工程材料第2章.pptVIP

3.高分子的聚集态结构 线型高分子可呈晶态或部分晶态，体型则为非晶态。 （a）晶态 （b）部分晶态 （c）非晶态 图 2-40 高分子的聚集态结构示意图 定义：相图上的组织是在无限缓慢冷却（或加热）条件下得到的，称平衡组织。实际工业条件下，冷却较快，原子不能充分扩散，常得到非平衡组织。 (1)凝固非平衡组织 主要是成分不均匀性（偏析），特殊情况下可得其它 非平衡组织、高温相保留、甚至获得非晶态。 (2)热处理非平衡组织 加热固态材料——快冷——获得与相图很不相同的热 处理组织（后述）。 2.5 材料的组织与性能 2.5.1 平衡组织与非平衡组织 2.5.2 单相组织与多相组织 2.5.3 金属材料的组织与性能 一般，多相组织的性能优于单相组织， 工程上多采用相组织。 ? 材料的组织结构决定材料的性能。 ? 钢中ωc ↑→P% ↑ →强度↑、硬度↑，塑性↓ ? 通过改善组织提高性能：细晶强韧化；加工硬化；第二相强化 (a) 纯铁 (b) 45钢 (c) T8钢 图2-41 纯铁、45钢、T8钢显微组织示意图 1.陶瓷材料的组织与性能 ——由晶体相、玻璃相（非晶相）、气相组成。 ?晶体相：可多个，主晶相、次晶相等， 主晶相决定陶瓷的性能。 ?玻璃相：高温烧结时由于杂质及工艺条件，生成部分液相，冷却时形成非晶态的玻璃相（20%～40%）。 作用：将晶相粘结成一体，充填空隙，致密化。 缺点：降低熔点、降低性能，故要控制其含量。 ?气 相：粉粒制坯（存有空隙）——烧结密实化—— 5%～10%残留。使性能降低。 ?2.5.4 陶瓷和高分子材料的组织与性能 ?组织特征：分晶区与非晶区， 一般只能部分结晶，结晶度为0～85%。 ?结晶条件：线性高分子易结晶； ～0.8Tm长时+拉伸应力（牵引工艺） ?晶区与 性能：刚性↑、强度↑、软化温度↑。 ●课堂讨论题： 1.冰浮在水面上形成几个相？ 2.从体心立方晶胞中的原子排列，如何理解晶体的各向异性？ 3.试分析砂锅的孔隙、上釉与作用。 ●本章小结：P60 ●本章作业：1，2，9，10，13，14。 ?2. 高分子材料的组织与性能 走进工程材料（导读） 3 “锡疫”探源 4 相变趣闻 * 图2-26 合金Ⅲ结晶过程组织变化示意图 图2-27 合金Ⅳ结晶过程组织变化示意图 图2-28 由组织组成物填写的Pb-Sn相图 4.二元包晶相图 ?反 应 式： LC + αP → βD 5.二元共析相图 ?反 应 式：γ（固相）→α+β 图2-29 Pt-Ag包晶相图 图2-31 共析相图 图2-30 合金Ⅰ包晶反应及组织变化示意图 1.铁碳合金的组元 1） 铁：L δ-Fe γ-Fe α-Fe 2）渗碳体： 渗碳体Fe3C是铁和碳形成的金属化合物，具有复杂的斜方晶格，原子比 Fe：C=3：1。渗碳体的分解点为1227℃。 渗碳体的力学性能特点为： 硬度很高（约800HBW）； 脆性大，塑性和韧性几乎等于零； 强度低，其抗拉强度约为30MPa。 1394℃ 912℃ 1538℃ bcc fcc bcc 2.3 铁碳合金相图与铁碳合金 2.3.1 铁碳合金相图 图2-32 Fe-Fe3C相图 2. 铁碳合金中相的类型及特点 五种基本组成相：L，δ，F， A， Fe3C 。 1）液相（L） 铁与碳的均匀液溶体 2）高温铁素体相（δ） 碳溶于δ-Fe中形成的间隙固溶体 3）奥氏体相（A或γ） 碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体 4）铁素体相（F或α） 碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体 5）渗碳体相（Fe3C） 3.Fe-Fe3C相图分析 ?主要相变：三条水平线对应