机械工程材料ppt课件

体和珠光体所组成 ;
退 出 • 4.3.4 过共析钢:室温平衡组织为珠光体和二次渗
碳体 .
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由碳，即:Fe3C 高温 3Fe+G(石墨)
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图4-l铁素体的显微组织
图4-2 奥氏体的显微组织
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• 4.4 碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响
• 4.5 碳钢
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4.1 铁碳合金的组元及基本相
相图中有三条重要的特性曲线： 1. GS线 又称为A3线，它是在冷却过程中, 由奥氏体析出铁素体的开始线 ；
2. ES线 是碳在奥氏体中的溶解度曲线 3. PQ线 是碳在铁素体中的溶解度曲线
相图上有三条水平线，即：
HJB为包晶转变线； ECF为共晶转变线； 2020/11/4 PSK为共析转变线(又称为A1线)。
3.3 共晶相图
目录
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1, 相图分析
图3-8所示为Pb-Sn合金相图。其中， adb为液相线，acdeb为固相线。
2 , 典型合金的结晶过程
合金I为平衡结晶;合金Ⅱ为共晶合金;合金Ⅲ是
亚共晶合金
3 , 标注组织的共晶相图
图3-8为Pb-Sn合金相图
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图3-15 标注组织的共晶相图
• 2 晶体的缺陷
• 1）点缺陷：晶体呈点状的 缺陷，即在空间三维方向上 的尺寸都很小的晶体缺陷；
• 2）线缺陷：在三维空间的 两个方向上尺寸很小的晶体 缺陷；
• 3）面缺陷：在三维空间的 一个方向上尺寸很小而呈面 状的缺陷。
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退 出 • 4 回复与再结晶
• 1）回复 2）再结晶 3）晶粒长大 • 4）影响再结晶退火后晶粒大小的因素：加热温度、冷变形量
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• 4 冲击韧性 • 5 金属的疲劳强度
• 1）概念：材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处产生局部永久 性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。
• 2）疲劳破坏
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3.1 合金的相结构
• 3.1.1合金的基本概念 目 录 (1) 合金
(2) 组元(元) 上一页 (3) 合金系(系) 下一页 (4) 相
(5) 组织 退 出 (6) 结构
• 3.1.2 合金的相结构 1. 固溶体 (1) 置换固溶体 (2) 间隙固溶体
2. 金属化合物
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3.4 合金的性能与相图的关系
目
录
•
合金的力学性能、物理性能与相 图的关系:
1.单相固溶体
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2.两相混合物
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机械工程材料 －－蒲永峰 编著
目录
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• 第1章 金属的结构与结晶 • 第2章 金属的塑性变形与
第3章 合金的相结构与二元合金相图
目录
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• 3.1 合金的相结构 • 3.2 匀晶相图 • 3.3 共晶相图 • 3.4 合金的性能与相图的关系
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图4-3
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4.2 Fe-Fe3C相图分析
目 录 • 4.2.2 包晶转变(水平线HJB)；
• 4.2.3 共晶转变(水平线ECF)；
1,纯铁(重要特性是结晶过程具有同素
目 录 异构转变 );
2, 铁素体 :是碳溶于α-Fe中形成的固
上一页 溶体，常用符号“α”或“F”表示。
下一页
3,奥氏体 :奥氏体是碳溶于γ-Fe中形
成的固溶体，用“γ”或“A”表示。
4,渗碳体:是铁与碳的稳定化合物Fe3C，
退出
其碳的质量分数为6.69％。 渗碳体在高温下可以分解形成石墨态的自
再结晶 • 第3章 合金的相结构与二
元合金相图 • 第4章 铁碳合金 • 第5章 钢的热处理 • 第6章 合金钢 • 第7章 铸铁
• 第8章 有色金属及其合金 • 第9章 非金属材料 • 第10章 纳米材料与功能材料 • 第11章 铸造 • 第12章 金属压力加工 • 第13章 焊接 • 第14章 机械零件的选材及工
退 出 • 4 金属铸锭
• 1） 铸锭的形成和组织：细晶区、柱状晶区、等轴晶区 • 2） 铸锭组织的特性：组织较致密，力学性能好
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3.2 匀晶相图
目 录 1,相图的建立：实验方法 2,相图分析
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3,合金的平衡结晶过程:
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以含WNi=20％的Cu-Ni合金为例(图3-4)
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图3-4 Cu-Ni合金匀晶相图
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• 4.2.4 共析转变(水平线PSK)
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* * 共析转变产物称为珠光体，用符号P表示
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图4-4 不同放大倍数下的珠光体组织特征
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4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织
目
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•
铁碳合金按其碳的质量分数及室温平衡组织 分为三大类，即工业纯铁、钢和铸铁。
• 4.3.1 工业纯铁: (Wc<0．0218％)室温平衡组织
上一页 为铁素体加少量Fe3CⅢ;
下一页 • 4.3.2 共析钢 :室温平衡组织为珠光体 ; • 4.3.3 亚共析钢 :在室温下的组织由先共析铁素
上一页 • 2 晶体结构的基本概念 • 1）晶格 2）晶胞 3）晶格常数 4）晶面 5）晶向
下一页 • 3 常见的金属晶格类 型
• 1）体心立方晶格 2）面心立 方晶格 3）密排六方晶格
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• 1.2金属的实际结 构与晶体缺陷
• 1 多晶体结构
• 实际上由许多晶粒组成的结 构称为多晶体结构，一般金 属材料都是多晶体。
2.2 金属的塑性变形
• 1 单晶体的塑性变形 目 录 • 2 多晶体的塑性变形
• 3 塑性变形对组织和性能的影响
• 1）金属组织和结构的变化：晶粒变形、亚结构变化、产生形
上一页 变组构
• 2）残余内应力
下一页 • 3）加工硬化（形变强化）
• 加工硬化是指塑性材料随变形度的增大，强度和硬度显著提 高而塑性和韧性明显下降的现象。
艺路线分析
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第1章 金属的结构与结晶
• 1.1金属的晶体结构
目 录 • 1 晶体与非晶体
• 晶体是指其组成微粒呈规则排列的 物质，非晶体是指其组成微粒呈无 规则堆积在一起的物质。
第2章 金属的塑性变形与再结晶
目录
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• 2.1 材料的力学性能指标
• 金属材料的性能包括金属材料的工艺性能和使用性能。
• 1 强度指标
• 金属材料抵抗拉伸载荷的强度指标有屈服点、规定残余伸长应力和抗拉 强度等。
• 2 塑性指标
• 1）断后伸长率 2）断面收缩率
• 3 硬度
• 1）压入法：布氏硬度、洛氏硬度 2）划痕法：莫氏硬度 3）回跳法： 肖氏硬度
• 合金的工艺性能与相图的关系
如右图为合金的铸造性能与相图的关系
(示意图)
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第四章 铁碳合金
2.5 金属的热加工
目 录 • 1 热加工的概念 • 在再结晶温度以上的塑性加工为热加工。
• 2 热加工对金属组织与性能的影响
上一页 • 1）消除铸态金属的组织缺陷
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• •
2）细化晶粒 3）形成锻造流线
• 4）形成带状组织
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4.2 Fe-Fe3C相图分析
目录 上一页
4.2.1 相图中的点、线、区及其意义
图4-3是Fe-Fe3C相图，有五个单相区： ABCD以上为液相区(L)；DFKL为渗碳体区 (Fe3C) AHNA为δ铁素体区(δ)；NJESGN为奥氏体区 (γ或A)；GPQG为铁素体区(α或F)；
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相图的液相线是AB-CD，固相线是HJECF
目录
上一页 下一页 退出
•
钢铁是现代机械制造工业中应用最为广泛的金属材料。碳钢和铸
铁都是铁碳合金，了解与掌握铁碳合金相图，对于钢铁材料的研究和
使用，各种冷热加工工艺的制订等都具有重要的指导意义。
• 4.1 铁碳合金的组元及基本相
• 4.2 Fe-Fe3C相图分析
• 4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织
3.2 匀晶相图
目 录 4 , 杠杆定律 :
1.确定两平衡相的成分;
2.确定两个平衡相的相对质量 .
上一页
下一页 5 , 枝晶偏析
杠杆定律的证明
杠杆定律的力学比喻
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图3-7 Cu-Ni合金铸造组织的枝晶偏析
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1.3 金属的结晶与铸锭
• 金属由液体状态变为晶体状态的过程称为结晶。
目 录 • 1 纯金属的结晶
• 纯金属的结晶是在一定温度下进行的，这个温度称 上一页 为结晶温度。金属结晶的必要条件是具有过冷度。
• 2 晶粒大小对金属力学性能的影响 下一页 • 3 细化晶粒的措施
• 1）增加过冷度 2）变质处理 3）振动