工程材料复习考试资料

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1、第一章材料的性能及应用意义变形：材料在外力作用下产生形状与尺寸的变化。强度：材料在外力作用下对变形与断裂的抵抗能力。（对塑性变形的抗力）比例极限（σp）弹性极限（σe）屈服点或屈服强度（σs、σ0.2）抗拉强度（σb）比强度：各种强度指标与材料密度之比。屈强比：材料屈服强度与抗拉强度之比。塑性：指材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力，即材料断裂前的塑性变形的能力。硬度：反映材料软硬程度的一种性能指标，表示材料表面局部区域内抵抗变形或破裂的能力。韧性：材料强度和塑性的综合表现。布氏硬度HBW洛氏硬度HR（优点：操作迅速简便，压痕较小，几乎不损伤工件表面，

2、故而应用最广。）维氏硬度HV疲劳断裂特点：①断裂时的应力远低于材料静载下的抗拉强度甚至屈服强度；②断裂前无论是韧性材料还是塑性材料均无明显的塑性变形。疲劳过程的三个基本组成阶段：疲劳萌生、疲劳扩展、最后断裂第二章材料的结构键：在固体状态下，原子聚集堆积在一起，其间距足够近，它们之间便产生了相互作用力，即为原子间的结合力或结合键。根据结合力的强弱，可把结合键分为两大类：强键（包括离子键、共价键、金属键）和弱键（即分子键）。共价键晶体和离子键晶体结合最强，金属键晶体次之，分子键晶体最弱。晶体：原子在三维空间中有规则的周期性重复排列的物质。各向异性：晶体具有固定熔

3、点且在不同方向上具有不同的性能。晶格：晶体中原子（或离子、分子）在空间呈规则排列，规则排列的方式就称为晶体结构。结点：将构成晶体的实际质点抽象成纯粹的几何点。体心立方晶格：晶胞原子数2面心立方晶格：晶胞原子数4密排六方晶格：晶胞原子数6晶体缺陷：原子的排列不可能像理想晶体那样规则完整，而是不可避免地或多或少地存在一些原子偏离规则排列的区域，这就是晶体缺陷。晶体缺陷按几何特征可分为点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（如晶界、亚晶界）三类。点缺陷：空位、间隙原子、置换原子线缺陷特征：两个方向的尺寸很小，在另一个方向的尺寸相对很大。位错：晶体中有一列或若干列原子发生了

4、有规律的错排现象。实际金属晶体中存在的位错等晶体缺陷，晶体的强度值降低了2-3个数量级。面缺陷：晶界、亚晶界第三章材料的凝固与结晶组织凝固：物质从液态转化为固态的过程。结晶：物质从液态转化为固态后，固态物质是晶体，这种凝固的过程就是结晶。过冷：金属的实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。二者之差称为过冷度（△T），△T=Tm-Tn。过冷度越大，实际结晶温度越低。同一种金属，其纯度越高，则过冷度越大；冷却速度越快，则实际结晶温度越低，过冷度越大。结晶过程：金属的结晶过程是形核与长大的过程。形核方式：均质形核（自发形核）、异质形核（非自发形核）细晶强化：用细化晶粒

5、来提高材料强度的方法。（晶粒越细，晶界越多，也越曲折，强化作用越显著。）晶粒大小对金属性能的影响：细晶粒金属晶界多，晶界处晶格扭曲畸变，提高了塑性变形的抗力，使其强度、硬度提高。细晶粒金属晶粒数目多，变形可均匀分布在许多晶粒上，使其塑性好。因此，在常温下晶粒越小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好。细化铸锭和焊缝区的晶粒方法：①控制过冷度（增加过冷度可提高N/G值，有利于细化晶粒）②变质处理③振动处理同素异构：某些金属元素和非金属元素在不同温度和压力下，具有不同类型的晶体结构。合金：合金是由两种或两种以上的金属元素、或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物

6、质。组元：组成合金的最基本的独立物质称为组元，组元可以是元素或稳定化合物。工业上广泛使用的碳钢和铸铁，就是由铁和碳两种组元组成的二元合金。固溶体：溶质原子溶入金属溶剂中所组成的合金相称为固溶体。（间隙固溶体、置换固溶体）固溶强化：由于外来原子（溶质原子）溶入基体中形成固溶体而使其强度、硬度升高的现象，此是金属强化的重要形式。金属化合物：①正常价化合物②电子化合物③间隙相和间隙化合物二元合金相图：①匀晶相图②共晶相图典型三晶区组织：①表层细晶区②柱状晶区③中心等轴晶区等轴晶：由于中心部位的温度大致均匀，每个晶粒的成长在各方向上也是接近一致的，故形成了等轴晶。冶

7、金缺陷：①缩孔②疏松③气泡④裂纹⑤偏析第一章材料的变形断裂与强化机制单晶体塑性变形的主要方式：滑移和孪生（常温与低温下）冷塑性变形对金属组织结构的影响：①显微组织的变化②亚结构的细化③变形织构④残留应力变形织构：一是拉拔时形成的织构，称为丝织构，其主要特征是各个晶粒的某一晶向大致与拉拔方向平行；二是轧制时形成的织构，称为板织构，其主要特征是各个晶粒的某一晶面与轧制平面平行，而某一晶相与轧制时的主变形方向平行。加工硬化（冷塑性变形对金属力学性能的影响）：在冷塑性变形过程中，随着金属内部组织变化，其力学性能也将发生明显变化。随着变形程度的增加，金属的强度、硬度显

8、著升高，而塑性、韧性显著下降的现象。产生加工硬化的原