

——δ 、ψ越高，材料的塑性越好 通常ψ 5% → 脆性材料 塑性的意义： 成形 安全 （三）硬度 材料抵抗另一硬物压入其内的能力，即受压时抵抗表面局部塑性变形的能力。 —— 衡量材料软硬程度的指标 —— 硬度与强度间存在一定关系 (1) 布氏硬度(HB)——较软材料——有色金属 (2) 洛氏硬度(HR)——硬度中等——钢铁材料 具体：HRA、HRB、HRC 其中HRC：软硬范围较宽，应用最广 维氏硬度(HV) ——较硬材料 显微硬度(HV) ——测定材料内部微区的相、组织的硬度 球面压痕单位表面积上所承受的平均压力值 　　┗　较软材料：有色金属、灰口铸铁等 布氏硬度(HB) 通常碳素钢：σb＝αHB ——测定压痕深度 HR=(k-h)/0.002 注：h: 压痕深度 k:常数，0.2或0.26mm; 0.002mm: 一个洛氏硬度单位 适合测量的材料 HRA：硬质合金 ； HRC: 淬火钢 HRB: 低碳钢、铜合金、铁素体可锻铸铁 洛氏硬度： 维氏硬度： 压痕单位表面积上所承受的平均压力值 ——金刚石正四棱锥体压头 硬度表示方法： HBS200 HBW400 HRA55 HRB30 HRC45 HV900 HV1100 F↓ （四）韧性 当加载速度极快时，不能用静载荷下的 σs、 σb作失效判据。 1 引入冲击韧性(αk) : 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力～ ——用破坏材料时所消耗的功衡量, ——是强度与塑性的综合指标 σ↑，δ↑，αk↑； σ↓↓或δ↓↓，αk↓ αk =Ak/s 金属的αk与温度直接相关： （1）T↓，αk↓ （2）存在韧脆转变温度Tk ：当T Tk 时，金属为脆性状态αk↓ ↓ 脆性区 韧性区 当材料内部存在裂纹缺陷时： 2 断裂韧度KIc 裂纹尖端产生应力集中——应力被放大 当σ、a达到某临界值时,裂纹失稳扩展，此时的KI称为断裂韧度KIc ——材料抵抗裂纹失稳扩展的性能 引入应力场强度因子： 应力大小 裂纹尺寸 裂纹形状 工程材料：制造工程构件和机械零件、 工具、特 殊性能材料(耐蚀、耐高温) 分类：按原子间结合键的性质分 一、金属材料： 黑色金属：铁和以铁为基的合金 ——纯铁、钢、铸铁、铁合金 占工程材料的90％ 有色金属：黑色金属以外所有金属、合金 ——轻金属、难熔金属、贵金属等 ——金属键(过渡金属含少量共价键) §3 工程材料的分类 二、 陶瓷材料 陶瓷定义： 由一种或多种金属元素(含半金属元素如Si等)同一种非金属元素形成的化合物。 CaO、TiO2、Al2O3、SiC、Si3N4 CaTiO3、MgAl2O4、 传统：硅酸盐类材料 现今：各种无机非金属材料的统称 ——不含碳氢氧结合的化合物 离子键为主——硬度高、脆 普通陶瓷：硅、铝氧化物的硅酸盐材料 特种陶瓷：高熔点的氧化物、碳化物、氮 化物、硅化物等的烧结材料 金属陶瓷：金属与碳化物或其他化合物的粉末冶金制品 发展：纳米技术——陶瓷增韧 三、高分子材料： 有机合成材料、聚合物 ┗ 大分子化合物：共价键、分子键 较高强度、良好的塑韧性、 较强的耐腐蚀性、优良的绝缘性 ——工程塑料、合成纤维、合成橡胶 四、复合材料： 金属基复合材料、非金属基复合材料 目前非金属材料的应用：5%~6% ——金属材料仍是最主要的工程材料 思考题 1 简述本课程的主要内容以及本课程的基本任务； 2 金属材料的性能与哪三大因素有关，提高材料性能的两条主要途径是什么？ 3 材料的性能包括哪两个方面？说明下列符号所表示的意义及量纲： σe、σs、σb、σ0.2、δ、ψ、ak 、HB、HRC、Hv； 4 什么是强度？塑性？硬度？韧性？ 《金属学与热处理A 》 《 Metallography and heat-treatment 》 多媒体教学课件 课 时：56 教 材：《金属学与热处理》，崔忠圻 §1 课程研究的对象、目的及要求 一 研究对象、任务和目的 1 研究的对象