第五章工程材料的强化理论
第五章材料力学考试复习重点知识与练习题
从图在该段中的变线段(T即为非粮馆举性段, 压液线可看出即整个拉伸过程可分为以下四个阶段。
* /）称线弹性段，其斜率即为弹性模量E,对应的最高应力值 虎克定律（r=Ec 成立。
而ab 段, 在该段内所产生的应变仍是弹性的， 但它与应力已不成正比。
b点相对立白 勺应力第五早材料力学 主讲：钱民刚 第一节 概论材料力学是研究各种类型构件（主要是杆）的强度、刚度和稳定性的学科，它提供 了有关的基本理论、计算方法和试验技术，使我们能合理地确定构件的材料、尺寸 和形状，以达到安全与经济的设计要求。
♦一、材料力学的基本思路 （一）理论公式的建立 理论公式的建立思路如下：（一）低碳钢材料拉伸和压缩时的力学性质低碳钢（通常将含碳量在0.3%以下 的钢称为低碳钢，也叫软钢）材料拉伸和压缩时的 （7- e 曲线如图5-1所示。
陶度箓n------- 搬面设计为确保构件不致因强度/、丸而破坏, 应使其最——该啊瓯丽于材料的极限应力0- u,物出射和 （力与姻（美系）* 变形外力 T ］表小，即临界前载应力力布1£配IX没有屈服阶段，也酸 _ 曲线的一条割线的斜率，作为其弹性模量。
它 1故衡量铸铁拉伸强度的唯一指标就是它被拉断时/,在较小的拉应力作用下即被拉断，且其延伸率很小，故铸铁TE与拉伸相比，可看出这类材料的抗压能力要比抗拉 事蝌性变形也较为蛾显。
破坏断口为斜断面，这表明试件是因m max对于塑性材料制成的杆，通常取屈服极限①良或名义屈服极限（T该段内应力基本上不变，但应变却在迅速增长，而且在该段内所产生的应变 成分，除弹性应变外，还包含了明显的塑性变形，该段的应力最低点 （7S 称为屈服 极限。
这时，试件上原光滑表面将会出现与轴线大致成 45。
的滑移线，这是由于试 件材料在45。
的斜截面上存在着最大剪应力而引起的。
对于塑性材料来说，由于屈 服时所产生的显著的塑性变形将会严重地影响其正常工作，故（7S 是衡量塑性材料强度的一个重要指标。
材料科学与工程基础第五章 材料的变形
孪生 在金属的塑性变形中，另一种较常见的形变方式为孪生， 它常作为滑移不易进行时的补充。一些具有密排六方结构的 金属，如镉、锌、镁、铍等，塑性变形常常部分的以孪生的 方式进行；而铋、锑金属的塑性变形几乎完全以孪生的方式 进行。对于有体心立方及面心立方结构的金属，当变形温度 很低，形变速度极快，或由于其它原因使滑移过程难以进行 时，也会通过孪生的方式进行塑性变形。孪生就是在切应力 孪生就是在切应力 孪生 作用下晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面与晶向产 生的一种均匀切变过程。在孪生变形中， 生的一种均匀切变过程。在孪生变形中，已发生均匀切变的 那部分晶体称为孪晶 孪晶； 那部分晶体称为孪晶；均匀切变区与未切变区的分界面称为 孪晶界；发生均匀切变的那个晶面称为孪生面； 孪晶界；发生均匀切变的那个晶面称为孪生面；孪生面切动 的方向则为孪生方向 孪生方向。 的方向则为孪生方向。
晶体在滑移时的转动 晶体的塑性变形是由于滑移面沿着滑移方向运动产生的，在滑 移的同时，晶体也会发生转变，从而使晶体的空间取向发生了变化。 如果晶体受拉伸产生滑移时，如果两端不受限制，在滑移过程中， 为使滑移面和滑移方向保持不变，晶体轴线就会发生偏移。但是， 拉伸时，在夹头的作用下，晶体轴线不能自由偏斜，这就迫使滑移 面发生转动，使位向发生了改变。
回复 再结晶 晶粒长大
0 0
T1 t1
T2 t2
T3 t3
温度 时间
冷变形金属组织随加热温度及时间的变化示意图
一、回复 回复是指经冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发 生改变前，即在再结晶晶核形成前，所产生的某些亚结构和性能 变化的过程。在回复过程中，由于温度的升高，在内应力的作用 下将发生局部塑性变形，金属的屈服强度下降，残余应力将得到 部分消除，所以，冷变形金属进行回复过程的退火称为去应力退 火，它具有即降低金属残余应力又保持加工硬化性能的作用。 回复的组织与结构变化 三个阶段： 低温回复过程 金属中的点缺陷密度明显降低。 中温回复过程 位错相消；形成亚晶界，位错胞也由此转化为规整 的亚晶粒，这一过程称为亚晶规整化过程。 高温回复阶段 位错垂直于滑移面的方向排列成小角度亚晶界， 小角度晶界的两侧为无畸变的亚晶，多边化。
第5章 工程材料的强化理论
τ= G/2π
是试验值的100～1000倍。
位错滑移模型－－通过位错在切应力作用下沿着滑移面逐步 滑动，这样遇到的阻力就很小，按此模型计算的结果与试验 结果在数量级上完全吻合。位错在很小的切应力作用下就能 滑动的现象称为位错的易动性。
5.3 第二相强，使合 金强度、硬度升高的现象。
原因：第二相阻碍位错运动，使位错滑动阻力增大。
分类：如果第二相微粒是通过过饱和固溶体的时效处理而沉淀 析出并产生强化，则称为沉淀强化或时效强化；如果第二相微 粒是通过粉末冶金方法加入并起强化作用，则称为弥散强化。
2. 再结晶晶粒大小的控制
影响再结晶晶粒大小的主要因素是变形度和退火温 度。 能发生再结晶的最小变形度通常在2%~8%范围内，但再 结晶晶粒特别粗大，这样的变形度称为临界变形度。这 是因为此时的变形量较小，形成的再结晶核心较少。当 变形度大于临界变形度后,则随着变形度的增大晶粒逐渐 细化。当变形度和退火保温时间一定时，再结晶退火温 度越高，再结晶后的晶粒越粗大。
2. 热加工特点
在热加工过程中，金属同时进行着两个过程：形变强化 和再结晶软化。塑性变形使金属产生形变强化，而同时发生 的再结晶(称为动态再结晶)过程又将形变强化现象予以消除。 因此，热加工时一般不产生明显加工硬化现象。
3. 热加工对金属组织与性能的影响
(1) 改善铸态组织缺陷 使铸态组织中的气孔、疏松及微裂纹焊合，提高金属致 密度，还可以使铸态的粗大树枝晶通过变形和再结晶的过程 而变成较细的晶粒，某些高合金钢中的莱氏体和大块初生碳 化物可被打碎并使其分布均匀等。这些组织缺陷的消除会使 材料的性能得到明显改善。 (2) 出现纤维组织 在热加工过程中铸态金属的偏析、夹杂物、第二相、晶 界等逐渐沿变形方向延展，在宏观工件上勾画出一个个线条， 这种组织也称为纤维组织。纤维组织的出现使金属呈现各向 异性，顺着纤维方向强度高，而在垂直于纤维的方向上强度 较低。在制订热加工工艺时，要尽可能使纤维流线方向与零 件工作时所受的最大拉应力的方向一致。
材料力学——精选推荐
材料力学第一章拉压一、构件设计应满足的要求：1、足够的强度：即抵抗破坏的能力；2、足够的刚度：即抵抗变形的能力；3、足够的稳定性：即保持平衡的能力；二、失稳：构件在一定外力的作用下，不能保持原有的平衡形式，称为失稳；细长杆件在压缩中容易产生失稳现象。
三、材料力学的基本假设：1、连续性假设：构件的整个体积内毫无空隙的充满了物质；2、均匀性假设：认为材料是均匀的，其力学性能与构件中的位置无关；（材料在外力作用下表现出来的性能，称为力学性能或机械性能）3、各项同性假设：沿各个方向均具有相同的力学性能；（相反，存在各向异性材料，常见的有碳纤维、玻璃纤维、环氧树脂、陶瓷等四、杆件变形的基本形式：拉伸或压缩、弯曲和扭转。
五、内力：外力作用下，构件内部相连两部分之间的相互作用力。
六、同一杆件在受力方式变化的情况下，即使只受轴向力作用，不同部分的轴向力大小也可能不同，如在杆端和杆中点均受力，切合力为0的情况。
七、设杆件的横截面积为A，轴力为N，且为均匀性材料，则横截面上各点处的正应力均为：Pa、Mpa、Gpa）。
八、圣维南原理：力作用于杆端的方式不同，只会使于杆端距离不大于杆横向尺寸的范围受其影响。
九、拉压杆上的最大剪应力发生在于杆轴成45°的斜截面上，其值为横截面正应力的一半。
十、单位长度的变形，称为正应变。
十一、材料的应力——应变曲线：工程中常用的材料的应力应变曲线分成以下几个阶段：1、线性阶段：在拉伸的初始阶段，应力——应变为一直线；此阶段的应力最高点，为材料的比例极限；2、屈服阶段：超过比例极限之后，应力和应变之间不再保持正比例关系。
此阶段内，应力几乎不变，但变形却极具增长，材料失去抵抗继续变形的能力，此种现象称为屈服。
相应的应力称为材料的屈服应力或屈服极限。
3、强化阶段：经过屈服阶段之后，材料又增强了抵抗变形的能力，此种现象称为强化。
强化节点最高点对应的应力称为材料的强度极限。
如果材料表面光滑，当材料屈服时，试样表面将出现于轴线成45°的线纹，作用有最大剪应力。
1第五章 材料加工力学基础--简_430108089
2015年春季
2015/5/17
材料加工原理
1
题外话
• 2011年诺贝尔化学奖获奖项目是什么？ • 什么是准晶？晶体？非晶体？Amorphous A h state t t
– 晶体：三维周期性有序重复的原子排列，出现1、2、3、4、6次 旋转对称性，不可能出现5次及6次以上的旋转对称性。 – 非晶体：近程有序、无长程序对称性。分玻璃和其他非晶态 – 准晶：具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称的固态有序 相
2015/5/17
材料加工原理
20
平板对接产生的焊接变形
2015/5/17
材料加工原理
21
金属塑性成形的物理基础
• • • • • • • 金属塑性成形的特点 塑性成形工艺的分类 塑性加工时变形的分类 塑性加工时的附加应力和残余应力 金属的塑性和变形抗力 变形体的模型 塑性变形机制、加工硬化、回复、再结晶、摩擦 和润滑
2015/5/17 材料加工原理
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变形体的模型 （应力－应变曲线的简化形式）
• • • • • 理想弹塑性模型 弹塑性线性强化模型 幂强化模型 理想刚塑性模型 刚塑性线性强化模型
2015/5/17
材料加工原理
28
塑性变形机制、加工硬化
• 塑性变形机制：单晶体、多晶体 – 单晶体塑性变形的主要机制是滑移和孪生。 单晶体塑性变形的主要机制是滑移和孪生 – 多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶间变形两 种方式。除了滑移和孪生外，还有晶界滑动和 除 孪生 有 迁移，以及点缺陷的定向扩散（扩散蠕变）。 • 加工硬化 – 塑性变形造成组织上的变化，组织变化产生性 能上的变化：屈服极限、强度极限、硬度等均 提高，延伸率、截面收缩率、冲击韧性均降低 ；导电性、导热性、抗腐蚀性能均降低，铁磁 金属的磁性也会发生变化。
第5章 材料的形变和再结晶4
steel or, lead. Platinum and white gold are, at present, the most popular materials.
White gold（白金） is an alloy of gold (i.e., it is gold and silver or palladium（钯）. This is where the concept of Karat (开，克拉) comes in. Karat is a measure of the purity of the material.
2. 晶粒越细，塑韧性提高
细晶粒材料中，应力集中小，裂纹不易萌生； 晶界多，裂纹不易传播，在断裂过程中可吸收较 多能量,表现出高韧性。
晶界在塑性变形中的作用
协调作用：协调相邻晶粒变形
障碍作用：阻碍滑移的进行 促进作用：高温变形时两相邻晶粒沿晶界滑动 起裂作用：晶界阻碍滑移晶界应力集中
Strength or elongation
Cu
回答：为什么钻戒不用纯金而是用白金作为托 架的问题？
利用合金固溶强化理论，白金的硬度显然比纯金的高 ，以保证钻石不会从戒指中脱落。
4）屈服现象与应变时效
①屈服现象
上屈服点：试样开始屈服时对应的应力
下屈服点：载荷首次降低的最低载荷 屈服伸长：试样在此恒定应力下的伸长
拉伸试验时， p 接近于恒定。
m'
塑形变性前，ρm很低，v很大，τ 很大；这就是上屈服点 高的原因。
3. 弥散强化 4. 加工硬化
6. 应变时效
7. 柯氏气团 8. 形变织构
Questions?
1. 为什么工程上很少用纯金属？
第五章材料的强化理论
再结晶与回复的不同之处在于机械性能能完全 恢复到冷变形前的状态，加工硬化得以消除。生产 中利用这一点来消除加工硬化，使塑性加工能够顺 利进行下去，这种工艺称为再结晶退火。
(3)晶粒长大
冷变形金属在再结晶刚 完成时，一般得到细小的等 轴晶粒组织。如果继续提高 加热温度或延长保温时间， 将引起晶粒进一步长大，它 能减少晶界的总面积，从而 降低总的界面能，使组织变 得更稳定。晶粒长大的驱动 力来自界面能的降低。
(3) 塑变不均匀性
由多晶体中各个晶粒之间变形的不同时性可知， 每个晶粒的变形量各不相同，而且由于晶界的强度高 于晶内，使得每一个晶粒内部的变形也是不均匀的。
课堂思考讨论题： 1 单晶材料和多晶材料哪个强度高，为什么？
2 晶粒细化能使金属强度提高吗？
1 晶界对滑移有阻碍，各晶粒位向不同。
5.1.2塑性变形对金属组织与性能的影响 1.塑性变形对金属组织结构的影响 (1) 形成纤维组织
(2)再结晶 加热温度升至 1/2 T熔，变形组织的基体 上产生新的无畸变的晶 核，并迅速长大形成等 轴晶粒，逐渐取代全部 变形组织。金属的加工 硬化状态消除，性能基 本上恢复到冷变形之前 的状态。这一过程叫再 结晶。再结晶驱动力来 自储存能，再结晶完成 后，冷变形金属中的储 存能全部释放。
再结晶温度
加工硬化方法举例
3. 塑性变形对金属物理、化学性能的影响 经过冷塑性变形后，金属的物理性能和化学性 能也将发生明显的变化。通常使金属的导电性、 电阻温度系数和导热性下降。塑性变形还使导磁 率、磁饱和度下降，但矫顽力增加。塑性变形提 高金属的内能，使化学活性提高，耐腐蚀性下降。
5.1.3 变形金属在加热时组织与性能的变化 1. 回复和再结晶 冷变形后的金属内能升高，存在储存能，处于不 稳定状态，具有自发恢复到变形前状态的趋势。一旦 受热（加热到0.5T熔温度附近），冷变形金属的组织 和性能就会发生一系列的变化，可分为回复、再结晶 和晶粒长大三个阶段。
《工程材料学》习题
《工程材料学》习题《工程材料学》习题第一章概论一、解释名词晶体、金属键、离子键、分子键、共价键二、填空题 1、材料科学的任务是揭示材料的之间的相互关系及变化规律。
2、材料的性能主要包括两个方面。
3、晶体物质的基本特征是。
4、固体中的结合键可分为种，它们是、、、。
三、是非题1、晶体是较复杂的聚合体。
2、结构材料是指工程上要求机械性能的材料。
3、物质的状态反映了原子或分子之间的相互作用和它们的热运动。
4、比重较大的金属是黑色金属，比重较小的金属是有色金属。
四、综合分析题1、比较离子晶体与分子晶体的结构特征及性能特点。
2、比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料在结合键上的差别。
第二章金属的结构一、名词解释固溶强化弥散强化相金属化合物固溶体二、是非题1、金属化合物相与固溶体相的本质区别在于前者的硬度高、脆性大。
2、于溶质原子对位错运动具有阻碍作用，因此造成固溶体合金的强度、硬度提高。
3、固溶体的强度、硬度一定比溶剂金属的强度、硬度高。
三、选择题1、固溶体合金在结晶时a)不发生共晶转变b)要发生共晶转变c)必然有二次相析出 d)多数要发生共析转变 2、二元合金中，铸造性能最好的合金是：a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金 3、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是： a)晶粒尺寸发生变化b)过冷度发生变化c)致密度发生变化d)晶粒长大速度发生变化 4、二元合金中，压力加工性能最好的合金是a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金四、填空题1、强化金属材料的基本方法：、和。
合金的两大基本相是和，其本质区别是。
第三章金属的结晶一、解释名词疲劳强度、组织、过冷度、晶格、变质处理、晶体结构、晶体二、是非题1、金属结晶的必要条件是快冷。
2、细晶粒金属的强度高但塑性差。
3、凡是液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
4、金属的晶界是面缺陷。
晶粒越细，晶界越多，金属的性能越差。
5、纯金属的实际结晶温度与其冷却速度有关。
工程材料的强化理论
第五章 工程材料的强化理论
5.1形变强化 5.2固溶强化 5.3 第二相强化 5.4细晶强化
5.1形变强化
单晶体塑性变形－基本方式
滑移 滑移系
k s cos cos
5.1形变强化
滑移的位错机制
孪生
多晶体的塑性变形特点
不同时性 不均匀性 协调性
塑性变形对金属组织与性能的影响
各向异性 形变强化
形成了纤维组织 变形过程中，位错密度升高， 和变形织构 导致形变胞的形成和不断细 化，对位错的滑移产生巨大 的阻碍作用
冷变形金属的回复与再结晶
冷变形金属的回复与再结晶
冷变形金属的回复与再结晶
冷变形金属的回复与再结晶
冷变形金属的回复与再结晶
冷变形金属的回复与再结晶
只有处在有利位向（取向 每个晶粒的变形量各不相 因子最大）的晶粒的滑移 多晶体的塑性变形是通过 同，而且由于晶界的强度 系才能首先开动 各晶粒的多系滑移来保证 高于晶内，使得每一个晶 相互协调性。根据理论推 粒内部的变形也是不均匀 算，每个晶粒至少需要有 的。 五个独立滑移系。
塑性变形对金属组织与性能的固溶体的时效处理而沉淀析出 并产生强化
第二相微粒是通过粉末冶金 方法加入并起强化作用
弥散强化
5.3 第二相强化
时效硬化合金的成分特点 固溶处理
当含量大于B0的 合金加热到略低 于固相线的温度， 使B组元充分溶 解后，快速冷却， 而形成亚稳定的 过饱和固溶体
影 响 因 素
溶质溶剂原 子尺寸差
溶质溶剂原子尺寸相差越 大，强化效果越显著
1 溶质原子造成球对称的点阵畸 变，其强化约为G/10 2溶质原子造成非球对称的点阵 畸变，其强化约为G的几倍。
材料强化机制及应用
材料强化机制及应用材料强化机制是指通过改变材料的结构和性质，提高材料的力学性能和耐久性的过程。
材料强化机制具体包括晶体排列、晶体缺陷、相变、析出相形成等。
材料强化技术主要应用于金属、陶瓷、复合材料等材料。
本文将重点介绍常见的金属材料强化机制及其应用。
金属材料强化机制中的晶体排列是指通过控制材料的晶体结构和晶粒大小来增强材料的性能。
晶体排列可以通过变形加工（如冷拔、轧制等）和热处理（如退火、淬火等）获得。
变形加工可以使材料的晶粒细化，从而增加晶界数量，阻碍位错的移动，提高材料的强度。
热处理可以通过控制材料的冷却速率和温度来改变材料的晶体结构，从而提高材料的强度和韧性。
晶体缺陷是材料强化的另一个重要机制。
晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷是晶体内部的特定位置上缺少原子，包括空位和间隙原子。
点缺陷通过提高材料的位错密度和晶体缺陷密度来增强材料的力学性能。
线缺陷是晶体内部的一维缺陷，包括螺杂和位错。
螺杂是晶体内部的螺旋状缺陷，可以通过控制材料的冷变形和热处理来增强材料的强度和韧性。
位错是晶体中原子排列的错位，可以通过控制材料的变形加工和热处理来增强材料的强度和塑性。
面缺陷是晶体内部的二维缺陷，包括晶界、位错堆积等。
晶界是相邻晶粒的边界，可以通过控制材料的晶粒尺寸和晶界角度来强化材料。
相变是材料强化的另一个重要机制。
相变是指材料从一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。
常见的相变包括相变、亚相变和析出相。
固溶体相变是指材料中的溶质原子在固溶体晶格中扩散和重新排列的过程，可以通过合金元素的加入和热处理来实现。
亚相变是指材料中的固溶体相分解成两个或多个新的相，从而提高材料的强度和硬度。
析出相是指材料中的固溶体相中形成新的相，可以通过控制材料的冷却速率和温度来实现。
材料强化技术在工程实践中有广泛的应用。
其中，冷变形是常见的材料强化技术之一。
通过冷拔、轧制等冷变形加工过程，可以使材料的晶粒细化，并增加位错密度和晶界密度，从而提高材料的强度和塑性。
工程材料的强化与改性
第三章工程材料的强化与改性机械工程材料是机械工业、工程技术上大量使用的材料，不仅要求有高的强度，而且要有足够的塑性和韧性。
这些性能都同材料的组织、结构有密切的关系。
因此可通过各种措施，改变其组织和结构，以及使其复合，从而达到强化与强韧化。
材料的改性处理主要指钢铁材料的改性处理，包括钢的热处理和钢的表面处理两大类。
钢经过适当的热处理可提高零件的强度、硬度及耐磨性，并可改善钢的塑性和切削加工性能；而经过合理的表面处理则可提高零件的耐蚀性及耐磨性，并可装饰和美化外观，延长其使用寿命。
3.1工程材料的强化与韧化一、材料强化的概念使金属材料强度(主要是屈服强度)增大的过程称为强化。
工程材料的强度与其内部组织、结构有着密切的关系。
通过改变化学成分，进行塑性变形以及热处理等，均可以提高材料的强度。
由于塑性变形是通过位错运动实现的，因此，材料强化机制的基本出发点是造成障碍，阻碍位错运动。
二、工程材料常见的强化方式1、固溶强化固溶强化是指由于晶格内溶入溶质原子而使材料强化的现象。
固溶强化效果越大，则塑性韧性下降越多。
因此选用固溶强化元素时一定不能只着眼强化效果的大小，而应对塑性、韧性给予充分保证。
所以，对溶质的浓度应加以控制。
2、晶界强化（也称细晶强化）晶界强化是一种极为重要的强化机制。
不但可以提高强度，而且还能改善钢的韧性，这一特点是其它强化机制所不具备的。
晶界的作用有两个方面：一方面它是位错运动的障碍，另一方面又是位错聚集的地方。
所以，晶粒越细小，则晶界面积愈大，位错运动的障碍愈多，导致强度升高。
3、第二相强化第二相强化是指利用合金中的第二相进行强化的现象。
强化效果与第二相的形态、数量及其在基体上的分布方式有关。
4、冷变形强化(加工硬化或形变强化)冷变形强化是指在塑性变形过程中，随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性、韧性降低的现象。
强化的原因：一是随塑性变形量的不断增大，位错密度不断增加，并使之产生的交互作用增强，使变形抗力增加。
工程材料知识点总结(全)
第二章材料的性能1、布氏硬度布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定.缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。
适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度（硬度少于450HB）。
2、洛氏硬度HRA用于测量高硬度材料，如硬质合金、表淬层和渗碳层。
HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等.HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。
洛氏硬度的优点：操作简便,压痕小，适用范围广.缺点:测量结果分散度大。
3、维氏硬度维氏硬度所用载荷小,压痕浅，适用于测量零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，载荷可调范围大，对软硬材料都适用。
4、耐磨性是材料抵抗磨损的性能，用磨损量来表示.分类有黏着磨损（咬合磨损）、磨粒磨损、腐蚀磨损。
5、接触疲劳：（滚动轴承、齿轮）经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲劳剥落损坏的现象.6、蠕变：恒温、恒应力下,随着时间的延长，材料发生缓慢塑变的现象。
7、应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。
第三章金属的结构与结晶1、晶体中原子（分子或离子）在空间的规则排列的方式为晶体结构.为便于描述晶体结构，把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架，称为晶格。
晶格中每个点称为结点，由一系列原子所组成的平面成为晶面。
由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。
组成晶格的最小几何组成单元称为晶胞。
晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数.①体心立方晶格晶格常数用边长a表示，原子半径为√3a/4,每个晶胞包含的原子数为1/8×8+1=2（个）。
属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。
②面心立方晶格原子半径为√2a/4，每个面心立方晶胞中包含原子数为1/8×8+1/2×6=4（个）典型金属（金、银、铝、铜等)。
③密排六方晶格每个面心立方晶胞中包含原子数为为12×1/6+2*1/2+3=6（个）。
典型金属锌等.2、各向异性：晶体中不同晶向上的原子排列紧密程度及不同晶面间距是不同的，所以不同方向上原子结合力也不同，晶体在不同方向上的物理、化学、力学间的性能也有一定的差异,此特性称为各向异性。
第五章 材料的变形
三、塑性变形对材料组织性能的影响 显微组织的变化 晶粒拉长，纤维状组织 形变织构 在金属塑性变形时，随着变形程度的增加，各个晶粒从原来 互不相同的取向逐渐向主变形方向转动。当变形量很大时，各个 晶粒在空间取向上将呈现出一定程度的一致性，这一现象称为晶 粒的择优取向，形变金属中的这种组织状态称为形变织构。
第二节 金属及合金的回复与再结晶
金属经冷塑性变形后，组织和性能都发生了明显变化。金属晶体 中缺陷密度增大，自由焓升高，并且变形金属中储存能的存在， 使得金属处于一种热力学亚稳定状态，其组织和结构具有恢复到 稳定状态的倾向。在常温下，由于原子的活力很小，原子的扩散 速度很慢，这种变化很小。如果温度升高，使金属原子获得足够 的活力，则冷变形金属就会由亚稳状态向稳态转变，并发生一系 列组织和性能的变化。这种转变可分为三个过程，即回复、再结 晶和晶粒长大。
公式：
τ0 ＝σscosλcosφ
晶体在滑移时的转动 晶体的塑性变形是由于滑移面沿着滑移方向运动产生的，在滑 移的同时，晶体也会发生转变，从而使晶体的空间取向发生了变化。 如果晶体受拉伸产生滑移时，如果两端不受限制，在滑移过程中， 为使滑移面和滑移方向保持不变，晶体轴线就会发生偏移。但是， 拉伸时，在夹头的作用下，晶体轴线不能自由偏斜，这就迫使滑移 面发生转动，使位向发生了改变。
金属热加工后的组织 • 纤维组织（热加工流线） 在热加工过程中，钢锭中的粗大枝晶和各种夹杂物都要沿变形方向伸 长，这样就使铸锭中枝晶间富集的杂质和非金属夹杂的走向逐渐与变形 方向一致，使它们变成条带状、线状（脆性夹杂变成链状）或片层状， 在宏观试样上沿着变形方向呈现一条一条的细线，这就是热加工钢中的 流线，由一条条流线勾画出来的热加工钢中的这种组织就是纤维组织。 纤维组织的出现将使钢的机械性能呈现各向异性，在沿着纤维伸展 的方向上具有较高的机械性能，而在垂直于纤维伸展的方向性能则较差。 在制定工件的加工工艺时，必须合理的控制流线的分布情况，尽量使纤 维与应力方向一致。
工程材料第5章
工程材料第5章：钢铁材料引言钢铁是人类社会发展史上的重要材料之一，早在古代，人们就开始使用铁器了。
随着科技的发展，钢铁材料的生产和应用不断创新，已经成为现代工业领域中不可或缺的材料之一。
本章主要介绍钢铁的基础知识、分类、合金元素及其制备方法、表面处理和防腐保护。
钢铁基础知识钢铁是由铁与碳混合而成的合金，碳与铁的相互作用是决定钢铁特性的重要因素。
根据其化学成分和性质，钢铁可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢和合金钢等多种类型。
除碳外，钢铁中常见的合金元素还有锰、铬、镍、钼、钴、硅等。
这些元素的加入可以改善钢铁的特性，例如增强硬度、延展性、耐蚀性等。
钢铁分类根据碳含量、成分和性能，钢铁可分为以下几类：1.低碳钢：碳含量不超过0.25%，具有良好的焊接性、塑性和韧性，通常用于制造汽车、建筑、家具等产品。
2.中碳钢：碳含量在0.25%-0.60%之间，硬度较高，适用于制造车轴、弹簧等产品。
3.高碳钢：碳含量在0.60%-1.5%之间，硬度特别高，但韧性和塑性较差，通常用于制造锯条、钻头、刀片等工具。
4.合金钢：在钢铁中添加一定的合金元素，具有较好的耐磨性、耐腐蚀性及高温性能，广泛用于航空、航天、机床等领域。
合金元素及其制备方法钢铁中常见的合金元素有锰、铬、镍、钼、钴、硅等。
这些元素的加入可以改变钢铁的化学成分和微观结构，从而提高钢铁的性能。
合金元素的制备方法取决于元素的化学性质、物理性质和工业生产需求。
例如，锰可采用矿物热还原法、电解法和化学还原法等多种方法制备；铬可采用硅铬还原法、电解法和铝热还原法等多种方法制备。
表面处理和防腐保护表面处理和防腐保护是钢铁材料应用中非常重要的环节。
在工程应用中，钢铁材料存在着许多易腐蚀、受潮、老化等问题，表面处理和防护是有效防止这些问题的方法。
常见的表面处理方法包括亚光处理、沙化处理、喷砂处理等。
防腐保护方法包括物理防护、化学防护、电化学防护等。
钢铁材料作为工程领域中广泛应用的材料，其基础知识、分类、合金元素及其制备方法、表面处理和防腐保护具有重要的理论意义和实践应用价值。
工程材料强化方法综述
工程材料强化方法综述机制本科1101 杨清波摘要：从工程材料强化本质和工业上工程材料强化的工艺两方面综合介绍了工程材料的强化方法。
详细介绍了工程材料的强化本质方法和工业生产中的材料强化工艺。
分析了在工业生产中各种强化方法的特点、效果及应用范围。
介绍了一些强化工艺中的新技术。
关键词：细化晶粒，位错，固溶体，晶格畸变，强化，硬化，金属碳化物，热处理，相变0.引语强度是材料在外力作用作用下抵抗永久变形和断裂的能力。
在特定的工作环境中，某些构件需要承受较大的载荷或受到较大的冲击力等，那么这些构件需要有较高的力学性能，尤其需要有较高的强度。
如何强化材料是工业生产中的一个非常重要的问题。
强化材料方法在工业生产中有广泛应用。
对材料进行强化可以扩大材料的应用范围，增加材料种类，降低生产成本。
从材料的组织结构分析可得到多种强化原理，根据强化原理可制定多种强化工艺。
下面，我对强化方法进行了初步的系统的总结。
1.工程材料强化方法原理1.1晶界强化1）界强化作用的直接体现者——细晶强化。
金属的晶粒越细，则晶界数量越多，这样，由取向差效应和晶界原子排列不规则造成的强化效果越明显。
多晶体的晶粒变形时，要求其周围的晶粒协同运动。
多晶体滑移是多系滑移，以自身变形的同时，协调、配合相邻晶粒变形。
造成位错发生交割，增大滑移变形阻力，从而使金属表现出高强度。
2）添加或减少微量元素含量，改善晶界状态。
晶界的晶体结构不规则，原子排列混乱，晶格歪扭，又存在各种晶体缺陷(如位错、空洞等)，因此晶界在高温变形时是一个薄弱环节。
在高温蠕变时，晶界形变量占总形变量的50％，因此强化晶界就成为高温合金强化的一个重要部分。
一些有害杂质元素的溶解度很小且往往偏析于晶界，生成低熔点共晶化合物。
硫在γ—Fe中的溶解度只有0.015％。
因此合金中所含的硫在铁中易形成熔点为988C的Fe+FeS 低熔点共晶。
硫在镍中会形成熔点只有644℃的Ni+Ni3S2共晶。
五工程材料的强化理论精品PPT课件
• 通过位错的移动实现滑移时： 1、只有位错线附近的少数原子移动； 2、原子移动的距离小于一个原子间距；
所以通过位错实现滑移时，需要的力较小； • 金属的塑性变形是由滑移这种方式进行的，而滑移又是
通过位错的移动实现的。所以，只要阻碍位错的移动就 可以阻碍滑移的进行，从而提高了塑性变形的抗力，使 强度提高。金属材料常用的五种强化手段（固溶强化、 加工硬化、晶粒细化、弥散强化、淬火强化）都是通过 这种机理实现的。
《机械工程材料》
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第五章 工程材料的强化理论
第五章 工程材料的强化理论 5.1形变强化 5.2固溶强化
5.3 第二相强化 5.4细晶强化
5.1 形变强化
金属的塑性变形与再结晶
• 塑性是金属材料的重要特性； • 金属材料通过冶炼、铸造，获得铸锭后，可通过塑性加工的
5.1 形变强化
2.滑移系
金属三种常见晶格的滑移系
晶格类型 滑移面
体心立方 晶格
{110} 6个
面心立方 晶格
{111} 4个
密排六方 晶格
{0001} 1个
滑移方向 <111> 2个 <110> 3个 <1120> 3个
滑移系数目强化
3.位错滑移机制
响，是金属材料重要的强化手段。
包 • 单晶体的塑性变形 括 • 多晶体的塑性变形
• 这一节的主要内容就是从原子的角度看，金属的 塑性变形是如何发生的？
5.1 形变强化
金属的塑性变形
• 当外力作用在金属上时，如受拉，金属内的原子间距变大 ，如果这种变化是弹性范围内的，当外力去除后，原子还 能恢复到原来的状态；如果外力较大，这种变化就达到了 塑性阶段了，当外力去除之后，有一部分变化就不能恢复 了，金属就发生了塑性变形。作为一种极限，当外力大到 一定程度，原子间的结合力被打破，那么金属就断了。
建筑力学(第二版)第1章至第13章知识点节选
绪论部分荷载：直接施加在结构上的力，在工程上统称荷载。
结构：在建筑物中承受和传递荷载而起骨架作用的部分。
构件：组成结构的每一个部分。
平衡状态：建筑的结构及组成结构的各构件，都相对于地面保持着静止状态，这种状态在工程上称为平衡状态。
要保证构件的正常工作，必须同时满足三个要求：1）在荷载作用下构件不发生破坏，即应具有足够的强度2）在荷载作用下构件所产生的变形在工程的允许范围内，即应具有足够的刚度3）承受荷载作用时，构件在其原有形状下应保持稳定，即应具有足够的稳定性※构件的强度、刚度和稳定性统称为构件的承载能力建筑力学的任务是：研究和分析作用在结构（或构件）上力与平衡的关系，结构（或构件）的内力、应力、变形的计算方法以及构件的强度、刚度与稳定条件，为保证结构（或构件）既安全可靠又经济合理提供计算理论依据。
杆系结构：由杆件组成的结构。
建筑力学：是由研究建筑结构的力学计算理论和方法的一门科学。
第一章静力学的基本概念力的定义：力是物体间的相互机械运动。
用一个带有箭头的有向线段来表示一个力（注意作用点的位置）物体在受到力的作用后，产生的效应可以分成两种：外效应，也称为运动效应，使物体的运动状态发生改变。
内效应，也称为变形效应，使物体的形状发生变化。
力的三要素：大小、方向、作用点力的大小反应物体之间的相互机械作用的强弱程度力的方向包含力的作用线在空间的方位和指向力的作用点是指力在物体的作用位置当接触面面积很小时，则可以将微小面积抽象为一个点，这个点称为力的作用点。
该作用力称为集中力；反之，如果接触面积较大而不能忽略时，则力在整个接触面上分布作用，此时的作用力称为分布力。
分布力的大小用单位面积上的力的大小来度量，称为荷载集度。
力是矢量，记作F刚体：在外力的作用下，不发生形变的物体。
平衡：在外力作用下，物体相对于地球保持静止或匀速直线运动状态，我们就称物体在外力作用下保持平衡。
力系分类汇交力系：力系中各力作用线汇交于一点力偶系：力系中各力可以组成若干力偶或力系由若干力偶组成平行力系：力系中各力作用线相互平行一般力系：力系中各力作用线既不完全交于一点，也不完全相互平行等效力系：若某一力系对物体产生的效应，可以用另一个力系来代替，则这两个力系称为等效力系。
工程材料强化方法综述（精选五篇）
工程材料强化方法综述（精选五篇）第一篇：工程材料强化方法综述2014-6-27 机制本科工程材料强化方法综述xxx 【摘要】本文主要包括金属固溶体强化，第二项强化，形变强化，细化晶粒强化，热处理强化以及表面热处理和化学热处理等。
【关键词】固溶体位错细化晶粒退火正火淬火回火【作者简介】李洪民机制本科班引言随着现代科技的发展，越来越多的材料被运用到日常的生活生产之中，这就使得强化和处理材料成为工程材料应用的重要问题之一，通过各类强化和处理手段，既可以提高材料的力学性能，充分发挥材料的潜力又可以获得一些特殊要求的性能，以满足各种各样使用条件下对材料的要求。
1.固溶体强化1.1固溶体定义及表示方法合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。
与固溶体晶格相同的组元为溶剂，一般在合金中含量较多；另一组元为溶质，含量较少。
固溶体用α、β、γ等符号表示。
A、B组元组成的固溶体也可表示为A(B), 其中A为溶剂, B 为溶质。
例如铜锌合金中锌溶入铜中形成的固溶体一般用α表示, 亦可表示为Cu(Zn)。
1.2.固溶体的分类按溶质原子在溶剂晶格中的位置, 固溶体可分为置换固溶体与间隙固溶体两种。
置换固溶体中溶质原子代换了溶剂晶格某些结点上的原子;间隙固溶体中溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中。
1.3.固溶体强化机理固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。
晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。
这种通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。
固溶强化是金属强化的一种重要形式。
在溶质含量适当时，可显著提高材料的强度和硬度，而塑性和韧性没有明显降低。
2.金属化合物强化（第二相强化）复相合金与单相合金相比，除基体相以外，还有第二相得存在。
当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会产生显著的强化作用。
这种强化作用称为第二相强化。
第二相强化的主要原因是它们与位错间的交互作用，阻碍了位错运动，提高了合金的变形抗力。
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工程上应用的金属材料通常是多晶体。 最常见的强化方法： （1）形变强化 （2）固溶强化 （3）第二相强化 （4）细晶强化。
5.1 形变强化
形变强化（加工硬化）：金属材料经塑性变形后，其强度 和硬度升高，塑性和韧性下降的现象。
金属制件的压力加工方法：锻造、轧制、拉拔、和冲压等。 压力加工特点 ：使金属在外力作用下，发生不能自行 恢复的形状和尺寸的变化，即塑性变形。 目的： （1）深入理解各种机械性能指标的本质； （2）充分发挥金属材料的潜力； （3）正确掌握压力加工和退火工艺。
单晶体的屈服强度将随着取向因子的变化而变化。为什 么？ 外力方向改变，加在滑移系上的取向因子也会发生改变， λ 、φ 都接近45 º ，取向因子取得极大值，s最低 ，称 为软位向，当λ 、φ 只要有一个接近90 º 时，取向因子趋 近于零， s 趋近于无穷大，为硬位向。 (4) 滑移的位错机制
(2)再结晶
定义：塑性变形金属加热到一定温度之后，在变形组织的基体中， 重新生成无畸变的新晶粒的过程。 再结晶驱动力来自储存能 再结晶温度：是指冷变形金属开始再结晶的最低温度。 T再= （(0.35~0.4) T熔)
原子活动能力增强，变形组织的基体上产生新的无畸变的 晶核，并迅速长大形成等轴晶粒，逐渐取代全部变形组织。 经过再结晶后，冷变形金属的强度、硬度显著下降，塑性、 韧性显著提高，微观内应力完全消除，储存能全部释放。 加工硬化状态消除，金属又基本上恢复到冷变形之前的性 能。
变形黄铜的再结晶
金属的再结晶过程是通过形核和长大方式完成的。但它不是相变过 程，这与结晶不同。再结晶过程也不是一个恒温过程，而是自某一 温度开始，随着温度的升高和保温时间的延长而逐渐形核、长大的 连续过程。因而再结晶温度是指冷变形金属开始进行再结晶的最低 温度。通常定义为变形量很大(≥70%)的金属在1h的保温过程中， 能够完成再结晶的最低温度。大量实验表明，再结晶温度T再与熔 点T熔（以绝对温度表示）之间存在如下近似关系：T再 = (0.35~0.4)T熔 。
整体滑移模型－－开始人们认为晶 体的滑移是晶体的一部分相对于另 一部分同时作整体的刚性移动，则 按此模型计算出的最小滑移切应力 是 τ= G/2π 是试验值的100～1000倍。
位错滑移模型－－通过位错在切应力作用下沿着滑 移面逐步滑动，这样遇到的阻力就很小，按此模型 计算的结果与试验结果在数量级上完全吻合。位错 在很小的切应力作用下就能滑动的现象称为位错的 易动性。
滑移的位错机制示意图
滑移的位错机制示意图
(5) 孪生 当金属晶体滑移变形难以进行时，其塑性变形还可能 以生成孪晶的方式进行，称为孪生。例如滑移系较少 的密排六方晶格金属易以孪生方式进行变形。
钛合金六方相中的形变孪晶
2. 多晶体塑性变形特点
多晶体的特点：存在晶界，各晶粒位向不同。 多晶体塑性变形特点： (1) 塑变不同时性； (2) 塑变不均匀性；(3) 塑变协调性 (1) 塑变不同时性 多晶体由位向不同的许多小晶 粒组成，在外加应力作用下， 只有处在有利位向（取向因子 最大的软位向）的晶粒的滑移 系才能首先开动，周围取向不 利的晶粒中的滑移系上的分切 应力还未达到临界值，这些晶 粒仍处在弹性变形状态。
经冷变形金属在加热时组织变化示意图
（1）回复 什么是回复？
变形金属在加热温度较低时，仅因金属中的一些点缺陷和位 错的迁移而所引起的某些晶内的变化。
什么是多边化？
加热温度较低，原子活动能力有限，仅点缺陷密度显著下降， 而位错密度变化不大，位错只是由缠结状态改变为规则排列的 位错墙（构成小角亚晶界），位错组态、分布的这一变化过程。 组织和性能的变化： 显微组织没有变化，晶粒仍是冷变形后的纤维状，金属的机 械性能，如硬度、强度变化不大，塑性略有提高，第一、二类 内应力基本消除, 某些物理、化学性能发生明显变化，如电导率 显著增大，应力腐蚀抗力提高。
5.1.2塑性变形对金属组织与性能的影响
1.塑性变形对金属组织结构的影响 (1) 形成纤维组织 金属经塑性变形时，沿着变形方向晶粒被拉长。当变形量很大 时，晶粒难以分辨，而呈现出一片如纤维丝状的条纹，称之为纤 维组织。
冷变形量30%
冷变形量50%
低碳钢冷塑性变形后的显微组织
变形量对显微组织的影响
经5%冷变形的纯铝的位错网络
(4) 点阵畸变严重
金属在塑性变形中，外力所作的功大部分转化为热，尚有一部分 （约占10%）以畸变能的形式储存在形变金属内部，这部分能量叫 储存能。 储存能的具体表现方式为：宏观残余应力（第一类内应力） 微观残余应力（第二类内应力） 晶格畸变（第三类内应力） 宏观残余应力：是物体各部分不均匀变形所引起的，在整个物体范 围内平衡。 微观残余应力：由晶粒或亚晶变形不均匀引起，在晶粒或亚晶范 围内平衡。 晶格畸变：由变形金属内部产生大量点阵缺陷（空位、间隙原子、 位错等）引起，其作用范围仅为几十至几百个纳米。 在变形金属吸收的能量中绝大部分转变为点阵畸变能，约占储 存能的90%。
2.塑性变形对金属力学性能的影响
(1) 呈现明显的各向异性 主要是由于形成了纤维组织和变形织构。
制耳：织构会造成深冲 压成形的板材沿各方向 变形不均匀性，使工件 的边缘出现高低不平的 现象。
（a）无制耳
（b）有制耳
各向异性导致的“制耳”
(2) 产生形变强化 主要原因： 位错密度升高 形变胞的形成和不断细化 阻碍 位错滑移 金属的变形抗力升高 强度、硬度 升高，塑性、韧性下降。
使铸态组织中的气孔、疏松及微裂纹焊合，提高金属致密度， 还可以使铸态的粗大树枝晶通过变形和再结晶的过程而变成较细 的晶粒，某些高合金钢中的莱氏体和大块初生碳化物可被打碎并 使其分布均匀等。这些组织缺陷的消除会使材料的性能得到明显 改善。
(2) 出现纤维组织
在热加工过程中铸态金属的偏析、夹杂物、第二相、晶界等逐渐沿变形方 向延展，在宏观工件上勾画出一个个线条，这种组织也称为纤维组织。纤维组织 的出现使金属呈现各向异性，顺着纤维方向强度高，而在垂直于纤维的方向上强 度较低。在制订热加工工艺时，要尽可能使纤维流线方向与零件工作时所受的最 大拉应力的方向一致。
滑移面：原子排列最密的晶面。 滑移方向：原子排列最密的晶向。 滑移系：一个滑移面和此面上的一个滑移方向结合起来组成一 个滑移系。 滑移系与金属的晶体结构类型有关。滑移面通常是晶体中原子 排列最密的晶面，而滑移方向则是原子排列最密的晶向。在其 它条件相同时，金属晶体中滑移系愈多，该金属的塑性愈好。
(3) 滑移的临界分切应力
(2) 形成形变织构
形变织构：在变形量很大时，金属中各晶粒的取向会大致趋于一致， 这种由于变形而使晶粒具有择优取向的组织叫形变织构。 随着变形的发生，还伴随着晶粒的转动。在拉伸时晶粒的滑移面转 向平行于外力的方向，在压缩时转向垂直于外力方向。
丝织构
形变织构示意图
板织构
（3）亚结构细Leabharlann 冷变形会增加晶粒中的位错密度。随着变形量的增加，位错交 织缠结，在晶粒内形成胞状亚结构，叫形变胞（或形变亚晶）。 胞内位错密度较低，胞壁是由大量缠结位错组成。变形量越大， 则形变胞数量越多，尺寸越小。
5.1.1金属的塑性变形
单晶体和多晶体的概念 1.单晶体塑性变形 (1) 变形基本方式
单晶体变形基本方式：滑移和孪生（滑移是主要变形方式） 滑移：晶体的一部分相对于另一部分沿着某一晶面和晶向 发生相对滑动。
滑移面两侧晶体的结构类型和晶体取向均末有改变。
滑移现象
铜拉伸试样表面滑移带
滑移带示意图
(2) 滑移系
(3)晶粒长大
冷变形金属在再结晶刚完成 时，一般得到细小的等轴晶 粒组织。如果继续提高加热 温度或延长保温时间，将引 起晶粒进一步长大，它能减 少晶界的总面积，从而降低 总的界面能，使组织变得更 稳定。晶粒长大的驱动力来 自界面能的降低。
黄铜再结晶退火的晶粒长大
2. 再结晶晶粒大小的控制
影响再结晶晶粒大小的主要因 素是变形度和退火温度。能发 生再结晶的最小变形度通常在 2%~8%范围内，但再结晶晶 粒特别粗大，这样的变形度称 为临界变形度。这是因为此时 的变形量较小，形成的再结晶 核心较少。当变形度大于临界 变形度后,则随着变形度的增大 晶粒逐渐细化。当变形度和退 火保温时间一定时，再结晶退 火温度越高，再结晶后的晶粒 越粗大。
合理
吊钩中的纤维组织
不合理
5.2固溶强化
5.2.1 固溶强化现象 定义：溶质原子溶入金属基体而形成固溶体，使金属的强度、 硬度升高，塑性、韧性有所下降，这一现象称为固溶强化。例如单 相的黄铜、单相锡青铜和铝青铜都是以固溶强化为主来提高合金强 度和硬度的。 原因：由于溶质原子造成了晶格畸变，其应力场将与位错应力 场发生弹性交互作用并阻碍位错运动，这是产生固溶强化的主要原 因。 Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Zn Cu Zn Cu Cu Cu Cu Cu
2. 热加工特点
在热加工过程中，金属同时进行着两个过程：形变强化和再结晶软 化。塑性变形使金属产生形变强化，而同时发生的再结晶(称为动 态再结晶)过程又将形变强化现象予以消除。因此，热加工时一般 不产生明显加工硬化现象。
热加工时的动态再结晶示意图
3. 热加工对金属组织与性能的影响
1) 改善铸态组织缺陷
变形量对再结晶晶粒大小的影响
5.1.4 金属的热加工
压力加工是利用塑性变形的方法使金属成形并改性的工艺 方法。由于在常温下进行塑性变形会引起金属的加工硬化， 这使得对某些尺寸较大或塑性低的金属在常温下难以进行 塑性变形。生产上通常采用在加热条件下进行塑性变形。 1. 热加工与冷加工
在再结晶温度以上进行的压力加工称为热加工，在再 结晶温度以下回复温度以上进行的压力加工称为温加工， 在回复温度以下进行的压力加工称为冷加工，或产生加工 硬化的压力加工称为冷加工。例如钨的再结晶温度约为 1200℃，因此，即使在1000℃进行变形加工也属于冷加工。