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金相組織與其性能間有哪些重要關係?

2017-05-18 11:50:41

  金屬材料及其製件所具有的機械性能,是由其內部的顯微組織(結構)所決定的。金屬材料從表麵上看似乎役有什麽區別,而實際上各種金屬及其合金的內部組織卻有葙很太的差別^惻如,采用金相顯微鏡在經過拋光腐蝕的試樣上可以看到它們的組織。這些組織稱為金屬材料的金相組織。金相組織甚決定金屬材料機械性.能的內在因素。

  然而,金屬材料的顯微組織是極其複雜的。就同一金屬材料來講,它的組織狀態或晶粒大小,對其性能的影哬是十分顯著的。在金相分析中,抖奶視頻app官網舍經常遇到下述事例:

1.晶粒度與性能間的關係

  以工業純鐵為例,在金相顯微鏡下可看到它是由-個個白亮色的顆粒,即鐵素體所組成的。這種鐵素體由於晶粒大小的不同,其機械牷能的差別很大(見表1)。晶粒愈細,其抗拉強度與塑性愈SS,這是金相組織與性能間關係中比較重要的規律之一。

純鐵晶粒度與性能的關係
晶粒截麵的平均直徑
(毫米*100)
抗拉強度
Vb(公斤/平方毫米)
延伸率
&(%)
9.7 16.3 28.8
7 18.4 30.6
2.6 21.5 39.5

2.組織變化與性能間的關係

  把上述工業純鐵經過冷變形加工成鐵絲,使其晶粒被拉長,晶粒內部出現許多冷變形而產生的滑移線。由於組織的變)匕,使其性能也發生很大的改變。如經過變形量為80%的冷變形純鐵,其抗拉強度可達50公斤/平方毫米,比正火犾態下提高一倍左右。

  冷變形的鐵絲經過退火,使純鐵的組織又恢複到原來的顆粒狀鐵素體時,其抗拉強度與塑性又恢複到原來的水平。

3.晶體結構與性能間的關係

  在某些情況下,即便在顯微鏡下看不出組織有明顯的區別,而性能卻反映出很大的差異。如在工業純鐵中分別加入的鎳,錳或矽時,其組織仍為鐵素體,但硬度和機械抗拉強度卻明顯提高(見表2)。X射線結構分析表明,工業純鐵中分別加入1%的鎳、錳、矽時,雖然其組織沒有產生明顯變化;但這些元素(Ni、Mn、Si)的原子已溶入鐵的晶體內,其晶體結構發生了變化(晶格常數改變),使其性能也產生了變化。所以,在研究金屬材料組織與性能的關係時,不僅要研究金屬材料的顯微組織,而且還必須研究它們的晶體結構,這樣才能深入地研究各種性能變化的根本原因。

純鐵加入1%Ni、Mn、Si後的性能
合金成分 硬度(HB) 抗拉強度Vb(kg/mm²)
工業純鐵 80 25
純鐵加入1%Ni 90 27
純鐵加入1%Mn 100 28
純鐵加入1%Si 120 36
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