【正文】 ? ： ； ? ： Mg、 Zn、 Be、 Cd、 αTi、 αCo等。 ? 對于體心立方結(jié)構(gòu)， ? ? ? ? ： αFe、 W、 Mo、 V、 Nb、 βTi等。 ? ：在晶胞中，質(zhì)點所占的體積百分數(shù)。對于體心立方結(jié)構(gòu)。 ? ：在晶胞中，任何一個原子最近鄰且等距離的原子數(shù)。 ar 42?%1433????? adVnvK ?圖 45 面心立方結(jié)構(gòu) a)剛球模型 b)晶胞模型 c)晶胞中的原子數(shù) 第四章晶體結(jié)構(gòu) ? （二）體心立方晶格 ? ： a=b=c,α=β=γ=90176。 ? ： ? ： γFe、 Al、 Mn、 Cu、 Au、 Pb、 Ni、 βCo等。 ； ? ： 8*1/8+6*1/2=4； ? ： 。 ? *規(guī)則排列。 ? *存在電子云或電子氣。一般低指數(shù)晶面的面間距大。晶面上原子排列越密集，晶面間距越大。 ? （ 9）晶向和晶面的原子密度：晶向的原子密度是指該晶向在單位長度上的原子數(shù)；晶面的原子密度是指該晶面在單位面積上的原子數(shù)。 ? 此時有： ? hu+kv+lw=0 ? （ 8）當(dāng)晶面指數(shù)與晶向指數(shù)數(shù)值上完全 ? 相同或稱比例時，晶面和晶向互相垂直。0 0 1 1 0ADGEDFBGBEAFDCOGACOEFCOBAOGFCEBDOFDEBCAGODFEGCAB圖 43 立方晶胞中一些重要晶向指數(shù) 第四章晶體結(jié)構(gòu) ? （ 7）晶帶：晶體中一系列晶面可以相交于一條直線或幾條相平行的線，這些晶面成為晶帶。1 1 0[/]。1 0 1[:/]。110[/]。 ? 例題：以圖 ，計算相應(yīng)的晶向指數(shù)。晶向族用 uvw表示。 )111/()111/()111()111(:)111(:)011(:)110(:)100(:/)010(:/)001(:////////////////////BCAA C DDO B BAA C CAA B BDO C CBB C CAA O DDCBAA B C O第四章晶體結(jié)構(gòu) 圖 44 立方晶胞中一些重要晶向指數(shù) 第四章晶體結(jié)構(gòu) ? （ 6）晶向指數(shù)的確定步驟： ? ①同前； ? ②通過坐標原點作一與所求晶向平行的另一晶向； ? ③求出這個晶向上任一質(zhì)點在三個坐標軸上的分量； ? ④將此數(shù)按比例化為簡單整數(shù) u、 v、 w，用 []括起來，即得所求的晶向指數(shù) [uvw]，若為負值，方法同前。如與晶面（ 111）構(gòu)成晶面族的還有 等。 ? 例題：以圖 ，計算相應(yīng)的晶面指數(shù)。 ? *說明：當(dāng)某一晶面與某一晶軸平行時，截距為無窮大，倒數(shù)為零；當(dāng)截距為負值時，在相應(yīng)的截距上面加負號以區(qū)別。 ? （ 4）晶向指數(shù)：用來描述晶向的晶體學(xué)指數(shù)。 ? （ 2）晶向：在晶體中，任意（兩個原子之間連線）一列原子所指的方向。具體見表 41。實際上，只有 14種布拉菲點陣，合并為 7個晶系。 ? ：晶體結(jié)構(gòu)的確定：用 X射線 ? 衍射的方法確定晶體結(jié)構(gòu)。 ? （ 2）晶胞要盡可能有多的直角。 ? （ 8）晶軸方向：在原點 O的前、右、上方為正向；反之為反向。 ? （ 6）晶格常數(shù)：用來表示晶胞特征的棱邊長度 a, b, c（單位：nm,金屬的晶格常數(shù)通常為 ~）以及棱間夾角 α,β,γ。 ? （ 4）晶胞：能夠完全反映晶格對稱特征的、最小的幾何單元。每個點，稱為陣點。 ? 可見，質(zhì)點不同，晶體結(jié)構(gòu)就不同 實際晶體結(jié)構(gòu)有多種。見圖補充 4 43。 ? 再如：從不同方向觀察紅寶石或藍寶石，會發(fā)現(xiàn)寶石的顏色不同，這是由于方向不同，晶體對光的吸收性質(zhì)不同。如： ? 如石墨在與層平行的方向上具有導(dǎo)電性，而在與層垂直的方向上就不具有導(dǎo)電性。 ? 圖補充 41為石英晶體與硅石英玻璃的空間排列，前者是晶體，后者是非晶體。 ? 目前階段，我們所能理解的晶體與非晶體的本質(zhì)差別：熔點、各向異性、對 X射線的衍射。 （ 3）物理性質(zhì)各向同性。 非晶體的宏觀特征： （ 1）只有玻璃轉(zhuǎn)化溫度，無熔點。 ? （ 4） 均勻性； ? （ 5）對稱性； ? （ 6）對 X射線有衍射行為。 第三章 原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵 ? 第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)、第二節(jié) 結(jié)合鍵類型第三節(jié) 材料的結(jié)核鍵與性能 第四章晶體結(jié)構(gòu) ? 第一節(jié) 晶體與非晶體 ? ? 晶體：內(nèi)部粒子（原子、離子、分子、原子集團）在空間中呈規(guī)則的、周期性重復(fù)排列的物質(zhì)，如水晶、食鹽、金屬等。 ? 。 ? 一、產(chǎn)品的總成本構(gòu)成 ??? 固定成本可變成本造者）產(chǎn)品的總成本（對于制???????????????就、環(huán)保等運行、維護、保險、這使用成本制造廠利潤研究開發(fā)成本）固定成本（管理費制造成本）可變成本（材料成本直接購入成本用者）產(chǎn)品的總成本（對于使21CCC第二章 材料的其他性能 ? （一）材料價格成本的度量 ? ? ? ? （二）影響材料價格成本因素 ? ? ? ? ? ? ? ? 第二章 材料的其他性能 ? 第三節(jié) 材料的環(huán)境性能 ? 一、材料的環(huán)境適應(yīng)性 ? 二、材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性 ? 本章小結(jié) ? 。 材料的其他物理化學(xué)性能（略） 第二章 材料的其他性能 表 21 幾種常見金屬材料的切削加工性能比較 第二章 材料的其他性能 ? 第二節(jié) 材料的經(jīng)濟性能 ? 材料的經(jīng)濟性能：材料真?zhèn)€壽命周期的成本或經(jīng)濟效益。 ? 材料的切削加工性能。 ? 材料的焊接性能材料接頭產(chǎn)生缺陷的傾向性和焊接接頭的可靠性。 ? 材料的鑄造性能包括合金的流動性、不均勻性（宏觀成分偏析、微觀成分偏析）以及收縮性。材料的工藝性能影響成本，也受加工條件的限制。 ? ： 1 1 1 1 1 1 1 1 110。 ? 。 ? 。 ? 。 （ 2）提高耐電化學(xué)腐蝕的措施有： ①選擇耐蝕材料如不銹鋼、銅合金、陶瓷材料、高分子材料等； ②表面處理如鍍層 (Ni、 Cr)、熱噴涂陶瓷、噴涂塑料與涂料等，典型的如自行車零件鍍 Cr； ③電化學(xué)保護如采用犧牲陽極保護法，可在輪船體外掛 Zn塊； ④加緩蝕劑以降低電解質(zhì)的電解能力，如在含氧水中加入少量重鉻酸鉀等。不同金屬的電極電位差見表 16。 ? 反應(yīng)條件：不同金屬之間或同一金屬不同部位之間存在電位差，他們之間相互接觸并處于相互連通的電解質(zhì)中構(gòu)成原電池。 ? 表 15 某些化學(xué)腐蝕示例 第一章 材料的使用性能 ? ：材料與電解質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且伴有電流產(chǎn)生的腐蝕過程。如氧化等。 ? 八、耐磨性（組織學(xué)生自學(xué)） 第一章 材料的使用性能 ? 第二節(jié) 物理性能（自學(xué)） ? 第三節(jié)化學(xué)性能 ? 腐蝕：材料表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)反應(yīng)或物理溶解而引起的表面損傷現(xiàn)象。 ? （ 5）工作溫度。 ? （ 3）零件表面狀況。 ? ? （ 1）材料本質(zhì)。其疲勞抗力取決于強度。注意， R=1。一般試驗時規(guī) ? 定，鋼在經(jīng)受 10ˇ7次、非鐵（有色）金屬 ? 材料經(jīng)受 10ˇ8次交變載荷作用時不產(chǎn)生斷 ? 裂時的最大應(yīng)力稱為疲勞強度。 ? ? （ 1）疲勞強度是指 材料 在無限多次交變 ? 載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力稱為疲勞 ? 強度或疲勞極限。指出萌生點、擴展原因及失穩(wěn)條件。：周期拉伸循環(huán)；：周期拉伸循環(huán)；：拉壓應(yīng)力對稱；0,00,00,0,1,0m i nm i nm i n??????????RRRRamm??????a?第一章 材料的使用性能 圖補充 110常見的循環(huán)應(yīng)力 圖補充 111典型的 SN曲線 第一章 材料的使用性能 ? ? 疲勞由三個基本過程組成：裂紋萌生、擴展、斷裂。 應(yīng)力比。如圖補充 1 11所示。其大小、方向均隨時間呈周期性變化。斷口呈現(xiàn)疲勞區(qū)和粗晶粒區(qū)。 ? ③估計裂紋臨界長度。 ? （ 3）應(yīng)用意義 ? ①給定工作應(yīng)力與裂紋長度，預(yù)測 KⅠ C值，確定材料。一般而言，金屬的臨界值較高，復(fù)合材料次之，高分子及陶瓷材料最小。當(dāng)其達到某一個臨界值 KⅠ C時，零件內(nèi)部的裂紋會發(fā)生快速失穩(wěn)而擴展，導(dǎo)致脆性斷裂。 ? 式中， Y是幾何形狀因子。其根本原因在于裂紋的擴展。 n/][ ?? ?][?第一章 材料的使用性能 ? 如圖補充 19所示，當(dāng)材料內(nèi)部存在長度為 2a的裂紋是，在裂紋尖端處會出現(xiàn)應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致該處的應(yīng)力遠遠大于工件所受到的名義工作應(yīng)力。這就要求使用新的指標來評價抵抗脆性斷裂的能力，這個指標，稱為斷裂韌度。 為許用應(yīng)力。為了防止材料發(fā)生斷裂，往往要求零件在工作時所受到的最大工作應(yīng)力小于材料的許用應(yīng)力。 ? 低應(yīng)力脆斷：材料在工作應(yīng)力遠低于其屈服應(yīng)力的情況下斷裂。在中低強度范圍內(nèi)， ? 提高沖擊韌性意義不大；只有在高強度范 ? 圍內(nèi)，提高沖擊韌性才有意義。但是二 ? 者存在一個交叉點。具體如圖 14所示。實驗表 ? 明。從而使材料的強度潛力無法發(fā) ? 揮。可以發(fā)現(xiàn)韌脆轉(zhuǎn)變溫度 TK。 ? （ 2）反應(yīng)了材料對一次或少數(shù)次大能量沖擊的抵抗能力。其檢測原理如圖補充 1 18所示。測得試樣沖擊吸收功，用符號表示 。 ? 許多機械零件和工具在工作中 , 往往要受到?jīng)_擊載荷的作用 , 如活塞銷、錘桿、沖模和鍛模等。 ? 脆性斷裂的危害更大。脆斷的構(gòu)件常形成碎片。斷裂時材料幾乎沒有發(fā)生過塑性變形。 ? 脆性斷裂（ brittle fracture）： 金屬材料受力后沒有發(fā)生明顯的塑性變形就突然發(fā)生的斷裂。 ? 延性斷裂（ ductile fracture）：伴隨明顯塑性變形而形成延性斷口（斷裂面與拉應(yīng)力垂直或傾斜，其上具有細小的凹凸，呈纖維狀）的斷裂。 圖補充 15洛氏硬度檢測原理 第一章 材料的使用性能 ? （自學(xué)） 第一章 材料的使用性能 ? 六、韌性 ? 韌性：材料在塑性變形和斷裂前吸收變形能量的能力，是材料的強度和塑性的綜合表現(xiàn)。根據(jù)壓頭的種類和總載荷的大小洛氏硬度常用的表示方式有 HRA、 HRB、 HRC三種。卸去主載荷 F1后 , 測量其殘余壓入深度 h, 用 h與 h0之差△ h來計算洛氏硬度值。 ? 圖補充 14 布氏硬度試驗原理圖 第一章 材料的使用性能 ? ? 將金剛石壓頭 (或鋼球壓頭 ), 在先后施加兩個載荷 (預(yù)載荷 F0和總載荷 F)的作用下壓入金屬表面。其原理如圖補充 14所示。 布氏硬度值用球面壓痕單位表面積上所承受的平均壓力來表示。 ? 測定硬度的方法有壓痕法和刻劃法兩類，前者應(yīng)用廣泛。某些脆性較大的材料，只能通過檢測硬度來進行評價。 ? 硬度試驗的優(yōu)點：在實際的機械設(shè)計中，往往明確標出硬度的指標要求。常用的檢測硬度方法有布氏硬度、洛氏硬度及維氏硬度。是材料對一更硬物體壓入其內(nèi)時所表現(xiàn)的抵抗能力。 ? 材料的塑性指標是結(jié)構(gòu)敏感性參數(shù)。 ? ? ①斷后伸長率：試樣拉斷后標距伸長量與原始標距的百分比。 彈性吧變形過程中的參量，如圖 12所示。 W/V：彈性比功是材料吸收變形功而不發(fā)生永久變形的能力，即彈性變形時吸收的最大彈性功。 ? 各類材料的室溫彈性模量 E如表 11所示。 ? 提示學(xué)生舉例（