金属材料与热处理课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
晶胞——晶格中能够完整地反映晶体晶格特征 的最小几何单元。
晶格与晶胞
体心立方晶格
面心立方晶格
密排六方晶格
三、单晶体与多晶体 晶粒——组成金属的小晶体。 晶界——由晶粒间不规则排列的原子构成。
单晶体和多晶体
四、晶体的缺陷 晶体缺陷——由于各种原因,实际晶体中原
子的规律排列受到干扰和破坏,使晶体中的某些 原子偏离正常位置,造成原子排列的不完全性。
金属材料与热处理
L/O/G/O
绪论
人类认识和使用材料的各个阶段
石器时代 青铜器时代 铁器时代 钢铁时代 人工合成材料时代
石器时代
旧石器
来自百度文库
新石器
距今6000至4000 年左右,分为旧石 器时代和新石器时 代。旧石器时代, 人类只会采用敲打 而成的石头作为简 单的工具;新石器 时代,人类已学会 通过磨制的方法将 石头制成工具,后 期还学会用泥土来 制作陶器
主要介绍碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属 及硬质合金等金属材料的常用牌号、成分、组 织、性能及用途,并介绍了国外常用金属材料 的牌号和新型工程材料的相关知识。
5.热处理的基本知识
主要介绍热处理的原理(钢在加热、保温、 冷却时的组织转变)、热处理的工艺(退火、 正火、淬火、回火、表面热处理等)及常用材 料的典型热处理工艺。
温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象。
纯铁的冷却曲线
19世纪末,著名物 理家居里在实验室里发 现磁石的一个物理特性, 就是当磁石加热到一定 温度时,原来的磁性就 会消失。后来,人们把 这个温度叫 “居里 点”。 居里点也称居 里温度或磁性转变点
纯铁同素异构转变示意图
§1-3 观察结晶过程(实验)
结晶冷却曲线
金 属 的 结 晶 过 程
二、晶粒大小对金属材料的影响
晶粒愈细,强度、硬度愈高,塑性、韧性也 愈好。
形核率——单位时间、单位体积所形成的晶 核数,用字母N表示。
细化晶粒的方法:
(1)增加过冷度 (2)变质处理 (3)振动处理
三、同素异构转变 金属的同素异构转变——在固态下,金属随
常见的晶体缺陷
§1-2 纯金属的结晶
*一、纯金属的结晶过程 二、晶粒大小对金属材料的影响 三、同素异构转变
结晶——金属从高 温液体状态冷却凝固为 原子有序排列的固体状 态的过程。
结晶潜热——结晶 的过程中放出的热量。
一、纯金属的结晶过程 过冷度——理论结晶温度和实际结晶温度
(T1)之间存在的温度差(△T= T0- T1)。金 属结晶时,冷却越快,其实际结晶的温度就越低, 过冷度△T也就越大。
非晶体
原子呈无序、无规则堆积 的物质
具有规则的几何形状
性能特 点
有一定的熔点,性能呈各 向异性
没有规则的几何形状
有固定的熔点,性能呈各 向同性
典型物 石英、云母、明矾、食盐、 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、
质 硫酸铜、糖、味精
橡胶
二、金属的晶格类型
晶格类型——金属中原子排列的规律。 晶格——为了清楚地表示晶体中原子排列的规 律,将原子简化为一个质点,再用假想的线将它们 连接起来,形成一个能反映原子排列规律的空间格 架。
钢铁时代
现代工业炼钢
18世纪的工业革 命使人类使用材料 的历史产生了重大 突破,人类掌握了 炼钢的方法。钢铁 时代的到来和蒸汽 机的发明,使人类 的生产力有了空前 的发展,人们不再 简单的使用工具, 而开始使用真正意 义的机器,这标志 着工业时代的来临
人工合成材料时代
20世纪初酚醛树脂的合 成标志着人类进入到了 人工合成材料时代。目 前,传统合成材料已有 几十万种,而新材料的 数量正在以每年约5%的 速度增长;世界上现有 800多万种人工合成的 化合物,而且还以每年 25万种的速度增长,其 中相当一部分将成为工 业化生产的新材料,为 人类社会和科学技术的 发展服务
第一章 金属的结构与结晶
§1-1 金属的晶体结构 §1-2 纯金属的结晶 §1-3 观察结晶过程(实验)
§1-1 金属的晶体结构
一、晶体与非晶体 二、金属的晶格类型 三、单晶体与多晶体 四、晶体的缺陷
一、晶体与非晶体
存在状态
气态
物质
液态
固态
结构特点
晶体
非晶体
晶体和非晶体的对比
项目 定义
晶体
原子呈有序、有规则排列 的物质
三、实验器材
1. 生物显微镜和放大镜。 2. 接近饱和的氯化铵或硝酸铅水溶液 (由实验室预先制好)。 3. 干净玻璃片和吸管。 4. 酒精灯或电吹风。 5. 有枝晶的金属铸件实物。
第二章 金属材料的性能
§2-1 金属材料的损坏与塑性变形 §2-2 金属的力学性能 §2-3 金属的工艺性能 §2-4 力学性能实验
青铜器时代
商代四羊方尊
青铜时代约从公 元前4000年至公元 初年,希腊、埃及始 于公元前3 000年以 前,中国始于公元前 1 800年。青铜器时 代标志着人类开始学 会冶炼和使用金属材 料
铁器时代
战国铁锄
世界上最早锻造 出铁器的是赫梯王国 (今土耳其境内), 距今约3400年。由 于铁器比青铜器的硬 度高4倍,所以极大 地促进了社会生产力 的发展
金属——由单一元素构成的具有特殊的光泽、 延展性、导电性、导热性的物质,如金、银、铜、 铁、锰、锌、铝等。
合金——由一种金属元素与其他金属元素或非 金属元素通过熔炼或其他方法合成的具有金属特性 的材料。
金属材料——金属及其合金的总称,即指金属 元素或以金属元素为主构成的,并具有金属特性的 物质。
课程主要内容:
1.金属材料的基本知识 2.金属的性能 3.金属学基础知识 4.金属材料及其应用 5.热处理的基本知识
1.金属材料的基本知识 主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。
2.金属的性能 主要介绍金属的力学性能和工艺性能。
3.金属学基础知识 主要介绍铁碳合金的组织及铁碳合金相图 。
4.金属材料及其应用
一、实验目的 1.通过观察透明盐类的结晶过程及组织特征,理解
金属的结晶理论。 2.通过观察铸锭表面,建立金属晶体以树枝状形态
成长的直观认识。
二、实验原理
由于液态金属的结晶过程难以直接观察,而 盐类也是晶体物质,其溶液的结晶过程和金属很 相似,区别仅在于盐类是在室温下依靠溶剂蒸发 使溶液过饱和而结晶,金属则主要依靠过冷,故 完全可通过观察透明盐类溶液的结晶过程来了解 金属的结晶过程。
晶格与晶胞
体心立方晶格
面心立方晶格
密排六方晶格
三、单晶体与多晶体 晶粒——组成金属的小晶体。 晶界——由晶粒间不规则排列的原子构成。
单晶体和多晶体
四、晶体的缺陷 晶体缺陷——由于各种原因,实际晶体中原
子的规律排列受到干扰和破坏,使晶体中的某些 原子偏离正常位置,造成原子排列的不完全性。
金属材料与热处理
L/O/G/O
绪论
人类认识和使用材料的各个阶段
石器时代 青铜器时代 铁器时代 钢铁时代 人工合成材料时代
石器时代
旧石器
来自百度文库
新石器
距今6000至4000 年左右,分为旧石 器时代和新石器时 代。旧石器时代, 人类只会采用敲打 而成的石头作为简 单的工具;新石器 时代,人类已学会 通过磨制的方法将 石头制成工具,后 期还学会用泥土来 制作陶器
主要介绍碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属 及硬质合金等金属材料的常用牌号、成分、组 织、性能及用途,并介绍了国外常用金属材料 的牌号和新型工程材料的相关知识。
5.热处理的基本知识
主要介绍热处理的原理(钢在加热、保温、 冷却时的组织转变)、热处理的工艺(退火、 正火、淬火、回火、表面热处理等)及常用材 料的典型热处理工艺。
温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象。
纯铁的冷却曲线
19世纪末,著名物 理家居里在实验室里发 现磁石的一个物理特性, 就是当磁石加热到一定 温度时,原来的磁性就 会消失。后来,人们把 这个温度叫 “居里 点”。 居里点也称居 里温度或磁性转变点
纯铁同素异构转变示意图
§1-3 观察结晶过程(实验)
结晶冷却曲线
金 属 的 结 晶 过 程
二、晶粒大小对金属材料的影响
晶粒愈细,强度、硬度愈高,塑性、韧性也 愈好。
形核率——单位时间、单位体积所形成的晶 核数,用字母N表示。
细化晶粒的方法:
(1)增加过冷度 (2)变质处理 (3)振动处理
三、同素异构转变 金属的同素异构转变——在固态下,金属随
常见的晶体缺陷
§1-2 纯金属的结晶
*一、纯金属的结晶过程 二、晶粒大小对金属材料的影响 三、同素异构转变
结晶——金属从高 温液体状态冷却凝固为 原子有序排列的固体状 态的过程。
结晶潜热——结晶 的过程中放出的热量。
一、纯金属的结晶过程 过冷度——理论结晶温度和实际结晶温度
(T1)之间存在的温度差(△T= T0- T1)。金 属结晶时,冷却越快,其实际结晶的温度就越低, 过冷度△T也就越大。
非晶体
原子呈无序、无规则堆积 的物质
具有规则的几何形状
性能特 点
有一定的熔点,性能呈各 向异性
没有规则的几何形状
有固定的熔点,性能呈各 向同性
典型物 石英、云母、明矾、食盐、 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、
质 硫酸铜、糖、味精
橡胶
二、金属的晶格类型
晶格类型——金属中原子排列的规律。 晶格——为了清楚地表示晶体中原子排列的规 律,将原子简化为一个质点,再用假想的线将它们 连接起来,形成一个能反映原子排列规律的空间格 架。
钢铁时代
现代工业炼钢
18世纪的工业革 命使人类使用材料 的历史产生了重大 突破,人类掌握了 炼钢的方法。钢铁 时代的到来和蒸汽 机的发明,使人类 的生产力有了空前 的发展,人们不再 简单的使用工具, 而开始使用真正意 义的机器,这标志 着工业时代的来临
人工合成材料时代
20世纪初酚醛树脂的合 成标志着人类进入到了 人工合成材料时代。目 前,传统合成材料已有 几十万种,而新材料的 数量正在以每年约5%的 速度增长;世界上现有 800多万种人工合成的 化合物,而且还以每年 25万种的速度增长,其 中相当一部分将成为工 业化生产的新材料,为 人类社会和科学技术的 发展服务
第一章 金属的结构与结晶
§1-1 金属的晶体结构 §1-2 纯金属的结晶 §1-3 观察结晶过程(实验)
§1-1 金属的晶体结构
一、晶体与非晶体 二、金属的晶格类型 三、单晶体与多晶体 四、晶体的缺陷
一、晶体与非晶体
存在状态
气态
物质
液态
固态
结构特点
晶体
非晶体
晶体和非晶体的对比
项目 定义
晶体
原子呈有序、有规则排列 的物质
三、实验器材
1. 生物显微镜和放大镜。 2. 接近饱和的氯化铵或硝酸铅水溶液 (由实验室预先制好)。 3. 干净玻璃片和吸管。 4. 酒精灯或电吹风。 5. 有枝晶的金属铸件实物。
第二章 金属材料的性能
§2-1 金属材料的损坏与塑性变形 §2-2 金属的力学性能 §2-3 金属的工艺性能 §2-4 力学性能实验
青铜器时代
商代四羊方尊
青铜时代约从公 元前4000年至公元 初年,希腊、埃及始 于公元前3 000年以 前,中国始于公元前 1 800年。青铜器时 代标志着人类开始学 会冶炼和使用金属材 料
铁器时代
战国铁锄
世界上最早锻造 出铁器的是赫梯王国 (今土耳其境内), 距今约3400年。由 于铁器比青铜器的硬 度高4倍,所以极大 地促进了社会生产力 的发展
金属——由单一元素构成的具有特殊的光泽、 延展性、导电性、导热性的物质,如金、银、铜、 铁、锰、锌、铝等。
合金——由一种金属元素与其他金属元素或非 金属元素通过熔炼或其他方法合成的具有金属特性 的材料。
金属材料——金属及其合金的总称,即指金属 元素或以金属元素为主构成的,并具有金属特性的 物质。
课程主要内容:
1.金属材料的基本知识 2.金属的性能 3.金属学基础知识 4.金属材料及其应用 5.热处理的基本知识
1.金属材料的基本知识 主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。
2.金属的性能 主要介绍金属的力学性能和工艺性能。
3.金属学基础知识 主要介绍铁碳合金的组织及铁碳合金相图 。
4.金属材料及其应用
一、实验目的 1.通过观察透明盐类的结晶过程及组织特征,理解
金属的结晶理论。 2.通过观察铸锭表面,建立金属晶体以树枝状形态
成长的直观认识。
二、实验原理
由于液态金属的结晶过程难以直接观察,而 盐类也是晶体物质,其溶液的结晶过程和金属很 相似,区别仅在于盐类是在室温下依靠溶剂蒸发 使溶液过饱和而结晶,金属则主要依靠过冷,故 完全可通过观察透明盐类溶液的结晶过程来了解 金属的结晶过程。