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工程材料及热处理授课教师：李静研究内容科学性a. 从化学角度出发，研究材料的化学组成、键性、 结构与性能的关系b. 从物理角度，阐述材料的组成原子、分子及其运动状态与各物性之间的关系c. 材料的制备工艺技术性d. 材料的性能表征e. 材料的应用(3) 材料工程 Materials Engineering对于工程技术人员：如何选择特定应用环境下需要的材料，来满足使用要求，如何按实际要求设计新材料，须弄清以下三个关系使用性能Performance合成与制备过程 Synthesis and Processing 组成与结构Compositionsand Structures性质Properties（工程）（化学） （物理学）第二节合金及相结构一基本知识：1.合金：有2种或2种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属性质的物质。
2.组元：组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质。
3.相：成分相同，结构相同，并与其他部分以界面分开的均匀组成部分。
二、合金中的相结构固溶体：形成合金时，如果一种组元的晶格中可以包含其他组元，即新相的晶格结构与某一组元的晶格相同，这种新相称为固溶体。
晶格与固溶体相同的组元称为溶剂，其他组元称为溶质。
化合物：形成合金时，新相的晶格结构不同于任一组元的晶格，则新相是组元间形成的一种新的物质，这种新相称为化合物。
（一）固溶体1.分类：置换固溶体和间隙固溶体2.特征：造成晶格畸变，固溶体的强度及硬度升高，物理性能也会发生变化。
——固溶强化（二）化合物1.分类：正常价化合物，电子价化合物及间隙化合物2.各种化合物的比较第四节二元合金相图1.合金系：由给定的的组元可以配制成不同成分的合金，这些合金组成的合金系统称为合金系。
2.（相）平衡：在一定条件下，合金中参与结晶或相变过程中的各相之间的相对重量和相的浓度不再改变的状态。
3.相图：不同温度及成分下，合金中的合金相的构成及相之间的平衡关系的图形。
第一章金属材料的力学性能•工程上将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度。
•强度是指金属材料在静力作用下，抵抗永久变形和断裂的性能。
•抗拉强度。
b是材料在破断前所承受的最大应力值。
•塑性是指金属材料在静力作用下，产生塑性变形而不破坏的能力。
•塑性指标：伸长率和断面收缩率。
•硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。
•硬度包括：布氏硬度（HBW）、维氏硬度（HV）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）第二章金属与合金的晶体结构•在晶体中，原子（或分子）按一定的几何规律作周期性地排列。
•这种抽象的、用于描述原子在晶体中排列形式的几何空间格架，简称晶格。
•能够完全反应晶格特征的、最小的几何单元称为晶胞。
•原子半径：晶胞中原子密度最大方向上相邻原子间距地一半。
•配位数：晶格中与任一原子距离最近且相等的原子数目。
•致密度：K二箸（n为原子个数）V照•晶面指数确定方法：（工）设坐标（2）求截距（3）取倒数（4）化整数（5）列括□•晶向指数确定方法：（1）设坐标（2）求坐标值（3）化整数（5）列括号•晶体缺陷包括：点缺陷（空位、间隙、置换）、线缺陷（刃型位错、螺型位错）、面缺陷（晶界、亚晶界）第三章金属与合金的结晶•金属的实际结晶温度Tn低于理论结晶温度T。
的现象，称为过冷现象。
理论结晶温度与实际结晶温度的差4T称为过冷度，过冷度△!'二To・Tn•实践证明，金属总是在一定的过冷度下结晶的，过冷是结晶的必要条件。
同一金属，结晶时冷却速度越大，过冷度越大，金属的实际结晶温度越低。
•纯金属的结晶过程是在冷却曲线上平台所经历的这段时间内发生的。
它是不断形成晶核和晶核不断长大的过程。
•细化晶粒的方法：在增加过冷度②变质处理③附加振动•共晶反应和a+B相互转化（恒温下由一个液相同时结晶出两个成分结构不同的固相）⑦渗碳体+奥氏体一莱氏体•共析反应：、和a+B相互转化（恒温下由一个固相同时析出两个成分结构不同的固相）/铁素体+渗碳体一珠光体•包晶反应：L+a和B相互转化（恒温下由一个液相包着一个固相生成另一个新的固相）•过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？答：过冷度和冷却速度是两个不同的概念。
绪论工程材料的分类及发展趋势一、工程材料的简述1、工程材料是人类生产生活的物质基础，反映人类的文明程度。
历史上就以材料进行命名的。
例：石器时代、青铜器时代、铁器时代等。
2、材料的性能材料的组织、结构所决定的。
材料的结构：材料中的原子的结构及原子间的具体结合方式。
材料的组织：用肉眼或不同放大倍数显微镜所观察的形貌。
二、工程材料的分类（图0.1）1、根据物质的形状、用途、结构等分类（本课程的研究主要是金属材料）例：工业工程、物质结构、用途…习惯上分类为：金属材料：纯金属、合金金属或黑色金属、有色金属两种分类。
金属：有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性并具有光泽的物质。
纯金属：是某种金属元素组成的物质；强度、硬度低，而且冶炼困难，价格高。
合金：两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的金属材料。
2、新型号材料的发展三、课程研究金属材料的结构（微观）、物理性能、化学性能、力学性能、工艺性能。
工程材料的生产过程概述一、钢铁材料生产过程的概述钢铁材料的区别：（含碳量）工业纯铁Wc < 0.0218 %钢Wc = 0.0218 % ~ 2.11 %生铁Wc > 2.11 %1、炼铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石设备：氧化转炉/电弧炉产物：生铁、煤气、炉渣生铁分类（含硅量）；Wsi > 1.5%铸铁生铁主要用于生产铸件Wsi ＜ 1.5%炼钢生铁主要用于炼钢原料煤气: 可用于取热炉渣: 可用于生产水泥2、炼钢实质：脱碳、脱氧处理原料：生铁、废钢；设备：氧化转炉/电弧炉产物：钢产物根据脱氧程度不同：特殊镇静钢、镇静钢、半镇静钢、沸腾钢（区别：内部组织致密程度不同。
）3、钢产品生产使用连铸法，生产钢锭和铸坯。
生产率高，质量好，节约能源，生产成本降低。
4、钢的最终产品钢锭进过冷轧、热轧最终生成所需的板材、管材、型材…二、高分子化合物是由低分子化合物组成，是大量低分子的聚合物。
三、陶瓷材料是人工的以硅酸盐为原料，经过制粉、配料、成形、高温烧结而成的无机非金属材料。
