本次课内容 1.1金属材料的结构与组织 1.2.3金属材料的理化性能 1.1.2合金的晶体结构★ 物理性能 组元、相、合金、固溶体、 化学性能 金属化合物 113金属材料的组织★ 组织及其影响因素 12金属材料的性能 1.21金属材料的工艺性能 铸造、锻造、焊接性能 切削加工、热处理工艺性能 1.2:2金属材料的机械性能★ 强度、塑性、硬度、韧性 疲劳强度、断裂韧性
本次课内容 1.2 金属材料的性能 1.2.1 金属材料的工艺性能 铸造、锻造、焊接性能 切削加工、热处理工艺性能 1.2.2 金属材料的机械性能 强度、塑性、硬度、韧性 疲劳强度、断裂韧性 1.2.3 金属材料的理化性能 物理性能 化学性能 1.1 金属材料的结构与组织 1.1.2 合金的晶体结构 组元、相、合金、固溶体、 金属化合物 1.1.3 金属材料的组织 组织及其影响因素
Water 1.1.2合金的晶体结构 vapor Water Alcohol 合金(alloy) 一种金 Solution 通过熔 成的具 (b Salt 组元(component)) 组成合 Saturated brine 01 Wate Excess salt Water 二元合金 由两个 (c) (d) (binary component alloy) Figure 10-1 Illustration of phases and solubility:(a)The three forms of water-gas,liquid,and are each a phase.(b)Water and alcohol have unlimited solubility.(c)Salt and water havemitedsoty (d)iland water have vtualyuy. 相(phase) 合金中具有一定化学成分和一定晶体结 构的均匀组成部分。如液相、固相、 相、Y相 固溶体(solid solutions) 2金属化合物(intermetallic compounds)
合金(alloy) 组元(component) 二元合金 (binary component alloy) 相(phase) 一种金属元素同另一种或几种元素， 通过熔化或其它方法结合在一起所形 成的具有金属特性的物质。 组成合金的独立的、最基本的单元。 由两个组元组成的合金。 合金中具有一定化学成分和一定晶体结 构的均匀组成部分。如液相、固相、 相、 相 2 金属化合物(intermetallic compounds) 1 固溶体(solid solutions) 1.1.2 合金的晶体结构 P21
1.1.2合金的晶体结构 1固溶体 合金组元通过溶解形成一种成分和性能均 ● 固溶体 匀的、且结构和组元之一相同的固相。 (solid solutions) 表示为A(B),Cu(Zn) 溶剂 (solvent,host) ● 溶质 (solute,guest) 纯晶体中的 异类原子？ 固溶体分类 纯晶体中的 间隙原子？ H65锌黄铜棒
固溶体 (solid solutions) 溶剂 (solvent, host) 合金组元通过溶解形成一种成分和性能均 匀的、且结构和组元之一相同的固相。 表示为A（B），Cu（Zn） 与固溶体晶格相同的组元。A 溶质 (solute, guest) 与固溶体晶格不同的组元。B 1 固溶体 1.1.2 合金的晶体结构 P22 按溶质原子在溶剂晶格中的位置 置换~ 间隙~ 按溶质原子在溶剂中的溶解度 有限~ 无限~ 溶质原子在固溶体中分布是否有规律 有序~ 无序~ 固溶体分类 纯晶体中的 异类原子？ 纯晶体中的 间隙原子？ H65锌黄铜棒
Figure 10-7 40.,000 The effects of several alloying elements on the yield strength of copper. Nickel and zinc atoms are about the same size as but beryllium 0 re much 30.000 opper ng both ● erence and ing element Ne solution 20,000 Xe 10,000 0 10 20 30 Percent alloying element
固溶体随着溶质原子的溶入而晶格发生畸变，增大了位 错运动的阻力，使金属的滑移变形更加困难，从而提高 了合金的强度和硬度。这种通过形成固溶体使金属强度 和硬度提高的现象叫固溶强化。 固溶强化(solid solution strengthening) 1 固溶体 1.1.2 合金的晶体结构 P22 抗拉强度 硬度 断面收缩率 纯铜 220MPa 40HB 70% 含1%镍的铜固溶体 390MPa 70HB 50%
1.1.2合金的晶体结构 23 ○2金属化合物 金属化合物 合金组元相互作用形成的晶格类型和 (intermetallic compounds) 特性完全不同于任一组元的新相。 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 熔点高、硬度大、脆性大，使金属的 金属化合物的特点 强度和硬度提高，塑性和韧性下降。 正常价化合物 金属化合物的分类 电子化合物 间隙化合物
金属化合物 (intermetallic compounds) 金属化合物的特点 合金组元相互作用形成的晶格类型和 特性完全不同于任一组元的新相。 金属化合物的分类 熔点高、硬度大、脆性大，使金属的 强度和硬度提高，塑性和韧性下降。 正常价化合物 电子化合物 间隙化合物 2 金属化合物 1.1.2 合金的晶体结构 P23