材料科学基础（A）上讲稿《材料科学基础（A）上》讲稿2018
材料科学基础（A）上 讲稿 《材料科学基础(A)上》 讲 稿 2018
材料科学基础（A）上讲稿目录第一章绪论第二章金属的晶体结构，5本章重点：第一节晶体学基础5第二节晶体中的缺陷（原子无序ImperfectionsinSolids）.15第三章纯金属及合金的结晶，..23本章重点：..23第一节金属结晶的基本规律23.25第二节金属结晶的热力学条件与结构条件第三节形核.26第四节晶体长大.30第五节金属铸锭的宏观组织与缺陷.36.38第四章二元合金的相结构与结晶，..38本章重点：第一节基本概念.38第二节合金的相结构.39第三节相图.44.47第四节匀晶相图及固溶体的结晶第五节共晶相图及其合金的结晶55.58第六节包晶相图及其合金的结晶.第七节其他类型的二元相图60第八节复杂二元相图的分析方法..61第五章铁碳合金..64.64本章重点：第一节铁碳合金中的基本相..64.64第二节铁碳合金相图分析第三节铁碳合金的结晶过程..65第四节含碳量对铁碳合金组织和性能的影响，.68第六章金属及合金的塑性变形.70本章重点：.70第一节金属的变形特性.70第二节金属的塑性变形与强化.71第三节..78多晶体金属的塑性变形第四节合金的塑性变形.79第五节塑性变形对材料组织和性能的影响81..84第七章金属及合金的回复与再结晶本章重点：.84第一节形变金属与合金在退火过程中的变化...85第二节回复86第三节再结晶.87第四节晶粒长大.90I
材料科学基础（A）上 讲稿 I 目 录 第一章 绪论 . 1 第二章 金属的晶体结构 . 5 本章重点： . 5 第一节 晶体学基础 . 5 第二节 晶体中的缺陷（原子无序 Imperfections in Solids） . 15 第三章 纯金属及合金的结晶 . 23 本章重点： . 23 第一节 金属结晶的基本规律 . 23 第二节 金属结晶的热力学条件与结构条件 . 25 第三节 形核 . 26 第四节 晶体长大 . 30 第五节 金属铸锭的宏观组织与缺陷 . 36 第四章 二元合金的相结构与结晶 . 38 本章重点： . 38 第一节 基本概念 . 38 第二节 合金的相结构 . 39 第三节 相图 . 44 第四节 匀晶相图及固溶体的结晶 . 47 第五节 共晶相图及其合金的结晶 . 55 第六节 包晶相图及其合金的结晶 . 58 第七节 其他类型的二元相图 . 60 第八节 复杂二元相图的分析方法 . 61 第五章 铁碳合金 . 64 本章重点： . 64 第一节 铁碳合金中的基本相 . 64 第二节 铁碳合金相图分析 . 64 第三节 铁碳合金的结晶过程 . 65 第四节 含碳量对铁碳合金组织和性能的影响 . 68 第六章 金属及合金的塑性变形 . 70 本章重点： . 70 第一节 金属的变形特性 . 70 第二节 金属的塑性变形与强化 . 71 第三节 多晶体金属的塑性变形 . 78 第四节 合金的塑性变形 . 79 第五节 塑性变形对材料组织和性能的影响 . 81 第七章 金属及合金的回复与再结晶 . 84 本章重点： . 84 第一节 形变金属与合金在退火过程中的变化 . 85 第二节 回 复 . 86 第三节 再结晶 . 87 第四节 晶粒长大 . 90
目录第五节金属的热加工。.91习题与思考题：...93.第八章扩散.94本章重点：..4....第一节概述..94第二节扩散定律.6.第三节影响扩散的因素.97习题与思考题....99II
目 录 II 第五节 金属的热加工 . 91 习题与思考题： . 93 第八章 扩 散 . 94 本章重点： . 94 第一节 概 述 . 94 第二节 扩散定律 . 96 第三节 影响扩散的因素 . 97 习题与思考题 . 99
材料科学基础（A）上讲稿第一章 绪论本门课程共96学时（其中实验20），分上下两个学期，上学期64学时为金属学部分，下学期32学时为金属学热处理及工程材料部分。考核方式：期末闭卷考试成绩占70%，实验成续占15%，平时成绩占15%。材料与人类的进步息息相关，而最早进行系统研究的则是金属材料，金属材料的研究方法、手段、技术，很多均可用于其它材料的研究，是材料研究的基础。鉴于本专业特点，选择本教材。一研究对象、任务和目的1研究的对象：金属和合金1）什么是金属？什么是合金？高的导电性和导热性、金属特性：有金属光泽不透明正的电阻温度系数是金属严格定义良好的延展性（塑性）合金定义：一种金属元素与另一种或几种其它元素，经熔炼或其它方法结合而成的具有金属特性的物质电子云（自由电子）2）金属中原子的结合方式金属晶体中原子结合方式为金属键用金属键模型解释→→金属特性正EEC国通金属键模2本课程的主要任务研究金属与合金的化学成分、加工工艺、组织结构和性能四要素及四要素之间的关系与变化规律L此亦为材料科学的研究内容实际中我们最关心的是性能性能取决于什么因素呢？①化学成分不同，性能不同纯铝40MPa纯铜60MPa纯铁200MPa②化学成分相同，处理方式不同，性能不同500MPa40钢(退火态)40钢（调质态）800MPa1
材料科学基础（A）上 讲稿 1 第一章 绪论 本门课程共 96 学时（其中实验 20），分上下两个学期，上学期 64 学时为金属学部分， 下学期 32 学时为金属学热处理及工程材料部分。考核方式：期末闭卷考试成绩占 70%， 实验成绩占 15%，平时成绩占 15%。 材料与人类的进步息息相关，而最早进行系统研究的则是金属材料，金属材料的研究方法、手段、 技术，很多均可用于其它材料的研究，是材料研究的基础。鉴于本专业特点，选择本教材。 一 研究对象、任务和目的 1 研究的对象：金属和合金 1) 什么是金属？什么是合金？ 高的导电性和导热性、 金属特性： 有金属光泽不透明 正的电阻温度系数 是金属严格定义 良好的延展性(塑性) 合金定义： 一种金属元素与另一种或几种其它元素，经熔炼或其它方法结合而成的具有金属特性的 物质 2) 金属中原子的结合方式 金属晶体中原子结合方式为金属键 用金属键模型解释 →→金属特性 2 本课程的主要任务 研究金属与合金的化学成分、加工工艺、组织结构和性能四要素及四要素之间的关系与变化规律 ┗ 此亦为材料科学的研究内容 ——实际中我们最关心的是性能 性能取决于什么因素呢？ ① 化学成分不同，性能不同 纯铝 40MPa 纯铜 60 MPa 纯铁 200 MPa ② 化学成分相同，处理方式不同，性能不同 40 钢(退火态) 500 MPa 40 钢(调质态) 800 MPa
第一章绪论又如：0.8%C的钢锯条→800℃，冷却方式不同：一根出炉后水冷，性硬而脆，一弯就断：另一根随炉缓慢冷却，性软，弯曲90℃不断为什么会出现这样的变化？1）材料科学研究的四要素及相互关系线化学成分Composition内因性能组织结构PerformanceConstruction外因加工工艺Process提高材料性能的主要途径：·改变材料的化学成分二改进材料的生产工艺，进而改变材料内部的组织结构与性能组织结构有哪些？材料不同层次的结构（1）原子结构组织结构2）晶体结构取决于原子种类（光学显微组织）原子在空间的排列方式材料的组织结构取决于原子种类12内部原子排列的方式3合金元素的存在方式4内部不同尺度的各种结构缺陷2
第一章 绪论 2 又如：0.8℅C 的钢锯条→800℃，冷却方式不同: 一根出炉后水冷，性硬而脆，一弯就断； 另一根随炉缓慢冷却，性软，弯曲 90 ℃不断 为什么会出现这样的变化？ 1） 材料科学研究的四要素及相互关系线 提高材料性能的主要途径: 一 改变材料的化学成分 二 改进材料的生产工艺，进而改变材料内部的组织结构与性能 组织结构有哪些？ 材料不同层次的结构 （1）原子结构 2）晶体结构 组织结构 取决于原子种类 原子在空间的排列方式 （光学显微组织） 材料的组织结构取决于 1 原子种类 2 内部原子排列的方式 3 合金元素的存在方式 4 内部不同尺度的各种结构缺陷 性 能 Performance 加工工艺 Process 化学成分 Composition 组织结构 Construction 内因 外因