【正文】 于灰鑄鐵、有色金屬、各種軟鋼等硬度不高的材料。 （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。 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(cè)試及表示的方法。 作業(yè)： P32 5 167。用 ψ 表示 Z=(SOS1)/SO 100% 金屬材料的伸長(zhǎng)率（ δ ）和斷面收縮率（ ψ ）數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。塑性由拉伸試驗(yàn)測(cè)得的。 強(qiáng)度指標(biāo)： （ 1）屈服點(diǎn)： 在拉伸試驗(yàn)過(guò)程中，載荷不增加（保持恒定），試樣仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力稱為屈服點(diǎn)。 Fb：試樣拉伸的最大載荷。 （ 2） es：屈服階段： 不能隨載荷的去除而消失的變形稱為。 拉伸試樣：拉伸試樣的形狀一般有圓形和矩形。 一、強(qiáng)度： ① 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(qiáng)度。 ★ 教學(xué)過(guò)程： 復(fù)習(xí) 載荷可分為：靜載荷、沖擊載荷、交變載荷。 22金屬的力學(xué)性能 學(xué)習(xí)目的： ★ 理解金屬材料性能（工藝性能、使用性能）的概念、分類。 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變： 1394℃ 912℃ δ Fe → γ Fe → α – Fe 體心 面心 體心 金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，也稱為 “ 重結(jié)晶 ” 。 常用的細(xì)化晶粒的方法： A、增加過(guò)冷度 B、變質(zhì)處理 C、振動(dòng)處理。） 純金屬的結(jié)晶過(guò)程 1） 在一定過(guò)冷度的條件下，金屬液通過(guò)晶核形成 、晶核長(zhǎng)大來(lái)完成其結(jié)晶過(guò)程。 1）金屬的結(jié)晶必須在低于其理論結(jié)晶溫度（熔點(diǎn) To )下才能進(jìn)行。 常見(jiàn)的三種金屬晶格類型。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)： ★細(xì)化晶粒的方法及晶粒大小對(duì)力學(xué)性能的影響是教學(xué)的難點(diǎn)。 11純金屬的結(jié)晶 學(xué)習(xí)目的： ★掌握金屬結(jié)晶的概念，純金屬冷卻曲線、及過(guò)冷度。 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(diǎn)缺陷 。 （晶格排列方位完全一致。 屬于這種晶格的金屬有鈹（ Be）、 Mg、 Zn、 鎘（ Cd）等。 晶體 晶格 晶胞 晶面 晶向 晶體規(guī)則排列示意圖 ★ 金屬晶格的類型 是指金屬中原子排列的規(guī)律。 晶向： 點(diǎn)陣中的結(jié)點(diǎn)所組成的直線。 非晶體的原子則是無(wú)規(guī)律、無(wú)次序地堆積在一起的。 21金屬的晶體結(jié)構(gòu) 一、晶體與非晶體 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。 11金屬的晶體結(jié)構(gòu) ★學(xué)習(xí)目的：了解金屬的晶體結(jié)構(gòu)。 ★重點(diǎn)：有關(guān)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(jiàn)的類型。 （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。 二、金屬晶格的類型 ★ 晶體結(jié)構(gòu)的概念 晶格和晶胞 晶格： 把點(diǎn)陣中的結(jié)點(diǎn)假想用一系列平行直線連接起來(lái)構(gòu)成空間格子稱為晶格。 由于晶體中原子排列的規(guī)律性，可以用晶胞來(lái)描述其排列特征。 體心立方晶格： 體心立方晶格的晶胞是由八個(gè)原子構(gòu)成的立方體，并且在立方體的體中心還有一個(gè)原子。 三、單晶體與多晶體 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。必須人工制作，如單晶硅。 2）位錯(cuò)可認(rèn)為是晶格中一部分晶體相對(duì)于另一部分晶體的位錯(cuò) 局部滑移而造成。 ★掌握純金屬的結(jié)晶過(guò)程。 ★純金屬冷卻曲線及過(guò)冷度是教學(xué)重點(diǎn)。 晶體的缺陷。 2）理論結(jié)晶溫度和實(shí)際結(jié)晶溫度之差稱這 “ 過(guò)冷度 ” （△ T=ToT1）。 二、晶粒大小對(duì)金屬材料的影響 （一般室溫下，細(xì)晶粒金屬具有較高的強(qiáng)度和韌性。 三、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 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。 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(guò)冷現(xiàn)象； 有潛熱放出和吸收 ； 也由形核、核長(zhǎng)大來(lái)完成。 ★掌握強(qiáng)度的概念及其種類、應(yīng)力的概念及符號(hào)。 內(nèi)力、應(yīng)力的概念。強(qiáng)度的大小用應(yīng)力來(lái)表示。 Do：直徑 Lo：標(biāo)距長(zhǎng)度 長(zhǎng)試樣： Lo=10do 短試樣： Lo=5do 力 伸長(zhǎng)曲線： 如下圖，以低碳鋼為例 縱坐標(biāo)表示力 F，單位 N；橫坐標(biāo)表示伸長(zhǎng)量△ L，單位為 mm。在載荷不增加或略有減小的情況下，試樣還繼續(xù)伸長(zhǎng)的現(xiàn)象叫做屈服。 （ 4） bz：縮頸階段（局部塑性變形階段） 當(dāng)載荷達(dá)到最大值 Fb后，試樣的直徑發(fā)生局部收縮，稱為 “ 縮頸 ” 。 用符號(hào) Fel表示 ，計(jì)算公式： Fel=Fs/So 對(duì)于無(wú)明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料可用規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力表示， 計(jì)算公式： σ = 屈服點(diǎn) σ s和規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力 σ 。常用伸長(zhǎng)率和斷面收率表示。 例、有一直徑 dO=10mm， lo=100mm的低碳鋼試樣，拉伸驗(yàn)時(shí)測(cè)得 FS=21KN，F(xiàn)b=29KN， d1=， l1=138mm，求： Rel、 Rm、 A、 Z。 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。 167。 布氏硬度 （ 1）布氏硬度的測(cè)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(shí)間后卸除試驗(yàn)力，然后用測(cè)量表面壓痕直徑來(lái)計(jì)算硬度。 缺點(diǎn)：耗時(shí)，測(cè)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(shí)測(cè)得的布氏硬度值為 170。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。 缺點(diǎn)：數(shù)值波動(dòng)大 維氏硬度。 如： 640HV30 表示用 ，保持 10S~15S測(cè)定的維氏硬度值為 640。 （ 1）沖擊試驗(yàn)是利用能量守恒原理：試樣被沖斷過(guò)程中吸收的能量等于擺錘沖擊試樣前后的沖擊勢(shì)能差。 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。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。 作業(yè)： P32 8 第三章 鐵碳合金 167。 教學(xué)過(guò)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(guò)熔煉或其他方法結(jié)合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 （ ∵ 合金中元數(shù)目的多少，合金可分為：二元、三元、多元合金。 ∵ 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。 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。金屬化合物能提高合金的硬度和耐磨性，但塑性和韌性會(huì)降低。 32 鐵碳合金相圖 教學(xué)目的： 掌握鐵碳合金相圖，簡(jiǎn)化圖各區(qū)域組織符號(hào)及名稱。 教學(xué)過(guò)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。 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。 在 ACD線與 AECF線之間是結(jié)晶區(qū)，即過(guò)渡區(qū)。 解釋共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變。 教學(xué)過(guò)程： ? 碳素鋼的概念： 含碳量大于 %小于 %，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。 3）是鋼中的有益元素。 C＜ % 2）工具鋼：主要用于制造各種刀具、模具和量具。 2）、分類： （ 1）、 08~25鋼，屬于低碳鋼 性能：強(qiáng)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。 性能：有較高的強(qiáng)度、硬度和彈性； 用途：制造較高強(qiáng)度、耐磨性和彈性的零件 如：氣門(mén)彈簧、彈簧墊等 . 碳素工具鋼： 1） 牌號(hào)： T+數(shù)字（平均含碳量的千分?jǐn)?shù)） 如： T12A：表示平均含碳量為 %的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼 。 4—1熱處理的原理及分類 167。 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： A晶粒的長(zhǎng)大是教學(xué)的重點(diǎn)。 熱處理的目的： ①、提高零件的使用性能；②、充分發(fā)揮鋼材的潛力；③、延長(zhǎng)零件的使用壽命；④、改善工件的工藝性能，提高加工質(zhì)量，減小刀具的磨損。 167。但實(shí)際冷速、熱速較快，鋼轉(zhuǎn)變總有滯后現(xiàn)象。 過(guò)冷 A的等溫轉(zhuǎn)變： ? A 在臨界點(diǎn) A1以下是不穩(wěn)定的，必會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，但不是冷到 A1以下立即發(fā)生，而是經(jīng)一個(gè)孕育時(shí)期后才開(kāi)始。 簡(jiǎn)稱為： C曲線 三、相圖分析： 過(guò)冷 A在 A1以下等溫轉(zhuǎn)變的 ℃ 不同，則