机械材料Ⅰ第1章.ppt.ppt

第 1 章 緒 論;1-1 金屬及合金的通性;金屬包含~純金屬與合金 1. 純金屬：具有特殊物理性質及機械性質的結晶性物質。 2. 合金：一種金屬和另一種或者一種以上的金屬或非金屬相互融合，具有金屬的各種性質的物質。 　　圖1-1為元素週期表，工業常用金屬有20多種，例如金、銀、銅、鐵、鎳、鉻、鋁、鎂……等。;上一頁;金屬一般皆製成合金使用，例如： 1. 鋼：鐵－碳合金 2. 黃銅：銅－鋅合金 3. 青銅：銅－錫合金 4. 不鏽鋼：鐵－碳－鎳－鉻合金 5. 高速鋼：鐵－碳－鎢－鉻－釩合金;一、（純）金屬特性;二、合金特性;三、機械工業常用合金;1-2 金屬的結晶構造與組織;上一頁;上一頁;結晶體之結晶格子，可分下列7大晶系，如圖1-4所示。;上一頁;上一頁;上一頁;上一頁;上一頁;上一頁;結晶格子內能代表排列特性的最小單位，稱為單位格子或單位晶胞。;1-3 金屬的塑性變形;　　金屬受外力而變形的方式，有彈性變形及塑性變形二種。;;上一頁;一、冷加工;二、熱加工;2. 缺點： (1) 表面冷速快，材料性質較不均勻。 (2) 材料冷卻會產生收縮，尺寸精度較差。 (3) 在高溫加工材料易生氧化層。 (4) 高溫操作較具危險性。 (5) 設備及維護費用較高。;;1-4 金屬的凝固與變態;二、金屬的變態;三、平衡的意義與平衡圖;1. 平衡圖畫製法，如圖1-11、1-12所示。;上一頁;2. 二元合金的平衡圖、熔解及凝固現象 (1) 一般合金在液態時，成分金屬互相融合後變為單一的相。 (2) 凝固後依合金的種類不同，會變為單金屬、固溶體和金屬間化合物等其中的一種，或數種相的混合物，如圖1-13、1-14所示。;上一頁;上一頁;(1) 液態及固態完全溶合形成固溶體狀態。 (2) 液態完全溶合，固態完全不溶合，成共晶混合物狀態。 (3) 液態完全溶合，固體時有溶解度，而生成共晶混合物。 (4) 液態完全溶合，固體時有溶解度，而凝固時發生包晶反應。 (5) 液態完全溶合，固態時生成金屬間化合物，而這化合物在熔點以下不發生分解。 (6) 液態時有部分溶解度，固態時完全不溶合，而發生偏晶反應。;(1) 液態及固態完全溶合形成固溶體狀態例如：Ni-Cu合金、Au-Ag合金、Bi-Sb合金、Ni-Co合金等，如圖1-15、1-16、1-17所示。;上一頁;上一頁;(2) 液態完全溶合，固態完全不溶合，成共晶混合物狀態，例如：Al-Sn合金、Bi-Cd合金、Sn-Zn合金等，如圖1-18所示。;(3) 液態完全溶合，固體時有溶解度，而生成共晶混合物：這種形式的合金，例如：Ni-Cr合金、Ag-Cu合金、Al-Si合金和Pb-Sn合金等，如圖1-19所示。;(4) 液態完全溶合，固體時有溶解度，而凝固時發生包晶反應，例如：Au-Fe合金、Cd-Hg合金等，如圖1-20、1-21所示。;上一頁;(5) 液態完全溶合，固態生成金屬間化合物，這化合物在熔點以下不發生分解，例如：Fe-C合金（生成Fe3C），如圖1-22所示。;(6) 液態時有部分溶解度，固態時完全不溶合，而發生偏晶反應，例如：Cu-Pb合金、Zn-Pb合金、Al-Cd合金等，如圖1-23、1-24所示。;上一頁