金属材料以及热处理学习.pptVIP

一、合金的基本概念 合金——以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。即合金是由两种或两种以上的元素所组成的金属材料。 组元——组成合金最简单的、最基本的、能够独立存在的元物质，简称元。 相——合金中成分、结构及性能相同的组成部分。 组织——合金中不同相之间相互组合配置的状态。换言之，数量、大小和分布方式不同的相构成了合金不同的组织。 二、合金的组织 1．固溶体 间隙固溶体 置换固溶体 2．金属化合物 3．混合物 单相组织 多相组织 1．固溶体 一种组元的原子溶入另一组元的晶格中所形成的均匀固相。 间隙固溶体——溶质原子分布于溶剂晶格中而形成的固溶体。 置换固溶体——溶质原子置换了溶剂晶格结点上某些原子而形成的固溶体。 间隙固溶体 置换固溶体 金属塑性变形的影响因素： 1．晶粒位向的影响 2．晶界的作用 3．晶粒大小的影响 三、金属材料的冷塑性变形与加工硬化 形变强化（加工硬化）——冷塑性变形除了使晶粒的外形发生变化外，还会使晶粒内部的位错密度增加，晶格畸变加剧，从而使金属随着变形量的增加，使其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降。 塑性变形后的金属组织 金属的塑性变形，在外形变化的同时，晶粒的形状也会发生变化。通常晶粒会沿变形方向压扁或拉长。 §2－2 金属的力学性能 一、强度 二、塑性 三、硬度 四、冲击韧性 *五、疲劳强度 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用，这就要求金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力，这种能力就是材料的力学性能。 一、强度 强度——金属在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。其大小用应力表示。 抗拉强度——拉伸实验测定 抗压强度 抗剪强度 抗扭强度 抗弯强度 1．拉伸试样 d——试样直径 Lo——标距长度 低碳钢拉伸实验 2．力－伸长曲线 弹性变形阶段 屈服阶段 强化阶段 缩颈阶段 力－拉伸曲线 3．强度指标 （1）屈服强度——当金属材料出现屈服现象时，在实验期间发生塑性变形而力不增加的应力点。屈服强度分为上屈服强度ReH和下屈服强度ReL。 ReL ——试样的下屈服强度，N/mm2； FeL ——试样屈服时的最小载荷，N； So ——试样原始横截面面积，mm2。 规定产生0.2?残余伸长时的应力为条件屈服强度Rp0.2，替代ReL，称为条件（名义）屈服强度。 2．抗拉强度Rm 抗拉强度——材料在断裂前所能承受的最大的应力。 Rm ——抗拉强度，MPa； Fm ——试样在屈服阶段后所能抵抗的最大力（无明显屈服的材料，为试验期间的最大力）， N； So ——试样原始横截面面积，mm2 。 二、塑性 塑性——材料受力后在断裂前产生塑性变形的能力。 1．断后伸长率A 试样拉断后，标距的伸长量与原始标距之比的百分率。 2．断面收缩率Z 试样拉断后，缩颈处面积变化量与原始横截面面积比值的百分率。 【例】有一直径 d =10mm，Lo=100mm 的低碳钢试样，拉身实验时测得FeL=21kN，Fm=29kN，du=5.65mm，Lu=138mm。求此试样的ReL、Rm、A11.3、Z。 解题过程 三、硬度 硬度——材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。硬度是通过在专用的硬度试验机上实验测得的。 布氏硬度试验机 洛氏硬度试验机 维氏硬度试验机 1．布氏硬度 布氏硬度值——用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示，单位为MPa，但一般均不标出，用符号HBW表示： 布氏硬度原理 表示方法： 布氏硬度用硬度值、硬度符号、压头直径、实验力及实验力保持时间表示。当保持时间为10～15s时可不标。 例： 170HBW10/1000/30： 直径10mm的压头，在9807N（1000kg）的试验力作用下，保持30 s时测得的布氏硬度值为170。 600HBW1/30/20： 直径为1mm压头，在294.2N（30kg）的实验力作用下，保持20 s时测得的布氏硬度值为600。 应用范围： 主要用于测定铸铁、有色金属及退火、正火、调质处理后的各种软钢等硬度较低的材料。 2．洛氏硬度 洛氏硬度计表盘 洛氏硬度试验原理 洛氏