金屬材料教材

1、第一章：金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 1-1金屬的晶體結(jié)構(gòu)學習目的：了解金屬的晶體結(jié)構(gòu)。重點：有關金屬結(jié)構(gòu)的基本概念： 晶面、晶向、晶體、晶格、單晶體、晶體，金屬晶格的三種常見的類型。難點：金屬的晶體缺陷及其對金屬性能的影響。2-1金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、晶體與非晶體1、晶體：晶體：所謂晶體是指其原子（離子或分子）在空間呈規(guī)則排列的物體。（晶體內(nèi)的原子之所以在空間是規(guī)則排列，主要是由于各原子之間的相互吸引力與排斥力相平衡的結(jié)果。）原子在空間呈規(guī)則排列的固體原子在空間呈規(guī)則排列的固體物質(zhì)稱為物質(zhì)稱為“晶體晶體”。2、 非晶體：非晶體：在物質(zhì)內(nèi)部，凡原子呈無序堆積狀態(tài)的（如普通玻璃、松香、樹脂等）。非晶體的原子則是

2、無規(guī)律、無次序地堆積在一起的。非晶體的原子則是無規(guī)律、無次序地堆積在一起的。二、金屬晶格的類型晶體結(jié)構(gòu)的概念晶體結(jié)構(gòu)的概念1、晶格和晶胞晶格和晶胞晶格：晶格：把點陣中的結(jié)點假想用一系列平行直線連接起來構(gòu)成空間格子稱為晶格。晶胞：晶胞：構(gòu)成晶格的最基本單元。2、晶面和晶向、晶面和晶向晶面：晶面：點陣中的結(jié)點所構(gòu)成的平面。晶向：晶向：點陣中的結(jié)點所組成的直線。由于晶體中原子排列的規(guī)律性，可以用晶胞來描述其排列特征。（陣點（結(jié)點）：把原子（離子或分子）抽象為規(guī)則排列于空間的幾何點，稱為陣點或結(jié)點。點陣：陣點（或結(jié)點）在空間的排列方式稱晶體。 晶體晶體 晶格晶格 晶胞晶胞 晶面晶面 晶向晶向晶體規(guī)則排

3、列示意圖晶體規(guī)則排列示意圖金屬晶格的類型金屬晶格的類型1、是指金屬中原子排列的規(guī)律。2、體心立方晶格：體心立方晶格：體心立方晶格的晶胞是由八個原子構(gòu)成的立方體，并且在立方體的體中心還有一個原子。屬于這種晶格的金屬有：鉻Cr、釩V、鎢W、鉬Mo、及-鐵-Fe3、面心立方晶格：面心立方晶格：面心立方晶格的晶胞也是由八個原子構(gòu)成的立方體，但在立方體的每個面上還各有一個原子。 屬于這種晶格的金屬有：Al、Cu、Ni、Pb（Fe）等4、密排六方晶格：密排六方晶格：由12個原子構(gòu)成的簡單六方晶體，且在上下兩個六方面心還各有一個原子，而且簡單六方體中心還有3個原子。 屬于這種晶格的金屬有鈹（Be）、Mg、Z

4、n、 鎘（Cd）等。三、單晶體與多晶體三、單晶體與多晶體1、晶粒：晶粒：金屬是由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的小晶體組成的，小晶體稱為晶粒。2、晶界：晶界：晶粒間交界的地方稱為晶界。3、單晶體：單晶體：只由一個晶粒組成的晶體。（晶格排列方位完全一致。必須人工制作，如單晶硅。）4、多晶體：多晶體：整個物體是由許多雜亂無章的排列著的小晶體組成的。（普通金屬材料都是多晶體）四、晶體的缺陷四、晶體的缺陷1、晶體缺陷：晶體缺陷：晶體中出現(xiàn)的各種不規(guī)則的原子堆積現(xiàn)象。1）空位、間隙原子和置代原子 晶體中的空位、間隙原子、雜質(zhì)原子都是點缺陷點缺陷。2）位錯可認為是晶格中一部分晶體相對于另一部分晶體的

5、位錯局部滑移而造成?；撇糠峙c未滑移部分的交界線即為位錯線。 （ 線缺陷）線缺陷）3）晶界和亞晶界【小結(jié)】學生總結(jié)本次課的內(nèi)容【作業(yè)】P11/1、2、31-1純金屬的結(jié)晶學習目的：學習目的：掌握金屬結(jié)晶的概念，純金屬冷卻曲線、及過冷度。掌握純金屬的結(jié)晶過程。熟悉掌握晶粒大小對金屬力學性能的影響及常用細化晶粒的方法。同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的概論，掌握鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變式。教學重點與難點：細化晶粒的方法及晶粒大小對力學性能的影響是教學的難點。純金屬冷卻曲線及過冷度是教學重點。教學過程。復習舊課：復習舊課：1、晶體結(jié)構(gòu)的概念。2、常見的三種金屬晶格類型。3、晶體的缺陷。導入新課：金屬由原子不規(guī)則排列的液體金屬由

6、原子不規(guī)則排列的液體轉(zhuǎn)變?yōu)樵右?guī)則排列的固體的轉(zhuǎn)變?yōu)樵右?guī)則排列的固體的過程稱為結(jié)晶。過程稱為結(jié)晶。一、純金屬的結(jié)晶過程一、純金屬的結(jié)晶過程1、純金屬的冷卻曲線及過冷度。、純金屬的冷卻曲線及過冷度。1）金屬的結(jié)晶必須在低于其理論結(jié)晶溫度（熔點To )下才能進行。2）理論結(jié)晶溫度和實際結(jié)晶溫度之差稱這“過冷度”（T=To-T1）。3）金屬結(jié)晶時過冷度的大小與冷卻速度有關。（冷卻速度越快，金屬的實際結(jié)晶溫度越低，過冷度也就越大。）（冷卻速度越快，金屬的實際結(jié)晶溫度越低，過冷度也就越大。）2、純金屬的結(jié)晶過程純金屬的結(jié)晶過程1 1） 在一定過冷度的條件下，金屬液通過晶核形成 、晶核長大來完成其結(jié)晶過

7、程。二、晶粒大小對金屬材料的影響二、晶粒大小對金屬材料的影響（一般室溫下，細晶粒金屬具有較高的強度和韌性。）（一般室溫下，細晶粒金屬具有較高的強度和韌性。）1、金屬晶粒大小取決于結(jié)晶時的形核率 、長大速度。細化晶粒，則要形核率越高、長大速度越慢。2、常用的細化晶粒的方法：A、增加過冷度 B、變質(zhì)處理 C、振動處理。三、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變?nèi)?、同素異?gòu)轉(zhuǎn)變1、金屬在固態(tài)下，隨溫度的改變有一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪痪Ц竦默F(xiàn)象稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。2、具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的金屬有：鐵、鈷、鈦、錫、錳等。同一金屬的同素異構(gòu)晶體按其穩(wěn)定存在的溫度，由低溫到高溫依次用希臘字母，等表示。3、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變： 1394 912-

8、Fe - Fe -Fe - Fe Fe Fe 體心體心 面心面心 體心體心4、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，也稱為“重結(jié)晶”。 其與液態(tài)金屬結(jié)晶有許多相似處：有一定轉(zhuǎn)變溫度，有過冷現(xiàn)象； 有潛熱放出和吸收 ； 也由形核、核長大來完成。 不同處：屬固態(tài)相變 ， 轉(zhuǎn)變需較大的過冷度；新晶核優(yōu)先在原晶界處形核；轉(zhuǎn)變中有體積的變化，會產(chǎn)生較大內(nèi)應力?！拘〗Y(jié)】【作業(yè)】P11 4、5、6第三章 鐵碳合金3-1 合金及其組織 教學目的：教學目的：1、掌握合金的概念及無相的概念2、掌握合金的組織概念、性能特點。3、掌握固溶解，金屬化合物質(zhì)、混合物 教學重點與難點：教學重點與難點：掌握合金的概念是教學重點。掌握三種合金組

9、織的名稱及性能是教學難點。教學過程：教學過程：新課新課1、合金的概念：、合金的概念：合金是一種金屬元素與其它金屬元素可非金屬元素通過熔煉或其他方法結(jié)合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。例如：普通黃銅是由銅鋅兩種金屬元素組成的合金，碳素鋼是由鐵和碳組成的合金。2、 組元或元的概念：組元或元的概念：組成合金的最基本的獨立物質(zhì)稱為組元或元。硬鋁是由鋁、銅、鎂或鋁、銅 、錳組成的三元合金。（合金中元數(shù)目的多少，合金可分為：二元、合金中元數(shù)目的多少，合金可分為：二元、三元、多元合金。）三元、多元合金。）3、相的概念、相的概念在合金中成分、結(jié)構(gòu)及性能相同的的組成部分稱為相。注：合金的性能一般都是由組成合金的各相性

10、能、數(shù)量、各相組合情況所注：合金的性能一般都是由組成合金的各相性能、數(shù)量、各相組合情況所決定。決定。4 4、組織：、組織：所謂合金的組織，是指合金中不同相之間相互組合配置的狀態(tài)。合金中各組元之間結(jié)合方式不同，合金中各組元之間結(jié)合方式不同，合金組織可分為：合金組織可分為：一、固一、固溶體體固溶體是一種組元的在子深入另一組元的晶格中所形成的均勻固相。溶入的元素稱為溶質(zhì)，而基體元素稱為溶劑。固溶體仍然保持溶劑的晶格類型。1、分類：溶質(zhì)原子在溶劑晶格中分布情況不同，可分為： 1）、間隙固溶體溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙之中而形成的固溶體稱為間隙固溶體。2）、置換固溶體溶質(zhì)原子置換了溶劑晶格結(jié)點上某些原子

11、而形成的固容體稱為置換固溶體。2、性能影響： 材料塑性變形抗力 強、硬度的現(xiàn)象稱“固溶強化”（強化金材的重要途徑）。二、金屬化合物合金組元間發(fā)生相互作用而形成一種具有金屬特性的物質(zhì)稱為金屬化合物。其性能物特點是熔點高，硬度高，脆性大。金屬化合物能提高合金的硬度和耐磨性，但塑性和韌性會降低。三、混合物： 兩種或兩種以上的相按一定質(zhì)量分數(shù)組成的機械混合物質(zhì)。 -各相仍保持自己原來的晶格；其性能取決于各相的性能、形態(tài)、數(shù)量、大小。小結(jié)小結(jié) ： 本次課講解了工業(yè)上強化金屬材料的重要手段分別有- 1 形變強化； 2 細化晶粒； 3 固溶強化； 4 彌散強化3-2 鐵碳合金相圖教學目的：教學目的：1、掌握

12、鐵碳合金相圖，簡化圖各區(qū)域組織符號及名稱。2、掌握鐵碳合金相圖重要點線的含義，特別是共晶點，共析點及轉(zhuǎn)變式。3、熟悉掌握鐵碳合金的分類。教學重點與難點：教學重點與難點：1、教學重點與難點是簡化相圖各區(qū)域的組織符號及轉(zhuǎn)變。教學過程：教學過程：復習：鐵碳合金的五種基本組織：鐵素體（F、 Fe）、奧素體（A、- Fe）、滲碳體(Fe3C)、珠光體（P）、萊氏體（Ld）導入新課：鐵碳合金是現(xiàn)代工業(yè)中應用最廣泛的金屬材料。不同成分的鐵碳合金，在不同溫度條件下，具有不同的組織和性能；因此其應用和工藝處理應有不同的選擇。為了解鐵碳合金成分、組織和性能之間的關系，必須認識鐵碳合金相圖。一、鐵碳合金相圖的組成。

13、 1、鐵碳合金相圖是表示在緩慢冷卻（或緩慢加熱）條件下，不同成分的鐵碳合金的狀態(tài)或組織隨溫度變化的圖形。2、FeFe3C相圖中點、線的含義。（1）點的含義：A點：純鐵的熔點，15380CD點：滲碳體的熔點，12270CC點：共晶點，11480C LC (A+Fe3Ci)E點：C在-Fe中最大溶解度，C=2.11G點：純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點，9120C，F(xiàn)e FeS點：共析點， As P（F+Fe3C）(2)線的含義：ACD線：液相線，在此線的上方所有的鐵碳合金都為液體。AECF線：固相線，在此線的下方所有的鐵碳合金都為固體。在ACD線與AECF線之間是結(jié)晶區(qū)，即過渡區(qū)。GS線：從A中析出F的開始

14、線，又稱A3線ES線：C在A中溶解度曲線，亦稱為Acm線。ECF：共晶線，溫度為11487270C。PSK線：共析線，7270C ，A1線3、鐵碳合金的分類（1） 鋼：0.0218%C2.11%的鐵碳合金亞共析鋼：0.0218%C0.77%共析鋼：C=0.77%過共析鋼：0.77%C2.11%（2） 白口鑄鐵：2.11%C6.69%亞共晶白口鑄鐵：2.11%C4.3%共晶白口鑄鐵：C=4.3%過晶白口鑄鐵：4.3%C6.69%F：小結(jié)G：布置作業(yè)：1、簡畫出鐵碳合金相圖。2、解釋共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變。3-3 碳素鋼教學目的：1、掌握碳素鋼的概念；2、掌握Si、Mn、S、P對鋼的性能影響；3、掌握

15、碳素鋼的分類方法；4、掌握碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼的牌號及用途。教學重點與難點：1、碳素鋼的分類是教學重點；2、碳素鋼的常存元素對鋼的性能影響是教學難點。教學過程：碳素鋼的概念：含碳量大于0.0218%小于2.11%，且不含有特意加入合金元素的鐵碳合金，稱為碳素鋼或碳鋼。 一、常存元素對鋼的性能的影響1、硅1）來源：煉鋼后期作脫氧劑帶入；2）對鋼的性能影響：提高鋼的強度、硬度；3）是鋼中的有益元素。2、錳1）來源：煉鋼脫氧劑。2）對鋼的性能影響：提高鋼的強度與硬度。3）是鋼中的有益元素。3、硫1）來源：生鐵帶入；2）對鋼的性能影響：對鋼造成熱脆性；3）是鋼中的有害元素。4、磷1）來源：生鐵帶入；2）對鋼的

16、性能影響，對鋼造成冷脆性；3）是鋼中的有害元素。 二、碳素鋼的分類1、按鋼的含碳量分類：1）低碳鋼：C0.25%2） 中碳鋼：0.25%C0.6%3）高碳鋼：C0.6%2、按鋼的質(zhì)量分類：1）普通鋼：S0.05%，P0.045%2）優(yōu)質(zhì)鋼：S0.035%，P0.035%3）高級優(yōu)質(zhì)鋼：S0.025%，P0.025%3、按鋼的用途分類：1）結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造各種機械零件和工程構(gòu)件。C0.7%2）工具鋼：主要用于制造各種刀具、模具和量具。其含碳量大于0.70%4、按冶煉時脫氧程度的不同分類1）沸騰鋼 2、鎮(zhèn)靜鋼 3、半鎮(zhèn)靜鋼 三、碳素鋼的牌號及用途1、 碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼：1）牌號：Q屈服點數(shù)值，質(zhì)量

17、等級符號和脫氧方法符號；2）性能：一般；3）應用：廠房、橋梁、船舶、鉚釘、螺釘、螺母等。4）例如：Q235-A?F：表示屈服點為235Mpa的A級沸騰鋼。 四、碳素鋼的牌號及用途1、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：1）牌號：用兩位數(shù)字表示鋼中平均含碳量的萬分之幾。2）、分類：（1）、0825鋼，屬于低碳鋼 性能：強度、硬度較低、塑性、韌性及焊接性良好； 用途：沖壓件、焊接結(jié)構(gòu)件及滲碳件 如：深沖器件、壓力容器等。（2）、3055鋼 屬于中碳鋼性能：較高的強度和硬度，是塑性和韌性隨含碳量的增加而逐步降低。用途：制作受力較大的機械零件。 如：連桿、曲軸、齒輪等（3）、60鋼以上 屬于高碳鋼。性能：有較高的強度、硬

18、度和彈性；用途：制造較高強度、耐磨性和彈性的零件 如：氣門彈簧、彈簧墊等.2、碳素工具鋼：1） 牌號：T+數(shù)字（平均含碳量的千分數(shù)） 如：T12A：表示平均含碳量為1.2%的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。2) T7T8：鉆頭、模具等T9T10：絲錐、板牙等T11T13：銼刀、削刀等3、鑄造碳鋼：1）牌號：ZG+數(shù)字數(shù)字第一組數(shù)字：屈服點第二組數(shù)字：抗拉強度值如：ZG270500，2）應用：制造形狀復雜力學性能要求較高的機械零件。小結(jié):解釋下列的牌號。 1）45鋼 2） T8 3） T8Mn 4）T8A作業(yè)：P51 9、11、1341熱處理的原理及分類42鋼在加熱及冷卻時的組織轉(zhuǎn)變教學目的： 1、了解鋼在

19、加熱時的轉(zhuǎn)變及A晶粒的長大。2、掌握熱處理概念、分類、熱處理工藝曲線；鋼加熱及保溫得目的。3、掌握過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖建立；4、掌握過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能。教學重點和難點：1、A晶粒的長大是教學的重點。2、過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖建立；過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能是教學的難點。41熱處理的原理及分類教學過程：新課：1、 熱處理：熱處理：熱處理是將固態(tài)金屬或合金采用適當?shù)姆绞竭M行熱處理是將固態(tài)金屬或合金采用適當?shù)姆绞竭M行加熱、保溫和冷卻加熱、保溫和冷卻以以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。2 2、 熱處理的目的：熱處理的目的：、提高零件的使用性

20、能；、充分發(fā)揮鋼材的潛力；、延長零件、提高零件的使用性能；、充分發(fā)揮鋼材的潛力；、延長零件的使用壽命；、改善工件的工藝性能，提高加工質(zhì)量，減小刀具的的使用壽命；、改善工件的工藝性能，提高加工質(zhì)量，減小刀具的磨損。磨損。3 3、熱處理方法有：退火、正火、淬火、回火及表面熱處理。、熱處理方法有：退火、正火、淬火、回火及表面熱處理。 但任何一種均由加熱、保溫、冷卻三階段所組成但任何一種均由加熱、保溫、冷卻三階段所組成。4 4、熱處理使鋼性能發(fā)生變化的原因：、熱處理使鋼性能發(fā)生變化的原因：由于鐵有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而使鋼在加熱和冷卻過程中，發(fā)生了組織由于鐵有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而使鋼在加熱和冷卻過程中，發(fā)生

21、了組織與結(jié)構(gòu)變化與結(jié)構(gòu)變化。42鋼在加熱及冷卻時的組織轉(zhuǎn)變一、鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變一、鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變 熱處理中，鋼加熱為獲得熱處理中，鋼加熱為獲得A A；且；且A A晶粒大小、成分、均勻程度，對鋼冷卻后的晶粒大小、成分、均勻程度，對鋼冷卻后的組織、性能有重要的影響。組織、性能有重要的影響。1 1、鋼的奧氏體化、鋼的奧氏體化1 1）、奧氏體晶核的形成及長大；）、奧氏體晶核的形成及長大；2 2）、殘余滲碳體的溶解；）、殘余滲碳體的溶解；3 3）、奧氏體的均勻化；）、奧氏體的均勻化；2 2、在熱處理工藝中，鋼保溫的目的是：、在熱處理工藝中，鋼保溫的目的是：、為了使工件熱透；、使組織轉(zhuǎn)變完全；、使奧氏體

22、成分均勻。、為了使工件熱透；、使組織轉(zhuǎn)變完全；、使奧氏體成分均勻。3 3、 奧氏體晶粒的長大：奧氏體晶粒的長大：加熱溫度越高，保溫時間越長，奧氏體晶粒越大加熱溫度越高，保溫時間越長，奧氏體晶粒越大由由Fe-Fe3CFe-Fe3C相圖可知，相圖可知，A1 A1 、A3 A3 、AcmAcm是鋼在極緩慢加熱（或冷卻）時的臨界是鋼在極緩慢加熱（或冷卻）時的臨界點。但實際冷速、熱速較快，鋼轉(zhuǎn)變總有滯后現(xiàn)象。點。但實際冷速、熱速較快，鋼轉(zhuǎn)變總有滯后現(xiàn)象。實際加熱，鋼轉(zhuǎn)變總高于相圖臨界點，分別用：實際加熱，鋼轉(zhuǎn)變總高于相圖臨界點，分別用：Ac1Ac1、Ac3 Ac3 、AccmAccm；實際冷卻，鋼轉(zhuǎn)變總

23、低于相圖臨界點，分別用：實際冷卻，鋼轉(zhuǎn)變總低于相圖臨界點，分別用：Ar1Ar1、Ar3Ar3、ArcmArcm。二、鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變二、鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變1)1)、鋼經(jīng)過加熱獲得、鋼經(jīng)過加熱獲得A A組織后，如在不同的冷卻條件下冷卻，可使鋼獲得不同的組織后，如在不同的冷卻條件下冷卻，可使鋼獲得不同的力學性能，組織也有明顯的不同。力學性能，組織也有明顯的不同。 為何存在差異為何存在差異? A? A在冷卻過程中的組織變化規(guī)律在冷卻過程中的組織變化規(guī)律? ?2 2）、熱處理工藝中）、熱處理工藝中, ,常用的冷卻方式常用的冷卻方式: : （1 1）、等溫冷卻轉(zhuǎn)變；）、等溫冷卻轉(zhuǎn)變； （2 2）、連續(xù)冷卻

24、轉(zhuǎn)變。）、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變。1 1、過冷、過冷A A的等溫轉(zhuǎn)變：的等溫轉(zhuǎn)變： A A 在臨界點在臨界點A1A1以下是不穩(wěn)定的，必會發(fā)生轉(zhuǎn)變，但不是冷到以下是不穩(wěn)定的，必會發(fā)生轉(zhuǎn)變，但不是冷到A1A1以下立即發(fā)以下立即發(fā)生，而是經(jīng)一個孕育時期后才開始。生，而是經(jīng)一個孕育時期后才開始。 這種在共析溫度（這種在共析溫度（A1A1）以下存在的）以下存在的A A，-稱為稱為“過冷過冷A A”。過冷過冷A A在不同在不同進行轉(zhuǎn)變，將獲得不同組織。進行轉(zhuǎn)變，將獲得不同組織。能表示過冷能表示過冷A A的轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變、轉(zhuǎn)變時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物之間關系的曲線，稱為、轉(zhuǎn)變時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物之間關系的曲線，稱為“等溫轉(zhuǎn)等溫轉(zhuǎn)變圖變圖

25、”。-簡稱為：簡稱為：C C曲線曲線三、相圖分析：三、相圖分析：1 1、過冷、過冷A A在在A1A1以下等溫轉(zhuǎn)變的以下等溫轉(zhuǎn)變的不同，則轉(zhuǎn)變產(chǎn)物不同，在不同，則轉(zhuǎn)變產(chǎn)物不同，在MsMs以上，可發(fā)生兩以上，可發(fā)生兩種類型的轉(zhuǎn)變：種類型的轉(zhuǎn)變：1 1、P P轉(zhuǎn)變：轉(zhuǎn)變： A1 A1 550 550范圍等溫。范圍等溫。-分解轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸廪D(zhuǎn)變?yōu)镕 F、Fe3C Fe3C 片混合物。片混合物。 此此P P 轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)，當?shù)葴剞D(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)，當?shù)葴?，則，則 P P 片層越薄片層越薄產(chǎn)物塑變抗力產(chǎn)物塑變抗力、bb和硬度和硬度。等溫溫度和片層間距由大到小，等溫溫度和片層間距由大到小，分別有產(chǎn)物：分別有產(chǎn)物：P P（A1

26、A1650650）、）、 S S（650 650 600 600）、）、T T（600 600 550 550）。）。2 2、B B 轉(zhuǎn)變：轉(zhuǎn)變： 550 550 Ms Ms范圍等溫。范圍等溫。-形成含過飽和碳的形成含過飽和碳的F+ Fe3CF+ Fe3C組成的非組成的非片層混合物，稱為片層混合物，稱為“貝氏體貝氏體” B B 隨隨A A成分、轉(zhuǎn)變溫度不同有多種形態(tài)，常有：成分、轉(zhuǎn)變溫度不同有多種形態(tài)，常有：B B上上-550 -550 350 350間等溫，呈羽狀。間等溫，呈羽狀。硬度為硬度為40 40 45 HRC 45 HRC，塑性很差。，塑性很差。B B下下-350 -350 Ms M

27、s間等溫，呈黑針狀。間等溫，呈黑針狀。硬度為硬度為45 45 55 HRC 55 HRC，bb、塑性、韌性良好。、塑性、韌性良好。3 3、 M M（馬氏體）轉(zhuǎn)變：（馬氏體）轉(zhuǎn)變：-是非擴散過程的轉(zhuǎn)變是非擴散過程的轉(zhuǎn)變1 1）、當鋼從）、當鋼從A A 區(qū)急冷到區(qū)急冷到Ms Ms 以下時，以下時，A A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸 M（碳在（碳在- Fe- Fe中的過飽和固溶中的過飽和固溶體）。體）。 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變低，原子擴散能力小，在低，原子擴散能力小，在M M轉(zhuǎn)變過程中，只有晶格改變轉(zhuǎn)變過程中，只有晶格改變 -Fe - -Fe -FeFe，而無碳原子的擴散。，而無碳原子的擴散。1 1）、）、M M晶格特點：晶格

28、特點： 體心正方晶格。體心正方晶格。2 2）、馬氏體轉(zhuǎn)變的特點：）、馬氏體轉(zhuǎn)變的特點：1 1轉(zhuǎn)變是在一定的轉(zhuǎn)變是在一定的范圍內(nèi)（范圍內(nèi)（Ms Ms Mf Mf）連續(xù)冷卻）連續(xù)冷卻中進行；中進行； 2 2轉(zhuǎn)變速度極快；轉(zhuǎn)變速度極快； 3 3轉(zhuǎn)變時體積發(fā)生膨脹，產(chǎn)生很大的內(nèi)應力，轉(zhuǎn)變時體積發(fā)生膨脹，產(chǎn)生很大的內(nèi)應力，工件易裂、變形；工件易裂、變形； 4 4轉(zhuǎn)變不完全性，在轉(zhuǎn)變不完全性，在MfMf以下仍有以下仍有A A殘（使硬度、耐磨性殘（使硬度、耐磨性）。）。3 3）、）、M M組織形態(tài)：組織形態(tài)： 針狀針狀M M一般為一般為C 1.0 %C 1.0 %的鋼淬火后所獲得的鋼淬火后所獲得高碳高碳M.

29、M.，硬度高、脆性大。，硬度高、脆性大。 板條板條M - M - 一般為一般為C 0.2 %C V V臨臨 ，但，但V V冷過快冷過快 工件體積收縮，組織工件體積收縮，組織轉(zhuǎn)變劇烈轉(zhuǎn)變劇烈 內(nèi)應力內(nèi)應力 工件易變形、開裂。工件易變形、開裂。 淬火介質(zhì)的選擇很重要。淬火介質(zhì)的選擇很重要。2 2）、）、由由C C曲線可知，要獲得曲線可知，要獲得M-M-無需在整個冷卻過程中都快關鍵在無需在整個冷卻過程中都快關鍵在C C曲線鼻尖曲線鼻尖附近快冷。附近快冷。在高溫段在高溫段650650550550冷卻速度要足夠快，而低溫段冷卻速度要足夠快，而低溫段300300以下要足夠慢。以下要足夠慢。3 3）常用淬火

30、冷卻介質(zhì)：常用淬火冷卻介質(zhì)： 油、水、油、水、 鹽水、堿水等。鹽水、堿水等。其中碳鋼適用冷卻介質(zhì)其中碳鋼適用冷卻介質(zhì)- - 一般為一般為“水水”；合金鋼；合金鋼 -“ -“油油”。4 4、淬火方法：、淬火方法：1 1）、單液淬火法）、單液淬火法2 2）、雙介質(zhì)淬火：如，先水后油；先水后空氣。）、雙介質(zhì)淬火：如，先水后油；先水后空氣。3 3）、馬氏體分級淬火；）、馬氏體分級淬火；4 4）、貝氏體等溫淬火。）、貝氏體等溫淬火。5 5、鋼的淬透性、淬硬性鋼的淬透性、淬硬性1)1)、淬透性、淬透性、指在規(guī)定條件下，鋼淬火冷卻時所獲指在規(guī)定條件下，鋼淬火冷卻時所獲M M組織深度組織深度的能力。的能力。、

31、用不同的鋼制成相同形狀、尺寸工件，在同樣的淬火條件下，淬透性好的、用不同的鋼制成相同形狀、尺寸工件，在同樣的淬火條件下，淬透性好的鋼獲鋼獲M M深度較深；淬透性差的鋼獲深度較深；淬透性差的鋼獲M M深度較淺。深度較淺。、淬透性與鋼的淬透性與鋼的V V臨有關；當鋼的臨有關；當鋼的V V臨越低臨越低鋼的淬透性越好。鋼的淬透性越好。鋼的淬透性越好，淬火回火后截面組織均勻、綜合力學性能好。鋼的淬透性越好，淬火回火后截面組織均勻、綜合力學性能好。 鋼的淬透性越好鋼的淬透性越好在冷卻時可用較緩和冷卻介質(zhì)，在冷卻時可用較緩和冷卻介質(zhì)，變形開裂。變形開裂。淬透性好的鋼，其淬硬性不一定好。淬透性好的鋼，其淬硬性

32、不一定好。2 2）淬硬性：）淬硬性： 指鋼淬火后所能達到的指鋼淬火后所能達到的最高硬度最高硬度的能力。的能力。、淬硬性主要取決于：鋼中的含碳量。、淬硬性主要取決于：鋼中的含碳量。C% C% ，鋼淬硬性，鋼淬硬性 。、淬硬性與淬透性是兩個完全不同的概念。淬硬性與淬透性是兩個完全不同的概念。6 6、淬火缺陷：、淬火缺陷：1 1）、氧化與脫碳）、氧化與脫碳2 2）、過熱和過燒）、過熱和過燒3 3）、變形與開裂）、變形與開裂4 4）、硬度不足）、硬度不足 5 5）、軟點）、軟點小結(jié)：小結(jié)：43熱處理的基礎方法教學目的：1、掌握回火的概念、目的；2、掌握淬火鋼回火時組織與性能的變化；3、重點掌握回火的分

33、類及應用，調(diào)質(zhì)；教學重點與難點：鋼的回火分類及應用是教學重點與難點。43熱處理的基礎方法教學過程：復習舊課：1、淬火的概念及淬火方法、應用。2、鋼的淬火缺陷。導入新課：一、回火1、概念：將鋼淬火后，再加熱到Ac1點以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。2、回火目的：1）消除內(nèi)應力；2）獲得所需要的力學性能；3）穩(wěn)定組織和尺寸。3、淬火鋼在回火時組織與性能的變化1）馬氏體分解；2）殘余奧氏體分解3）滲碳體的形成4）滲碳體的聚集長大。其基本的趨勢是：隨著回火溫度的升高，鋼的強度、硬度下降，而塑性、韌其基本的趨勢是：隨著回火溫度的升高，鋼的強度、硬度下降，而塑性、韌性提高

34、。性提高。4、回火的分類及應用。、回火的分類及應用。1 1）淬火鋼回火的組織轉(zhuǎn)變過程是由非平衡組織）淬火鋼回火的組織轉(zhuǎn)變過程是由非平衡組織平衡組織轉(zhuǎn)變，依靠原子擴散平衡組織轉(zhuǎn)變，依靠原子擴散而進行的，原子擴散速度取決于溫度，溫度越高，擴散速度愈高。決定鋼回而進行的，原子擴散速度取決于溫度，溫度越高，擴散速度愈高。決定鋼回火后的組織、性能的主因素是：回火溫度?；鸷蟮慕M織、性能的主因素是：回火溫度。2 2）回火溫度根據(jù)工件要求的力學性能來選擇?；鼗饻囟雀鶕?jù)工件要求的力學性能來選擇。3 3）回火種類有：）回火種類有：、低溫回火：（低溫回火：（150 - 250150 - 250）-獲回火獲回火M M

35、工件性能：保持高硬度工件性能：保持高硬度(58-64 HRC)(58-64 HRC)和耐磨性，一定的韌性（和耐磨性，一定的韌性（鋼的淬火應力、鋼的淬火應力、脆性）。脆性）。中溫回火中溫回火: :（350 - 500350 - 500）-獲回火獲回火T T工件性能：高彈性極限、工件性能：高彈性極限、SS和適當韌性，硬度可達：和適當韌性，硬度可達：35-50HRC35-50HRC。主用于：彈性零件、熱鍛模具等。主用于：彈性零件、熱鍛模具等。高溫回火：（高溫回火：（500 - 650500 - 650）-獲回火獲回火S S工件性能：良好的綜合力學性能工件性能：良好的綜合力學性能( (足夠強度、高韌性

36、足夠強度、高韌性, ,硬度硬度15-36 HRC)15-36 HRC)。廣泛用于：受力構(gòu)件。如：螺栓、連桿、齒輪、曲軸等廣泛用于：受力構(gòu)件。如：螺栓、連桿、齒輪、曲軸等 。注：注：1 1、 淬火淬火 + +高溫回火高溫回火 稱為稱為“調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)”處理。處理。小結(jié)小結(jié)作業(yè)：作業(yè)：44鋼的表面熱處理教學目的：1、掌握鋼的表面熱處理概念、兩種方法；2、掌握鋼的滲碳的原理及熱處理方法；教學重點與難點：1、掌握鋼的表面熱處理概念、兩種方法是重點；2、掌握鋼的滲碳的原理及熱處理方法是難點；44鋼的表面熱處理教學過程：教學過程：復習舊課：復習舊課：1 1、回火的概念及回火的方法、應用。、回火的概念及回火的方法

37、、應用。導入新課：導入新課：概述：概述：在機械設備中，有許多零件（如齒輪、活塞銷、曲軸等）是在沖擊載荷及表在機械設備中，有許多零件（如齒輪、活塞銷、曲軸等）是在沖擊載荷及表面摩擦條件下工作的。這類零件表面必須具有高硬度和耐磨性，而心部要有面摩擦條件下工作的。這類零件表面必須具有高硬度和耐磨性，而心部要有足夠的塑性和韌性。這類零件要進行表面熱處理足夠的塑性和韌性。這類零件要進行表面熱處理常用的表面熱處理方法有：表面淬火及化學熱處理。常用的表面熱處理方法有：表面淬火及化學熱處理。一、表面淬火一、表面淬火 對工件表面進行淬火的工藝稱為表面淬火。對工件表面進行淬火的工藝稱為表面淬火。1 1、火焰加熱表

38、面淬火、火焰加熱表面淬火、工藝：應用氧、工藝：應用氧乙炔（或其他可燃氣體）火焰對零件表面進行快速加熱并乙炔（或其他可燃氣體）火焰對零件表面進行快速加熱并隨后冷卻。隨后冷卻。、特點：淬硬層深度一般為、特點：淬硬層深度一般為2mm6mm2mm6mm。加熱溫度及淬硬層不易控制，易產(chǎn)生。加熱溫度及淬硬層不易控制，易產(chǎn)生過熱和加熱不均勻現(xiàn)象，淬火質(zhì)量不穩(wěn)定。過熱和加熱不均勻現(xiàn)象，淬火質(zhì)量不穩(wěn)定。2、感應加熱表面淬火、工藝：利用感應電流通過工件所產(chǎn)生的熱效應，使工件的表面受到局部加、工藝：利用感應電流通過工件所產(chǎn)生的熱效應，使工件的表面受到局部加熱，并進行快速冷卻。熱，并進行快速冷卻。、加熱速度快；淬火質(zhì)

39、量好；淬硬層深度易于控制。、加熱速度快；淬火質(zhì)量好；淬硬層深度易于控制。二、化學熱處理二、化學熱處理1 1、化學熱處理的過程：、化學熱處理的過程：分解分解吸收吸收擴散擴散2 2、鋼的滲碳、鋼的滲碳、工藝、工藝: :將鋼件置于滲碳介質(zhì)中加熱并保溫，使碳原子滲入工件表層。將鋼件置于滲碳介質(zhì)中加熱并保溫，使碳原子滲入工件表層。、目的：提高鋼件表層的含碳量。、目的：提高鋼件表層的含碳量。、滲碳后的工件需經(jīng)淬火及低溫回火。、滲碳后的工件需經(jīng)淬火及低溫回火。3 3鋼的滲氮鋼的滲氮4 4、碳氮共滲、碳氮共滲51合金元素在鋼中的主要作用52合金鋼的分類和牌號教學目的：1、掌握合金鋼的概念、合金元素在鋼中的主要

40、作用；2、掌握合金鋼的分類和牌號。教學重點難點：1、合金鋼的牌號是教學的重點難點。51合金元素在鋼中的主要作用教學過程：教學過程：新課：新課： 碳素鋼的不足：碳素鋼的不足：1、淬透性差。、淬透性差。2、回火穩(wěn)定性差。、回火穩(wěn)定性差。3、綜合機械性能差。、綜合機械性能差。4、不能滿足某些特殊場合的要求。、不能滿足某些特殊場合的要求。 合金鋼定義：合金鋼定義：合金鋼就是在碳鋼的基礎上，改善鋼的性能，在冶煉時有目的地加入一合金鋼就是在碳鋼的基礎上，改善鋼的性能，在冶煉時有目的地加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。種或數(shù)種合金元素的鋼。一、合金元素在鋼中的主要作用一、合金元素在鋼中的主要作用1、強化鐵素體、強

41、化鐵素體2、形成合金碳化物、形成合金碳化物、合金滲碳體、合金滲碳體 、特殊碳化物、特殊碳化物3、細化晶粒、細化晶粒4、提高鋼的淬透性5、提高鋼的回火穩(wěn)定性52合金鋼的分類和牌號一、合金鋼分類：一、合金鋼分類： 1 1、按用途分類：、按用途分類： 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼-主用于工程結(jié)構(gòu)、機零件的制造。主用于工程結(jié)構(gòu)、機零件的制造。 合金工具鋼合金工具鋼,- ,- 主用于刀、模、量具件等的制造。主用于刀、模、量具件等的制造。 特殊性能鋼特殊性能鋼.有特殊物理、化學性能的鋼。有特殊物理、化學性能的鋼。 2 2、按合金元素總量分類：、按合金元素總量分類： 低合金鋼低合金鋼 Me 5% Me 10% Me

42、 10%二、合金鋼的牌號：二、合金鋼的牌號：1 1、合金結(jié)構(gòu)鋼：主用于工程用鋼、機械零件制造用鋼。、合金結(jié)構(gòu)鋼：主用于工程用鋼、機械零件制造用鋼。 牌號表示牌號表示- 兩位數(shù)兩位數(shù) + + 元素符號元素符號 + + 數(shù)字數(shù)字 平均碳平均碳-萬倍；萬倍； 主加元素，元素平均百分含量（主加元素，元素平均百分含量（1.5% 1.0% 1.0%不標）；不標）； 主加元素主加元素, ,元素平均百分含量（元素平均百分含量（1.5%1.5%不標）不標） 如如: 9SiCr : 9SiCr 、 CrWMn CrWMn；注注: :而高速鋼則不論含碳量多少均不標出而高速鋼則不論含碳量多少均不標出, , 如：如：W

43、18Cr4V W18Cr4V 。3 3、特殊性能鋼：、特殊性能鋼：-如常用的：不銹鋼如常用的：不銹鋼 牌號表示與合金工具鋼表示同。但元素種類、含量有差異。牌號表示與合金工具鋼表示同。但元素種類、含量有差異。 如：如：2Cr132Cr13海輪機葉片；海輪機葉片；0Cr19Ni90Cr19Ni9；1Cr18Ni9-1Cr18Ni9-儲槽、容器等。儲槽、容器等。注：注：不銹鋼中不銹鋼中C% C% ，鋼強、硬度，鋼強、硬度 ，而耐腐蝕性，而耐腐蝕性 。 在含在含C = 0.03% 0.1%C = 0.03% 0.1%時時, ,牌號冠首加牌號冠首加“0”“0”； 在含在含C 0.03% C 0.03%

44、時時, , 牌號冠首加牌號冠首加“00”“00”。-耐腐蝕性好耐腐蝕性好4 4、特殊專用鋼：、特殊專用鋼：-如常用的：滾動軸承鋼如常用的：滾動軸承鋼 牌號表示牌號表示- - G + G + CrCr +“ +“數(shù)字數(shù)字”+”+其它其它 元素號元素號 + + 數(shù)字數(shù)字 平均平均CrCr千倍；千倍； 主加元素主加元素, , 元素平均百分含量。元素平均百分含量。小結(jié)：小結(jié)：5-3 5-3 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼教學目的：1、了解合金結(jié)構(gòu)鋼的分類及應用。2、掌握合金結(jié)構(gòu)鋼的熱處理工藝。教學重點與難點：合金結(jié)構(gòu)鋼的熱處理工藝。5-3 5-3 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼教學過程：復習:6-16-1鑄鐵的組織與分類

45、鑄鐵的組織與分類教學過程：1、了解鑄鐵的組織和性能及鑄鐵的石墨化過程及影響因素。2、掌握鑄鐵的分類。教學重點和難點：1、鑄鐵的分類是教學重點。2、鑄鐵的組織及鑄鐵的石墨化過程及影響因素是教學的難點6-16-1鑄鐵的組織與分類鑄鐵的組織與分類教學過程：新課：1.1.特點特點1)1)成分成分C2.11%的鐵碳合金稱為鑄鐵，特點是含有較高的C和Si，同時也含有一定的Mn、P、S等雜質(zhì)元素。常用鑄鐵的成分為：2.54.0%C，1.03.0%Si，0.51.4%Mn，0.010.50%P，0.020.20%S。為提高鑄鐵性能，常加入合金元素Cr、Mo、V、Cu、Al等形成合金鑄鐵。2)2)組織組織鑄鐵中

46、C、Si含量較高，C大部分、甚至全部以游離狀態(tài)石墨（G）形式存在。2)2)性能性能鑄鐵的缺點是由于石墨的存在，使它的強度、塑性及韌性較差，不能鍛造，優(yōu)點是其接近共晶成分，具有良好的鑄造性；由于游離態(tài)石墨存在，使鑄鐵具有高的減摩性、切削加工性和低的缺口敏感性。目前，許多重要的機械零件能夠用球墨鑄鐵來代替合金鋼。一、鑄鐵的石墨化一、鑄鐵的石墨化1.鑄鐵的石墨化鑄鐵的石墨化、G為六方晶格。基面上原子以共價鍵結(jié)合，基面之間原子以范氏鍵結(jié)合，因此鑄鐵的強度、塑性及韌性極低。、從熱力學講，G為穩(wěn)定態(tài)，而Fe3C為亞穩(wěn)態(tài)。在冷卻速度非常緩慢或加入石墨化元素，可促使碳按石墨轉(zhuǎn)變。但是，當冷卻速度較快時，由于成

47、分起伏及結(jié)構(gòu)起伏（L、A和Fe3C的成分更接近）的原因，也可析出滲碳體。2、石墨化的途徑、從液態(tài)中直接結(jié)晶出或從奧氏體中直接析出。、也可以先結(jié)晶出滲碳體，再由滲碳體在一定條件下分解而得到（Fe3C3Fe+C）高溫時，石墨化過程進行比較完全；低溫時，若冷卻速度較快，石墨化過程將部分或全部被抑制。 3、影響石墨化的因素 影響石墨化的因素主要是鑄鐵的成分和冷卻速度。1）成分：合金元素可以分為促進石墨化元素和阻礙石墨化元素，順序為：Al、C、Si、Ti、Ni、P、Co、Zr、Nb、W、Mn、S、Cr、V、Fe、Mg、Ce、B等。其中，Nb為中性元素，向左促進程度加強，向右阻礙程度加強。 C和Si是鑄鐵

48、中主要的強烈促進石墨化元素，為綜合考慮它們的影響，引入碳當量CE = C% + 1/3Si%，一般CE4%，接近共晶點。S是強烈阻礙石墨化元素，降低鑄鐵的鑄造和力學性能，控制其含量。2)2)冷卻速度冷卻速度冷速越快，不利于鑄鐵的石墨化，這主要取決于澆注溫度、鑄型材料的導熱能力及鑄件壁厚等因素。冷速過快，第二階段石墨化難以充分進行。二、鑄鐵的組織與性能的關系1、鑄鐵的力學性能主要取決于基體的組織和石墨的形態(tài)、數(shù)量、大小以及分布狀態(tài)。1)1)數(shù)量：數(shù)量：G破壞基體連續(xù)性，減小承載面積，是應力集中和裂紋源，故G越多，抗拉強度、塑性及韌性越低；2)2)大?。捍笮。涸酱?，局部承載面積越小，越細，應力集中

49、越大，均使性能下降，故有適合尺寸（長度0.030.25mm）；3)3)分布：分布：越均勻，性能越好；（4）由片狀至球狀，強度、塑性及韌性均提高。2.2.基體基體F基體塑性和韌性好，P基體強度、硬度及耐磨性高。三、鑄鐵的分類1、分類：灰鑄鐵、白口鑄鐵、麻口鑄鐵。2、石墨形態(tài)分類：普通灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵。小結(jié)：作業(yè)：62常用鑄鐵簡介教學目的：1、了解鑄鐵的成分、組織及性能。2、理解灰鑄鐵的孕育處理。3、掌握鑄鐵的牌號及常用的熱處理方法。教學重點與難點：1、鑄鐵的牌號及熱處理的方法是教學的重點難點。62常用鑄鐵簡介教學過程：教學過程：復習舊課：復習舊課：1 1、根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)的不同，還可

50、以將鑄鐵分為：、根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)的不同，還可以將鑄鐵分為：灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵?；诣T鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵。導入新課：導入新課：一、灰鑄鐵一、灰鑄鐵1 1、灰鑄鐵的成分與組織、灰鑄鐵的成分與組織1 1）、成分：含）、成分：含C C量：量：2.7%3.6%2.7%3.6%、含、含SiSi量：量：1.0%2.2%1.0%2.2%、S S0.15%、P0.3%。2）、組織：由金屬基體和在基體中分布的片狀石墨組成。）、組織：由金屬基體和在基體中分布的片狀石墨組成。（鐵素體灰鑄鐵、（鐵素體灰鑄鐵、鐵素體鐵素體珠光體灰鑄鐵、珠光體灰鑄鐵）珠光體灰鑄鐵、珠光體灰鑄鐵）2、灰鑄鐵的

51、性能和孕育處理、灰鑄鐵的性能和孕育處理1）、性能：良好的切削加工性能、鑄造性能、耐磨性、減震性、以及低的缺）、性能：良好的切削加工性能、鑄造性能、耐磨性、減震性、以及低的缺口敏感性。口敏感性。2）、孕育處理：在澆注前往鐵水中投入少量的硅鐵、硅鈣合金等作為孕育劑，）、孕育處理：在澆注前往鐵水中投入少量的硅鐵、硅鈣合金等作為孕育劑，使鐵水內(nèi)產(chǎn)生大量均勻分布的晶核，使石墨及基體組織得到細化。使鐵水內(nèi)產(chǎn)生大量均勻分布的晶核，使石墨及基體組織得到細化。3 3、灰鑄鐵的牌號及用途、灰鑄鐵的牌號及用途1 1）、）、HTHT（灰鐵）（灰鐵）+ +三位數(shù)字三位數(shù)字（表示最小抗拉強度數(shù)值）（表示最小抗拉強度數(shù)值）

52、。二、可鍛鑄鐵二、可鍛鑄鐵俗稱馬鋼、瑪鋼。是白口鑄鐵通過石墨化退火，使?jié)B碳體分解成團絮狀的俗稱馬鋼、瑪鋼。是白口鑄鐵通過石墨化退火，使?jié)B碳體分解成團絮狀的石墨而獲得的。石墨而獲得的。1 1、可鍛鑄鐵的組織與性能、可鍛鑄鐵的組織與性能1 1）、生產(chǎn)過程：首先鑄造成白口鑄鐵件，然后進行長時間的石墨化退火。）、生產(chǎn)過程：首先鑄造成白口鑄鐵件，然后進行長時間的石墨化退火。2 2）、根據(jù)退火的工藝不同，可形成：鐵素體基體的可鍛鑄鐵、鐵素體）、根據(jù)退火的工藝不同，可形成：鐵素體基體的可鍛鑄鐵、鐵素體珠珠光體基體的可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵。光體基體的可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵。3 3）、成分：）、成分：C C

53、：2%2.8%2%2.8%、Si:1.2%1.8%Si:1.2%1.8%、MnMn：0.4%0.6%0.4%0.6%、P0.1%P0.1%、S0.25%.S0.25%.2 2、可鍛鑄鐵的牌號及用途、可鍛鑄鐵的牌號及用途1 1）、由三個字母及兩組數(shù)字組成。）、由三個字母及兩組數(shù)字組成。KTKT（可鐵）第三個字母表示可鍛鑄鐵的類（可鐵）第三個字母表示可鍛鑄鐵的類別：別：H H表示黑心可鍛鑄鐵，表示黑心可鍛鑄鐵，Z Z表示珠光體可鍛鑄鐵。后面的兩組數(shù)字分別表表示珠光體可鍛鑄鐵。后面的兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強度和斷后伸長率。示最低抗拉強度和斷后伸長率。三、球墨鑄鐵三、球墨鑄鐵鐵水在澆注前經(jīng)球化處理，

54、使析出的石墨大部分或全部呈球狀的鑄鐵。鐵水在澆注前經(jīng)球化處理，使析出的石墨大部分或全部呈球狀的鑄鐵。（加入球化劑（加入球化劑: :如純鎂、鎂合金、稀土鎂合金）如純鎂、鎂合金、稀土鎂合金）1、球墨鑄鐵的組織與性能1）、成分：C：3.6%3.9%、Si：2.0%2.8%、Mn：0.6%0.8%、S0.07%、P0.1%2)組織：石墨呈球狀3）、按其基體組織不同，可分為鐵素體球墨鑄鐵、鐵素體珠光體球墨鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵。2、球墨鑄鐵的牌號及用途1）、QT（球鐵）及兩組數(shù)字組成，兩組數(shù)字分別代表最低抗拉強度和斷后伸長率。四、蠕墨鑄鐵1、在高碳、低硫、低磷的鐵水中加入蠕化劑（目前采用的蠕化劑有鎂鈦合金

55、、稀土鎂鈦合金或稀土鎂鈣合金），經(jīng)過蠕化處理后，使石墨變成蠕蟲狀的高強度鑄鐵。2、性能：介于片狀石墨和球狀石墨之間。3、牌號：RUT+三位數(shù)字（數(shù)字表示最低抗拉強度）小結(jié)：作業(yè):P116 4、871銅及銅合金教學目的：掌握銅及銅合金的分類、牌號、性能及用途。教學重點與難點：71銅及銅合金教學過程：新課：金屬材料分為黑色金屬和有色金屬。鐵及其合金是黑色金屬，其他的金屬屬于有色金屬。有色金屬中密度小于3.5g/cm3 稱為輕金屬，密度大于3.5g/cm3 稱為重金屬。一、純銅（Cu）1、物理性能：密度為8.9103 kg/m3 ,熔點為1083，良好的導，良好的導電導熱。電導熱。2 2、化學性能：

56、在大氣及淡水中有良好的耐蝕性能。、化學性能：在大氣及淡水中有良好的耐蝕性能。3 3、力學性能：良好的塑性易于冷、熱壓力加工。、力學性能：良好的塑性易于冷、熱壓力加工。4 4、成分：雜質(zhì)、成分：雜質(zhì)0.05%0.3%0.05%0.3%；銅；銅99.7%99.7%以上。以上。 工業(yè)純銅 ：T1、T2、T3 5、按化學成分分類： 無氧銅：TU1、TU2二、銅合金分類：黃銅、青銅、白銅。1、黃銅1）、黃銅是以鋅為主加合金元素的銅合金。2）、按所含合金元素的種類可分為：普通黃銅和特殊黃銅（1）、普通黃銅、是CuZn的二元合金。、成分和性能：含鋅量在32%以下時，隨含鋅量的增加，黃銅的強度和塑性不斷提高，

57、當含量在32%時，塑性達到最高峰值。 含 鋅量在45%時，強度達到最高峰值。（2）特殊黃銅、是在普通黃銅的基礎上加入Sn、Si、Mn、Pb、Al等元素所形成的銅合金。、比普通黃銅具有更高的強度、硬度和耐蝕性。(3)、牌號：普通壓力加工黃銅：H+平均含銅量表示特殊壓力加工黃銅：H+主加元素符號（除鋅外）+平均含銅量+主加元素含量表示。鑄造黃銅：ZCu+主加元素符號+主加元素含量+其他加入元素符號及含量組成。2、白銅1）、以鎳為主加合金元素的銅合金。2）、性能：具有高的耐蝕性和優(yōu)良的冷熱加工成形性。3）、牌號：用“B”加鎳含量表示，三元以上用“B”加第二個主添元素符號及除基元素銅外的成分數(shù)字組表示

58、。2-2金屬的力學性能學習目的：學習目的： 理解金屬材料性能（工藝性能、使用性能）的概念、分類。掌握強度的概念及其種類、應力的概念及符號。 掌握拉伸試驗的測定方法；力伸長曲線的幾個階段；屈服點的概念。教學重點與難點教學重點與難點1、理解力伸長曲線是教學重點；2、強度、塑性是教學難點。教學過程：復習復習載荷可分為：靜載荷、沖擊載荷、交變載荷。載荷可分為：靜載荷、沖擊載荷、交變載荷。內(nèi)力、應力的概念。內(nèi)力、應力的概念。新課：新課：力學性能的概念：力學性能是指金屬在外力作用下所表現(xiàn)出來的性能。力學性能的概念：力學性能是指金屬在外力作用下所表現(xiàn)出來的性能。力學性能包括：強度、硬度、塑性、硬度、沖擊韌性

59、。力學性能包括：強度、硬度、塑性、硬度、沖擊韌性。一、強度：一、強度： 概念：金屬在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強度。強度概念：金屬在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強度。強度的大小用應力來表示。的大小用應力來表示。 根據(jù)載荷作用方式不同，強度可分為：抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、根據(jù)載荷作用方式不同，強度可分為：抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度和抗扭強度等。抗剪強度和抗扭強度等。一般情況下多以抗拉強度作為判別金屬強度高低的指標。一般情況下多以抗拉強度作為判別金屬強度高低的指標。1 1、拉伸試樣：拉伸試樣的形狀一般有圓形和矩形。、拉伸試樣：拉伸試樣的形狀一般有圓形

60、和矩形。DoDo：直徑：直徑 Lo Lo：標距長度：標距長度 長試樣：長試樣：Lo=10doLo=10do 短試樣：短試樣：Lo=5doLo=5do力力- -伸長曲線：伸長曲線： 如下圖，以低碳鋼為例如下圖，以低碳鋼為例縱坐標表示力縱坐標表示力F F，單位，單位N N；橫坐標表示伸長量；橫坐標表示伸長量L L，單位為，單位為mmmm。（1 1）oeoe：彈性變形階段：彈性變形階段：試樣變形完全是彈性的，這種隨載荷的存在而產(chǎn)生，隨載荷的去除而試樣變形完全是彈性的，這種隨載荷的存在而產(chǎn)生，隨載荷的去除而消失的變形稱為彈性變形。消失的變形稱為彈性變形。FeFe為試樣能恢復到原始形狀和尺寸的最大為試樣