工程材料的组织结构

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材料科学与工程方法论—4. 材料结构、性能与表征的因果关系

材料科学与工程方法论—4. 材料结构、性能与表征的因果关系

E tg (MPa)
3、材料的性能
陶瓷强度的测定: a. 弯曲强度:三点弯曲或四点弯曲方法; b. 抗拉强度:测定时技术上有一定难度,常用弯曲 强度代替,弯曲强度比抗拉强度高 20~40%; c. 抗压强度:远大于抗拉强度,相差10倍左右,特 别适合于制造承受压缩载荷作用的 零部件。
2、材料的结构
b. 实际的晶体结构
◆点缺陷:是一种在三维空间各个方向上尺寸都很小,尺寸范围
约为一个或几个原子间距的缺陷。如空位 ( 正常晶格结点上,未 被原子占有而空着的位臵 )、间隙(不占有正常的晶格位臵,而处 在晶格间隙中的多余原子 )、臵换原子(臵换晶格结点上的原子, 占据正常结点)。
空位
臵换原子
用化学式表示。Mg2Si
电子化合物:不遵守原子价规律,服从电子浓度规律; 间隙化合物:过渡族金属元素与C、N、H、B等原子半径较
小的非金属元素形成的化合物。
显微组织:材料中各相及更微观组元 (化学或几何学的)的形
貌及含量所构成的图象。(显微镜下所观察到的金属中的各种晶 粒的大小、形态和分布)
2、材料的结构
2、材料的结构
(2) 非金属的晶体结构
a. 陶瓷的组织结构: 陶瓷: 是由金属和非金属的无机化合物所构成的多晶固体物
质,实际上是各种无机非金属材料的总称。
晶体结构:以离子键为主的离子晶体(呈晶态) 以共价键为主的共价晶体(呈非晶态) 组织:晶相:是主要组成相。
(主晶相、次晶相、第三晶相) 材料的性能取决于主晶相。
高分子材料:以高分子化合物为主要组分的材料。高分子化合物是分子中 含原子数很多,分子量很大的物质。高分子亦称大分子,高 分子化合物又称高聚物或聚合物。 结构: 大分子链的组成:非金属或非金属元素组成。 大分子链的构型:即高聚物结构单元的排列顺序和连接方式。 大分子链的形态: 线型结构:整个分子呈细长线条状

工程材料—金属材料的结构与组织

工程材料—金属材料的结构与组织

工程材料—金属材料的结构与组织金属材料是工程中最常用的材料之一,广泛应用于建筑、交通、机械、电子等领域。

金属材料的主要特点是具有良好的导电性、导热性、塑性和可焊性。

这些特点使得金属材料在工程中得到广泛应用。

而金属材料的结构和组织对其性能有着重要的影响。

金属材料的结构主要包括晶格结构、晶界和晶粒等。

晶格结构是指金属原子在空间中的有序排列方式。

根据金属原子的排列方式可以分为立方晶系(包括体心立方、面心立方和简单立方)、六方晶系和正交晶系等。

不同晶格结构的金属材料具有不同的性质。

例如,立方晶系的金属材料具有较好的塑性和可焊性,而六方晶系的金属材料具有较高的硬度和强度。

晶格结构对金属材料的导电性和导热性也有一定的影响。

晶界是相邻晶粒之间的界面区域。

晶界的存在对金属材料的性能有着重要的影响。

晶界可以影响金属材料的力学性能、导电性能和光学性能等。

晶界的存在在金属材料中常常会引起晶界势垒。

这种势垒会限制位错的运动,从而影响金属材料的塑性和可焊性。

此外,晶界还可以影响金属材料的导电性和导热性。

晶界的存在会造成电子和热量的散射,从而降低金属材料的导电性和导热性能。

晶粒是金属材料中的基本组织单元。

晶粒是一个由许多金属晶体组成的区域。

晶粒的尺寸和形状对金属材料的性能有着重要的影响。

晶粒的尺寸通常用晶粒平均直径来表示。

晶粒尺寸越小,金属材料的强度和硬度越高,塑性和韧性越差。

这是因为小尺寸的晶粒增加了晶界的数量,从而削弱了金属材料的塑性。

另外,晶粒的形状也会影响金属材料的性能。

例如,金属材料中的拉伸试样通常会出现晶粒拉伸的现象,因此晶粒的形状会对金属材料的延伸性能产生影响。

在工程实践中,通过控制金属材料的结构和组织,可以改变其性能,例如提高强度、硬度、耐蚀性和耐磨性等。

常用的控制手段包括热处理和合金化。

热处理是通过加热和冷却金属材料,改变其晶格结构和晶粒尺寸,从而影响其性能。

合金化是指将其他金属元素加入到基体金属中,形成合金材料。

马氏体定义

马氏体定义

马氏体定义马氏体定义马氏体是一种金属材料的组织结构,由于其优异的力学性能和化学稳定性,成为了现代工程技术中不可或缺的材料之一。

本文将从马氏体的定义、形成机制、组织结构、性质及应用等方面进行详细介绍。

一、马氏体的定义马氏体是一种由奥氏体经过淬火或其他方式形成的金属晶格结构,具有高硬度、高强度和优异的耐磨性。

在冷却过程中,当金属达到临界温度以下时,原本存在于奥氏体中的碳原子会从晶格中分离出来,并与铁原子形成新的化学键。

这些新形成的化学键会导致晶格结构发生变化,从而形成了马氏体。

二、马氏体的形成机制1.淬火法淬火是将金属加热至高温状态后迅速冷却至室温以下。

在淬火过程中,金属内部会产生大量热应力和压应力,导致晶格结构发生变化。

当温度降至临界点以下时,碳原子会从奥氏体中分离出来,并与铁原子形成新的化学键,从而形成马氏体。

2.机械变形法机械变形法是通过在金属表面施加压力或拉伸力,使其晶格结构发生变化,从而形成马氏体。

这种方法适用于一些高强度、高硬度的金属材料,如钨、钼等。

三、马氏体的组织结构马氏体具有一定的组织结构,主要包括以下几个方面:1.板条状马氏体呈现出一种板条状的结构,在金属表面上呈现出一定的纹路。

这种结构可以有效地提高金属材料的硬度和强度。

2.网状马氏体还可以呈现出网状的结构,在金属内部形成一种类似于蜂窝状的结构。

这种结构可以有效地提高金属材料的耐腐蚀性能和化学稳定性。

3.球状在某些情况下,马氏体还可以呈现出球状的结构,在金属内部形成一个个小球状晶粒。

这种结构可以有效地提高金属材料的韧性和延展性。

四、马氏体的性质马氏体具有以下几个方面的性质:1.高硬度由于马氏体具有板条状或网状的结构,其硬度比奥氏体高出很多。

这种高硬度可以有效地提高金属材料的耐磨性和抗刮擦性。

2.高强度马氏体具有一定的强度,可以有效地提高金属材料的承载能力和抗拉伸能力。

这种高强度使得马氏体成为了现代工程技术中不可或缺的材料之一。

3.优异的耐腐蚀性能由于马氏体具有网状结构,其表面积相对较大,可以有效地提高金属材料的耐腐蚀性能和化学稳定性。

工程材料知识点

工程材料知识点

第一章材料的结构与组成1、填写出下表中三种典型金属的基本参数2、根据刚性模型,计算体心立方、面心立方及密排六方晶格的致密度。

体心立方:首先在一个晶胞中总共有8*1/8+1=2个原子,这个两个原子的体积为V1=2*4/ 3πr^3,而晶胞体积为V2=a^3。

根据晶胞中的原子分布可知,体心立方密排方向为[111],从而可以得到4r=a*√3。

根据上述可以计算其致密度为η=V1/V2=π*√3/8=68%。

面心立方:一个胞共有8*1/8+6*1/2=4个原子,这个两个原子的体积为V1=4*4/3πr^3,而晶胞体积为V2=a^3。

面心立方密排方向为[110],从而有4r=a*√2。

根据上述可以计算其致密度为η=V1/V2=π*√2/6=74%。

密排六方:4/3πr^6/a^3=(4/3πx(a/2)^6)/6x(√3a/4)xc=0.743、晶粒的大小对材料力学性能有哪些影响?用哪些方法可使液态金属结晶后获得细晶粒?晶粒度的大小对金属材料的力学性能有很大影响。

金属材料晶粒越小,其综合力学性能越好,即强度、硬度、塑性、韧性越高。

细化液态金属结晶晶粒的方法:增大过冷度、变质处理、振动或搅拌。

4、什么是过冷度?过冷度和冷却速度有什么关系?金属在实际结晶过程中,从液态必须冷却到理论结晶温度(T0)以下才开始结晶,这种现象称为过冷。

理论结晶温度T0和实际结晶温度T1之差△T,称为过冷度。

金属结晶时的过冷度并不是一个恒定值,而是与冷却速度有关,冷却速度越大,过冷度就越大,金属的实际结晶温度也就越低。

5、实际金属晶体存在哪些缺陷?对材料性能有何影响?晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷三种缺陷。

其中点缺陷包括空位、间隙原子、置换原子。

线缺陷包括刃型位错、螺型位错。

面缺陷包括晶体的表面、晶界、亚晶界、相界。

它们对力学性能的影响:使得金属塑性、硬度以及抗拉压力显著降低等等。

第二章材料的力学行为1、说明下列力学性能指标的名称、单位及其含义。

工程材料与机械制造基础课后习题答案

工程材料与机械制造基础课后习题答案

《工程材料及机械制造基础》习题答案齐乐华主编第一章材料的种类与性能(P7)1、金属材料的使用性能包括哪些?力学性能、物理性能、化学性能等。

2、什么是金属的力学性能?它包括那些主要力学指标?金属材料的力学性能:金属材料在外力作用下所表现出来的与弹性和非弹性反应相关或涉及力与应变关系的性能。

主要包括:弹性、塑性、强度、硬度、冲击韧性等。

3、一根直径10mm的钢棒,在拉伸断裂时直径变为8.5mm,此钢的抗拉强度为450Mpa,问此棒能承受的最大载荷为多少?断面收缩率是多少?F=35325N ψ=27.75%4、简述洛氏硬度的测试原理。

以压头压入金属材料的压痕深度来表征材料的硬度。

5、什么是蠕变和应力松弛?蠕变:金属在长时间恒温、恒应力作用下,发生缓慢塑性变形的现象。

应力松弛:承受弹性变形的零件,在工作过程中总变形量不变,但随时间的延长,工作应力逐渐衰减的现象。

6、金属腐蚀的方式主要有哪几种?金属防腐的方法有哪些?主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。

防腐方法:1)改变金属的化学成分;2)通过覆盖法将金属同腐蚀介质隔离;3)改善腐蚀环境;4)阴极保护法。

第二章材料的组织结构(P26)1、简述金属三种典型结构的特点。

体心立方晶格:晶格属于立方晶系,在晶胞的中心和每个顶角各有一个原子。

每个体心立方晶格的原子数为:2个。

塑性较好。

面心立方晶格:晶格属于立方晶系,在晶胞的8个顶角和6个面的中心各有一个原子。

每个面心立方晶格的原子数为:4个。

塑性优于体心立方晶格的金属。

密排六方晶格:晶格属于六方棱柱体,在六棱柱晶胞的12个项角上各有一个原子,两个端面的中心各有一个原子,晶胞内部有三个原子。

每个密排六方晶胞原子数为:6个,较脆2、金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?存在点缺陷、线缺陷和面缺陷。

使金属抵抗塑性变形的能力提高,从而使金属强度、硬度提高,但防腐蚀能力下降。

3、合金元素在金属中存在的形式有哪几种?各具备什么特性?存在的形式有固溶体和金属化合物两种。

工程资料的组成

工程资料的组成

3、人员资质证书
三类人员资质证书、管理人员资质证书、特殊工种资质证书。
பைடு நூலகம்
4、保证体系:
安全保证体系备案记录表,质量保证体系审查表。
5、临时设施:
临设专项方案(围墙、宿舍、活动房、食堂)附成套活动房产品合格证、检测 报告;
杭州建工集团有限责任公司
HANGZHOU CONSTRUCTION ENGINEERING GROUP CO.,LTD.
杭州建工集团有限责任公司
HANGZHOU CONSTRUCTION ENGINEERING GROUP CO.,LTD.
混凝土试块1
1、作用 1)标准养护试块:具有与结构混凝土相同的原材料、配合比, 并在理想的条件下养护,能有效代表结构混凝土本身的质量(体 现的是混凝土厂提供的混凝土的质量)。 2)同条件养护试块:具有与结构混凝土相同的原材料、配合比 和养护条件,能有效代表结构混凝土的实际质量。(混凝土本身 质量+后期实际养护=实际质量) 标养试块和同条件试块需要进行混凝土评定。运用统计方法进行 整体混凝土评定,从而得出建筑物的混凝土质量。 3)拆模试块:同条件试块的一种,但养护龄期与评定同条件试 块不同。施工中根据拆模试块的强度来确定结构构件的拆模时间 。(施工过程中,根据同条件养护时间的强度来确定结构构件拆 模、出池、吊装、张拉、放张及施工期间临时负荷时的混凝土强 度。) 4)抗渗试块:评定抗渗混凝土抗渗性能。
混凝土试块见证取样1
7.4.1结构混凝土的强度等级必须符合设计要求。用于检查结构构件 混凝土强度的试件,应在混凝土的浇筑地点随机抽取。取样与试件留 置应符合下列规定。 1、每拌制100盘且不超过100m³的配合比的混凝土,取样不得少于 一次。 2、每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时,取样不得少 于1次; 3、当一次连续浇筑超过1000m³,同一配合比的混凝土每200m³取样 不得少于一次。 4、每一楼层、同一配合比的混凝土取样不得少于一次; 5、每次取样应至少留置一组标准养护试件,同条件养护试件的留 置组数应根据实际需要确定。 7.4.2对有抗渗要求的混凝土结构,其混凝土试件应在浇筑地点随机 取样。同一工程、同一配合比的混凝土,取样不应少于一次,留置组 数可根据实际需要确定 ——GB5024-2002 混凝土结构验收规范

工程材料02(金属与合金的晶体结构)

工程材料02(金属与合金的晶体结构)

金属材料的性能特点一般地,金属材料与非金属材料相比,金属材料具有良好的力学性能,而且工艺性能也较好。

即使都是金属材料,不同成分和不同状态下的性能也会有很大的差异。

造成这些性能差异的主要原因是材料内部结构不同,因此掌握金属与合金的内部结构特点,对于合理选材具有重要意义。

金属材料是靠原子间金属键结合起来的。

金属键——金属材料内部,呈一定规律排列的正离子与公有化的自由电子靠库仑力结合起来,这种结合力即为金属键。

(正离子+公有电子云、无方向性、非饱和性)金属材料的性能特点:1、良好的导电、导热性。

2、正的电阻温度系数3、良好的塑性4、不透明、有金属光泽第一节晶体的基本知识金属材料一般都是晶体,具有晶体的特性。

一、晶体——内部原子呈规则排列的物质。

晶体材料(单晶体)的特性:①具有固定的熔点。

②具有规则的几何外形。

③具有“各向异性”。

二、晶格、晶胞和晶格常数1、晶格——描述晶体中原子排列规律的空间点阵。

将原子的振动中心抽象为一几何点,再用直线的连接表示原子之间的相互作用。

2、晶胞——由于晶格排列具有周期性,研究晶格时,取出能代表晶格特征的最小基本单元即称为晶胞。

3、晶格常数——用来描述晶胞大小与形状的几何参数。

三条棱长:a、b、c三条棱的夹角:α、β、γ对于简单立方晶胞:棱长a=b=c 夹角α= β= γ= 90°第二节纯金属的晶体结构一、典型的晶格类型各种晶体由于其晶格类型和晶格常数不同,往往呈现出不同的物理、化学及力学性能。

除少数金属具有复杂晶格外,大多数晶体结构比较简单,典型的晶格结构主要有以下三种:1、体心立方晶格(bcc)2、面心立方晶格(fcc)3、密排六方晶格(hcp)1、体心立方晶格(bcc )晶格常数: a = b = c ;α=β=γ= 90°密排方向(原子排列最紧密的方向):立方体的对角线方向原子半径:属于bcc 晶格的金属主要有:α-Fe 、Cr 、W 、Mo 、V 等ar 432、面心立方晶格(fcc )晶格常数: a = b = c ;α=β=γ= 90°密排方向:立方体表面的对角线方向原子半径:属于fcc 晶格的金属主要有:γ-Fe 、Cu 、Al 、Au 、Ag 等。

工程材料及机械制造基础习题及答案.

工程材料及机械制造基础习题及答案.

第一章材料的种类与性能1.强度:强度是指在外力作用下,材料抵抗变形和断裂的能力。

2.屈服强度:材料在外力作用下开始发生塑性变形的最低应力值。

3.弹性极限:产生的变形是可以恢复的变形的点对应的弹性变形阶段最大应力称为弹性极限。

4.弹性模量:材料在弹性变形范围内的应力与应变的比值称为弹性模量。

5.抗拉强度:抗拉强度是试样拉断前所能承受的最大应力值。

6.塑性:断裂前材料产生的塑性变形的能力称为塑性。

7.硬度:硬度是材料抵抗硬物压入其表面的能力。

8.冲击韧度:冲击韧度是材料抵抗冲击载荷的能力。

9.断裂韧度:断裂韧度是材料抵抗裂纹扩展的能力。

10.疲劳强度:疲劳强度是用来表征材料抵抗疲劳的能力。

11.黏着磨损:黏着磨损又称咬合磨损,其实质是接触面在接触压力作用下局部发生黏着,在相对运动时黏着处又分离,使接触面上有小颗粒被拉拽出来,反复进行造成黏着磨损。

12.磨粒磨损:磨粒磨损是当摩擦副一方的硬度比另一方大的多时,或者在接触面之间存在着硬质粒子是所产生的磨损。

13.腐蚀磨损:腐蚀磨损是由于外界环境引起金属表面的腐蚀物剥落,与金属表面之间的机械磨损相结合而出现的磨损。

14.功能材料:是具有某种特殊的物理性能,化学性能,生物性能以及某些功能之间可以相互转化的材料。

15.使用性能:是指在正常使用条件下能保证安全可靠工作所必备的性能,包括材料的力学性能,物理性能,化学性能等。

16.工艺性能:是指材料的可加工性,包括可锻性,铸造性能,焊接性,热处理性能及切削加工性。

17.交变载荷:大小,方向随时间呈周期性变化的载荷作用。

18.疲劳:是机械零件在循环或交变载荷作用下,经过较长时间的工作而发生断裂的现象。

20.蠕变:固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。

21.脆断:在拉应力状态下没有出现塑性变形而突然发生脆性断裂的现象。

22.应力松弛:是指承受弹性应变的零件在工作过程中总变形量保持不变,但随时间的延长,工作应力自行逐渐衰减的现象。

工程钢结构施工组织设计方案

工程钢结构施工组织设计方案

工程钢结构施工组织设计方案钢结构施工组织设计方案一、工程概况本项目为一座五层的钢结构厂房,总建筑面积为8000平方米。

屋面覆盖材料为玻璃钢板,并设置北向天窗,方便光线照射。

工程地处地势平坦的工业区,周围无高层建筑物,交通便利,建筑场地为直角三角形,其两短边分别为60米、80米,长边为100米。

二、机械设备及施工技术大致机械设备有:1、塔吊:型号为QTZ50,高度为50米,最大起重量为5吨,工作半径为3-50米。

2、起重机:型号为QZ-10,最大起重量为10吨。

3、防护网:用于装配工和高空工作所需要。

4、金属锤、锤子、电锤、手锯、钢锯、手电钻等工具。

施工技术:依据设计施工图,尽量减少吊装环节,采用拼装式安装。

先进行基础施工工作,包括挖掘基坑、安装钢筋、浇筑混凝土等。

待基础固定后,开始进行立柱、梁、檩条等钢结构拼装工作,整体进行拼装,对于模块化的部分可以采用进口自动拼装式焊接设备进行施工。

后进行屋面板材、门窗翻斗等安装工作。

三、施工流程1、钢结构柱子的制作,每片钢构件尺寸必须符合设计要求,包括长、宽和厚度等,符合质量标准和设计荷载要求。

2、钢梁加工、准备、检查和校验,必须符合设计要求,包括钢梁的长度、尺寸、形状、厚度等,符合质量标准和设计荷载要求。

3、车库板钢构件必须根据设计要求加工制作,确保钢构件尺寸精准,避免浪费和“紊乱”错误的情况。

4、钢构件的加工和制作完成后,开始初步检查,对钢构件进行校正和矫正。

5、将调整后的钢构件装配好,进一步加密,确保强度和可靠性。

6、将钢构件架设到基础上,然后将其固定,包括地脚螺栓和焊接等。

7、按照设计要求和施工流程要求,安装防护网,以及临时梯子等安全设施。

8、涂漆处理,根据设计要求选择涂装色彩和材料,确保施工过程中表面的完成度,保证施工质量。

9、屋顶材料的安装,通过地面组装和吊装,将设计好的屋顶材料进行安装。

此过程需要注意屋面的水平度和整体的质量。

10、门窗等辅助构件的安装,对门窗进行定位、固定和调整,保证窗户玻璃大小符合设计要求。

材料的结构组织与性能1

材料的结构组织与性能1

增强 水泥


陶瓷纤维 增强塑料
陶瓷纤维 增强橡胶
碳 素
碳纤维 增强金属
增强 陶瓷
陶瓷增 强玻璃
增强 水泥
碳纤维 强碳复 合材料

碳纤维 增强塑料
碳纤碳黑 增强橡胶
玻 璃



增强 水泥
无无Βιβλιοθήκη 玻璃纤维 增强塑料无
木材 有 机 材 料



水泥 木丝板 增强 水泥


纤维板 高聚物 纤维增强 塑料
无 高聚物 纤维增强 橡胶
图6.2
珠光体电化学腐蚀示意图
金属的氧化
金属材料在干燥气体介质中也能通过化学反应而被氧化。金属的氧 化,特别是高温下的氧化,是工程设计(如火箭发动机、高温石油化工 设备设计等)中必须重视的一个问题。 如果金属在氧化过程中形成的氧化膜具备下列条件,则这层金属氧 化膜将成为保护膜而阻止金属进一步氧化,从而提高金属的抗氧化能力。
材料的性能
材料具有各种不同的性能,如为了满足各类工程结构 和机械装置的服役条件,人们不断对工程材料的性能提出 新的要求。 使用性能:指材料在特定服役条件下保证能 安全地 工作所必需的性能,包括物理性能、化学性能、力学 金 性能三种,其中力学性能是金属材料最基本最常用的 属 性能 材 料 的 工艺性能:工艺性能是指材料在各种加工和处理 性 中所应具备的性能,如铸造性能、锻造性能、切削 能
例:
•航空机械——要求有低的密度,
•精密铸造金属及合金——要求有低的膨胀系数; •熔断器用保险丝——要求有低的熔点; •电热器用金属丝——要求有高的电阻; •导线——要求良好的导电性能;
•电机和变压器的铁芯材料——要求磁通大,磁损小

施工组织设计组织机构框图

施工组织设计组织机构框图

施工组织设计组织机构框图标题:施工组织设计组织机构框图
引言概述:
施工组织设计是施工项目管理中的重要环节,组织机构框图是施工组织设计的重要内容之一。

组织机构框图反映了施工单位内部各部门之间的职责关系和协作关系,是施工项目管理的基础。

本文将详细介绍施工组织设计中的组织机构框图内容及其重要性。

一、施工单位总体组织结构
1.1 施工单位总经理办公室
1.2 技术质量部
1.3 安全生产部
二、施工单位生产组织结构
2.1 生产管理部
2.2 项目管理部
2.3 物资管理部
三、施工单位后勤保障结构
3.1 人力资源部
3.2 财务部
3.3 设备管理部
四、施工单位外部协作组织结构
4.1 供应商管理部
4.2 分包商管理部
4.3 监理单位协调部
五、施工单位沟通协调机构
5.1 项目办公室
5.2 项目经理办公室
5.3 项目协调办公室
结论:
施工组织设计中的组织机构框图是施工项目管理的重要内容,合理的组织机构框图能够明确各部门之间的职责和协作关系,提高施工项目的管理效率和质量。

因此,在进行施工组织设计时,应该认真制定和完善组织机构框图,确保施工项目的顺利进行和顺利完成。

土木工程材料-第四节材料的组成、结构与构造

土木工程材料-第四节材料的组成、结构与构造
耐候性
材料抵抗阳光、风雨、温度变化等自然因素的能力,影响材料的长期 性能。
THANKS
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土木工程材料-第四节材料的 组成、结构与构造
• 材料的组成 • 材料的结构 • 材料的构造 • 材料的基本性质
01
材料的组成
材料的化学组成
元素组成
每种材料都由多种元素组成,这些元素以不同的比例和方式结合, 形成材料的化学性质。
化合物的形成
元素之间可以形成化合物,这些化合物对材料的性能产生重要影响。
结构单元。
例如,钢材的细观构造包括铁素 体、珠光体、渗碳体等组成相。
这些细观构造对材料的力学性能 和加工性能具有重要影响。
材料的微观构造
01
微观构造是指材料在电子显微镜下观察到的结构状况,通常是 指材料的原子或分子的排列状态。
02
例如,陶瓷材料的微观构造包括原子或分子的晶体结构、晶界、
位错等。
这些微观构造对材料的物理性能和化学性能具有重要影响,如
化学键的类型
材料中的元素通过共价键、离子键或金属键等化学键结合在一起, 这些化学键的类型决定了材料的性质。
材料的物理组成
相的概念
01
材料由不同的相组成,如固相、液相和气相,这些相的性质和
分布对材料的整体性能产生影响。
颗粒大小与形状
02
材料的颗粒大小和形状决定了材料的表面积和孔隙率,进而影
响材料的性能。
材料在弹性变形范围内,应力与应变的比值,反 映材料的刚度。
泊松比
材料横向应变与纵向应变的比值,反映材料的横 向变形特性。
抗拉强度
材料在拉力作用下所能承受的最大应力值,反映 材料的抗拉能力。
材料的耐久性
耐久性

金属材料的组织结构与性能分析

金属材料的组织结构与性能分析

金属材料的组织结构与性能分析1.引言金属材料是一种常见的工程材料,广泛应用于各个领域。

金属材料的组织结构对其性能具有重要影响。

本文将从晶体结构、晶粒结构和缺陷结构三个方面来分析金属材料的组织结构与性能。

2.晶体结构对金属材料性能的影响2.1面心立方(FCC)结构FCC结构的金属材料在空间中具有紧密堆积的密排结构,因此具有良好的塑性和延展性。

典型的FCC结构材料包括铝、铜和银等。

这些金属材料的晶体结构使其具有良好的机械性能和导电性能。

2.2体心立方(BCC)结构BCC结构的金属材料的原子布局呈立方形,中心原子会被其他原子所包围。

BCC结构的金属材料具有良好的韧性和强度。

典型的BCC结构材料包括铁、钢和钨等。

这些金属材料因其晶体结构的特性,因此在高温和高应力环境下表现出优异的性能。

2.3密排六方(HCP)结构HCP结构的金属材料在三轴方向上没有相同的近邻,使其具有良好的蠕变性能。

典型的HCP结构材料包括钛、锆和镁等。

这些金属材料因其晶体结构的特点,在高温和高压环境下表现出优异的性能。

3.晶粒结构对金属材料性能的影响3.1晶粒尺寸晶粒尺寸是指晶体中一个晶粒的大小。

晶粒尺寸的减小会提高金属材料的强度和硬度,但会降低其韧性。

这是因为小尺寸的晶粒会限制晶界的运动和位错的运动。

3.2晶粒定向性晶粒定向性是指晶粒中晶体的取向关系。

晶粒定向性的提高可以增加金属材料的力学性能。

例如,陶瓷涂层中通过控制晶粒的定向性可以提高其耐磨性能。

4.缺陷结构对金属材料性能的影响金属材料中存在各种缺陷结构,不同的缺陷结构对金属材料的性能有着不同的影响。

4.1晶界晶界是相邻晶粒之间的界面。

晶界的存在会限制晶体的运动,并对金属材料的塑性和强度产生影响。

4.2位错位错是晶体中的一个原子或多个原子的错位。

位错的运动会导致金属材料的形变,从而影响其塑性和强度。

5.结论。

材料的组织结构与性能的关系重点

材料的组织结构与性能的关系重点

第三章材料的组织结构与性能的关系在第一章,我们特别强调指出微观结构不同性能会不同。

上一章,我们进一步明确了微观结构的具体物理意义。

微观结构具体怎样影响性能,有哪些客观规律,就是这一章大家要学习的内容。

掌握了这些知识,将会为大家选用材料,研制新材料提供理论依据。

结构材料和功能材料的区分在于人们对于材料主要要求的性能不同。

对于结构材料,材料的强度、韧性是主要要求的性能,这种性能对材料的组织、原子排列方式很敏感;而功能材料主要要求材料的声、电、热、光、磁等物理性能和化学性能,它们往往对组织不那么敏感,而对材料中的电子分布与运动敏感。

所以本章分成结构材料和功能材料二部分来介绍。

结构材料在工业文明中发挥了巨大作用。

大到海洋平台,小到一枚螺丝钉,它们所用材料都要考虑承载能力,都是用结构材料。

面向21世纪,进一步发展空间技术、核能、海洋开发、石油、化工、建筑建材及交通运输等等仍然要依赖于结构材料。

其中金属材料以前是,现代仍然是占主导地位;在一些关键部位或特殊环境下如高温、腐蚀条件下要用到结构陶瓷;高分子材料重量轻、耐腐蚀的优点使人们在一些承载低的工况下用它做结构材料;复合材料由于可利用各种材料之长,正成为大家关注的热点,其作为结构材料使用的场合不断增加。

总之,这几类材料都可以作结构材料,但各有优缺点,通过学习大家要掌握这几类结构材料的特点和一些典型材料微观结构对性能的影响规律。

功能材料是当代新技术,如信息技术、生物工程技术、航空航天技术、能源技术、先进制造技术、先进防御技术……的物质基础,是新技术革命的先导,它的用量不大,但作用不小。

金属材料、无机非金属材料、高分子材料中都有一些是功能材料,不同功能材料的复合更有可能开发出多功能的功能材料。

由于这几类材料的声、光、电、热、磁各物理性质在本质上有共同的地方,所以功能材料部分我们按电、光、磁的顺序来介绍。

这三种物理性质用的较多。

对于电、光、磁本质的了解可以使我们容易理解形形色色的功能材料。

施工组织架构图(1)

施工组织架构图(1)

施工组织架构图针对本项目管理机构的人员配备情况如下:说明:领导层的岗位职责项目负责人1、代表我公司履行对业主合约的责任,并受业主委托行使对分包单位的管理权。

2、对工程进度、质量、安全、文明施工、环境保护向业主全面负责;3、审批总进度计划及修订与调整;4、审批工程项目总质量保证计划;5、审批总材料供应计划;6、审批工程分包计划;7、负责组织工程成本的分析、预测及控制,对项目财政运作负责;8、与业主、监理保持经常接触,了解业主需求,解决随机出现的问题,替业主排忧解难,确保业主的利益;9、执行公司制定的质量政策及安全政策、环保政策。

项目副经理1、代表我公司履行对业主合约的责任,并受业主委托行使对分包单位的管理权.2、对工程进度、质量、安全、文明施工、环境保护向业主全面负责;3、审批总进度计划及修订与调整;4、审批工程项目总质量保证计划;5、审批总材料供应计划;6、审批工程分包计划;7、负责组织工程成本的分析、预测及控制,对项目财政运作负责;8、与业主、监理保持经常接触,了解业主需求,解决随机出现的问题,替业主排忧解难,确保业主的利益;9、执行公司制定的质量政策及安全政策、环保政策.技术负责人1、主管技术部和质保部工作,并指导项目全体员工严格执行公司的质量政策;2、审核各分包商的重大施工方案,确保方案安全可行;3、协助设计院组织设计深化,优化并组织专业图纸的补充,协调工作;4、统筹策划项目总体施工组织安排,组织编制总进度计划及总质量保证计划;5、策划土建、机电及其他专业的协调方案;6、组织工程技术资料的收集、汇总、管理,负责竣工技术资料的汇编工作;7、按工程需要组织坐标高程网布点测量成果的复核交接及日常管理工作;8、确保项目全面执行质量保证计划,参与、指导质量管理工作。

9、建立项目质量、环境保证体系,负责编制项目“质量保证计划”,报批后执行,并使之有效运作,符合公司营运及业主要求;10、负责对各部门的质量管理情况定期进行内部审核,并提出内审报告;11、同业主授权代表保持联络,并按要求提交报告;12、审核分包质量管理文件;13、配合业主监理公司实施工程质量监控,签署定期质检报告。

外墙铝单板钢结构工程施工组织设计

外墙铝单板钢结构工程施工组织设计

国家电投平潭综合智慧能源项目一期工程外墙铝单板、钢构造工程施工组织设计施工单位: 福建亚特建设工程有限企业编制时间:二O一七年十月一十五日目录第一章综合阐明 (4)第一节编制阐明 (4)第二节编制根据 (4)第三节工程概况 (6)第四节本工程要点及难点 (7)第二章施工布署 (10)第一节施工总体安排 (10)第二节施工准备 (11)第三节施工现场布置 (12)第三章施工管理和技术人员配置计划 (13)第一节施工管理旳指导思想 (13)第二节施工管理旳原则 (13)第三节项目部管理人员职责 (14)第四节对项目管理工作旳主要要求 (16)第四章劳动力、材料、施工机械配置和进场计划 (18)第一节劳动力进场组织计划 (18)第二节材料进场组织安排 (21)第三节机械设备进场组织计划 (23)第五章施工进度工期确保措施 (26)第一节工期计划管理旳原则 (26)第二节施工工期总体安排 (27)第三节施工进度控制措施 (28)第四节工期确保措施 (31)第六章主要施工措施和技术措施 (35)第一节测量放线方案 (35)第二节钢构造施工方案 (40)第三节铝单板施工方案 (43)第四节成品保护 (45)第七章质量确保计划 (48)第一节质量确保体系 (48)第二节工程质量目旳确保措施 (49)第三节工程质量确保措施 (53)第八章安全、文明生产确保措施 (61)第一节雨季节施工措施 (61)第二节安全生产确保措施 (62)第三节文明施工确保措施 (79)第九章附表 (81)附表1:拟投入旳主要施工机械设备配置表 (81)附表2:人员组织计划 (82)附表3:施工进度计划 (83)第一章综合阐明第一节编制阐明本施工组织设计是专为国家电投平潭综合能源示范项目临时冷站外墙铝单板、钢构造工程,在“施工组织、施工管理、劳动力组织、材料设备供给、施工工艺、进度计划、质量安全措施”等方面,精心规划旳施工组织方案,目旳是为了使本工程在钢构造及铝板装饰施工旳全过程中,使各个工作环节一直处于受控状态,工程管理愈加合理有效,确保本工程达成协议目旳,业主称心满意,为业主“保质、保量、保工期”地贡献一种优质工程。

工程材料的组织结构

工程材料的组织结构
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
共析钢组织金相图
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% )
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
亚共析钢组织金相图
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
4.过共析钢 ( Wc = 1.2% )
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
过共析钢组织金相图
• 亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron )
• 过共晶白口铁( hypereutectoid white iron )
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
1.工业纯铁 ( Wc < 0.0218% )
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
2. 共析钢 ( Wc = 0.77% )
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
过共晶白口铁组织金相图
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
四 碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响 • 碳的质量分数对平衡组织的影响。 • 碳的质量分数对力学性能的影响。 • 碳的质量分数对工艺性能的影响。
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
选择材料方面的应用 制定热加工工艺方面的应用
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
(一).选择材料方面的应用 1. 分析零件的工作条件, 根据铁碳合金成分、 组织、性能之间的变化规律进行选择材料。
2. 根据铁碳合金成分、组织、性能之间 的变化 规律 , 确定选定材料的工作范围。
《工程材料与热加工基础》——程晓宇
•精品课件!
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(二).制定热加工工艺方面的应用
《工程材料与热加工基础》——程晓宇

材料的晶体结构与组织工程

材料的晶体结构与组织工程

材料的晶体结构与组织工程材料的晶体结构与组织工程在材料科学与工程领域中扮演着重要的角色。

通过对材料的晶体结构的研究和工程设计,可以调控材料的性能和特性,以满足不同领域的需求。

本文将探讨材料的晶体结构与组织工程的相关内容,旨在增强对这一领域的理解。

第一部分:晶体结构的基础知识晶体是一种具有有序排列的原子、离子或分子结构的物质。

它们通常以高度对称的方式堆积在一起,形成规则的晶格结构。

晶体的基本组成单位被称为晶胞,晶胞的排列方式形成了晶格。

晶体的结构可以通过X射线衍射、电子显微镜等实验方法进行表征。

通过这些方法,我们可以得到晶体的晶格常数、晶胞的几何形状以及原子、离子或分子的排列方式。

第二部分:晶体结构与材料性能材料的晶体结构直接影响着其物理、化学和力学性能。

例如,在金属材料中,晶粒的尺寸和取向决定了材料的塑性和强度。

通过控制晶粒大小和形状,可以增强材料的强度和韧性。

另外,晶体结构还能够影响材料的导电性、耐腐蚀性等特性。

通过调控晶体结构,可以改变材料的导电性能,使其更适用于电子器件的制造。

此外,通过选择适当的晶体结构,还可以提高材料的耐腐蚀性能,延长材料的使用寿命。

第三部分:组织工程的概念与应用组织工程是一种利用生物学、材料学和工程学等知识,并结合细胞培养和材料制备技术,构建功能性组织和器官的学科。

在材料科学领域,组织工程的目标是通过控制材料的组织结构和化学组成,调控细胞和组织的生长、分化和功能。

组织工程在假体、再生医学等领域有着广泛的应用。

通过将材料的晶体结构与组织工程相结合,可以构建具有特定功能和特性的人造器官,以替代受损的组织或器官。

例如,通过在人工骨组织中引入不同晶体结构的材料,可以模拟天然骨组织的力学特性,用于骨折修复和骨缺损治疗。

第四部分:晶体结构与组织工程的挑战与展望尽管材料的晶体结构与组织工程在科学和工程领域中已取得了重要成果,但仍存在一些挑战。

首先,如何精确控制材料的晶体结构仍是一个难题。

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凝固
液态L→固态S S可以是非晶体。
结晶
一种原子排列状态过渡为另一种原子 规则排列状态(晶态)的转 变过程。 一次结晶:L→S晶态 二次结晶:S→S晶态
一、纯金属冷却曲线分析
过冷:纯金属实际结晶温度总是
低于理论结晶温度,为什么?
过冷度Δ T = T0-T1 冷却速度越快,过冷度越大。
冷却曲线上出现平台,为什么?
它是强化金属材料的 重要途径之一。
二、合金的相结构
金属化合物
它是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。
金属化合物的性能
金属化合物一般具有复杂的晶格结构,熔点高,硬而脆。当合金中 出现金属间化合物时,通常能提高合金的强度、硬度和耐磨性,但会降 低塑性和韧性。金属间化合物是各类合金钢、硬质合金及许多有色金属 的重要组成相。
一、常见金属晶体结构
面心立方晶格
常见的面心立方晶格金属有: 铝、铜、镍、金、银、γ -Fe等。
晶胞原子数—FCC为4个。原子半径—FCC为√2/4a;致密度—FCC为74 % ;配位数—12个 ;空隙半径—四面体空隙半径0.225r;八面体空隙半 径0.414r 。
一、常见金属晶体结构
密排六方晶格
一、基本概念
组织
组织是指用肉眼或显微镜等所观察到的材料的微观形貌。 合金的组织是由数量、大小、形状和分布方式不同的各种相所 组成的。 不同组织具有不同的性能。 由不同组织构成的材料具有不同的性能。 同一种钢经过不同的热处理可以获得不同的组织,从而获得不 同的性能。 45钢经过不同的热处理可以获得珠光体、索氏体、屈氏体、贝 氏体、马氏体等组织。并获得不同的性能。
组元可以是金属、非金属或稳定化合物。
一、基本概念

在物质中,凡是成分相同,结构相同并与其他部分以界面分开的均 匀组成部分,称为相。 在固态下,物质可以是单相的,也可以是多相的。 铁在同素异构转变过程中,会出现相的变化。 纯铁是单相的,而钢一般是双相或是多相的。 固态白铜(铜与镍二元合金)是单相的。 合金中有两类基本相:固溶体和金属化合物。
奥氏体A
以铁素体具有良好的塑性和 韧性,强度和硬度较低,性 能与纯铁相近。
奥氏体是碳在γ -Fe中形成的间隙固溶体,呈面心立方结构,用 “A”表示。碳在γ -Fe中的溶解度较大,727℃时为0.77%,1148℃达 到最大溶碳量2.11%。
奥氏体的强度、硬度不高,且具 有良好的塑性。因此,生产中常 渗碳体Fe3C 将工件加热到奥氏体状态进行锻 渗碳体硬度很高,塑性很差, 造。 渗碳体是铁和碳组成的金属化合物,含碳量为 6.69%,分子式 Fe3C, 伸长率和冲击韧度几乎为零, 熔点为1227℃, 是一个硬而脆的组织,是钢铁 中的强化相。
固溶强化的原因: 由于溶质原子 的溶入,使固溶体的晶格发生畸 变,晶格畸变增大位错运动的阻 力,使金属滑移变形变得更加困 难,变形抗力增大,从而提高合 金的强度和硬度。
称为固溶强化。
固溶体的性能
固溶体与纯金属相比强度、硬度升高。固溶体的强度和塑性、韧 性之间有较好的配合,所以,其综合性能较好,常作为结构合金的基 体相。
E
F G K P S Q
1148
1148 912 727 727 727 600
2.11
6.69 0 6.69 0.0218 0.77 0.0057
碳在 γ-Fe中的最大溶解度
Fe3C的成分 α-Fe→ γ-Fe同素异构转变点 Fe3C的成分 碳在 α-Fe中的最大溶解度 共析点(A1) AS→ FP+Fe3C 600 ℃时碳在 α-Fe中的溶解度
当金属化合物呈细小颗粒均匀分 布在固溶体基体上时,将显著提 高合金的强度、硬度和耐磨性(此 现象称为弥散强化)。
二、合金的相结构
机械混合物
工业合金中其组织仅由化合物单相组成的情况是不存在的。因为化 合物固然有很高的硬度,但脆性太大,无法应用。固溶体组成的合金, 往往由于强度、硬度等不够高,使用受到一定限制。绝大多数的工业合 金,其组织均为固溶体与少量化合物(一种或几种)所构成的机械混合物。 合金的性能取决于其形态、大小、数量、种类等。
纯铁的同素异构转变
α-Fe 912℃ γ-Fe 1394℃ δ-Fe
二、铁碳合金的基本相与组织
铁素体F
铁素体是碳溶解于α -Fe中形成的间隙固溶体,呈体心立方结构, 用“F”表示。碳在α -Fe中的溶解度度很小,最大溶解度在727℃时为 由于铁素体的含碳量低,所 0.0218%,室温时为0.0008%。
晶体中原子(离子或分子)规则排列的方式。

晶格
假设通过原子(离子)结点的 中心划出许多空间直线所形成的空 间格架。
晶胞
能反映晶格特征的最小组成单元 。
晶格常数
晶胞的三个棱边的长度a,b,c 及三条棱边夹角α ,β ,γ 。
一、常见金属晶体结构
体心立方晶格
常见的BCC金属有:钼(Mo)、 钨(W)、钒(V)、铬、铌、α Fe等。 晶胞原子数—是指在一个晶胞中所含的原子数目。为1/8×8+1=2个; 原子半径—BCC为:r=√3/4a;致密度—BCC为4/3π r3×2=0.68;配位 数—是指晶格中与任一原子最邻近且等距离的原子数目。BCC为8个;空隙 半径—BCC有两种空隙半径,四面体空隙半径0.29r,八面体空隙半径 0.15r 。
常见的密排六方晶格金属有: 镁、镉(Cd)、锌、铍(Be)等。
晶胞原子数—HCP为6个。原子半径—HCP为1/2a;致密度—HCP为74%; 配位数—12个;空隙半径—四面体空隙半径0.225r ,八面体空隙半径 0.414r。
二、实际金属晶体结构
多晶体结构
二、实际金属晶体结构
实际金属晶体中的缺陷
过冷度Δ T提高,N提高、G提高 过冷Δ T太高,N降低、G降低
三、晶粒尺寸的控制
晶粒大小的控制
①提高过冷度 ②变质处理 在液态金属中加入孕育剂或变质剂作为非自发晶核的核心, 以细化晶粒和改善组织。
③附加振动、搅拌等。
2.2.1 合金的相结构
基本概念
合金的相结构
相图的建立
一、基本概念
二、合金的相结构
固溶体
在一种金属元素的晶格中,溶入另一种或多种元素所形成的相;在 固溶体中保持其原晶体结构的组元(元素)—溶剂,其余的元素(组 元)—溶质。 按照溶质原子在溶剂晶格中的 位置不同,可将固溶体分两类: 置换固溶体和间隙固溶体。
二、合金的相结构
固溶体
在一种金属元素的晶格中,溶入另一种或多种元素所形成的相;在 固溶体中保持其原晶体结构的组元(元素)—溶剂,其余的元素(组 元)—溶质。 按照溶质原子在溶剂晶格中的 这种通过形成固溶体使金 位置不同,可将固溶体分两类: 属强度和硬度提高的现象 置换固溶体和间隙固溶体。
合金
由两种或两种以上的金属元素或金属元素和非金属元素组成的具有 金属特性的物质。 普通黄铜:Cu+Zn 45钢: 铁碳合金
合金除具备纯金属的基本特性外,还可以拥有纯金属所不能达到 的一系列机械特性与理化特性,如高强度、高硬度、高耐磨性、 强磁 性、耐蚀性等。
一、基本概念
组元
组成合金的独立的,最基本的单元。 合金系:若干给定组元,以不同配比,配制出的一系列不同成分、 不同性能的合金
低温莱氏体Ld’
高温莱氏体冷却到727℃以下,将转变为珠光体和渗碳体的机械混 合物(P+Fe3C),称低温莱氏体,用Ld’表示。 莱氏体含碳量为4.3%。由于
莱氏体含有的渗碳体较多,故 性能与渗碳体相近,即极为硬 脆。
三、铁碳合金相图分析及应用
1.特性点
符号 A C D 温度, ℃ 1538 1148 1227 碳质量分数ω(C)% 0 4.30 6.69 含义 纯铁的熔点 共晶点 Lc → AE+Fe3C Fe3C的熔点
二、铁碳合金的基本相与组织
珠光体P
珠光体是铁素体和渗碳体的混合物,含碳量0.77%,用“P”表示。
珠光体强度较高,硬度 适中,具有一定的塑性。
高温莱氏体Ld
高温莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物,用Ld或 (A+Fe3C)表示。由于奥氏体属高温组织,因此高温莱氏体仅存在于 727℃以上。
1.点缺陷 造成局部晶格畸变,使金属的电阻率;屈服强度增加, 密度发生变 化。 2.线缺陷 形成位错对金属的机械性能影响很大,位错极少时,金属强度很 高,位错密度越大,金属强度也会提高。 3.面缺陷 晶界和亚晶界越多,晶粒越细,金属强度越高,金属塑变的能 力越大,塑性越好。
2.1.2 纯金属的结晶
三、合金相图的建立
热分析法建立相图及分析
2.2.2 铁碳合金相图
纯铁的同素异构转变
铁碳合金的基本相与组织
铁碳相图的分析与应用
一、纯铁的同素异构转变
金属的同素异构转变
金属在固态下随温度的变 化,由一种晶格变为另一种晶 格的现象,称为金属的同素异 构转变(同素异晶转变)。由 同素异构转变所得到的不同晶 格的晶体,称为同素异构体。
三、合金相图的建立
相图
相图是表示在平衡状态下合金系中各种合金状态、组织与温度、成分 之间关系的一种简明示图,也称为平衡图或状态图。
热分析法建立相图
以Cu—Ni合金相图测定为例,说明热分析法的应用及步骤: ①配制不同成分的合金试样,如Ⅰ纯铜;Ⅱ75%Cu+25%Ni; Ⅲ50%Cu+50%Ni;Ⅳ25%Cu+75%Ni;Ⅴ纯Ni。 ②测定各组试样合金的冷却曲线并确定其相变临界点; ③将各临界点绘在温度—合金成分坐标图上; ④将图中具有相同含义的临界点连接起来,即得到Cu、Ni合金相图。
教学课题: 第2章 工程材料的组织结构
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