工程材料名词解释

广东技术师范学院 工程材料名词解释工程材料名词解释 一、性能 ㈠ 使用性能 1、力学性能 ⑴ 刚度：材料抵抗弹性变形的能力。 指标为弹性模量： ⑵ 强度：材料抵抗变形和破坏的能力。指标： 抗拉强度  b—材料断裂前承受的最大应力。 屈服强度  s—材料产生微量塑性变形时的应力。 条件屈服强度  0.2—残余塑变为 0.2%时的应力。 疲劳强度  -1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最大应力。 ⑶ 塑性：材料断裂前承受最大塑性变形的能力。指标为 ⑷ 硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力。指标为HB、HRC。 ⑸ 冲击韧性： 材料抵抗冲击破坏的能力。 指标为αk.材料的使用温度应在冷脆转变温度 以上。 ⑹ 断裂韧性：材料抵抗内部裂纹扩展的能力。指标为K1C。 2、化学性能 ⑴ 耐蚀性：材料在介质中抵抗腐蚀的能力。 ⑵ 抗氧化性：材料在高温下抵抗氧化作用的能力。 1 广东技术师范学院 3、耐磨性：材料抵抗磨损的能力。 ㈡ 工艺性能 1、铸造性能：液态金属的流动性、填充性、收缩率、偏析倾向。 2、锻造性能：成型性与变形抗力。 3、切削性能：对刀具的磨损、断屑能力及导热性。 4、焊接性能：产生焊接缺陷的倾向。 5、热处理性能：淬透性、耐回火性、二次硬化、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 ⑶ 立方晶系的晶面指数和晶向指数 ①晶面指数：晶面三坐标截距值倒数取整加（ ） ②晶向指数：晶向上任一点坐标值取整加 [ ] 立方晶系常见的晶面和晶向 ⑷ 晶面族与晶向族 指数不同但原子排列完全相同的 晶面或晶向。 ⑸密排面和密排方向 ——同滑移面与滑移方向 在立方晶系中，指数相同的晶面与晶向相互垂直。 2、实际金属 ⑴多晶体结构：由多晶粒组成的晶体结构。 晶粒：组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体. 2 广东技术师范学院 晶界：晶粒之间的交界面。 ⑵ 晶体缺陷—晶格不完整的部位 ① 点缺陷 空位：晶格中的空结点。 间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。 置换原子：取代原来原子位置的外来原子。 ② 线缺陷——位错 晶格中一部分晶体相对另一部分晶体沿某一晶面发生局部滑移 , 滑移面上滑移区与未滑移 区的交接线. ③ 面缺陷——晶界和亚晶界 亚晶粒：组成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小晶块。亚晶界：亚晶粒之间的交界面。 ④ 晶界的特点： 原子排列不规则； 阻碍位错运动； 熔点低； 耐蚀性低； 产生内吸附； 是相变的优先形核部位。 金属的晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多；需要协调的具有不同位向的晶粒越多， 使得金属塑性变形的抗力越高。 晶粒越细，单位体积内同时参与变形的晶粒数目越多,变形越均匀，在断裂前将发生较大塑 性变形。强度和塑性同时增加，在断裂前消耗的功大，因而韧性也好. 细晶强化：通过细化晶粒来提高强度、硬度和塑性、韧性的方法。 ㈡ 合金的晶体结构 合金：由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。如碳钢、合金钢、铸铁、有色合 金。 相：金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。 1、固溶体：与组成元素之一的晶体结构相同的固相. ⑴ 置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格结点位置形成的固溶体。多为金属元素之间形成的 固溶体。 ⑵ 间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 为过渡族金属元素与小原子半径非金属元素组成。 铁素体：碳在 -Fe 中的固溶体。 奥氏体：碳在 -Fe 中的固溶体。 马氏体：碳在 -Fe 中的过饱和固溶体。 固溶强化：随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 马氏体的硬度主要取决于其含碳量，并随含碳量增加而提高。 ⑵ 金属化合物：与组成元素晶体结构均不相同的固相. ① 正常价化合物如 Mg2Si ② 电子化合物如 Cu3Sn ③ 间隙化合物：由过度族元素与C、N、H、B 等小原子半径的非金属元素组成。 分为结构简单的间隙相和复杂结构的间隙化合物。 强碳化物形成元素：Ti、Nb、V如 TiC、VC 中碳化物形成元素：W、Mo、Cr如 Cr23C6 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 3 广东技术师范学院 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。 8、提高耐回火性（淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力） 9、产生二次硬化(含高 W、Mo、Cr、V 钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物 及回火冷却时 A’转变为 M 回，使硬度不仅不下降，反而升高的现象) 10、防止第二类回火脆性：W、Mo (回火脆性 ：淬火钢在某些温度范围内回火时，出现的冲击韧性下降的现象。) 三、组织 ㈠ 纯金属的组织 1、结晶：金属由液态转变为晶体的过程 ⑴ 结晶的条件——过冷：在理论结晶温度以下发生结晶的现象。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。 ⑵ 结晶的基本过程——晶核形成与晶核长大 形核——自发形核与非自发形核 长大——均匀长大与树枝状长大 ⑶ 结晶晶粒度控制方法：①增加过冷度；②变质处理；③机械振动、搅拌 2、纯金属中的固态转变 同素异构转变：物质在固态下晶体结构随温度而发生变化的现象。 固态转变的特点：①形核部位特殊；②过冷倾向大;③伴随着体积变化。 3、再结晶 ⑴再结晶条件：冷塑性变形 ⑵加热时的变化：回复→再结晶→晶粒长大 再结晶：冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程 .再结晶不是相变过程。 ⑶ 再结晶温度： 发生再结晶的最低温度。 纯金属的最低再结晶温度T 再 0.4T 熔 ⑷ 影响再结晶晶粒度的因 素：①加热温度和时间；②预先变形程度 4、塑性变形： 金属塑性变形方式：滑移和孪生 ⑴ 滑移的特点： ①只能在切应力的作用下发生；②沿密排面和密排方向发生；③位移量是原子间距整数倍； 4 广东技术师范学院 ④伴随着转动 滑移的机理：通过位错运动实现。 孪生特点：①孪生使晶格位向发生改变；②所需切应力比滑移大得多，变形速度极快，接近 于声速；③孪生时相邻原子面的相对位移量小于一个原子间距。 ⑵ 冷热加工：以再结晶温度划分① 冷加工组织：晶粒被拉长压扁、亚结构细化、 织构：变形量大时，大部分晶粒的某一位向与外力趋于一致的现象。 加工硬化： 随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 冷加工使内应力增加，耐蚀性下降，