工程材料的结构 第3-4-5讲 2012-3解析.ppt

溶剂A + 溶质B = C bcc fcc bcc 取决于组元的相对数量。 取决于组成相的大小和形状。 具体数值介于组元性能之间。 铁素体组织金相图 影响再结晶晶粒度的因素 ①温度T↑—D↑—↑晶界迁移—晶粒度长大↑ ②预变形度 TR以上加工，不引起加工硬化——提高金属致密度、消除枝晶偏析，打碎柱状晶、树枝晶、流线分布等。 3、热加工对金属组织性能的影响 塑性变形对金属组织和性能的影响 趋于各向异性，沿流线方向力学性能提高 夹杂物沿变形方向伸长，形成流线组织，缓慢冷却可形成带状组织 击碎铸造柱状晶粒、粗大枝晶及碳化物，偏析减少，晶粒细化 力学性能提高，密度提高 焊合铸造组织中存在的气孔，缩松等缺陷 自由锻、模锻、 热轧、热挤压等 热变形 加工 趋于各向异性 晶粒位向趋于一致，形成 形变织构 冷拉、冷轧等 强度提高，塑性下降，造成 加工硬化，密度下降 晶粒破碎，形成亚结构， 位错密度增加 趋于各向异性 晶粒沿变形方向伸长，形成冷加工纤维组织 冷轧、拉拔、冷挤压、冷冲压、冷镦等 冷变形 加工 性能变化 组织变化 工艺方法 变形类型 CH2作业 术语：相、组织、晶体结构、晶格、晶胞、单晶体、多晶体、晶粒度、过冷度、变质处理、合金、固溶体、枝晶偏析、细晶强化、再结晶 简答题： 1、试画图分析指出BCC、FCC、HCP的原子半径、晶胞原子数、配位数、致密度； 2、晶体缺陷有哪些？它们对材料性能有什么影响？ 3、结晶与凝固的异同点有哪些？纯金属的结晶过程是怎样的？ 4、实际生产中总希望获得晶粒度较细小的金属或合金，为什么？结晶过程中又如何控制晶粒度？ 5、什么是固溶强化？强化机理是什么？ 6、计算任意X成分的过共晶Pb-Sn合金的室温相组成和组织组成的相对含量？（要画图示意） 7、塑性变形有哪些基本方式？各方式的异同点是什么？ 8、在BCC、FCC、HCP中，为什么FCC金属的塑性变形能力更好？ 9、细晶强化的机理是什么？ 10、什么是加工硬化？加工硬化的机理是什么？有什么意义？ 11、简述塑性变形金属在加热过程中组织和性能的变化特点。 一般要求 1.晶格的致密度，晶体的各向异性； 2.金属中的扩散; 3.复习并进一步熟悉强度，塑性等机械性能指标; 4.有关滑移和孪生的理论解释; 5.金属铸锭的组织特征及缺陷； 6.形成稳定化合物的相 图； 7.合金相图与性能的关系。 重点掌握 1. 有关晶体结构的基本概念：金属键，晶面，晶向，晶体，晶格，晶粒，单晶体，三种常见的金属晶格。实际晶体的铁陷； 2. 合金相结构的基本类型：固溶体、化合物及混合物，以及这些合金相结构的结构特点与性能特点。 3. 金属的变形及其本质； 4. 塑性变形对金属材料的的组织和性能的影响； 5. 经冷变形的金属，在加热时的组织和性能的变化； 6. 内应力的产生及危害。 7. 金属的结晶、结晶过程、晶核的形成，长大规律及其影响因素； 8. 二元合金相图的基本概念：相、组织、组元、相图、合金、合金系等； 9. 二元合金相图的分析方法，熟悉几种最基本的二元合金相图； 10. 杠杆定律及其应用。 L α =Mα+β f g α β 合金IV：（ 过共晶合金）---作业 组织标注相图 IV β α α β βII αII (α+ β) 相（%） 组织（%） 四、合金性能与相图的关系 1、合金的使用性能与相图的关系 溶质元素→晶格畸变大→强度、硬度↑，（50%↑最大） 复相组织区域内（如共晶转变范围内），合金的强度和硬度随成分的变化呈直线关系，大致是两相性能的算术平均值。HB=HB? * ?% + HBβ*β% 对组织较敏感的性能—强度，与组成相或组织组成物的形态有很大关系。组成相或组织组成物越细密，强度越高（共晶点处，共晶组织呈细小、均匀细密的复相组织，强度可达最高值。） 2、合金的工艺性能 a. 铸造性能—液态合金的流动性以及产生缩孔，裂纹的倾向性等。液固相线距离愈小，结晶温度范围愈小→合金的流动性好→有利于浇注。 液固相线距离大→枝晶偏析倾向愈大，合金流动性也愈差，形成分散缩孔的倾向也愈大，使铸造性能恶化，所以铸造合金的成分常取共晶成分和接近共晶成分或选择结晶温度间隙最小的成分。 b.锻造、轧制性能 单相固溶体合金 单相组织变形抗力小，变形均匀，不易开裂，塑性好 2.3 塑性变形和回复、再结晶对金属材料组织、性能的影响 静载单向静拉伸应力――应变曲线(低碳钢 ) 简单回顾 四阶段 一 、金属材料的塑性变形 变形是工程材料在外力作用下会发生的最基本的‘失效’方式，