金属学与热处理课件

一方面改变材料的化学成分，另一方面
改进材料的生产工艺，进而改变材料内部的
组织结构与性能。
什么是组织结构？
材料不同层次的结构
（1）原子结构： （2）晶体结构： 取决于原子种类 原子在空间的排列方式
（3）组织结构（显微组织）： 在不同放大倍数放大镜、显微镜下观察
到的金属的内部形貌
金属多晶体结构 显微组织 合金相形貌
不断。
又如： 石墨和金刚石均由碳原子构成， 但性能迥异。 原因：碳原子的空间排列方式不同 即内部组织结构不同
***材料科学研究的四要素及相互关系线：
化学成分 Composition
性能
组织结构
内因
Performance Construction 外因
提高材料性能的主要途径：
加工工艺 Process
试用金属键模型解释： →→金属特性
非金属中：离子键、共价键等
结合键强, 具饱和性 结合键极强、方向性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
——较高硬度
——很高硬度、无塑性
2 本课程的主要任务： 研究金属与合金的化学成分、加工工艺、
组织结构和性能四要素及四要素之间的关系 与变化规律。
┗ 此亦为材料科学的研究内容 —— 实际中我们最关心的是性能
金属学、金属热处理、金属材料学、 金属性能、材料分析技术与方法等 2 本课程主要内容: 金属学： 第一 ~ 第八章 金属热处理：第九 ~ 第十章 金属材料学：第十一章 ~ 第十三章
性能取决于什么因素呢？
① 化学成分不同，性能不同
举例：
纯铝 铝合金
纯铜
σb(MPa) 40
400～600 60
铜合金 纯铁
600～700 200
40钢(退火态) 500 40钢(调质态) 800
② 化学成分相同，处理方式不同，性能不同
0.8℅C 的钢锯条→800℃，冷却方式不同 一根出炉后水冷，性硬而脆，一弯就断； 另一根随炉缓慢冷却，性软，弯曲90 ℃
* * *电阻随温度升高而升高 ——金属与非金属的本质差别
即：具有正的电阻温度系数。 ρt=ρ0 (1+αΔT)
ρ 非金属
——某些纯金属在绝 对零度附近的超导电性
金属
T
(2) 金属与合金的定义
金属定义：具有正的电阻温度系数的物质。
合金定义：一种金属元素与另一种或几种其 它元素，经熔炼或其它方法结合而成的具有 金属特性的物质。
材料的组织结构取决于:
1 原子种类; 2 内部原子排列的方式; 3 合金元素的存在方式; 4 内部不同尺度的各种结构缺陷
3 目的 利用上述四要素关系和规律：
（1）进行科学研究； （2）指导生产实践； （3）研制新合金材料。
二、本课程内容 1 金属材料科学研究内容：
成分、组织结构、工艺、性能 ┗ 其课程体系：
(3) 金属中原子的结合方式
在金属晶体中，金属原子失去价电子后 成为正离子, 所有价电子成为自由电子并为 整个原子集团所公有, 所有自由电子围绕所 有原子核运动，形成电子云，金属正离子沉 电浸子在云中，并依靠与自由电 子之间的静电作用而使金属 原子结合起来形成金属晶体。 这种原子结合方式称为金属 键。
《金属学与热处理A 》 《 Metallography and heat-
treatment 》 多媒体教学课件
•课 时：56 •教 材：《金属学与热处理》，崔忠圻
绪论
§1 课程研究的对象、目的及要求
一 研究对象、任务和目的
1 研究的对象 ——金属和合金。 什么是金属？什么是合金？
（1）金属的性质 * 高的导电性和导热性； * 金属光泽； * 良好的延展性(塑性)； * 不透明