工程材料知識(shí)點(diǎn)總結(jié)報(bào)告(全)(已修改)
2025-07-08 08:50 本頁(yè)面
【正文】 第2章 材料的性能布氏硬度布氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。缺點(diǎn)：壓痕大，不能用于太薄件、成品件及比壓頭還硬的材料。適于測(cè)量退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼,鑄鐵及有色金屬的硬度（硬度少于450HB）。洛氏硬度HRA用于測(cè)量高硬度材料, 如硬質(zhì)合金、表淬層和滲碳層。HRB用于測(cè)量低硬度材料, 如有色金屬和退火、正火鋼等。HRC用于測(cè)量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，壓痕小，適用范圍廣。缺點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果分散度大。維氏硬度維氏硬度所用載荷小，壓痕淺，適用于測(cè)量零件表面的薄硬化層、鍍層及薄片材料的硬度，載荷可調(diào)范圍大，對(duì)軟硬材料都適用。耐磨性是材料抵抗磨損的性能，用磨損量來(lái)表示。分類有黏著磨損（咬合磨損）、磨粒磨損、腐蝕磨損。接觸疲勞：（滾動(dòng)軸承、齒輪）經(jīng)接觸壓應(yīng)力的反復(fù)長(zhǎng)期作用后引起的一種表面疲勞剝落損壞的現(xiàn)象。蠕變：恒溫、恒應(yīng)力下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，材料發(fā)生緩慢塑變的現(xiàn)象。應(yīng)力強(qiáng)度因子：描述裂紋尖端附近應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度的指標(biāo)。第3章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶晶體中原子（分子或離子）在空間的規(guī)則排列的方式為晶體結(jié)構(gòu)。為便于描述晶體結(jié)構(gòu)，把每個(gè)原子抽象成一個(gè)點(diǎn)，把這些點(diǎn)用假想直線連接起來(lái)，構(gòu)成空間格架，稱為晶格。晶格中每個(gè)點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)，由一系列原子所組成的平面成為晶面。由任意兩個(gè)原子之間連線所指的方向稱為晶向。組成晶格的最小幾何組成單元稱為晶胞。晶胞的棱邊長(zhǎng)度、棱邊夾角稱為晶格常數(shù)。①體心立方晶格晶格常數(shù)用邊長(zhǎng)a表示，原子半徑為√3a/4，每個(gè)晶胞包含的原子數(shù)為1/88+1=2（個(gè)）。屬于體心立方晶格的金屬有 鐵、鉬、鉻等。②面心立方晶格原子半徑為√2a/4，每個(gè)面心立方晶胞中包含原子數(shù)為1/88+1/26=4（個(gè)）典型金屬（金、銀、鋁、銅等）。③密排六方晶格每個(gè)面心立方晶胞中包含原子數(shù)為為121/6+2*1/2+3=6（個(gè)）。典型金屬 鋅 等。各向異性：晶體中不同晶向上的原子排列緊密程度及不同晶面間距是不同的，所以不同方向上原子結(jié)合力也不同，晶體在不同方向上的物理、化學(xué)、力學(xué)間的性能也有一定的差異，此特性稱為各向異性。晶體中的缺陷1）點(diǎn)缺陷包括 空位、間隙原子、置換原子。點(diǎn)缺陷的形成主要是由于原子在以各自的平衡位置為中心不停的作熱振動(dòng)的結(jié)果。2)線缺陷：在三維空間中兩維方向尺寸較小，另一維方向的尺寸相對(duì)較大的缺陷。 位錯(cuò)是晶格中的某處有一列或若干列原子發(fā)生了某些有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。 位錯(cuò)的基本形式：刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)。 提高位錯(cuò)密度是金屬?gòu)?qiáng)化對(duì)重要途徑之一。1） 面缺陷：尺寸在一維很小，另兩維較大的缺陷。常見(jiàn)的是：晶界和亞晶界 凝固1） 晶體的結(jié)晶自由能的減少量等于在變化過(guò)程中所研究的物質(zhì)可對(duì)外界做功的能量。一個(gè)變化的自由能減少，則自發(fā)；自由能增加，則非自發(fā)。結(jié)晶的溫度條件：在該溫度下固態(tài)自由能液態(tài)自由能過(guò)冷度：理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差。過(guò)冷度越大，液固之間能量狀態(tài)差越大，促使液體結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力越大。驅(qū)動(dòng)力達(dá)到一定值時(shí)，結(jié)晶才能進(jìn)行。冷卻速度越快，過(guò)冷度越大。2） 非晶體的結(jié)晶 非晶體是一種長(zhǎng)程無(wú)序，短程有序的混合結(jié)構(gòu)；性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性。 非晶體的凝固是在一個(gè)溫度范圍內(nèi)逐漸完成的。 液態(tài)金屬在理論結(jié)晶溫度以下開始結(jié)晶的現(xiàn)象稱過(guò)冷。理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度的差DT稱過(guò)冷度， T= T0 –T1金屬的結(jié)晶過(guò)程 金屬是由許多外形不規(guī)則，位向不同，大小不同的晶粒組成的多晶體。 金屬結(jié)晶過(guò)程中，晶核形成有兩種形式：均勻形核和非均勻形核。由液體中排列規(guī)則的原子團(tuán)形成晶核稱均勻形核。以液體中存在的固態(tài)雜質(zhì)為核心形核稱非均勻形核。影響形核和長(zhǎng)大的因素及晶粒大小控制 影響形核和長(zhǎng)大的重要因素：冷卻速度（或過(guò)冷度）和難熔雜質(zhì)。過(guò)冷度較小時(shí)，形核率變化低于長(zhǎng)大速度，晶核長(zhǎng)大速度快，得粗晶粒。過(guò)冷度較大時(shí)，形核率的增長(zhǎng)快些，得細(xì)晶粒。改變過(guò)冷度可控制結(jié)晶后晶粒的大小，過(guò)冷度可通過(guò)冷卻速度來(lái)控制。冷卻速度越快，過(guò)冷度越大，晶粒越細(xì)，金屬的性能越好（強(qiáng)度、塑性、韌性）。細(xì)化晶粒是提高金屬材料性能的重要途徑之一。（細(xì)晶強(qiáng)化）（1） 增大過(guò)冷度 金屬型代替砂型增大金屬型厚度降低金屬型預(yù)熱溫度提高液態(tài)金屬的冷卻能力。（2） 變質(zhì)處理，在金屬澆注前添加變質(zhì)劑來(lái)改變晶粒的形狀或大小的處理方法。 作用：；。附加振動(dòng)法（機(jī)械振動(dòng)、超聲波振動(dòng)、電磁振動(dòng)等）。金屬塑性變形后的加熱三個(gè)階段: 回復(fù)再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大（1）、回復(fù)::回=(~)熔:要消除殘余內(nèi)應(yīng)力,可采用回復(fù)處理,進(jìn)行一次250~300攝氏度的低溫回火 （2）、再結(jié)晶::固態(tài)下,晶粒外形變化,但晶格類型不變:冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象消失,殘余內(nèi)應(yīng)力完全消失:T再=熱加工在T再以上的加工過(guò)程第四章 二元合金合金：由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素組成的，具有金屬特性的物質(zhì)。組元：組成合金的、最基本的單元。（組成合金的元素或穩(wěn)定的化合物）相： 合金中具有相同的物理、化學(xué)性能并與該系統(tǒng)的其余部分以界面分開的物質(zhì)部分。組織：用金相觀察法，在金屬及合金內(nèi)部看到的涉及晶體或晶粒的大小、方向、形狀、排列狀況等組成關(guān)系的構(gòu)造情況。相變：在一定條件下一種相轉(zhuǎn)變成另一稱相。二、 固態(tài)合金中有兩類基本相：固溶體和金屬化合物。①固溶體：合金在固態(tài)下，組元間會(huì)相互溶解，形成在某一組元晶格中包含其他組元的固相。溶劑:基礎(chǔ)金屬 溶質(zhì)：合金元素 固溶體一般具有與溶質(zhì)金屬相同的晶體結(jié)構(gòu)a） 置換固溶體：溶質(zhì)原子代替一部分溶劑原子占據(jù)溶劑晶格中某些結(jié)點(diǎn)的位置。b） 間隙固溶體：溶質(zhì)原子嵌入各結(jié)點(diǎn)間的間隙中。固溶強(qiáng)化：由于溶質(zhì)原子的溶入，使固溶體的晶格發(fā)生畸變，變形抗力增大，合金的強(qiáng)度、硬度升高。②金屬間化合物：合金組元形成晶格類型與任一組元都不相同的新相。 表達(dá)式：AmBn 特點(diǎn)：熔點(diǎn)較高，硬度很高，脆性高。 例如：滲碳體 Fe3C彌散強(qiáng)化：金屬間化合物作為強(qiáng)化相彌散分布在固溶體基礎(chǔ)上，以提高其強(qiáng)度、硬度及耐磨性。二元合金相圖一、相圖：表達(dá)溫度、成分和相之間的關(guān)系，表明合金系中不同成分合金在不同溫度下，由哪些相組成以及這些相之間平衡關(guān)系的圖形。二、類型1）勻晶相圖①定義：兩組元在液態(tài)和固態(tài)均能無(wú)限互溶。②杠桿定律③枝晶偏析：晶粒的成分不均勻現(xiàn)象。 均勻化退火2）共晶相圖：①兩組元在液態(tài)無(wú)限互溶，在固態(tài)有限溶解，并發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的相圖。②共晶反應(yīng)：Lcαd +βe產(chǎn)物是由兩個(gè)固相組成的機(jī)械混合物，稱為共晶體。共晶體 顯微組織：兩相交替分布，細(xì)小分散。3）包晶相圖及其他相圖包晶相圖：兩組元在液態(tài)下無(wú)限互溶，在固態(tài)有限溶解，并發(fā)生包晶反應(yīng)時(shí)的相圖。鐵碳合金相變基礎(chǔ)知識(shí) 鐵碳平衡相圖 書上圖419 簡(jiǎn)化的FeFe3C相圖中各特性點(diǎn)的溫度、碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)及含義 點(diǎn)的符號(hào) 溫度/℃碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 說(shuō) 明 A C D E F G K P S Q153811481227114811489127277277276000 0 純鐵溶點(diǎn)共晶點(diǎn)，LC→AE+Fe3C滲碳體溶點(diǎn)碳在γFe中的最大溶解度滲碳體αFe→γFe同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)(A3) 滲碳體成分點(diǎn)碳在αFe中的最大溶解度共析點(diǎn)，AS→FP+ Fe3C600℃時(shí)碳在αFe中的溶解度 2．主要特性線a
研究報(bào)告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1