【正文】 ψ ）數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。 例、有一直徑 dO=10mm， lo=100mm的低碳鋼試樣，拉伸驗(yàn)時測得 FS=21KN，F(xiàn)b=29KN， d1=， l1=138mm，求： Rel、 Rm、 A、 Z。 解：（ 1）計(jì)算 SO， S1 S0=πd02/4 = 102/4= S1172。=πd12/4 = （ 2）計(jì)算 σs 、 σb Fel=FS/SO=21 103/ = Fm= Fb/SO=29 103/ = （ 3）計(jì)算 A、 Z A=(l1l0)/l0 100%=(138100)/100 100%=38% Z=(S0S1)/S0 100%=()/ 100%=68% 小結(jié)：抗拉強(qiáng)度是 零件設(shè)計(jì) \選材的重要依據(jù) . A、 Z的值越大，表示材料的塑性就越好。 作業(yè)： P32 5 167。 22金屬的力學(xué)性能 學(xué)習(xí)目的： ★了解疲勞強(qiáng)度的概念。 ★ 掌握布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度的概念、硬度測試及表示的方法。 ★掌握沖擊韌性的測定方法。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) ★布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度的概念、硬度測試及表示的方法。 167。 22金屬的力學(xué)性能 教學(xué)過程： 復(fù)習(xí)： 強(qiáng)度、塑性的概念及測定的方法。 新課： 一、硬度 ● 材料抵抗局部變形特別是塑性變形壓痕或劃痕的能力稱為硬度。 （是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)） ● 根據(jù)硬度的試驗(yàn)方法可以把硬度分為：布氏硬度試驗(yàn)方法、洛氏硬度試驗(yàn)方法、維氏硬度試驗(yàn)方法。 布氏硬度 （ 1）布氏硬度的測試原理：用一定直徑的球體（鋼球或硬質(zhì)合金），以規(guī)定的試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗(yàn)力，然后用測量表面壓痕直徑來計(jì)算硬度。 用 HBS（ HBW）表示， S表示鋼球、 W表示硬質(zhì)合金球 當(dāng) F、 D一定時，布氏硬度與 d有關(guān)， d越小，布氏硬度值越大，硬度越高。 （ 2）布氏硬度的表示方法：符號 HBS之前的數(shù)字為硬度值符號后面按以下順序用數(shù)字表示條件： 1）球體直徑； 2）試驗(yàn)力； 3）試驗(yàn)力保持的時間（ 10~15不標(biāo)注）。 應(yīng)用范圍：主要適于灰鑄鐵、有色金屬、各種軟鋼等硬度不高的材料。 缺點(diǎn)：耗時，測高硬度材料有限，壓痕大，不宜成品及薄件 布氏硬度試驗(yàn)原理圖 洛氏硬度試驗(yàn)原理圖 練習(xí)、 170HBS10/100/30 530HBW5/750 （ 1）表示用直徑 10mm的鋼球，在 9807N的試驗(yàn)力作用下，保持 30S時測得的布氏硬度值為 170。 （ 2）表示用直徑 5mm的硬質(zhì)合金球，在 7355N的試驗(yàn)力作用下，保持 10~5s時測得的布氏硬度值為 530。 洛氏硬度 （ 1）測試原理： 采用金剛石圓錐體或淬火鋼球壓頭，壓入金屬表面后，經(jīng)規(guī)定保持時間后即除主試驗(yàn)力，以測量的壓痕深度來計(jì)算洛氏硬度值。 表示符號： HR （ 2）標(biāo)尺及其適用范圍： 每一標(biāo)尺用一個字母在洛氏硬度符號 HR后面加以注明。常用的洛氏硬度標(biāo)尺是 A、 B、 C三種，其中 C標(biāo)尺應(yīng)用最為廣泛。 見表： P21 22 不同標(biāo)尺的洛氏硬度值不能直接進(jìn)行比較，可換算。 表示方法：符號 HR前面的數(shù)字表示硬度值， HR后面的字母表示不同洛氏硬度的標(biāo)尺。 （ 3）優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：①操作簡單迅速，能直接從刻度盤上讀出硬度值；②壓痕小，可測成品及較薄工件；③測硬度范圍大。 缺點(diǎn)：數(shù)值波動大 維氏硬度。 （ 1）原理： 與布氏硬度試驗(yàn)相同。測量壓痕對角線長度，從表中查出。 表示：與布氏硬度相同。 如： 640HV30 表示用 ，保持 10S~15S測定的維氏硬度值為 640。 （ 2）可測較薄的材料，也可測量表面滲碳、滲透層的硬度，可測定很軟到很硬的各種金屬材料的硬度、準(zhǔn)確。 二、沖擊韌性 金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為沖擊韌性。 常用一次擺錘沖擊彎曲，試驗(yàn)來測定金屬材料的沖擊韌性。 （ 1）沖擊試驗(yàn)是利用能量守恒原理：試樣被沖斷過程中吸收的能量等于擺錘沖擊試樣前后的沖擊勢能差。 （ 2） 試樣被沖斷時所吸收的能量既是擺錘沖擊試樣所作的功，稱為沖擊吸收功。 符號用 AK 表示。 AK=GH1GH2=G(H1H2) （ 3）沖擊吸收功（ AK）除以試樣缺口處的截面積（ S0),即可得到材料的沖擊韌度，用符號 aK表示。 aK = AK / S0 ； 單位 J / Cm2 （ 4）沖擊韌度：是沖擊試樣缺口處單位橫截面積上的沖擊吸收功。 aK 值越大，表示材料的沖擊韌性越好。 （ 5）實(shí)踐中，絕大多數(shù)受沖擊載荷的工件是在小能量多次沖擊作用下而破壞的。（多次沖擊損傷的積累 → 裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展而引至的結(jié)果） 注：金材受大能量的沖擊載荷作用時，其沖擊抗力主取決于 ak大小。而小能量多次的沖擊載荷作用，其沖擊抗力主取決于材料的強(qiáng)度和塑性。 三、 疲勞強(qiáng)度 疲勞概念： 在交變應(yīng)力作用下，零件所承受的應(yīng)力低于材料的屈服點(diǎn)，但經(jīng)過較長時間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。 疲勞破壞的特征 ①、疲勞斷裂時無明顯的宏觀朔性變形，斷裂前沒有預(yù)兆，而是突然破壞； ②、引起疲勞斷裂的應(yīng)力很低，常常低于材料的屈服點(diǎn)； ③、疲勞破壞的宏觀斷口由兩部分組成。 小結(jié)：硬度的試驗(yàn)原理及表示方法。 作業(yè)： P32 8 第三章 鐵碳合金 167。 31 合金及其組織 教學(xué)目的： 掌握合金的概念及無相的概念 掌握合金的組織概念、性能特點(diǎn)。 掌握固溶解，金屬化合物質(zhì)、混合物 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)： 掌握合金的概念是教學(xué)重點(diǎn)。 掌握三種合金組織的名稱及性能是教學(xué)難點(diǎn)。 教學(xué)過程： 新課 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。 組元或元的概念： 組成合金的最基本的獨(dú)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、三元、多元合金。） 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能、數(shù)量、各相組合情況所決定。 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， ∴ 合金組織可分為： 一、固 溶 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。 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(diǎn)上某些原子而形成的固容體稱為置換固溶體。 性能影響： 材料塑性變形抗力 ↑ → 強(qiáng)、硬度 ↑ 的現(xiàn)象稱 “ 固溶強(qiáng)化 ” （強(qiáng)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(diǎn)是熔點(diǎn)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?jǐn)?shù)組成的機(jī)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) ： ? 本次課講解了工業(yè)上強(qiáng)化金屬材料的重要手段分別有 1 形變強(qiáng)化； 2 細(xì)化晶粒； 3 固溶強(qiáng)化； 4 彌散強(qiáng)化 167。 32 鐵碳合金相圖 教學(xué)目的： 掌握鐵碳合金相圖，簡化圖各區(qū)域組織符號及名稱。 掌握鐵碳合金相圖重要點(diǎn)線的含義，特別是共晶點(diǎn)，共析點(diǎn)及轉(zhuǎn)變式。 熟悉掌握鐵碳合金的分類。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)： 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)是簡化相圖各區(qū)域的組織符號及轉(zhuǎn)變。 教學(xué)過程： 復(fù)習(xí)： 鐵碳合金的五種基本組織：鐵素體（ F、 α – Fe）、奧素體（ A、 γ Fe）、滲碳體 (Fe3C)、珠光體（ P）、萊氏體（ Ld） 導(dǎo)入新課： ? 鐵碳合金是現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)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(yīng)用和工藝處理應(yīng)有不同的選擇。為了解鐵碳合金成分、組織和性能之間的關(guān)系，必須認(rèn)識鐵碳合金相圖。 一、鐵碳合金相圖的組成。 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。 Fe——Fe3C相圖中點(diǎn)、線的含義。 （ 1）點(diǎn)的含義： A點(diǎn)：純鐵的熔點(diǎn)， 15380C D點(diǎn)：滲碳體的熔點(diǎn)， 12270C C點(diǎn)：共晶點(diǎn)， 11480C LC (A+Fe3Ci) E點(diǎn)： C在 γFe中最大溶解度， C=％ G點(diǎn)：純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)， 9120C， α－ Fe γ－ Fe S點(diǎn)：共析點(diǎn)， As P＝（ F+Fe3CⅠ ） (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的開始線，又稱 A3線 ES線： C在 A中溶解度曲線，