【正文】 另外，晶粒內(nèi)部也不是理想晶體，而是由位向差很小的稱為嵌鑲塊的小塊所組成，稱為亞晶粒，尺寸為 104~106cm。位錯(cuò)密度愈大，塑性變形抗力愈大，因此，目前通過(guò)塑性變形，提高位錯(cuò)密度，是強(qiáng)化金屬的有效途徑之一。沿位錯(cuò)線的周圍，晶格發(fā)生了畸變。 點(diǎn)缺陷示意圖 167。 (2) 間隙原子 在晶格節(jié)點(diǎn)以外存在的原子，稱為間隙原子。 化工學(xué)院 點(diǎn)缺陷的具體形式有如下三種。 ?晶粒的大小對(duì)材料的性能影響很大，在常溫下，晶粒愈小，材料的強(qiáng)度愈高，塑性、韌性愈好。 ?多晶體晶粒的大?。号c金屬制造及處理有關(guān)系，直徑一般為 10110—3mm左右，所以在顯微鏡下才能看到。一般情況下， 多晶體中不顯各向異性。 化工學(xué)院 167。 ge （ 3）密排立方晶格 (Closepacked hexagonal lattice，簡(jiǎn)稱 ) 1112 2 3 662? ? ? ? ?化工學(xué)院 167。 24化工學(xué)院 167。 21 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 化工學(xué)院 167。該晶胞在其立方體的對(duì)角線方向上原子是緊密排列的，故由對(duì)角線長(zhǎng)度（ a）和對(duì)角線上分布的原子數(shù)量（ 2個(gè)），就可以計(jì)算出原子的半徑 r為 。 時(shí)，這種晶胞稱為簡(jiǎn)單立方晶胞 ?具有簡(jiǎn)單立方晶胞的晶格叫做簡(jiǎn)單立方晶格。組成晶格的最基本幾何單元稱為 晶胞 。 ?切削加工性好的材料，切削容易，刀具磨損小，加工表面光潔。 ?低碳鋼具有優(yōu)良持焊接性，而鑄鐵和鋁合金的焊接性就很差。工藝性能的好壞，直接影響到制造零件的工藝方法和質(zhì)量以及制造成本。 ?可鍛性好壞主要以材料的塑性和變形抗力來(lái)衡量。 ?對(duì)金屬材料而言，評(píng)價(jià)鑄造性能好壞的主要指標(biāo)有流動(dòng)性、收縮率、偏析傾向等。 （ 2）高溫抗氧化性 ?除了要在高溫下保持基本力學(xué)性能外，還要具備抗氧化性能。 14 金屬材料的其他性能 2．化學(xué)性能 （ 1）耐腐蝕性 ?耐腐蝕性是指材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。m ?半導(dǎo)體： ρ ＝ 105107Ω ?通常，金屬及合金的導(dǎo)熱性遠(yuǎn)高于非金屬材料。 14 金屬材料的其他性能 （ 4）導(dǎo)熱性 ?熱量會(huì)通過(guò)固體發(fā)生傳遞，材料的導(dǎo)熱性用熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)） λ 來(lái)表示， λ 表示當(dāng)物體內(nèi)的溫度梯度為 1℃/m 時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)，單位面積的傳熱量，其單位為 W/（ m ?材料的熔點(diǎn)越高，高溫性能就越好。 13 斷裂韌性 化工學(xué)院 167。這個(gè)應(yīng)力強(qiáng)度因子的臨界值，稱為材料的斷裂韌性，用 KIC表示。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因與機(jī)件內(nèi)部存在著微裂紋和其它缺陷以及它們的擴(kuò)展。 ?材料的疲勞強(qiáng)度通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到 ?用實(shí)驗(yàn)得到的交變應(yīng)力大小 σ 和斷裂循環(huán)周次Ｎ之間的關(guān)系繪制出圖 —9所示的 σ －Ｎ之間的關(guān)系曲線，即疲勞曲線 ?疲勞曲線表明，隨著應(yīng)力 σ 的減小，循環(huán)次數(shù)Ｎ在增加，當(dāng)應(yīng)力 σ 降到一定值后， σ －Ｎ曲線趨于水平，這就意味著材料在此應(yīng)力作用下無(wú)限次循環(huán)也不會(huì)產(chǎn)生斷裂，此應(yīng)力稱為材料對(duì)稱彎曲疲勞極限，用 σ l表示，單位為 MＰ a 。因此對(duì)于寒冷地區(qū)的橋梁、車輛等機(jī)件用材料，必須作低溫（一般為 –40℃ ）沖擊彎曲試驗(yàn)，以防止低溫脆性斷裂 化工學(xué)院 167。有些國(guó)家（如美、英、日等國(guó)）直接用沖擊吸收功 Ak作為沖擊韌性指標(biāo) 化工學(xué)院 167。H2，沖斷試樣前后的能量差即為擺錘沖斷試樣所消耗的功，或是試樣變形和斷裂所吸收的能量，稱為沖擊吸收功 Ak，即 Ak = G ?由于在沖擊載荷作用下材料的塑性變形得不到充分發(fā)展，為了能靈敏地反映出材料的沖擊韌性，通常采用帶缺口的試樣進(jìn)行試驗(yàn) ?標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣有兩種，一種是夏比Ｕ形缺口試樣，另一種是夏比Ｖ形缺口試樣 ?同一條件下同一材料制作的兩種試樣，其Ｕ形試樣的 a k值明顯大于Ｖ形試樣的 a k，所以這兩種試樣的值 a k不能相互比較 U形缺口 V形缺口 化工學(xué)院 167。 ?有些機(jī)件在工作時(shí)要受到高速作用的載荷沖擊，如鍛壓機(jī)的錘桿、沖床的沖頭、汽車變速齒輪、飛機(jī)的起落架等。動(dòng)載荷主要有兩種形式：一是載荷以較高的速度施加到零構(gòu)件上，形成沖擊。動(dòng)載荷主要有兩種形式：一是載荷以較高的速度施加到零構(gòu)件上，形成沖擊。 三、維氏硬度 優(yōu)缺點(diǎn) （ 1） 測(cè)量準(zhǔn)確，應(yīng)用范圍廣（硬度從極軟到極硬） （ 2） 可測(cè)成品與薄件 （ 3） 試樣表面要求高，費(fèi)工。 的金剛石四棱錐體壓頭，使用很小試驗(yàn)力 F（ ）壓入試樣表面，測(cè)出壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度 d?？蓮谋肀P上直接讀出。 如： 120HBS 500HBW 測(cè)量范圍 用于測(cè)量 灰鑄鐵、結(jié)構(gòu)鋼、非鐵金屬及非金屬材料等 . 一、布氏硬度 優(yōu)缺點(diǎn) （ 1） 測(cè)量值較準(zhǔn)確，重復(fù)性好，可測(cè)組織不均勻材料（鑄鐵） （ 2）可測(cè)的硬度值不高 （ 3） 不測(cè)試成品與薄件 （ 4） 測(cè)量費(fèi)時(shí)，效率低 167。它是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，其物理含義與試驗(yàn)方法有關(guān)。 Ψ =(A0A1)/A0 x 100% A0:試件原橫截面積。 斷后伸長(zhǎng)率 斷面收縮率 指試樣拉斷后標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。 σb常用作脆性材料的選材和設(shè)計(jì)的依據(jù)。 南山學(xué)院 強(qiáng)度指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力 。 二、彈性、強(qiáng)度和剛度 彈性模量 E =σ /? 167。 第一節(jié) 強(qiáng)度與塑性 化工學(xué)院 一、材料的拉伸曲線 OE段：直線、彈性變性 EP段：曲線、彈性變形 +塑性變形 F1點(diǎn)： 出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，即試樣局部截面明顯縮小試樣承載能力降低，拉伸力達(dá)到最大值，試樣即將斷裂。第一章 工程材料的性能 化工學(xué)院 引言： 金屬材料的性能 使用性能： 指材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)的性能，主要包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。 指材料在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的性能，主要有 彈性、剛度、強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌度 和 疲勞強(qiáng)度 等。 剛度表征材料彈性變形抗力的大小。彈性模量隨著溫度的升高而逐漸降低。 屈服點(diǎn) σb = Fb/S0 當(dāng)材料的內(nèi)應(yīng)力 σ ＞ σb時(shí)，材料將產(chǎn)生斷裂。評(píng)定指標(biāo)是斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。將斷口密合在一起，用卡尺直接量出。 11 靜載荷時(shí)材料的力學(xué)性能 硬度 化工學(xué)院 引言： 定義： 指材料局部表面抵抗塑性變形和破壞的能力。 布氏硬度值 用球面壓痕單位面積上所承受有平均壓力表示。 洛氏硬度值 用測(cè)量的殘余壓痕深度表示。 11 靜載荷時(shí)材料的力學(xué)性能 化工學(xué)院 維氏硬度試驗(yàn) 原理 :用 夾角為 136176。 測(cè)量范圍 常用于測(cè)薄件、鍍層、化學(xué)熱處理后的表層等。 12 動(dòng)載荷時(shí)材料的力學(xué)性能 由于許多機(jī)械零件在動(dòng)載荷下工作，材料對(duì)動(dòng)載荷的抗力就不能用簡(jiǎn)單地用靜載荷力學(xué)性能指標(biāo)來(lái)衡量。 12 動(dòng)載荷時(shí)材料的力學(xué)性能 由于許多機(jī)械零件在動(dòng)載荷下工作，材料對(duì)動(dòng)載荷的抗力就不能用簡(jiǎn)單地用靜載荷力學(xué)性