【正文】 ?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。 22 實(shí)際金屬結(jié)構(gòu) ?多晶體的性能在各個(gè)方向基本是一致的，這是由于多晶體中，雖然每個(gè)晶粒都是各向異性的，但它們的晶格位向彼此不同，晶體的性能在各個(gè)方向相互補(bǔ)充和抵消，再加上晶界的作用，因而表現(xiàn)出各向同性。一般情況下， 多晶體中不顯各向異性。實(shí)際的金屬結(jié)構(gòu)包含許多小晶體，每個(gè)小晶體的晶格是一樣的，但各小晶體之間彼此方位不同。 化工學(xué)院 167。許多晶體物質(zhì)如石膏、云母、方解石等常沿一定的晶面易于破裂，具有一定的解理面，也都是這個(gè)道理。 ge （ 3）密排立方晶格 (Closepacked hexagonal lattice，簡稱 ) 1112 2 3 662? ? ? ? ?化工學(xué)院 167。這種晶胞中，其晶格常數(shù)用正六邊形邊長 a和立方體的高 c來表示，兩者的比值 c/a≈ ，其原子半徑 r=a/2；每個(gè)晶胞所包含的原子數(shù)為 個(gè)。 24化工學(xué)院 167。這種晶胞中，每個(gè)面的對角線上原子緊密排列，故其原子半徑 r 為 a；又因?yàn)槊嫘闹械脑訛閮蓚€(gè)晶胞所共有，所以面心立方晶胞中的原子數(shù)目為 個(gè)。 21 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 化工學(xué)院 167。屬于這類晶格的金屬有 ? Fe、 Cr、 V、 W、 Mo、 Nb等。該晶胞在其立方體的對角線方向上原子是緊密排列的，故由對角線長度（ a）和對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 。 21 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 化工學(xué)院 (1) 體心立方晶格 (Bodycentred cubic lattice，簡稱 ) 體心立方晶格的晶胞是一個(gè)立方體，原子分布在立方體的各結(jié)點(diǎn)和中心處，如圖 22所示。 時(shí)，這種晶胞稱為簡單立方晶胞 ?具有簡單立方晶胞的晶格叫做簡單立方晶格。（埃）為單位（ 1197。組成晶格的最基本幾何單元稱為 晶胞 。 非 金屬大多也具有 晶體結(jié)構(gòu)，如金剛石、 硅酸鹽、 氧化鎂等 常見的玻璃、 松香等 化工學(xué)院 167。 ?切削加工性好的材料，切削容易，刀具磨損小，加工表面光潔。 ?它與材料種一類、成分、硬度、韌性、導(dǎo)熱性及內(nèi)部組織狀態(tài)等許多因素有關(guān)。 ?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。 化工學(xué)院 167。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。鋼的可鍛性較好，而鑄鐵不能進(jìn)行任何壓力加工。 ?可鍛性好壞主要以材料的塑性和變形抗力來衡量。一般來說，共晶成份的合金鑄造性好。 ?對金屬材料而言，評價(jià)鑄造性能好壞的主要指標(biāo)有流動性、收縮率、偏析傾向等。 化工學(xué)院 167。 （ 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。 ?對金屬材料而言，其腐蝕形式主要有兩種，一種是化學(xué)腐蝕，另一種是電化學(xué)腐蝕。 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 ?通常金屬的電阻率隨溫度的升高而增加，而非金屬材料則與此相反。m ?半導(dǎo)體： ρ ＝ 105107Ω m。 ?通常，金屬及合金的導(dǎo)熱性遠(yuǎn)高于非金屬材料。 ?材料導(dǎo)熱性的好壞直接影響著材料的使用性能，如果零件材料的導(dǎo)熱性太差，則零件在加熱或冷卻時(shí)，由于表面和內(nèi)部產(chǎn)生溫差，膨脹不同，就會產(chǎn)生變形或裂紋。 14 金屬材料的其他性能 （ 4）導(dǎo)熱性 ?熱量會通過固體發(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 ?對于精密儀器或機(jī)器的零件，熱膨脹系數(shù)是一個(gè)非常重要的性能指標(biāo)；在有兩種以上材料組合成的零件中，常因材料的熱膨脹系數(shù)相差大而導(dǎo)致零件的變形或破壞。 ?材料的熔點(diǎn)越高，高溫性能就越好。 ?抗拉強(qiáng)度與密度之比稱為 比強(qiáng)度 ；彈性模量與密度之比稱為 比彈性模量 ?在飛機(jī)和宇宙飛船上使用的結(jié)構(gòu)材料，對比強(qiáng)度的要求特別高。 13 斷裂韌性 化工學(xué)院 167。 KIC可通過試驗(yàn)來測定，它與材料成分、熱處理及加工工藝等有關(guān)系。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。m1/2，腳標(biāo)Ｉ表示Ｉ型裂紋強(qiáng)度因子。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。 12 動載荷時(shí)材料的力學(xué)性能 ?在疲勞強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)中，不可能把循環(huán)次數(shù)作到無窮大，而是規(guī)定一定的循環(huán)次數(shù)作為基數(shù)，超過這個(gè)基數(shù)就認(rèn)為不再發(fā)生疲勞破壞 ?常用鋼材的循環(huán)基數(shù)為 107，有色金屬和某些超高強(qiáng)度鋼的循環(huán)基數(shù)為 108 ?影響疲勞強(qiáng)度的因素甚多 ,其中主要有循環(huán)應(yīng)力特性、溫度、材料的成分和組織、表面狀態(tài)、殘留應(yīng)力等 ?鋼的疲勞強(qiáng)度約為抗拉強(qiáng)度的 40一 50％，有色金屬約為抗拉強(qiáng)度25—50％ 化工學(xué)院 167。 ?材料的疲勞強(qiáng)度通過實(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)力作用下無限次循環(huán)也不會產(chǎn)生斷裂，此應(yīng)力稱為材料對稱彎曲疲勞極限，用 σ l表示，單位為 MＰ a 。零件的疲勞斷裂過程可分為裂紋產(chǎn)生、裂紋擴(kuò)展和瞬間斷裂三個(gè)階段。因此對于寒冷地區(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。當(dāng)溫度降至某一數(shù)值或范圍時(shí)， ak值會急劇下降，材料則由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，這種轉(zhuǎn)變稱為冷脆轉(zhuǎn)變，相應(yīng)溫度稱為冷脆轉(zhuǎn)變溫度。有些國家（如美、英、日等國）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，單位為 J。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將一定重量 G的擺錘升至一定高度 H1，如圖所示，使它獲得位能為 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。 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。 一、沖擊韌度（ａ K） 工程上，用一次擺錘沖擊彎曲試驗(yàn)來測定材料抵抗沖擊載荷的能力。動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。 一、沖擊韌度（ａ K