【正文】 試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比稱為斷面收縮率。常用伸長率和斷面收率表示。 （ 2）、抗拉強(qiáng)度 :б b材料在斷前所能承受的最大應(yīng)力 . б b = Fb / So 注：零件在工作中所受的應(yīng)力 ,不允許超過 б b,否則會斷裂 . ∴ 它也是零件設(shè)計 \選材的重要依據(jù) . 二、塑性： 斷裂前金屬材料產(chǎn)生永久變形的能力稱為塑性。 用符號 Fel表示 ，計算公式： Fel=Fs/So 對于無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料可用規(guī)定殘余伸長應(yīng)力表示， 計算公式： σ = 屈服點(diǎn) σ s和規(guī)定殘余伸長應(yīng)力 σ 。如鑄鐵等。 （ 4） bz：縮頸階段（局部塑性變形階段） 當(dāng)載荷達(dá)到最大值 Fb后，試樣的直徑發(fā)生局部收縮，稱為 “ 縮頸 ” 。 Fs稱為屈服載荷 （ 3） sb：強(qiáng)化階段： 隨塑性變形增大，試樣變形抗力也逐漸增加，這種現(xiàn)象稱為形變強(qiáng)化（或稱加工硬化）。在載荷不增加或略有減小的情況下，試樣還繼續(xù)伸長的現(xiàn)象叫做屈服。 Fe為試樣能恢復(fù)到原始形狀和尺寸的最大拉伸力。 Do：直徑 Lo：標(biāo)距長度 長試樣： Lo=10do 短試樣： Lo=5do 力 伸長曲線： 如下圖，以低碳鋼為例 縱坐標(biāo)表示力 F，單位 N；橫坐標(biāo)表示伸長量△ L，單位為 mm。 一般情況下多以抗拉強(qiáng)度作為判別金屬強(qiáng)度高低的指標(biāo)。強(qiáng)度的大小用應(yīng)力來表示。 力學(xué)性能包括：強(qiáng)度、硬度、塑性、硬度、沖擊韌性。 內(nèi)力、應(yīng)力的概念。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 理解力 ——伸長曲線是教學(xué)重點(diǎn)； 強(qiáng)度、塑性是教學(xué)難點(diǎn)。 ★掌握強(qiáng)度的概念及其種類、應(yīng)力的概念及符號。 【小結(jié)】 【作業(yè)】 P11 6 167。 其與液態(tài)金屬結(jié)晶有許多相似處：有一定轉(zhuǎn)變溫度，有過冷現(xiàn)象； 有潛熱放出和吸收 ； 也由形核、核長大來完成。同一金屬的同素異構(gòu)晶體按其穩(wěn)定存在的溫度，由低溫到高溫依次用希臘字母 α， β， γ，δ等表示。 三、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 金屬在固態(tài)下，隨溫度的改變有一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪痪Ц竦默F(xiàn)象稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。細(xì)化晶粒，則要形核率越高、長大速度越慢。 二、晶粒大小對金屬材料的影響 （一般室溫下，細(xì)晶粒金屬具有較高的強(qiáng)度和韌性。 （冷卻速度越快，金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度越低，過冷度也就越大。 2）理論結(jié)晶溫度和實(shí)際結(jié)晶溫度之差稱這 “ 過冷度 ” （△ T=ToT1）。 一、純金屬的結(jié)晶過程 純金屬的冷卻曲線及過冷度。 晶體的缺陷。 復(fù)習(xí)舊課： 晶體結(jié)構(gòu)的概念。 ★純金屬冷卻曲線及過冷度是教學(xué)重點(diǎn)。 ★同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的概論，掌握鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變式。 ★掌握純金屬的結(jié)晶過程。 （ 線缺陷） 3）晶界和亞晶界 【 小結(jié) 】 學(xué)生總結(jié)本次課的內(nèi)容 【 作業(yè) 】 P11/ 3 167。 2）位錯可認(rèn)為是晶格中一部分晶體相對于另一部分晶體的位錯 局部滑移而造成。 （普通金屬材料都是多晶體） 四、晶體的缺陷 晶體缺陷： 晶體中出現(xiàn)的各種不規(guī)則的原子堆積現(xiàn)象。必須人工制作，如單晶硅。 單晶體： 只由一個晶粒組成的晶體。 三、單晶體與多晶體 晶粒： 金屬是由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的小晶體組成的，小晶體稱為晶粒。 屬于這種晶格的金屬有： Al、 Cu、 Ni、 Pb（ γ－ Fe）等 密排六方晶格： 由 12個原子構(gòu)成的簡單六方晶體，且在上下兩個六方面心還各有一個原子，而且簡單六方體中心還有 3個原子。 體心立方晶格： 體心立方晶格的晶胞是由八個原子構(gòu)成的立方體，并且在立方體的體中心還有一個原子。點(diǎn)陣：陣點(diǎn)（或結(jié)點(diǎn)）在空間的排列方式稱晶體。 由于晶體中原子排列的規(guī)律性，可以用晶胞來描述其排列特征。 晶面和晶向 晶面： 點(diǎn)陣中的結(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的平面。 二、金屬晶格的類型 ★ 晶體結(jié)構(gòu)的概念 晶格和晶胞 晶格： 把點(diǎn)陣中的結(jié)點(diǎn)假想用一系列平行直線連接起來構(gòu)成空間格子稱為晶格。 非晶體： 在物質(zhì)內(nèi)部，凡原子呈無序堆積狀態(tài)的（如普通玻璃、松香、樹脂等）。 （晶體內(nèi)的原子之所以在空間是規(guī)則排列，主要是由于各原子之間的相互吸引力與排斥力相平衡的結(jié)果。 167。 ★重點(diǎn)：有關(guān)金屬結(jié)構(gòu)的基本概念： 晶面、晶向、晶體、晶格、單晶體、晶體，金屬晶格的三種常見的類型。金屬材料與熱處理 專 業(yè)： 09機(jī)電 /09高數(shù) 主講教師： 第一章：金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 167。 11金屬的晶體結(jié)構(gòu) ★學(xué)習(xí)目的：了解金屬的晶體結(jié)構(gòu)。 ★難點(diǎn)：金屬的晶體缺陷及其對金屬性能的影響。 21金屬的晶體結(jié)構(gòu) 一、晶體與非晶體 晶體： 所謂晶體是指其原子（離子或分子）在空間呈規(guī)則排列的物體。） 原子在空間呈規(guī)則排列的固體物質(zhì)稱為“晶體”。 非晶體的原子則是無規(guī)律、無次序地堆積在一起的。 晶胞： 構(gòu)成晶格的最基本單元。 晶向： 點(diǎn)陣中的結(jié)點(diǎn)所組成的直線。 （陣點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)）：把原子（離子或分子）抽象為規(guī)則排列于空間的幾何點(diǎn)，稱為陣點(diǎn)或結(jié)點(diǎn)。 晶體 晶格 晶胞 晶面 晶向 晶體規(guī)則排列示意圖 ★ 金屬晶格的類型 是指金屬中原子排列的規(guī)律。 屬于這種晶格的金屬有：鉻 Cr、釩 V、鎢 W、鉬 Mo、及 α鐵 αFe 面心立方晶格： 面心立方晶格的晶胞也是由八個原子構(gòu)成的立方體，但在立方體的每個面上還各有一個原子。 屬于這種晶格的金屬有鈹（ Be）、 Mg、 Zn、 鎘（ Cd）等。 晶界： 晶粒間交界的地方稱為晶界。 （晶格排列方位完全一致。） 多晶體： 整個物體是由許多雜亂無章的排列著的小晶體組成的。 1）空位、間隙原子和置代原子 晶體中的空位、間隙原子、雜質(zhì)原子都是 點(diǎn)缺陷 ?；撇糠峙c未滑移部分的交界線即為位錯線。 11純金屬的結(jié)晶 學(xué)習(xí)目的： ★掌握金屬結(jié)晶的概念，純金屬冷卻曲線、及過冷度。 ★熟悉掌握晶粒大小對金屬力學(xué)性能的影響及常用細(xì)化晶粒的方法。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)： ★細(xì)化晶粒的方法及晶粒大小對力學(xué)性能的影響是教學(xué)的難點(diǎn)。 教學(xué)過程。 常見的三種金屬晶格類型。 導(dǎo)入新課： 金屬由原子不規(guī)則排列的液體轉(zhuǎn)變?yōu)樵右?guī)則排列的固體的過程稱為結(jié)晶。 1）金屬的結(jié)晶必須在低于其理論結(jié)晶溫度（熔點(diǎn) To )下才能進(jìn)行。 3）金屬結(jié)晶時過冷度的大小與冷卻速度有關(guān)。） 純金屬的結(jié)晶過程 1） 在一定過冷度的條件下，金屬液通過晶核形成 、晶核長大來完成其結(jié)晶過程。） 金屬晶粒大小取決于結(jié)晶時的形核率 、長大速度。 常用的細(xì)化晶粒的方法： A、增加過冷度 B、變質(zhì)處理 C、振動處理。 具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的金屬有：鐵、鈷、鈦、錫、錳等。 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變： 1394℃ 912℃ δ Fe → γ Fe → α – Fe 體心 面心 體心 金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，也稱為 “ 重結(jié)晶 ” 。 不同處： ∵ 屬固態(tài)相變 ， ∴ 轉(zhuǎn)變需較大的過冷度；新晶核優(yōu)先在原晶界處形核；轉(zhuǎn)變中有體積的變化，會產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力。 22金屬的力學(xué)性能 學(xué)習(xí)目的： ★ 理解金屬材料性能（工藝性能、使用性能）的概念、分類。 ★掌握拉伸試驗(yàn)的測定方法；力 ——伸長曲線的幾個階段；屈服點(diǎn)的概念。 ★ 教學(xué)過程： 復(fù)習(xí) 載荷可分為：靜載荷、沖擊載荷、交變載荷。 新課： ★ 力學(xué)性能的概念：力學(xué)性能是指金屬在外力作用下所表現(xiàn)出來的性能。 一、強(qiáng)度： ① 概念：金屬在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強(qiáng)度。 ② 根據(jù)載荷作用方式不同，強(qiáng)度可分為：抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度等。 拉伸試樣：拉伸試樣的形狀一般有圓形和矩形。 （ 1） oe：彈性變形階段： 試樣變形完全是彈性的，這種隨載荷的存在而產(chǎn)生，隨載荷的去除而消失的變形稱為彈性變形。 （ 2） es：屈服階段： 不能隨載荷的去除而消失的變形稱為。屈服后，材料開始出現(xiàn)明顯的塑性變形。 Fb：試樣拉伸的最大載荷。 工程上使用的金屬材料，多數(shù)沒有明顯的屈服現(xiàn)象，有些脆性材料，不但沒有屈服現(xiàn)象，而且也不產(chǎn)生 “ 縮頸 ” 。 強(qiáng)度指標(biāo)： （ 1）屈服點(diǎn)： 在拉伸試驗(yàn)過程中，載荷不增加（保持恒定），試樣仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力稱為屈服點(diǎn)。 材料的屈服點(diǎn)或規(guī)定殘余伸長應(yīng)力是機(jī)械零件設(shè)計的主要依據(jù)，也是評定金屬材料性能的重要指標(biāo)。塑性由拉伸試驗(yàn)測得的。 伸長率： 試樣拉斷后，標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)距的百分比稱為伸長率。用 ψ 表示 Z=(SOS1)/SO 100% 金屬材料的伸長率（ δ ）和斷面收縮率（ ψ ）數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。 解：（ 1）計算 SO， S1