§ 5. 1金属材料的基础知识.docx
金属材料基础知识
金属材料基础知识1. 引言金属材料是人类使用最广泛的材料之一，应用于各种领域，如建筑、航空、汽车、电子等。
本文将介绍金属材料的基础知识，包括金属的特性、组织结构、合金等方面。
2. 金属的特性金属具有许多独特的特性，如良好的导热性、导电性、延展性和塑性。
这些特性使得金属成为制造各种器件和构件的理想选择。
此外，金属还具有良好的强度和硬度，能够承受较大的载荷。
3. 金属的组织结构金属的组织结构是由金属原子的排列方式和晶体结构决定的。
常见的金属组织结构包括等轴晶粒、柱状晶粒和层状晶粒。
这些结构对金属的性能有着重要影响，不同的结构具有不同的力学性能和导电性能。
4. 金属的力学性能金属的力学性能包括强度、硬度、韧性和延展性等。
强度是指金属抵抗外力破坏的能力，硬度是指金属表面抵抗变形和划伤的能力，韧性是指金属在断裂前能吸收外部能量的能力，而延展性是指金属的拉伸或扭曲变形能力。
5. 金属的热处理金属的热处理是通过控制金属的加热和冷却过程来改变金属的性能。
常见的热处理方法包括退火、淬火和回火。
退火可以提高金属的韧性和延展性，淬火可以提高金属的硬度和强度，回火可以降低金属的脆性。
6. 金属的腐蚀与保护金属容易遭受腐蚀，导致金属的性能下降甚至损坏。
为了保护金属材料，可以采取物理防护和化学防护措施。
物理防护包括涂层和电镀等，化学防护包括阳极保护和缓蚀剂等。
7. 合金的应用合金是由两种或更多种金属元素混合而成的材料。
通过改变合金的成分和比例，可以获得不同的性能。
合金常用于耐高温、耐磨损等特殊环境的应用，如航空发动机、汽车发动机等。
8. 小结金属材料是具有特殊特性和广泛应用的材料。
了解金属材料的基础知识对于正确选择和使用金属材料至关重要。
本文介绍了金属的特性、组织结构、力学性能、热处理、腐蚀与保护以及合金的应用等方面的知识，希望对读者有所帮助。
通过深入学习和研究金属材料，我们可以更好地利用金属的优势，推动技术和社会的发展。
金属材料的基本知识
金属材料的基本知识金属材料是一类重要的材料，具有良好的导电性、导热性、可塑性和可焊性等特点。
金属材料广泛应用于建筑、汽车、机械制造、航空航天等行业。
本文将介绍金属材料的基本知识，包括金属的性质、金属的组织结构、金属的加工工艺以及金属的应用等内容。
1.金属的性质金属具有良好的导电性和导热性。
这是因为金属的结构中存在自由电子，电子可以自由移动，从而导致金属对电流和热的传导性能非常好。
此外，金属还具有高硬度、耐磨性和良好的韧性，使其在工程领域得到广泛应用。
2.金属的组织结构金属的组织结构主要有晶体结构和非晶态结构两种类型。
晶体结构是由晶粒组成的，晶粒是由原子周期排列形成的。
晶体结构的类型包括立方晶系、六方晶系、四方晶系等。
非晶态结构是指金属在快速冷却过程中形成的无序结构。
晶体结构和非晶态结构对金属材料的性能有着重要影响。
3.金属的加工工艺金属材料一般需要经过加工工艺才能获得所需形状和性能。
金属的加工工艺包括塑性加工、热处理和表面处理等。
塑性加工是指通过施加力量使金属材料发生塑性变形的工艺，包括锻造、轧制、拉伸等。
热处理是指通过加热和冷却控制金属的组织结构，改变其性能的工艺。
表面处理是指对金属材料的表面进行涂覆、喷涂、电镀等方式的处理，以提高金属材料的耐腐蚀性能和外观质量。
4.金属的应用金属材料广泛应用于各个领域。
在建筑领域，金属材料用于制作结构框架、铝合金门窗和金属屋面等。
在汽车和航空航天领域，金属材料用于制造车身、发动机和航空器部件等。
在机械制造领域，金属材料用于制造机床、工具和各种零部件等。
此外，金属材料还广泛应用于电子、能源和医疗器械等领域。
综上所述，金属材料具有良好的导电性、导热性、可塑性和可焊性等特点。
金属的组织结构、加工工艺和应用也是金属材料研究的重要内容。
金属材料的广泛应用和不断创新，为工业领域的发展做出了重要贡献。
然而，随着科技的不断进步，人们对金属材料的研究和应用也在不断深入，未来金属材料的发展仍然具有巨大潜力。
金属材料的基础知识论述(doc 24页)
金属材料的基础知识论述(doc 24页)金属材料基础知识体向马氏体转变开始温度Ms线之下）连续冷却时，过冷奥氏体组织转变为马氏体组织，室温时仍保持马氏体组织。
双相钢：室温时在固溶组织中铁素体和奥氏体相约各占一半或较少相的含量在30%以上，兼有铁素体组织和奥氏体组织。
一、金属材料的表示方法。
①钢的编号方法：根据国标GB/T221-2000《钢铁产品牌号表示方法》的规定，一般采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。
世界各国的钢号表示方法不一致，主要由于习惯上各自采用本国的国家标准，某部门标准或协会团体标准中的钢号表示方法，这给技术交流等带来很大的不便。
②有色金属的编号方法：有色金属及其合金编号方法与钢的编号方法大致相同，都是采用汉语拼音字母，化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。
由于铝合金与钛合金分类方法相对简单，放在铝合金和钛合金的材料牌号中一般不出现化学元素符号。
二、合金元素在钢中的作用1、铝（Al）熔点为660℃，主要用于脱氧和细化晶粒，在渗氮钢中促使形成坚硬耐蚀的渗氮层，含量高时，提高钢高及抗氧化能力，固溶强化作用大。
2、砷（As）时封闭γ区的元素，作用与磷相似，占钢中偏析严重。
3、硼（B）熔点为2040℃，有很强的亲和力，微量的硼（0.001%）就可以使结构钢成倍的增加淬透性。
在珠光体耐热钢中，微量硼可提高其高温强度，在奥氏体钢中可提高其蠕变强度，由于硼吸收中子的能力强，在原子能反应堆中常用高硼低碳钢。
4、碳（C）是钢中的基本化元素之一，钢中随着碳含量的增加，其强度和硬度也随之增加，但其塑性和韧性则随之降低。
碳含量每增加0.1%，钢材抗拉强度大约提高90MPa，屈服强度大约提高40~50 MPa, 碳同时也能提高钢材的高温强度，在焊接碳含量较高的钢材时，焊接热影响区易出现淬硬现象，易产生冷裂纹的倾向。
因此，一般用于焊接结构压力容器，主要受压主件的碳素钢和低合金钢，其含碳量不应大于0.25%。
金属材料相关知识(doc 12页)
金属材料相关知识(doc 12页)金属材料知识一、金属材料的分类（一）按组成成分纯金属（简单金属）：指由一种金属元素组成的物质。
目前已知纯金属约有八十多种，但工业上采用的甚少。
合金（复杂金属）：指由一种金属元素（为主的）与另外一种（或几种）金属元素（或非金属元素）组成的物质。
它的种类甚多，如工业上常用的生铁和钢就是铁碳合金，黄铜就是钢锌合金。
由于合金的各项性能一般较优于纯金属，因此在工业上合金的应用比纯金属广泛。
（二）按实用1、黑色金属：指和铁的合金，加生铁、铁合金、铸铁和钢2、有色金属：又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、铝、锌、锡、镍、铅、钛、镁以及铜合金、铝合金、镍合金、钛合金、镁合金和轴承合金等。
另外，在工业上还采用铬、锰、钼、钨、钒、钴等，作为改善金属性能用的合金元素，其中钨、钴多用于生产刀具用的硬质合金。
所有上述有色金属，都称为工业用金属，以区别于贵金属（铂、金、银等）与稀有金属（包括放射性的铀、镭等）。
密度小于4.5g/cm3的有色金属称为重金属,如铜、镍、铅、锌、锡等金属及其合金。
二、金属材料性能为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。
材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性）力学性能也叫机械性能。
材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。
（一）、机械性能机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性1、强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。
材料单位面积受载荷称应力。
2、屈服点（бs）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达7、机械混合物：由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分具有独立的机械性能。
8、铁素全：碳在α-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
金属材料的基础知识
在合金中，金属化合物的多少、形态、大小、 分布等对合金的性能有不同的影响。
金属化合物的种 类
合金的相结构
○ 正常价化合物: ● 这类化合物符合正常的原子价规律， 成分固定并有严格分子式的金属化 合物。
第二节 合金的相结构
合金：
由一种金属元素与另外一种或多种金属或非金属元素，通过熔炼或烧 结等方法所形成的具有金属性质的新金属材料。
如：碳素钢（铁、碳）；黄铜（铜、锌）；铅青铜（铜、锌、铅）
组元：组成合金独立的最基本单元。 组元可以是纯元素或是稳定化合物。 Fe、C组元
类比
水，蛋白质，脂肪，胆固醇
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观点。
间隙固溶体 ；2、置换 固溶体
间隙固溶体： 溶质原子分布于溶剂 的晶格间隙中所形成 的固溶体。是有限固 溶体，无序固溶体。
合金的相结构
置换固溶体： 溶质原子代替溶剂原 子占据着溶剂晶格结 点位置而形成的固溶 体。 置换固溶体可以是有 限固溶体也可以是无 限固溶体。P25
晶格（晶体点阵）
用一系列假想的平行直线将空间点阵的阵点联结起来，形成的 空间网络称为空间格子，也称晶格。
晶胞
为了研究空间点阵的排列特点，从点阵中取出一个反映点阵特 征的基本单元（通常是一个平行六面体）作为其组成单元，这个 平行六面体称为晶胞。
晶面 通过原子中心的平面
Z
c b
a
X
晶向 通过原子中心的直线所指的方向
02 在 合 金 中 ， 当 溶 质 含 量 超 过 固 溶 体
金属材料基础知识
金属材料基础知识金属材料是工程材料中最重要的一类，它们具有许多独特的物理和化学性质，广泛应用于各个领域。
本文将介绍金属材料的基础知识，包括金属的性质、分类、加工和应用等方面。
首先，我们来了解一下金属材料的性质。
金属具有良好的导电性和导热性，这使得它们在电子、电力和热能领域有着重要的应用。
此外，金属还具有良好的塑性和韧性，可以通过加工成各种形状，满足不同工程需求。
另外，金属还具有较高的强度和硬度，这使得它们在机械制造领域有着重要的地位。
其次，我们来看一下金属材料的分类。
按照化学成分和结构特点，金属可以分为有色金属和黑色金属。
有色金属主要包括铜、铝、镁等，它们具有良好的导电性和导热性，常用于电子、航空等领域。
而黑色金属主要包括铁、钢等，它们具有较高的强度和硬度，常用于机械制造领域。
接下来，我们来讨论一下金属材料的加工。
金属加工是指通过切削、锻造、焊接等工艺，将金属原料加工成所需形状和尺寸的过程。
切削是最常见的金属加工方法，它可以通过车削、铣削等工艺，将金属原料切削成各种形状。
锻造是指将金属原料加热至一定温度，然后通过冲击或挤压等方式，改变其形状和尺寸。
焊接是指将两个金属件通过加热或压力连接在一起，形成一个整体。
最后，我们来看一下金属材料的应用。
金属材料广泛应用于机械制造、建筑、电子、航空等各个领域。
在机械制造领域，金属材料常用于制造零部件、轴承、齿轮等。
在建筑领域，金属材料常用于制造结构件、管道等。
在电子领域，金属材料常用于制造导线、电路板等。
在航空领域，金属材料常用于制造飞机结构件、发动机零部件等。
总之，金属材料是工程材料中最重要的一类，具有良好的物理和化学性质，广泛应用于各个领域。
通过对金属材料的性质、分类、加工和应用的了解，我们可以更好地选择和应用金属材料，满足不同的工程需求。
金属材料基础知识汇总
《金属材料基础知识》第一部分金属材料及热处理基本知识一，材料性能：通常所指的金属材料性能包括两个方面：1，使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能够正常工作，材料所应具备的性能，主要有力学性能(强度、硬度、刚度、塑性、韧性等) ，物理性能 (密度、熔点、导热性、热膨胀性等) 。
使用性能决定了材料的应用范围，使用安全可靠性和寿命。
2，工艺性能即材料被制造成为零件、设备、结构件的过程中适应的各种冷、热加工的性能，如铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能。
工艺性能对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。
二，材料力学基本知识金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用，当达到或超过某一限度时，材料就会发生变形以至于断裂。
材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。
承压类特种设备材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等。
这些指标可以通过力学性能试验测定。
1，强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。
材料强度指标可以通过拉伸试验测出。
抗拉强度c b和屈服强度c s是评价材料强度性能的两个主要指标。
一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的。
是不允许发生塑性变形，所以机械设计中一般采用屈服强度c s作为强度指标，并加安全系数。
2，塑性材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。
评定材料塑性的指标通常用伸长率和断面收缩率。
伸长率S =[ (L1 —L0) /L0]100% L0---试件原来的长度L1---试件拉断后的长度断面收缩率© =[ (A1 —A0) /A0]100%A0 --- 试件原来的截面积A1---试件拉断后颈缩处的截面积断面收缩率不受试件标距长度的影响，因此能够更可靠的反映材料的塑性。
对必须承受强烈变形的材料，塑性优良的材料冷压成型的性能好。
3，硬度金属的硬度是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。
硬度与强度有一定的关系，一般情况下，硬度较高的材料其强度也较高，所以可以通过测试硬度来估算材料强度。
金属材料的基础知识
抗拉强度: 在拉断前试样所能承受的最大应力 为该试样的抗拉强度，用符号σb 表示，计算公式为。
σb=
Fb So
二、 塑性
➢概念
塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久性变形而不断裂的能 力。
➢ 衡量指标
伸长率：试样被拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比 称为伸长率，用符号δ表示。计算公式为：
δ= l1 l0 ×100% l0
δ ψ
性能指标
名称
抗拉强度 屈服点 规定残余伸长应力
伸长率 断面收缩率
硬度 冲击韧性
HBS(HBW) HRC HRB HRA 标尺洛氏硬度值 A标尺洛氏硬度值 维氏硬度值
冲击韧度
疲劳强度 σ-1
疲劳极限
单位 MPa MPa MPa
J/cm2 MPa
含义
试样拉断前所能承受的最大应力 拉伸过程中，力不增加（保持恒定）试 样仍能继续伸长时的应力 规定残余伸长率达0.2%时的应力
部永久性积累损伤经一定循环次数后产生裂纹或突发完全断 裂的过程称为金属疲劳。
五、疲劳强度
➢疲劳破坏可分为微观裂纹、宏 观裂纹和瞬时断裂三 个过程。
五、疲劳强度
➢疲劳曲线 ：疲劳曲线是指交变应力σ与循 环次数N的关系曲线，如下图所示。
常用金属材料的力学性能指标及其含义
力学性能
符号
强度 塑性
σb σs σ0.2
0.1
e 0.2
一、强度—拉伸曲线
1.弹性变形阶段 2.屈服阶段 3.强化阶段 4.缩颈阶段
低碳钢的应力-应变曲线
一、强度—衡量指标
屈服点： 用符号σs表示，计算公式为
σs=
Fs So
式中：Fb——试样断裂前所承受的最大拉力， 单位为N；
公共基础知识金属材料基础知识概述
《金属材料基础知识概述》一、引言金属材料在人类社会的发展历程中占据着至关重要的地位。
从远古时代的简单工具到现代高科技领域的精密部件，金属材料的应用无处不在。
它不仅是工业生产的基础，也是日常生活中不可或缺的组成部分。
本文将对金属材料的基础知识进行全面的阐述与分析，涵盖基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面。
二、基本概念1. 金属的定义金属是一种具有光泽、良好的导电性、导热性和延展性的物质。
通常，金属在固态下是晶体结构，由金属阳离子和自由电子组成。
金属的这些特性使其在众多领域中得到广泛应用。
2. 常见金属元素常见的金属元素包括铁、铜、铝、锌、镁、钛等。
这些金属元素具有不同的物理和化学性质，因此在不同的应用场景中发挥着各自的优势。
例如，铁是一种强度高、成本低的金属，广泛应用于建筑、机械制造等领域；铜具有良好的导电性和导热性，常用于电气和电子行业；铝是一种轻质、耐腐蚀的金属，在航空航天、交通运输等领域得到广泛应用。
3. 金属材料的分类金属材料可以根据不同的标准进行分类。
按组成成分可分为纯金属和合金；按性能特点可分为黑色金属和有色金属；按用途可分为结构材料、功能材料等。
纯金属具有特定的物理和化学性质，但在实际应用中，往往需要通过合金化来改善其性能。
合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属元素组成的具有金属特性的材料。
黑色金属主要包括铁、铬、锰及其合金，有色金属则包括除黑色金属以外的其他金属。
三、核心理论1. 晶体结构理论金属在固态下通常具有晶体结构。
晶体结构是指原子在空间中的排列方式。
常见的金属晶体结构有体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构。
不同的晶体结构决定了金属的物理和化学性质，如硬度、强度、塑性等。
2. 合金化理论合金化是改善金属材料性能的重要手段。
通过向纯金属中加入其他元素，可以改变金属的晶体结构、提高强度、改善耐腐蚀性等。
合金化的原理主要包括固溶强化、沉淀强化、弥散强化等。
金属材料基本知识
金属材料基本知识金属材料基本知识大全金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。
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概述金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。
包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
(注：金属氧化物(如氧化铝)不属于金属材料)1.意义人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。
继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。
现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。
2.种类金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
(1)黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%～4%的铸铁，含碳小于 2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。
广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
(2)有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。
有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。
(3)特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。
其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。
3.性能一般分为工艺性能和使用性能两类。
所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。
金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。
由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。
所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。
常用金属材料的基础知识.doc
常用金属材料基础知识教材第1章：金属材料名称常用基础术语1.基础术语：黑色金属：铁和铁的合金均称为黑色金属。
如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
纯铁：纯度很高的铁，化学纯铁含碳量儿乎为冬，工业纯铁含碳量<0.05%o纯铁是很软的，一般不应用到实际屮。
铁碳合金：以铁为基础，以碳为上要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
如钢和生铁。
生铁:把铁矿石放到高炉中冶炼而成的,含碳量2%〜4.3% （也有资料称3.5%—5.5%、2.11%-6.67%）的铁碳合金称为生铁。
生铁质换而脆，缺乏切性，儿乎没有艰性变形能力，因此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形，主要用來炼钢和制造铸件，如Hli铁、灰11铁和球墨铸铁。
也有习惯上把炼钢生铁叫做生铁，把铸造生铁简称为铸铁。
白口铁：碳以Fe3C形态分布的生铁称为白口铁，其断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加丁，是炼钢的原料，故乂称炼钢生铁。
灰口铁：碳以片状石墨形态分布的生铁称为灰口铁，其断口呈银灰色，由于石墨质软并有润滑作用，因而这种生铁具有良好的易切削、耐磨和铸造性能等优点。
但是，由于有片状石墨的存在，降低了它的抗拉强度，使它不能锻轧，只能用于制造齐种铸件，如铸造机床床座、铁管等。
因此，通常把这种生铁叫做铸造生铁。
球墨铸铁：碳以球状冇墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。
钢：含碳暈在0.04%-2.3%之间（也有资料称0.03%-1.2%）的铁碳合金称为钢°为了保证其韧性和蜩性，含碳量一般不超过1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、镭、硫、磷等。
有色金属：乂称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝等。
第2章：钢的分类基础知识1.按品质进行•分类%1普通钢：PS0.045% S<0.050% （如普通碳素结构钢Q195、Q235等）%1优质钢：P<0.035% S<0.035% （如优质碳素结构钢20号、45号钢等）%1高级优质钢:P<0.035% S<0.030% （比优质钢更优质,-般在钢号后加A以示区别,如08A 等）2.按化学成份进行分类1）碳素钢：%1低碳钢：C<0.25%%1中碳钢:€<0.25-0.60%%1高碳钢：C>0.60%2）合金钢：%1低合金钢（合金元索总含m<5%）；%1屮合金钢（合金元素总含量>5〜10%）；%1高合金钢（合金元索总含最>10%）。
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§ 5. 1金属材料的基础知识§ 5. 1. 1金属结构的基本知识不同的金属材料有不同的性能，甚至同一种金属在不同条件下（例如受力、受热及不同加T 状态 等），其性能也不相同，这与金属及合金的内部结构和引起内部结构齐种变化的外因有关。
金属是由原子在空间呈有规则排列的集合体即晶体构成的，晶体有一定的熔点并 具有各向异性（即在不同方向受力吋表现出不同的机械性能，或在不同方向上对 超声波有不同的传播速度，或者对X 射线表现有不同的吸收或衍射等等）。
人多 数的金属和合金都属于多晶结构，亦即由许多方位不同的晶粒组成，称为多晶体, 由于各向异性被相互抵消而表现为各向同性（在各个方向上的机械性能，或者对 超声波的传播速度，或者对射线的吸收或衍射等有和同的表现），即所谓的“伪 等向性”。
晶体是山原了堆积而成的，山于原了空间排列方式的不同而将形成不同的晶格，主要的晶格形式 有：体心立方晶格：例如910°C 以下的铁（称为a-Fe ）和1394°C 以上的铁（称为o-Fe ）,以及室温 下的锯、鸭、钢、帆等元索。
面心立方晶格:例如910°C'、1390°C 的铁（称为Y-Fe,与前面所述的a-Fe 和。
-Fe 称为铁的同 索异构转变），以及室温下的铜、線、金、银、铝等。
密排六方晶格：例如镁、锌、镉、彼、钛等。
不同的晶格其原子排列规则与紧密程度不同，因而使不同金属的塑性、强度、热处理、合金化效 果以及其他物理化学性能等冇明显的不同，即使在相同晶格类型的情况下，视元索的原子宜径大 小和原子间的中心距离（晶格常数）不同，各原子包含的电子数不同，其性能仍有很大差别。
晶体的形成是在金属从液态转变到固态的凝固过程中进行的，此过程称为金属的结晶过程。
结晶 过程不同，形成的晶体结构不同，因而将有不同的性能。
金属的结晶过程可以分为三个步骤：晶核的形成；围绕晶核的长大与晶粒形成；各单独的小晶体 长大而相互接触，最终联结成整体（固体形成）。
山于各晶粒的空间方位不同，在接触面附近的 原了排列不会像晶体内部那样完整规则和方位一致，因而接触面上的组织和性能与晶体内部的组 织和性能将冇明显的不同。
各个不同方位的小晶体间交界接触面称为晶界，被晶界包围的各小晶 体称为晶粒。
此外，在金属的实际结晶过程中，山于金属材料受不同条件的加丁、冶炼、熔化、浇铸或其他加工、体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格处理以及杂质的影响，实际晶体中的某些原子可能会离开正常的晶格结点位置，造成“空穴”, 或者某些原子或杂质进入晶格原子的间隙中成为“间隙原子”，亦即产生“点缺陷”（实际生产中也常利川这一点形成特定性能的显微结构，即“间隙固溶体”）；在实际晶体中，同一晶粒中的某些晶体小块也会出现排列方位不一致而形成“线缺陷”，还有在多晶体的晶界上会因各晶粒的取向、方位不同，在晶界附近表现为晶格混乱，而忖杂质也多，形成''而缺陷”，这种缺陷表现为晶界上的化学成分、组织结构、性能等方面都与晶粒内部存在较大的差异。
工业上使用的金属材料绝大多数采用合金，因为合金的许多性能是纯金屈达不到的。
合金是山两种以上的金属和金属，金属和非金属元素组成，具冇金属特性的物质。
组成合金的独立的最基本的单元称为“组元”或“元”，组元可以是金属元索或非金属元索，或者山稳定的化合物组成，而合金中成分、性能和组织状态均匀一致的部分称为“相”。
合金的结构山组成合金的组元在结晶时彼此所起的作用决定，其基本结构为：（1）固溶体-合金在液态下部呈均匀的液相，即呈液体溶液，合金在转变成固态后，仍能保持组织结构的均匀性，这种合金结晶后所形成的固态相称为固溶体。
它只有一种晶格，其•内可以有两种或两种以上的元素存在，保持晶格不变的元素称为溶剂，而其它元素称为溶质。
根据溶质原了在溶剂原了晶格结点屮所应的位置不同，可以把固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体两种：置换同溶体：溶质原了部分r1!据了溶剂原了晶格结点位置，即由溶质原了部分替换了原来结点位置上的溶剂原了所形成的固溶体。
间隙固溶体：溶质原了溶入溶剂原子晶格的间隙Z屮而形成的固溶体。
上述两种固溶体的共同特点是都有一定的溶解度，随着溶解度的增大，由于不同原子的直径不同，将使固溶体晶格发生膨胀或收缩，以及引起晶格畸变，这会导致固溶体强度提高、导电性下降，这种现象称为同溶强化，对合金钢及钢的热处理有重要意义，因为溶质原了的大小和数量多少，将决定固溶体的性能。
（2）金属化合物-金属化合物具有与形成的各元素晶格完全不同的特殊晶格，其中各元素的原子呈有序扌『:列。
金属化合物具有一定的熔化（分解）温度，形成化合物的元素在某种条件下能溶解或者被其它元素替换形成新的化合物。
化合物可以是全部金属元素，也可以是金属和非金属元素组成（例如碳化物、氮化物等）。
化合物不能单独构成合金（单一化合物一般哽而脆，不能单独应用），而只能是作为一个组元，弥散分布在固溶体或纯金属的基体组织中，使合金的報性变形抗力增高，或者增高抗磨性等，能有效地改善合金的机械性能和热处理性能。
（3）机械混合物-当构成合金的两个纽•元在固态下既不能相互溶解，又不能彼此反应形成化合物时，就构成了机械混合物。
机械混合物屮各组元各H保持自己的晶格和性能，其形状、大小、分布状况对合金的性能有明显影响。
机械混合物可由纯金属之.间形成，也可由纯金属和化合物、纯金属和同溶体、固溶体和同溶体以及固溶体和化合物Z间形成。
铁碳合金的组织与性能和含碳量及温度有关，在常温下它的基本结构有：铁素体（常用代表符号F）-碳与合金元素溶解于a -Fe屮形成的间隙同溶体，为体心立方晶格，含碳量低，因而铁索体组织具有良好的報性和韧性，但是强度和硬度较低。
渗碳体（常用代表符号Fc3C）-一种铁碳化合物，呈复杂的斜方晶格。
渗碳体的熔点、硬度高，脆性大，槊性与韧性很低。
钢屮含碳量增大时，渗碳体的数量也增大，从而增加了钢的强度和硬度，但使其報性和韧性下降。
珠光体（常用代表符号P）-铁素体与渗碳体的机械混合物，呈现铁素体和渗碳体相间排列的片层状组织。
珠光体钢的强度较高，硬度适屮并有一定的塑性。
奥氏体（常用代表符号A）-碳和合金元素原了溶于y-Fe屮形成的间隙固溶体，呈面心立方晶格。
奥氏体钢的变形抗力较低、犁性好，而强度和硬度高于铁素体钢。
马氏体（常用代表符号M）-碳原了在a -Fe屮的过饱和固溶体，使a -Fe的体心立方晶格发生畸变成为体心正方晶格。
马氏体的硬度高、脆性大，槊•性和韧性差。
一般rfl奥氏体状态快速冷却时将转变成马氏体，由于马氏体的体积要比奥氏体的大（即比容大），在转变为马氏体时，钢将会发生体积膨胀，能产生很大的相变应力（内应力，也称为马氏体相变应力），容易导致钢制零件变形英至破裂。
马氏体在钢的显微组织小以有一定取向的针状结构存在。
§ 5. 2金属材料性能的基础知识金屈材料的性能决定看材料的适川范围及应用的合理性。
金属材料的性能主要分为四个方面，B|J：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。
机械性能（一）应力的概念物体内部单位截血积上承受的力称为应力。
由外力作用引起的应力称为工作应力，在无外力作用条件下平衡于物体内部的丿'V力称为内应力（例如组织应力、热应力、加工过程结束后留存下来的残余应力…等等）。
（二）机械性能金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能（也称为力学性能）。
金属材料承受的载荷有多种形式，它可以是静态载荷，也可以是动态载荷，包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力，以及摩擦、振动、冲击等等，因此衡量金属材料机械性能的指标主要有以下几项：1•强度这是表征材料在外力作用下抵抗变形和破坏的嚴大能力，可分为抗拉强度极限（。
b）、抗弯强度极限（。
比）、抗压强度极限（obc）等。
由于金属材料在外力作用下从变形到破坏有一定的规律可循，因而通常采用拉伸试验进行测定，即把金屈材料制成一定规格的试样，在拉伸试验机上进行拉伸，肓至试样断裂，测定的强度指标主要有：（1）强度极限：材料在外力作用下能抵抗断裂的最大应力，一般指拉力作用卞的抗拉强度极限, 以Ob表示，如拉伸试验曲线图中最高点b对应的强度极限，常用单位为兆帕（\%）,换算关系有：lMPa=lN/mJ（9. 8） 'Kgf/mm2或lKgf/mmJ? 8MPa 。
b二l〉b/Fo式屮：Pb-至材料断裂时的最大应力（或者说是试样能承受的最大载荷）;Fo- 拉伸试样原来的横截而积。
（2）屈服强度极限：金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时，虽然应力不再增加，但是试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服，即材料承受外力到一定程度时，其变形不再与外力成正比而产生明显的塑性变形。
产生屈服时的应力称为屈服强度极限，用os表示，相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。
金属材料的拉伸试验曲线acetylene乙烘ampere电流安培angle welding 角焊arc 电弧argon arc welding 氮弧焊接bare electrode 光熔接条butt welding对接焊接camber电弧弯曲cascade阶叠熔接法clad weld被覆熔接crator 焊疤excess metal多余金属filler rod 焊条fillet we 1 d 填角焊接gas shield气体遮蔽groove welding起槽熔接hand face shield手握面罩hard facing硬表面堆焊jig welding工模焊接laser beam welding雷射光焊接metal electrode insert gas welding MIG 熔接nugget 点焊熔核overlaying 堆焊peening of welding 珠击熔接法plug welding 塞孔熔接positioned welding 正向熔接pressure welding 压焊propane gas cutting 丙烷气切割pure nickel electrode 纯鎳熔接条reinforcement of we 1 d 加强焊接resist抗蚀护膜root running背面熔接seam焊缝seaming接合seam welding 流缝熔接series seam welding 串联缝熔接skip welding process 跳焊法spark 火花spot welding 点焊接stitch welding 针角焊接stud arc welding 电弧焊接under laying 下部焊层void焊接空隙we 1 d flow mark焊接流痕we 1 d flush焊缝凸起we 1 d line焊接纹we 1 d mark 焊接痕we 1 d penetration 熔接透入we 1 d zone焊接区welding焊接welding bead 焊接泡welding direction 焊接方向welding distortion 焊接变形welding flux 焊剂welding ground 电熔接地welding interval 焊接周期welding stress 熔接应变welding torch 熔接气炬welding electrode product io n line 电焊条生产线welding el ectrode 焊条welding fixture 焊接夹具welding generator 电焊机welding goggles 焊工护H 镜welding gun 焊枪welding helmet 电焊帽welding inspection ruler 焊接检验尺welding machine 焊接机welding mill 焊管机welding motor generator电动焊接发电机welding nozzle 焊嘴welding paste焊接药膏welding pipe 焊接管welding powder 焊粉welding rectifier 焊接整流器welding robot焊接机器人welding rod extrusion press 焊条挤压机wel di ng rod with acidic coating 酸性焊条welding rod with alkaline coating 碱性焊条welding rod 焊条welding simulator 焊接模拟器welding stainless electrode 不锈电焊条welding steel tube 焊接钢管welding tin b订let焊锡棒料welding tongs焊接夹钳welding torch 焊炬welding transformer 电焊变压器welding unit 焊机welding wire machine 焊线机welding wire 焊丝welding-cutting hose熔焊及切割胶管welding-cutting tool 焊割具welding-rod core 焊条芯welding-seam cleaner 焊缝清理机weldless pipe 无缝管weldless steel tube 无缝钢管we 11 borer凿井机wel 1 counter井式计数器well deck vessel井形甲板船well drill钻井机well platform钻井平台well rig钻井机we 11 testing truck 试井车we 11 thermometer 井温计we 11 tube filter 井管滤管we 11 type tempering electric furnace 井式回火电炉well winch矿井绞车well-logging probe 测井探头 well-type counter 井型计数器Wei la Balsam Conditioner 威娜宝护发素Wei la Balsam shampoo 威娜宝香波Wei lene 韦纶聚酉旨短纤维 wellhead acid preventer 井口防酸器 Wellington 惠灵顿防雨呢Wellingtons 长筒皮靴Welltite 韦纶泰特聚内烯和聚乙烯单丝Welsbach's al 1 oy 韦尔斯巴赫发火合金 Welsh flannel 威尔士法兰绒 Welsh wool 威尔士粗羊毛 welsh-onion stalk 葱白 welsh-onion 葱we 11 cementing machine 贴边粘合机 we 11 coloring machine 贴边染色机 we 11 cutting machine 切沿条机 we 11 f itti ng ma ch ine 贴边机 we 11 footwear 加贴边的鞋 wel ter screen 翻滚筛 welter 镶边机Wepsin 三卩坐磷胺Werlisa 威里沙牌照相机Werner 维尔纳牌手表weskit 紧身背心Wessel silver 韦塞尔铜鎳锌合金West cigarette 威狮牌香烟West ginseng 西洋参West Lake Dragon Well tea 西湖龙井茶West Lake si lk umbrel la 西湖绸伞West Lake silk 西湖丝绸West Lake water shield 西湖苑菜 Westeeco 韦斯蒂科鎳锯铁耐热合金 Western king prawn 宽沟对虾Western saddl e pants 西式马裤西式衬衫 bed sheet 西式床单 hat 西式呢帽 pajamas 西式睡衣裤 pants 西裤 shirt 西式衬衫 shirt-waist blouse 西式衬衫丄衣 suit 西服 western tie 西式领带 Western wool 美国西部羊毛 Western-made shirt in plaid gingham 长方格贞咸布西式衬衫Westinghouse al 1 oy 西屋银铜热磁补偿合金 wet spinning frame 湿纺细纱机 wet air compressor 湿空气压缩机 wet air pump 湿空气泵 wet and dry bulb hygrometer 干湿球湿度计 wet and dry bulb recording hygrometer 干湿球自i 己湿度t ］， wet and dry bulb thermometer 干湿球温度 wet ball mill 湿式球磨机 wet blue goat leather 山羊蓝湿革 wet blue goat skin 蓝湿山羊皮 wet board machine 湿式纸板机 wet brush 湿刷 wet chrome goat skin 《各湿山羊皮 wet cleaner 湿法清洗器 wet cloth 湿光布 wet clutch 湿式离合器 wet col lector 湿式除尘器 wet condenser 湿式冷凝器 wet crude 含水原油 wet crushing mill 湿粉碎机 wet cylinder liner 湿式气缸套 wet dri 11湿式风Western Western western Western WesternWesternWesternWesternWesternsand cherry 沙樱桃shirt style stylestyle style stylestyle style钻wet dust collector 湿式收尘器wet dust separator 湿式除尘器wet electro-mag net 湿式电磁铁wet electrolytic capacitor 电解液电容器wet feeder湿式给料机wet fiber filter湿式纤维过滤器wet "Iter湿式过滤器wet fourdrinier board machine 长网湿抄机wet frame湿纺机wet furfural condenser含水糖醛冷凝器wet gas meter 湿式气量计wet gas scrubber湿法气体洗涤质量合格证书ceTtificdtion of fitness 原材料rawmaterial 底板bottom plate垫层 cushion侧壁sidewall中心线center line条形基不出strip footing附件accessories 型钢profile steel 钢板steel plate 熔渣slag 飞溅welding spatter 定位焊tacking 引弧generating of arc 熄弧quenching of arc 焊道welding bead 坡口beveled edges 夕卜观检查visual inspection 重皮doubleskin 水T•方向弧度radian in horizoritsl direction 成型molding 直线度straightness accuracy 焊缝角变形welding line angular distortion 水平度levelness 铅垂度verticality 翘曲变形buck! ing deformation 角尺angle square 对接焊缝butt weld 母材parent metal 法兰密封面flange sealing surface 夹层interlayer 表而锈蚀浓度surface corrosion concentration 挠曲变bending deformation 超声波探伤ultrasonic testing/ ultrasonic examination 压力容器pressure vessel 预制下料prefabricaticm baiting 排版直径set-type diameter 焊缝welding line 中幅板? center plate 测量方法measuring method 基准点datum mark 跳焊skip welding允许偏差allowable variation 补强板stiffening plate 开孑L tapping 对•接接头banjo fixing butt jointing 角钢angle iron 安装基准圆installation fundamental circle 吊装立柱hois ting upright column 焊接钢管welded steel pipe向心斜拉筋centripetal canting pull rope 带板band plate槽钢胀圈channel steel expansion ring 环口collar extension 局部变形local di stortion 环缝circumferential weld 顶板top plate拱顶vault 顶板加强肋stiffening rib 对接butt joint胎具clamping fixture 卷板机plate bending rolls 屮心支架center bearing bracket 椭圆度ovality 等分线bi sectri x 搭接宽度lap width 点焊spot welding 搭接焊overlap welding 对初symmetrically 螺旋爬梯cockle stairs 放料阀baiting valve 液位计content gauge 充水试验filling water test 错边量unfitness of butt joint 丿氏圈foundation ring 真空度检漏vacuum degree leak test 丁字焊缝tee welding 渗透探伤o 订whiting test 充水试验filling water test 内侧角焊缝接头interior angle welding 1 ine joint foundation settlement 基础沉降测量基准点datum mark?■稳定性试验stab订ity test 排气阀outlet val ve 角钢angle steel 构件component part 机械损伤mechanical damage 缩孑L shrinkage cavity enfol dment 折迭碳钢管carbon steel tube 公称直径nominal diameter 预埋件embedded part 轴测图axonometric drawing布置图arrangement diagram氧乙烘气割oxyacetylene gas cutting 低合金钢管low alloy steel 热影响区heat affected area 修磨pol i sh砂轮片grinding wheel等离子plasma panel重皮coldlap凹凸unevenness 缩口necking down 端而head face 倾斜偏差dip deviation 夕卜径external diameter 砂轮gririding wheel 管件pipe casting 单线图single line drawing 平齐parallel and level 两端two terminals 满扣buckle 螺栓紧固bol ton 周边periphery 附加应力additional stress 同轴度axiality 平行度parallelism 随机stochastic 允许偏差allowable variation 重直度verticality 水平度levelness 隔离盲板blind plate 嬴弧argon arc welding 压盖螺栓gland bolt 间距spacing有效期period of validity<br />担任take charge of ;undertake 焊条welding rod碳钢焊条carbon steel焊丝welding wire 熔化焊melting 钢丝steel wire 气体保护焊gas shielded arc welding 烘十drying 清洗ablution制度system焊接.T. 艺welding procedure 相应corresponding手工电弧焊manual electric arc welding 手丁钩极manual tungsten electrode 打底render 屯源power source交流al ternat i ng current 焊件weldment 管壁厚度pipe thickness 对接焊缝butt weld 工件壁厚workpiece 飞溅物splash沾污smirch 油污oil stain 细锂smooth file 铳刀milling cut ter 氧化膜oxide film 脱脂处理ungrease treatment] 棉质纤维cotton fibre 内酮acetone 硫sulfur 焊剂welding flux 钢板steel plate纵向焊缝longitudinal we 1 d longitudinal seam 筒节shell ring 封头end socket 卷管reelpipe 强度试验strength test 起弧arc star ting 穿堂风draught熔合fusion 反面reverse side 整体integral 封堵block up 焊口we 1 d bond 医用胶布medical proof fabric 高频high frequency 焊炬welding torch 送气air supply。