【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） ● 根據硬度的試驗方法可以把硬度分為：布氏硬度試驗方法、洛氏硬度試驗方法、維氏硬度試驗方法。 教學重點與難點 ★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。 作業(yè)： P32 5 167。用 ψ 表示 Z=(SOS1)/SO 100% 金屬材料的伸長率（ δ ）和斷面收縮率（ ψ ）數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。塑性由拉伸試驗測得的。 強度指標： （ 1）屈服點： 在拉伸試驗過程中，載荷不增加（保持恒定），試樣仍能繼續(xù)伸長時的應力稱為屈服點。 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度。 ★ 教學過程： 復習 載荷可分為：靜載荷、沖擊載荷、交變載荷。 22金屬的力學性能 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。 純鐵的同素異構轉變： 1394℃ 912℃ δ Fe → γ Fe → α – Fe 體心 面心 體心 金屬的同素異構轉變，也稱為 “ 重結晶 ” 。 常用的細化晶粒的方法： A、增加過冷度 B、變質處理 C、振動處理。） 純金屬的結晶過程 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晶過程。 1）金屬的結晶必須在低于其理論結晶溫度（熔點 To )下才能進行。 常見的三種金屬晶格類型。 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。 11純金屬的結晶 學習目的： ★掌握金屬結晶的概念，純金屬冷卻曲線、及過冷度。 1）空位、間隙原子和置代原子 晶體中的空位、間隙原子、雜質原子都是 點缺陷 。 （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： 點陣中的結點所組成的直線。 非晶體的原子則是無規(guī)律、無次序地堆積在一起的。 21金屬的晶體結構 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金屬的晶體結構 ★學習目的：了解金屬的晶體結構。 ★重點：有關金屬結構的基本概念： 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。 （晶體內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果。 二、金屬晶格的類型 ★ 晶體結構的概念 晶格和晶胞 晶格： 把點陣中的結點假想用一系列平行直線連接起來構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原子構成的立方體，并且在立方體的體中心還有一個原子。 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）位錯可認為是晶格中一部分晶體相對于另一部分晶體的位錯 局部滑移而造成。 ★掌握純金屬的結晶過程。 ★純金屬冷卻曲線及過冷度是教學重點。 晶體的缺陷。 2）理論結晶溫度和實際結晶溫度之差稱這 “ 過冷度 ” （△ T=ToT1）。 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。 三、同素異構轉變 金屬在固態(tài)下，隨溫度的改變有一種晶格轉變?yōu)榱硪痪Ц竦默F(xiàn)象稱為同素異構轉變。 其與液態(tài)金屬結晶有許多相似處：有一定轉變溫度，有過冷現(xiàn)象； 有潛熱放出和吸收 ； 也由形核、核長大來完成。 ★掌握強度的概念及其種類、應力的概念及符號。 內力、應力的概念。強度的大小用應力來表示。 Do：直徑 Lo：標距長度 長試樣： Lo=10do 短試樣： Lo=5do 力 伸長曲線： 如下圖，以低碳鋼為例 縱坐標表示力 F，單位 N；橫坐標表示伸長量△ 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)伸長的現(xiàn)象叫做屈服。 （ 4） bz：縮頸階段（局部塑性變形階段） 當載荷達到最大值 Fb后，試樣的直徑發(fā)生局部收縮，稱為 “ 縮頸 ” 。 用符號 Fel表示 ，計算公式： Fel=Fs/So 對于無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料可用規(guī)定殘余伸長應力表示， 計算公式： σ = 屈服點 σ s和規(guī)定殘余伸長應力 σ 。常用伸長率和斷面收率表示。 例、有一直徑 dO=10mm， lo=100mm的低碳鋼試樣，拉伸驗時測得 FS=21KN，F(xiàn)b=29KN， d1=， l1=138mm，求： Rel、 Rm、 A、 Z。 22金屬的力學性能 學習目的： ★了解疲勞強度的概念。 167。 布氏硬度 （ 1）布氏硬度的測試原理：用一定直徑的球體（鋼球或硬質合金），以規(guī)定的試驗力壓入試樣表面，經規(guī)定保持時間后卸除試驗力，然后用測量表面壓痕直徑來計算硬度。 缺點：耗時，測高硬度材料有限，壓痕大，不宜成品及薄件 布氏硬度試驗原理圖 洛氏硬度試驗原理圖 練習、 170HBS10/100/30 530HBW5/750 （ 1）表示用直徑 10mm的鋼球，在 9807N的試驗力作用下，保持 30S時測得的布氏硬度值為 170。常用的洛氏硬度標尺是 A、 B、 C三種，其中 C標尺應用最為廣泛。 缺點：數(shù)值波動大 維氏硬度。 如： 640HV30 表示用 ，保持 10S~15S測定的維氏硬度值為 640。 （ 1）沖擊試驗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。 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度和塑性。 作業(yè)： P32 8 第三章 鐵碳合金 167。 教學過程： 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合而成的具有金屬特性的物質。 （ ∵ 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 溶質原子置換了溶劑晶格結點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，但塑性和韌性會降低。 32 鐵碳合金相圖 教學目的： 掌握鐵碳合金相圖，簡化圖各區(qū)域組織符號及名稱。 教學過程： 復習： 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。 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線之間是結晶區(qū)，即過渡區(qū)。 解釋共晶轉變和共析轉變。 教學過程： ? 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：強度、硬度較低、塑性、韌性及焊接性良好； 用途：沖壓件、焊接結構件及滲碳件 如：深沖器件、壓力容器等。 性能：有較高的強度、硬度和彈性； 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 . 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 %的高級優(yōu)質碳素工具鋼 。 4—1熱處理的原理及分類 167。 教學重點和難點： A晶粒的長大是教學的重點。 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、延長零件的使用壽命；④、改善工件的工藝性能，提高加工質量，減小刀具的磨損。 167。但實際冷速、熱速較快，鋼轉變總有滯后現(xiàn)象。 過冷 A的等溫轉變： ? A 在臨界點 A1以下是不穩(wěn)定的，必會發(fā)生轉變，但不是冷到 A1以下立即發(fā)生，而是經一個孕育時期后才開始。 簡稱為： C曲線 三、相圖分析： 過冷 A在 A1以下等溫轉變的 ℃ 不同，則