機械工程材料課件 學(xué)習(xí)情境二  金屬的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶

本課程的主要特點有

[填空1]

、

[填空2]

、思維方法上弱邏輯性、非絕對性。作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂填空題2分工程材料根據(jù)化學(xué)成分及結(jié)合鍵的特點可分為：

[填空1]

、

[填空2]

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[填空3]

、

[填空4]

。作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂填空題4分金屬材料的強度是指材料在外載荷作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力。正確錯誤AB提交單選題1分金屬材料的強度是指其在靜載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形和斷裂的能力。正確錯誤AB提交單選題1分低碳鋼拉伸過程可分為：

[填空1]

、

[填空2]

、

[填空3]

、

[填空4]

四個階段。作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂填空題4分結(jié)合所學(xué)本課程及相關(guān)課程的知識，請你說出提高機械零件剛度的措施有哪些？作答正常使用主觀題需2.0以上版本雨課堂可為此題添加文本、圖片、公式等解析，且需將內(nèi)容全部放在本區(qū)域內(nèi)。正常使用需3.0以上版本提高零件剛度的方法有:增加橫截面面積,改變截面形狀,選用彈性模量較大的材料答案解析主觀題10分學(xué)習(xí)情境二?金屬的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶2.2實際金屬的晶體結(jié)構(gòu)2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu)2.3純金屬的結(jié)晶2.3同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變2.3鑄錠結(jié)構(gòu)和缺陷原子或分子無規(guī)則堆積在一起的。（玻璃、石蠟、瀝青、松香等）。晶體：

一、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)—基本概念原子是按一定幾何形狀有規(guī)律排列的。（金剛石、石墨、雪花、食鹽、固態(tài)金屬及合金）非晶體：用假想的直線將原子中心連接起來所形成的三維空間格架。直線的交點（原子中心）稱結(jié)點。由結(jié)點形成的空間點的陣列稱空間點陣。晶體結(jié)構(gòu)：晶體內(nèi)部原子排列的規(guī)律及特性。晶格：晶胞：代表晶格原子排列規(guī)律的最小幾何單元。

一、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)—基本概念Mg、Zn、Be、Cd等面心立方晶格體心立方晶格密排六方晶格

一、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)—常見晶格類型

-Fe、Cr、W、Mo、V等

-Fe、Ni、Al、Cu、Au等布氏硬度和洛氏硬度的測量原理相同么？相同不同AB提交投票最多可選1項拉伸試驗和硬度試驗時施加載荷的類型不同。正確錯誤AB提交單選題1分硬度實驗中試樣承受的載荷類型為沖擊載荷正確錯誤AB提交可為此題添加文本、圖片、公式等解析，且需將內(nèi)容全部放在本區(qū)域內(nèi)。正常使用需3.0以上版本為靜載荷單選題1分答案解析按最新標(biāo)準(zhǔn)，下列硬度的表述中正確的是_______。370HBS370HBWHBS370HBW370ABCD提交單選題1分在某零件圖的技術(shù)要求中標(biāo)注了硬度，下列表述正確的是_______。45-48HRC45HRCHRC45HRC45-48ABCD提交單選題1分疲勞強度是指，材料經(jīng)無限次交變載荷作用而不破壞的最大作用力。正確錯誤AB提交單選題1分疲勞強度是指，材料經(jīng)無限次交變載荷作用而不破壞的應(yīng)力。正確錯誤AB提交可為此題添加文本、圖片、公式等解析，且需將內(nèi)容全部放在本區(qū)域內(nèi)。正常使用需3.0以上版本此處添加答案解析單選題1分答案解析

一、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)—基本概念Mg、Zn、Be、Cd等面心立方晶格體心立方晶格密排六方晶格

-Fe、Cr、W、Mo、V等

-Fe、Ni、Al、Cu、Au等不同晶面和晶向上的原子密度不同，因而便造成了它在不同方向上的性能差異晶面：晶體中各種方位上的原子面各向異性：晶向：各種方向上的原子列晶粒之間的交界面。晶粒越細(xì)小，晶界面積越大。單晶體：晶體內(nèi)部的晶格位向是完全一致的晶體。晶界：晶粒：實際使用的金屬材料是由許多彼此方位不同、外形不規(guī)則的小晶體組成，這些小晶體稱為晶粒。多晶體：由多晶粒組成的晶體。實際金屬是晶體，它是各向異性么？晶體缺陷：實際上每個晶粒內(nèi)部，其結(jié)構(gòu)也不是那么理想，存在著一些原子偏離規(guī)則排列的不完整性區(qū)域，這就是晶體缺陷。晶體缺陷空位、間隙原子、置換原子點缺陷線缺陷面缺陷位錯：刃型位錯、螺型位錯晶界、亞晶界

一、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)—晶體缺陷點缺陷，提高了材料的硬度和強度，降低了材料的塑性和韌性增加位錯密度可提高金屬強度，但塑性隨之降低面缺陷能提高金屬材料的強度和塑性細(xì)化晶粒是改善金屬力學(xué)性能的有效手段凝固:液體-->固體（晶體或非晶體）結(jié)晶:液體-->晶體結(jié)晶：金屬由液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w狀態(tài)的過程。液態(tài)金屬在理論結(jié)晶溫度以下開始結(jié)晶的現(xiàn)象稱過冷。理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差

T稱過冷度

T=T0–T1冷速越大，過冷度越大。純度越大，過冷度越小。一、純金屬結(jié)晶的條件結(jié)晶的必要條件：

必須有過冷度！液態(tài)金屬的結(jié)晶過程分為晶核形成和晶核的成長兩個階段。由液體中排列規(guī)則的原子團(tuán)形成晶核稱自發(fā)形核。以液體中存在的固態(tài)雜質(zhì)為核心形核稱非自發(fā)形核。（更為普遍）晶核的長大方式有兩種，即均勻長大和樹枝狀長大。二、純金屬的結(jié)晶過程晶粒越細(xì)，金屬材料的強度、硬度越高，塑性、韌性越好，這種現(xiàn)象稱為細(xì)晶強化。細(xì)晶強化是唯一不以犧牲塑性為代價的強化方法2.1純金屬的結(jié)晶三、細(xì)化晶粒的方法增加過冷度：采用冷卻能力強的鑄模提高液體金屬的過冷能力變質(zhì)處理：增加形核率、降低長大速度攪拌振動：機械、超聲波、電磁銅的晶格類型為體心立方面心立方密排六方ABC提交單選題1分Mg、Zn、Be、Cd等面心立方晶格體心立方晶格密排六方晶格

-Fe、Cr、W、Mo、V等

-Fe、Ni、Al、Cu、Au等在多晶體中，晶粒越細(xì)小，其點缺陷就越多。正確錯誤AB提交單選題1分晶體缺陷：實際上每個晶粒內(nèi)部，其結(jié)構(gòu)也不是那么理想，存在著一些原子偏離規(guī)則排列的不完整性區(qū)域，這就是晶體缺陷。晶體缺陷空位、間隙原子、置換原子點缺陷線缺陷面缺陷位錯：刃型位錯、螺型位錯晶界、亞晶界晶體缺陷對性能的影響。合金是有兩種及兩種以上金屬元素構(gòu)成的物質(zhì)。正確錯誤AB提交單選題1分合金：由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素和非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。相：組元：構(gòu)成合金的最基本的獨立單元?？梢允窃亍⒁部梢允腔衔?。組織：指金屬或合金中凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同，并與其它部分有界面分開的均勻組成部分。實質(zhì)上是指在顯微鏡下觀察到的金屬中各相或各晶粒的形態(tài)、數(shù)量、大小和分布的組合。無限固溶體一定是置換固溶體。正確錯誤AB提交單選題1分合金中其結(jié)構(gòu)與組成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同的固相稱固溶體。習(xí)慣以、、表示。金屬化合物是合金組元間發(fā)生相互作用而生成的一種新固相，其晶格類型和性質(zhì)完全不同于原來的任一組元由兩相或兩相以上組成的多相組織合金的相結(jié)構(gòu)固溶體金屬化合物機械混合物純金屬冷卻速度越快其結(jié)晶溫度越低。正確錯誤AB提交單選題1分結(jié)晶過程分為晶核形成和晶核的成長兩個階段。結(jié)晶的必要條件：

必須有過冷度！冷速越大，過冷度越大。純度越大，過冷度越小。純金屬冷卻時，開始結(jié)晶溫度等于結(jié)晶終了溫度。正確錯誤AB提交單選題1分晶粒越細(xì)，金屬材料的強度、硬度越高，塑性、韌性越好，這種現(xiàn)象稱為細(xì)晶強化。細(xì)晶強化是唯一不以犧牲塑性為代價的強化方法三、細(xì)化晶粒的方法增加過冷度：采用冷卻能力強的鑄模提高液體金屬的過冷能力變質(zhì)處理：增加形核率、降低長大速度攪拌振動：機械、超聲波、電磁有些金屬