汽车材料与金属加工课件

1、书名：汽车材料和金属加工ISBN: 978-7-111-37811-2作者：高美兰出版社：机械工业出版社的本书有电子课件、汽车材料和金属加工的高职ppt课件、汽车材料和金属加工、 自动材料和金属处理汽车材料和金属加工高职生ppt课件，第2章金属结晶结构和结晶，2.1纯金属和合金结晶结构2.2纯金属和合金结晶2.3铁合金相图，汽车材料和金属加工高职生ppt课件， 2.1纯金属和合金的晶体结构2.1.1纯金属的晶体结构2.1.2合金的晶体结构2.1.3金属的实际晶体结构，汽车材料和金属加工的高职高专ppt课件，2.1.1纯金属的晶体结构，自然界的固体物质分为晶体和非晶质两种，晶体：原子以一定的几何

2、形状规则排列(金刚石、石墨、雪、食盐、固体金属、合金)。 石墨、食盐、纯铁、汽车材料和金属加工高职生ppt课件，、非晶：原子和分子不规则地堆积着。 (玻璃、石蜡、沥青、松香等)。 晶体结构：晶体内部原子排列的规律和特性。 2.1.1纯金属的晶体结构，汽车材料和金属加工高职生ppt课件，单位晶格常数： a、b、c、晶格常数： a、b、c、a )晶体中的原子排列，b )晶格，c )单位晶格，1 .晶格和单位晶格，单位晶格：构成晶格的最小几何单位为单位晶格网格参数：表示单位网格几何形状和大小的边缘长度和边缘之间的角度。 汽车材料和金属加工高职生ppt课件，体心立方晶格(bcc )，面心立方晶格(fc

3、c )，六方晶格(hcp )，2 .常见金属晶格类型，汽车材料和金属加工高职生ppt课件，常见金属晶格类型的基本参数，a=b=c =90， a=b=c=90 a=bcc/a=1.633=90=120，68 %，74%，74%，8，12，12，-Fe，Cr，Mo，w，v，Nb，-Fe，Al，Cu，Ni，Au，Ag，p 汽车材料和金属加工成高职高专ppt课件，有些金属在固体下随温度变化晶体结构变化，这种现象称为同异构体，转化产物称为同异构体。 例如，-Fe -Fe (体积膨胀1% )，即，热收缩的冷却(水冰)，意思：不同的晶格型原子的排列的密度不同，所以晶格的变化使金属的体积变化，因此在同位素变化

4、时产生大的内部应力，3 .金属的同位素的变化，汽车材料和金属加工关于合金的基本概念2.1.2合金的结晶结构，合金的相结构，1 .固溶体、固溶体的分类，置换固溶体、间隙固溶体，溶质原子位于有溶剂晶格的节点上，溶质原子溶解在溶剂晶格的间隙中，固溶体的性能，2 .金属化合物，3 .机械混合物，2.1.3金属的实际结晶结构， 金属的实际结晶结构、多晶冰糖、单晶冰糖结晶缺陷、结晶缺陷的类型、结晶缺陷、点缺陷、空穴和间隙原子、取代原子、形成的原因：热振动的偶然偏差结果：引起晶格变形。 晶格应变增加了晶体的强度、硬度和电阻。 在线缺陷的结晶中线状分布的缺陷(变位)、刃状变位、刃状变位、变位发生了结晶中一列或

5、数列的原子有规则地变位的现象。刃状变位3354比较简单的变位形式、线缺陷、面缺陷晶界、亚晶界的特征：呈现面状分布发生晶格变形、结晶缺陷，结晶缺陷对材料性能的影响，使实际金属的强度远小于理想金属晶界的变位密度，提高其局部强度、硬度结晶缺陷越多(特别是位错)，强度、硬度越高，塑性、韧性越低，2.2纯金属和合金的结晶，2.2.1纯金属的结晶2.2.2合金的结晶，液体固体结晶3360液体结晶，2.2.1纯金属的结晶，结晶金属从液体状态变化为结晶状态的过程。 1 .纯金属的冷却曲线和过冷却度，过冷却度： T=T0 - Tn，结晶的必要条件：需要过冷却度！ 纯金属的结晶过程发生在冷却曲线上的水平线分内，是

6、核的形成和生长的过程。 2 .纯金属的结晶过程，3 .金属的晶粒大小和控制，晶粒大小对性能的影响，晶粒越细，金属材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好的现象称为细粒强化。 增加过冷却度，进行变质处理(培育处理)，附加振动，使用冷却能力强的铸模提高液体金属的过冷却能力，增加核形成率降低生长速度，机械振动超声波振动电磁振动，使晶粒微细化的方法，1表面的微细晶粒层(激发层) 2柱状晶粒层中心等轴晶粒，金属铸块组织，表示在平衡条件下合金的状态、温度和成分的关系模式，也称为状态图或平衡图。 2.2.2合金结晶，在生产实践中，相图是正确制定铸造、锻压、焊接和热处理技术的重要依据。 合金相图(状态图)、合金的

7、结晶用合金相图记述。 合金结晶、1 .二元合金相图的制作(以Cu-Ni合金为例)、1 .调制不同成分的Cu-Ni合金，2 .测定调制的各合金的冷却曲线，3 .找到各冷却曲线中的相变点4 .将各合金的相变点分别绘制在温度-成分曲线图中的相应成分的位置5 .各自2、均匀结晶相图特征：两组元素可以在液体和固体中以任意比例溶解，相图分析，a :纯铜熔点1083的两点b :纯镍熔点1452，液相线：连接上临界点的两线固相线：连接下临界点的线，两个单相区： l区和区三区的一个二相区L ，结晶过程合金晶体3 .共晶相图特征：两组元素在液体中完全相互溶解，在固体中相互有限溶解或不溶解，共晶相图称为共晶相图，共

8、晶相图在一定温度下，从一定成分的液相中同时结晶出两种成分不同的固相。、共晶相图、相图分析：典型的pb-sn合金的平衡结晶过程、共晶相图、合金I(ED间的合金)、合金I的冷却曲线和组织迁移图、室温组织： ii、典型的pb-sn合金的平衡结晶过程、共晶相图、合金II(C点成分的合金)、共晶合金的冷却曲线和结晶过程图、共晶合金的显微组织、室温组织： () 典型的pb-sn合金的平衡结晶过程、共晶相图、合金III(EC点间的合金)、室温组织： II ( )、亚共晶合金的冷却曲线和结晶过程图、典型的pb-sn合金的平衡结晶过程、共晶相图、合金IV(CF点间的合金)、过共晶合金的冷却曲线和结晶过程， 过共

9、晶合金的微观组织室温组织：II ( )、共晶相图、以组织成分记载的PbSn二元合金相图、2.3铁合金相图、2.3.1铁合金的基本相及其组织2.3.2铁合金相图2.3.3铁合金相图的应用1 .铁氧体(f或) :碳溶于-Fe而形成间隙固溶体晶格结构： bcc最大溶解度： 0.0218%(727)性能组织： RM=180230 MPa rel=100170 mpas=5080a=30 %50 % z=70 %80 % AK=160200 j /。 2 .奥氏体(a或) :碳溶解于-Fe而形成的间隙固溶体晶格结构： Fcc最大溶解度：2.11%(1148)性能组织： rm400mpas=170220a

10、=40%50%、2.3.1铁碳合金的基本相组织3 .渗碳体(Fe :由铁和碳组成的金属化合物的晶格结构：复杂的斜向碳含量： 6.69%性能组织： RM30 MPa hbw=800 a0z0，硬脆，2.3.1铁合金的基本相组织4 .珠光体(p ) :铁素体和渗碳体相间排列的层状机械混合物的平均碳含量：0.77%性能组织： RM=750 mpas=180 a=20 %25 % AK=3040 j/cm 2、2.3.1铁碳合金的基本和组织5 .轻石(Ld ) :由奥氏体和渗碳体构成机械混合物低温珠光体(ld ) :由珠光体和渗碳体构成的机械混合物的平均碳含量： 4.3%性能组织：硬且脆，2.3.1铁

11、合金的基本相和组织，2.3.2铁合金相图，2.3.2铁合金相图相图2.3.2铁碳合金相图相图分析亚共析钢： WC=0.0218%-0.77%过共析钢： WC=0.77%-2.11%，3 )白口铸铁：2.11 % WC 6.69 %，2 )钢：0.0218 % WC 2.11 %， 亚共晶白口铸铁： WC=2.11%-4.3%共晶白口铸铁： WC=4.3%-6.69%、2.3.2铁碳合金相图铁碳合金的分类；1 )工业纯铁wC0.0218%铁碳合金。2.11%、4.3%、6.69%、0.77%、0.02%、工业纯铁、共析钢、亚共析钢、亚共晶白口铁、过共晶白口铁、铁碳合金分类、共析钢wc=0.77%

12、、1，3，2，0，共析钢wc=0.77%，室温平衡组织：P 三亚共析钢wc=0.02180.77%，1，3，2，1，4，亚共析钢wc=0.02180.77%，室温平衡组织：F P，1，2，3，4，过共析钢wc=0.772.11%，1，3，2，1，4 过共析钢wc=0.772.11%，室温平衡组织： P Fe3C，1，2，3，4，硝酸醇侵蚀，苦味酸侵蚀，共晶白口铸铁wc=4.3%，1，2，共晶白口铸铁wc=4.31%，室温平衡组织：1，2，亚3，2，1，1亚共晶白口铸铁wc=2.114.3%，室温平衡组织：p的fe3cii，1，2，3，过共晶白口铸铁wc=4.36.69%，3，2，1，过共晶白口

13、铸铁wc=4.36.69%，1， a，b，c，d，f，e，n，p，s，k，q，j，h，a，l，f，Fe，Fe3C， 铁碳合金的平衡组织是组织组合物的相图，3 .铁碳合金的成分-组织-性能关系，1 .碳含量和组织关系(a )和(b ) :2 .碳含量和相的相对量关系(C ): wCF %，Fe3C % 3 .碳含量和性能的关系(d ) :硬度：随着wC强度： wC。 韧性：伴随wC铁碳相图的应用在材料选定上的应用在锻造轧制上的应用在热处理上的应用：a，b，c，d，f，e，n，g，p，s，k，q，j，h，a，l，f， Fe，Fe3C，2.3.3铁碳相图的应用，汽车的材料选定的应用，1 .塑性韧性好

14、的零件的低碳钢(汽车油盘，缸盖罩)，2.3.3铁碳相图的应用， 在材料选定方面的应用2 .综合性能高的情况选定碳钢(汽车连杆、曲柄轴及齿轮、轴)，2.3.3碳钢相图的应用，在材料选定方面的应用，3 .弹性极限高的高碳钢(汽车承受交变负荷的弹簧在材料选定上的应用4 .硬度、耐磨耗性高的情况选定高碳钢(模具、切削工具、测定工具)，2.3.3碳钢相图的应用，在材料选定上的应用，5 .形状复杂的箱体，床等选定铸造性能好的铸铁(外壳) 制定热加工技术，铸造面：确定钢铁材料的浇注温度，锻压面：确定钢的锻造温度范围的依据，焊接面：选择焊接材料，热处理面：确定热处理加热温度，1 .研究金属的结晶结构和结晶，有助于探索和改善金属材料的性能2 .常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密集排列的六方晶格。 固体合金中的相大致分为固溶体和金属化合物。 金属的实际晶体结构是一种多晶体，存在晶体缺陷，晶体缺陷增