哈工大金属学与热处理课件（经典）.ppt

《金属学与热处理A 》 《 Metallography and heat-treatment 》 多媒体教学课件 即：具有正的电阻温度系数。 (2) 金属与合金的定义 二、本课程内容 1 金属材料科学研究内容： 成分、组织结构、工艺、性能 ┗ 其课程体系： 金属学、金属热处理、金属材料学、 金属性能、材料分析技术与方法等 2 本课程主要内容: 金属学： 第一 ~ 第八章 金属热处理：第九 ~ 第十章 金属材料学：第十一章 ~ 第十三章 (1)掌握金属材料的基本概念、基本理论与基本实验方法； (2)掌握金属材料的成分、组织结构、工艺、性能间关系的一般规律； (3)了解金属材料常用的分析方法，主要是金相分析方法。 四 参考文献： (1)材料科学基础, 西安交通大学, 石德珂 (2)工程材料, 朱张校，清华大学出版社, 2000 (3)工程材料, 丁厚福，武汉理工大学出版社, 2001 二、力学性能： 工程材料在外力作用下所反应出来的性能 ——又称机械性能 3 抗拉强度：材料在破断前所承受的最大应力值（ σb ） , Mpa 。 —— 产生最大均匀塑性变形的抗力。 ┗ 存在颈缩现象——不均匀塑性变形 注意： 塑性变形中: σs σ σb 工程设计中： 塑性材料： ┗ 选σs或σ0.2作为极限应力σ0： 工作应力σ≤许用应力［σ］＝σ0/n 安全系数 n = 1.5~2 脆性材料： ┗常选σb作为极限应力σ0： 工作应力σ≤许用应力［σ］＝σ0/n n 2 （二）塑性 材料断裂前发生永久不可逆变形的能力。 (1) 伸长率（ δ）：试样拉断后标距的增长量与原始标距长度之比; δ= (L断后-L原始)/ L原始×%=ΔL / L0 ×% (2) 断面收缩率（ ψ ）：试样拉断处横截面积的缩减量与原始横截面积之比. ψ= (A原始- A断后)/ A原始×%=ΔA / A0 ×% ——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 （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～ §3 工程材料的分类 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) 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 思考题 球面压痕单位表面积上所承受的平均压力值