材料的强韧化材料的强韧化材料科学基础To a materials scientist or materials engineer, design can be taken in several contexts：(3) developing a process for producing a material having better properties.(1) designing new materials having unique property combinations. (2) selecting a new material having a better combination of characteristics for a specific application; choice of material cannot be made without consideration of necessary manufacturing processes (e.g., forming, welding, etc.)材料强韧性的有关概念材料的强韧化一、强度材料抵抗变形和断裂的能力二、塑性表示材料发生塑性变形的难易程度三、韧性表示材料在变形和断裂过程中吸收能量的能力，是强度 和塑性的综合表现。材料强化基本原理材料强化基本原理材料的强韧化材料科学基础第十章第一节材料的强韧化金属材料、陶瓷材料、高分子材料力学性能不同 的根本原因是结合键和原子排列方式的不同。材料的强韧化金属材料、陶瓷材料、高分子材料力学性能不同 的根本原因是结合键和原子排列方式的不同。 不同材料的强化机理不同。一、金属材料的强化原理1. 固溶强化（1）无序固溶强化强化的实质是溶质原子的长程应力场与位错交 互作用使位错运动受阻。材料的强韧化常温下推动受溶质原子强烈钉扎的位错所需 临界切应力为：=（2U0/b3)C 即与溶质原子与位错的相互作用能U0和溶质 浓度C均成正比。高温下临界切应力与溶质浓度C的平方根成 正比，即：C1/2（2）有序固溶强化位错在具有有序结构的固溶体中运动时，因异 类原子对构成的局部有序受到破坏，增加了系 统能量，位错继续运动需要更高的能量，起到 强化作用。材料的强韧化2. 细晶强化 机制： 塑性变形时粗大晶粒的晶界处塞积的位错数目 多，形成较大的应力场能够使相邻晶粒内的位 错源启动，使变形继续；相反，细小晶粒的晶 界处塞积的位错数目少，要使变形继续，须施 加更大的外部作用力，从而体现了细晶对材料 强化的作用。模型： Hall-Petch公式：s= + Ky d-1/2,其中，溶 质原子的钉扎作用越强，Ky越大.材料的强韧化3. 位错强化机制： 通过冷变形等方式提高位错密度，利用位错间的 交互作用使位错运动受阻，来使强度提高。模型： 流变应力和位错密度之间的关系（Bailey- Hirsch公式）： = 0 + Gb1/2材料的强韧化金属单晶体加工硬化曲线三阶段的分析： 位错运动及相互作用机制参见前节内容位错运动与材料力学性能之间的关系： 只要能阻碍位错滑移，就能提高金属材料的 强度，同时降低了金属的塑性。材料的强韧化4. 沉淀相颗粒强化（1）可形变颗粒材料的强韧化（2）不可形变颗粒多相合金的强化机制： 位错与沉淀析出相的交互作用。弥散分布的沉 淀相可以有效地阻碍位错运动。通常与母相基体处于共格状态。与位错作用为 “切过机制”，可有显著的强化作用。通常具有较高硬度和一定尺寸（1um),与母相 基体处于半共格或非共格状态。与位错作用为 “绕过机制”。强化作用的大小取决于粒子间 距，间距越小（或同体积分数下数目越多）， 强化越显著。（3）粗大的沉淀相群体材料的强韧化如两相组织为不同晶粒尺寸时，先形成相会制 约后形成相的晶粒尺寸，可能引起另一相的细 化。此外，硬、软相搭配，会发生其中一相加 工硬化的强化效果。5. 强化作用的叠加叠加模型：Hall-Petch公式：s= + Ky d-1/2s= 1 + 固溶+ 沉淀+ 位错 + Ky d-1/21与温度和形变速率有关。材料的强韧化二、高聚物的强化原理1. 引入极性基2. 链段交联3. 结晶度和取向退火后缓冷会使结晶度增加，并形成较大尺寸的球状晶，使高分子材料的密度增大，有利于强度提高。4. 定向聚合提高高分子材料的结构均一性材料的强韧化(4)主轴轴承径向间隙的调整，根据实际使用情况进行调整。 4.工作台快速移动离合器的调整要求 (1)摩擦离合器脱开时，摩擦片之间的总和间隙不应该少于23mm。 (2)摩擦离合器闭合时，摩擦片应紧密地压紧，并且电磁铁的铁芯要完全拉紧，如果电磁铁的铁芯配合得正确，在拉紧状态中电磁铁不会有响声。 编辑本段龙门铣床的常见故障龙门铣床大都由钢或铸铁制成，在长期的使用过程中，由于两个接触面间存在不同程度的摩擦，会造成铣床导轨表面产生不同程度的磨损 ，严重影响设备的加工精度和生产效率。传统修复方法通常采用金属板镶贴或更换等方法，但需要进行大量精确的加工制造和人工刮研，修复需要的工序多，工期长。目前针对龙门铣床划伤、拉伤问题可以采用高分子复合材料解决，其中应有成熟的有美嘉华技术体系。由于材料具有出色的粘着力、抗压强度及耐油、耐磨性能，可为部件提供一个长久的保护层。只需几个小时即可将机床划伤的部位修复完毕，投入使用，相对传统方法操作更为简单，所需成本更低。 编辑本段卧式镗铣床和落地铣镗床的技术特点卧式镗铣床的发展以其注入加速度概念而倍受关注，为高速运行作技术支撑的传动元件电主轴、直线电机、线性导轨等得到广泛应用，将机床的运行速度推向了新的高度。而主轴可更换式卧式镗铣加工中心的创新设计解决了电主轴与镗杆移动伸缩式结构各存利弊的不足，具有复合加工与一机两用的功效，也是卧式镗铣床的一大技术创新。 落地式铣镗床的发展以其新的设计理念引领现代加工的潮流，以高速加工为理念的无镗轴滑枕式、多种铣头交换使用的结构型式尽显风采，大有替代传统铣削加工的趋势。以两坐标摆角铣头为代表的各种铣头附件成为实现高速、高效复合加工的主要手段，其工艺性能更广，功率更大，刚性更强，是落地铣镗床发展的一大突破。 结构特点卧式镗铣床 卧式镗铣床的主要关键部件是主轴箱，安装在立柱侧面，也有少数厂家采用双立柱的热对称结构，将主轴箱置于立柱中间，这种结构最大特点是刚性、平衡性、散热性能好，为主轴箱高速运行提供了可靠保证。但是，双立柱结构不便于维护保养，是当今采用的厂家不多的原因。主轴箱移动多通过电机驱动滚珠丝杆进行传动，是主轴驱动核心传动装置，多采用静压轴承支承，由伺服电机驱动滚珠丝杆进行驱动。由于主轴转速越来越高，主轴升温快，现在，已有很多厂家将采用油雾冷却以替代油冷却，更有效地控制主轴升温，使其精度得到有效保证。 主轴系统主要有两种结构型式，一种是传统的镗杆伸缩式结构，具有镗深孔及大功率切削的特点；另一种是现代高速电主轴结构，具有转速高，运行速度快，高效、高精的优点。 精品课件文档，欢迎下载， 下载后可以复制、编辑。