机械工程材料学总复习41页PPT

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。
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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
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
2020/11/4
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4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织
目
录
•
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
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

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渗碳体硬度极高（800HBW）,塑性和韧性极低，脆 性大，是一种硬而脆的相。在铁碳合金中，渗碳体常以 片状、网状、粒状等形态与其他相共存。渗碳体主要作 为强化相存在于钢铁中，它的数量、形态（片状、网状、 粒状等）、大小和分布对钢铁材料的性能有重要影响。 渗碳体是一种亚稳定相，在一定条件下可以分解出石墨。
维氏硬度试验原理——将顶部两相对面具有规定角度的 正四棱锥体金刚石压头用一定的试验力压入试样表面， 保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角 线长度，以压痕单位面积上承受的平均压力大小表示材 料的硬度。（与布氏硬度有相似之处）
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维氏硬度的特点及其应用：
优点：硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的 材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变，使维氏硬 度在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。目 前工业上所用到的几乎全部金属材料，维氏硬度试验都 可以测量，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬 的材料（3000个维氏硬度单位）。维氏硬度试验的试验 力可以很小，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。
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+ 铁碳合金基本相
铁素体——碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，用符号“F” 表示。铁素体保持α-Fe的体心立方晶格类型。铁素体的 强度、硬度较低，塑性、韧性较好。是工业纯铁的主要 组织。
奥氏体——碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体，用符号“A” 表示。奥氏体保持γ-Fe的面心立方晶格类型。奥氏体具 有一定的强度和硬度，塑性、韧性较好。奥氏体属于高 温组织，具有良好的塑性和小的变形抗力，是锻造加工 的理想组织。
高分子材料（橡胶、塑料等）
非金属材料 无机非金属材料（S、P）
复合材料（金属陶瓷复合材料）
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材料的性能是机械制造过程中正确选用零件材料的重要 依据。

弱碳化物形成元素：Mn、Fe
如Fe3C
⑶ 性能比较：强度：固溶体纯金属
硬度：化合物固溶体纯金属
塑性：化合物固溶体纯金属
⑷ 金属化合物形态对性能的影响 ① 基体、晶界网状：强韧性低 ② 晶内片状：强硬度提高，塑韧性降低 ③ 颗粒状： 弥散强化：第二相颗粒越细，数量越多，分布越均匀,
合金的强度、硬度越高，塑韧性略有下降的现象。 ⑸ 固溶体与化合物的区别：①结构；②性能；③表达
MS Mf
P M? +A’M回 M+A’T+M+A’T+B下+?M+A’S
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时间
3、回火时的转变 碳钢：马氏体的分解 ；残余奥氏体分解 ；-碳化物转
变为Fe3C ；Fe3C聚集长大和铁素体多边形化 。 W18Cr4V钢： 560℃三次回火。析出W、Mo、V的碳
化物，产生二次硬化。回火冷却时，A’转变为M。 每次回火加热都使前一次的淬火马氏体回火。 强化钢铁材料最经济有效的热处理工艺是淬火+回火, 它包含了四种基本强化方法。
方式
• 合金元素在钢中的作用
1、强化铁素体； 2、形成化合物——第二相强化 3、扩大（C,Mn,Ni,Co）或缩小（Cr,Si,W,Mo）A相区 4、使S、E点左移 5、影响A化 6、溶于A(除Co外), 使C曲线右移, Vk减小, 淬透性提高。 7、除Co、Al外，使Ms、Mf点下降。
回火脆性。
二、晶体结构
㈠ 纯金属的晶体结构 1、理想金属 ⑴ 晶体：原子呈规则排列的固体。 晶格：表示原子排列规律的空间格架。 晶胞：晶格中代表原子排列规律的最小几何单元。
⑵ 三种常见纯金属的晶体结构
晶格常数
体心立方 a

四、课程的目的
机械制造与材料：结构—性能—加工工艺
内部结构与性能：材料的性能来源于该材料的内部结构，这是对 工程师和学者最具有重要价值的一个原则。 加工工艺与性能：材料必须进行加工，以满足工程师对所设计产 品的要求，目的是要了解结构变化的本质，以便于制定适当的工艺 流程。 使用行为：在材料的选用中，不仅要考虑初始要求，而且要考虑 使那些材料内部结构发生变化，从而导致材料性能发生变化的使用 条件。
一、材料科学与社会发展
其他材料 与陶瓷材料和金属材料发展的同时
天然高分子材料 棉、麻、丝绸材料
功能材料 磁铁—指南针
一、材料科学与社会发展
2. 材料科学发展与现代文明的联系
18世纪世界工业迅速发展，对材料提出了更高要求。 1863年光学显微镜，1912年X射线衍射技术和1932年电 子显微镜等仪器出现 金属学日趋完善，大大推动了金属材料的发展
性能和热处理性能等）
三、机械工程材料
1. 机械工程材料含义：
机械工程材料顾名思义就机械工程中应用的材料问题，应该是跨越机 械和材料两个学科，以机械工业的需求出发，推动材料科学技术的发 展，同时材料科学的新进展又推动了机械工程技术的革新和发展。
三、机械工程材料
2. 材料技术对机械工程发展的促进：
四、课程的目的
一、材料科学与社会发展
2. 材料科学发展与现代文明的联系
现代社会文明的三大支柱：能源、信息和材料 信息时代是建立在材料的基础上
硅半导体→晶体管→集成电路→计算机 磁性材料→信息贮存 激光材料+光导纤维→信息传输→信息网络 能源技术以材料为支撑 再生能源、核能、燃料电池等
信息时代
一、材料科学与社会发展
四、课程的目的