工程材料第一章

工程材料第一章第一页，共二十四页，2022年，8月28日§1材料的机械性能强度、塑性——拉伸试验设：应力:应变:材料的性能第二页，共二十四页，2022年，8月28日材料的性能

§1材料的机械性能

屈服强度（屈服极限）

抗拉强度（强度极限）应力——应变曲线σpσeσsσb第三页，共二十四页，2022年，8月28日硬度布氏硬度（HBS）

适用范围：HBS＜450（钢球）

HBW450～650（硬质合金）

退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度

§1材料的机械性能材料的性能

HB－3000布氏硬度计1—指示灯2—压头3—工作台4—立柱5—丝杠6—手轮7—载荷砝码8—压紧螺钉9—时间定位器10—加载按钮布氏硬度试验原理图第四页，共二十四页，2022年，8月28日洛氏硬度(HR)

维氏硬度(HV)

软硬材料均适用材料的性能

§1材料的机械性能洛氏硬度计洛氏硬度试验原理图适用范围：

表面硬化层金属镀层薄片金属适用范围：HRA

硬质合金、表面淬火层或渗碳层；

（表1-1）HRB

有色金属和退火、正火钢等；

HRC

调质钢、淬火钢等。第五页，共二十四页，2022年，8月28日冲击韧性（韧度、韧性）冲击功：冲击韧性：材料的性能

§1材料的机械性能第六页，共二十四页，2022年，8月28日

材料的性能

§3材料的工艺性能铸造性能可锻性能焊接性能切削加工性能热处理性能“维克斯”3坦克原型车，其炮塔前半部分铸造而成，后半部分则为焊接结构第七页，共二十四页，2022年，8月28日第八页，共二十四页，2022年，8月28日特大精密锻造法兰，齿圈，环件第九页，共二十四页，2022年，8月28日

第一节结合键第二章材料的结构第十页，共二十四页，2022年，8月28日材料的结合键金属键金属键特点：①良好的导电性和导热性。②正的电阻温度系数。③不透明并呈现特有的金属光泽。④良好的塑性变形能力，金属材料的强韧性好。第十一页，共二十四页，2022年，8月28日第二节纯金属的晶体结构固态物质的存在形式：晶体的特征：晶体的描述

纯金属的晶体结构晶体非晶体质点（原子、离子、分子）呈规则排列熔点一定性能呈各向异性

晶胞晶胞常数：a、b、c、α、β、γ晶格常数：a、b、c简单立方晶胞a＝b＝c

α＝β＝γ＝90℃晶体晶格第十二页，共二十四页，2022年，8月28日

金属晶格的基本类型纯金属的晶体结构体心立方晶格

bcc

面心立方晶格

fcc

密排六方晶格

hcp

第十三页，共二十四页，2022年，8月28日

晶体的各向异性纯金属的晶体结构晶面{100}{110}{111}bccfcc第十四页，共二十四页，2022年，8月28日

金属实际结构及晶体缺陷

第三节金属实际结构及晶体缺陷

晶体缺陷的概念晶体缺陷的产生单晶体和多晶体单晶体多晶体第十五页，共二十四页，2022年，8月28日晶体缺陷的分类一、点缺陷特征：①本身尺寸很小，但晶格畸变可波及很远②空位和间隙原子均处于不断的运动和变化之中

金属实际结构及晶体缺陷第十六页，共二十四页，2022年，8月28日二、线缺陷——位错特征：①在位错线方向尺寸大②位错线周围产生晶格畸变

金属实际结构及晶体缺陷刃型位错螺型位错第十七页，共二十四页，2022年，8月28日三、面缺陷——晶界、亚晶界

金属实际结构及晶体缺陷特征：①属面接触②产生晶格畸变亚晶界晶界第十八页，共二十四页，2022年，8月28日晶体缺陷对性能的影响金属实际结构及晶体缺陷①使实际金属的强度远远小于理想金属②晶界处位错密度高，使其局部σ

H③对实际金属来说，晶体缺陷越多（尤其位错），σ

H

δ（ψ）ak第十九页，共二十四页，2022年，8月28日金属的结晶结晶的概念:液体-->晶体凝固的概念:

液体-->固体（晶体或非晶体）结晶的过冷现象

过冷度

T=T0-Tn结晶的必要条件：

必须有过冷度！影响实际结晶温度Tn的因素：①V冷Tn

②纯度Tn第二十页，共二十四页，2022年，8月28日金属的结晶结晶过程即结晶的一般过程为：晶胚晶核

晶粒

晶体液体结晶液态金属形核晶核长大完全结晶条件适宜T长大

第二十一页，共二十四页，2022年，8月28日形核方式金属的结晶自发形核（均质形核）非自发形核（非均质形核）晶体生长方式平面长大（小体积液体）

枝晶长大（实际金属）第二十二页，共二十四页，2022年，8月28日与结晶有关的概念长大速度（G）形核率（N）孕育期（τ）结晶后晶粒大