【正文】 、化學(xué)性能： （耐酸堿性）：金屬材料抵抗腐蝕的性能。 應(yīng)用：電火花加工（下冊(cè) ～ 80、電解加工、電子束加工及制造電線、電纜、玻璃拉絲模等。高速鋼導(dǎo)熱性差，加熱要緩慢，以防開(kāi)裂。 應(yīng)用：電線的形態(tài)、橋梁的架設(shè)、鋼軌的鋪設(shè)、精密的測(cè)量工具、電冰箱、電飯鍋等。 鐵： 1538℃、銅： 1083℃、鋁： 660℃、鈦： 1660℃。 鐵： 克 /厘米 銅： 克 /厘米 鋁： 克 /厘米 鈦： 克 /厘米 3 γ 5g/cm3→ 輕金屬、γ 5g/cm3→ 重金屬。 作業(yè)布置： 課后總結(jié)： 第二節(jié) 金屬材料的物理、化學(xué)及工藝性能 復(fù)習(xí)舊課：學(xué)習(xí)本課的實(shí)際意義。 衡量指標(biāo)：疲勞強(qiáng)度 σ1 鋼： 10有色金屬： 108。 多次沖擊： Ak↓→ σs、 σb。但相互之間不能比較，必須查表為同單位才行。一定錐形的金剛石，在規(guī)定的載荷、時(shí)間后。一般通常習(xí)慣用 HRC（無(wú)單位）。 （ 2）優(yōu)缺點(diǎn)： 精確、方便、材料限制、非成品檢驗(yàn)和薄片。 度： HB 試驗(yàn)： GB84。 總結(jié)： δ Ψ 越大，塑性越好，越易變形但不會(huì)斷裂。 L0＝ 5d0 δ5 L0＝ 10d0 δ10＝ δ δ55% －塑性材料、 δ55％－脆性材料。 衡量指標(biāo)：伸長(zhǎng)率、斷面收縮率。 So－材料的原始截面面積。 So－材料的原始橫截面面積。 ： 定義：塑性變形、斷裂的能力。ΔLΔLb ΔLs39。 ， S 屈服點(diǎn) （“屈服”現(xiàn)象）。 ??? 4 （ 1） F＝ 0、 ΔL＝ 0 （ 2） F≤Fe 、 ΔLo～ e≤ΔLe Fo～ e＝ ΔLo～ e tgα＝ ΔLo～ e K O～ ΔLe：彈性變形階段。 S39。 F（ N） b 工藝性能：熱處理性能、鑄造性能、焊接性能、鍛造性能、切削加工性能。 ② 鋼渣。 ② 氧氣－精煉提純的作用。 ： ① 生鐵：煉鋼 制造鐵制品等。 C＋ O2→ CO2＋ Q、 CO2＋ C→ CO＋ Q Fe2O3＋ CO→ Fe＋ CO2↑＋ Q ④ 熔劑 →造渣劑，去除雜質(zhì)，（石灰廠生產(chǎn)） CaCO3（石灰石）、 CaO（ 生石灰） （舉例：家用磷釩凈水作用） 。 常用的是：鋼和鐵、銅合金、鋁合金等（理論聯(lián)系實(shí)際）。它 仍屬工藝學(xué)范疇。 、要提問(wèn)題、不能累計(jì)問(wèn)題。 二、機(jī)械工程材料工藝學(xué)課程有什么特點(diǎn)？ ，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。 。技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)處理。它主要傳授各種工藝方法本身的規(guī)律性及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用和相互關(guān)系；金屬零件的加工工藝過(guò)程和結(jié)構(gòu)工藝性；常用金屬材料性能對(duì)加工工藝的影響；工藝方法的綜合比較等。 研究的對(duì)象：常用的工程材料、材料的各種加工處理工藝。 箱體材料： HT200。 工業(yè)和日常生活都離不開(kāi)工程材料的使用，研究材料最終是為人類的文明進(jìn)步而服務(wù)。 地學(xué)習(xí)掌握（安排了鉗工、金工實(shí)習(xí)）。 ：金屬材料及熱處理基本知識(shí)，鑄造、鍛造、焊接、切削加工基本常識(shí)。 金屬工藝學(xué)是實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，它有利于對(duì)學(xué)生進(jìn)行技能訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生具有更高的實(shí)際能力和開(kāi)拓精神。 鋼鐵的冶煉： 一、煉鐵： ： ① 空氣－提供氧氣，助燃作用。 CaCO3→ CaO＋ CO2↑ CaO＋ SiO2→ CaSiO3（↑） CaO＋ FeS→ CaS（↑）＋ FeO FeO+CO→ ?? ：高爐。 ② 高爐煤氣：日用燃料等。 Fe＋ O2→ FeO FeO＋ Si→ SiO2＋ Fe FeO＋ C→ CO＋ Fe FeO＋ Mn→ MnO＋ Fe SiO2＋ MnO→ MnSiO2（↑） ③ 造渣劑（熔劑）（生石灰）－主要去除 S、 P 等雜質(zhì)。 ③ 煤氣。 力學(xué)性能的定義：材料在外力作用下，表現(xiàn)出（靜載荷、動(dòng)載荷、交變載荷）的性能。 S k→ Fs39。 （ 3） FeFFs 、 ΔLeΔLΔLs Fe～ s≠ΔLe～ s tgα ΔLe～ ΔLs 塑性變形階段（永久變形）（微量塑性變形）。 ΔLs→ ΔLs39?！?ΔLb 塑性變形階段（大量塑性變形階段） （ 6） F＝ Fb 、 ΔL=ΔLb ， Fb 最大載荷 、 b 縮頸點(diǎn)。 衡量指標(biāo)：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。 條件屈服強(qiáng)度規(guī)定： ＝ (無(wú)明顯的屈服現(xiàn)象的材料 ) 應(yīng)用：汽缸蓋和汽缸體之間的密封性（螺栓聯(lián)接）超過(guò)螺栓材料本身的屈服強(qiáng)度。 應(yīng)用：汽缸的密封、鋼繩吊重物、機(jī)車的牽引等。 （ 1）伸長(zhǎng)率： 定義： 公式： δ＝（ L1－ L0） /L0 100％ L1－拉斷后的長(zhǎng)度。 45： δ5≈% δ1δ5 （ 2）斷面收縮率： 定義： 公式： Ψ＝（ A0－ A1） /A0 100％ S0－原截面面積。 錄像：拉伸試驗(yàn)。一定直徑的鋼球 HBS（硬質(zhì)合金 HBW），規(guī)定的載荷及時(shí)間后。 ： HR、（ HRA、 HRB、 HRC） 試驗(yàn)： GB83。 （ 1）應(yīng)用范圍：鋼及合金鋼。 HV＝ F/S （ 1）應(yīng)用范圍：測(cè)薄片和鍍層。 6 三、 韌性 概念：動(dòng)載荷、“梅氏”試樣（金屬夏比試驗(yàn)） 。 Ak↑→ Ψ、 δ αk 和溫度有關(guān)：溫度越低， αk 越小。 σmax=σ1 五、 蠕變和松弛：（補(bǔ)充內(nèi)容） ： 蠕變強(qiáng)度 高溫下容易產(chǎn)生。 金屬的性能：物理性能、化學(xué)性能。 應(yīng)用：飛機(jī)制造業(yè)、子彈頭、檢驗(yàn)材料、煉鐵、煉鋼、鉛球等。 應(yīng)用：耐高溫材料（飛機(jī)、導(dǎo)彈、航天）、防火安全閥、熔斷器（保險(xiǎn)絲）等。 7 4. 導(dǎo)熱性：金屬具有傳導(dǎo)熱能的性質(zhì)。 應(yīng)用：陶瓷、水壺的水垢等。 ；金屬材料在磁場(chǎng)的情況下磁化（分為軟磁和硬磁）。例如：鋼鐵生鐵銹、銅生銅綠 （造成重大事故）。 ：在常溫下，化學(xué)穩(wěn)定的性能。 （最后要和書(shū)名金屬工藝學(xué)聯(lián)系上） 以上各種工藝性能將在以后有關(guān)章節(jié)中分別介紹。 （計(jì)算出來(lái)的） 實(shí)際結(jié)晶溫度－金屬以實(shí)際冷卻速度冷卻結(jié)晶得到的結(jié)晶溫度 Tn。 金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度， TnTo。 過(guò)冷度： To＝ Tn＝ ?T（變量）。 概念： 晶粒、 晶界。 總結(jié)：晶粒越小，則材料的力學(xué)性 能越好。 （ 3）機(jī)械振動(dòng)：使枝晶破碎成為幾個(gè)晶核，使晶核數(shù)目增多（超生波振動(dòng)等）。 立方體 a＝ b＝ c α＝ β＝γ＝ 90186。 元素（金屬＋非金屬）共為 108 種，而純金屬一般共為 83 種。 Al＋ Mg＋ Mn 組成的鋁合金化合物： HB70、 σb＝ 280MPa。 例如：鋼鐵合金： Fe＋ C＋ Mn＋ Si、鋁合金：（ Al＋ Mg＋ Mn）、（ Al＋ Ze＋ Mn）、 銅合金：（ Cu＋ Zn）、（ Cu＋ Sn）、（ Cu＋ Ni）等。鋁合金（ Al＋ Mg＋ Mn）。 一、固溶體： 定義：溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑中，依然保持晶格類型的金屬晶體。 間隙固溶體： d 質(zhì) /d 劑 。（合金的好處） F： C→ α－ Fe 中形成的固溶體。 機(jī)械性能： δ＝ 30～ 50％、 ψ＝ 70～ 80％、 αku＝ 160～ 200J/cm σb＝ 180～280MPa、 HBS50～ 80 （ 770℃↓磁性）。 單相、層片狀、面心立方晶格。 Fe3C、 、 VC、 WC、 CuZn、 Cu21Zn22 σ↑、 HRC↓、δ↓、 ψ↓、 αku↓。 1. 珠光體 P： F＋ Fe3C 兩相，機(jī)械混合物。（應(yīng)用提一下） Ld、 Ld′： 兩相機(jī)械混合物，含碳量： ％ C。性能與滲碳體相近。 （ 2）從各冷卻曲線上找出臨界點(diǎn)，并將各臨界點(diǎn)分別畫到成分－溫度坐 標(biāo)中。 DC 線：液相線 開(kāi)始結(jié)晶出滲碳體： L→ L+C。 （ 4） ES 線 — Acm 線：從奧氏體中開(kāi)始析出滲碳體線（碳在奧氏體中的固溶線）。 ： 含碳量分類： 工業(yè)純鐵： C≤ ％ C 鋼： ％ C≤ ％ 白口鐵： ％ C％ 鋼分類： 共析鋼： ％ P 亞共析鋼： C％ P＋ F 過(guò)共析鋼： C％ P＋ C 共晶白口鐵分類： 共晶白口鐵： ％ C Ld′ 亞共晶白口鐵： C％ C Ld′＋ P＋ C 過(guò)共晶白口鐵： C％ C Ld′＋ C 三、鋼在結(jié)晶過(guò)程中的組織轉(zhuǎn)變 實(shí)驗(yàn)：熱分析法－（ C： 0－ ％）實(shí)用價(jià)值。 鐵碳合金的組織和性能： 工業(yè)純鐵： F 塑性好。 亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過(guò)共晶白口鑄鐵自行分析。 ② ％ C％，中碳鋼：綜 合機(jī)械性能好。 ③ 焊接方面： ④ 熱處理方面： 課堂討論：碳對(duì)鐵碳合金組織和性能的影響。 ③ 高碳鋼： ％ C≤ ％ ③過(guò)共析鋼： ～ ％ C。 用途： ①碳素結(jié)構(gòu)鋼： ② 碳素工具鋼： 冶煉： ① 平爐鋼（逐漸淘汰） ② 轉(zhuǎn)爐鋼（使用） ③ 電 弧爐鋼。提高鋼的強(qiáng)度和硬度，特別是降低鋼的的脆性。（ FeS＋ Fe）為共晶體， 985℃為液體。 15 H： ％，有害元素，氫脆，白點(diǎn)。 舊：甲類鋼： A A A ……… A7 滿足機(jī)械性能要求的。 （ 2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 普通含錳量鋼： ～ ％ Mn。 常用于齒輪、主軸、連桿 → 45。 舉例： T T T ……… .T14。 合金鋼：低合金鋼、合金鋼。最后標(biāo)“ A”則稱為高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu) 鋼（滾動(dòng)軸承鋼除外）。 W18Cr4V、 W12Cr4V4Mo、 9SiCr。 0Cr17Mn13Mo2V： C％、 17％ Cr、 13％ Mn、 2％ Mo、 N％ 0Cr18Ni9Ti、 1Cr1 1Cr2 0Cr17Ti。（以鐵代鋼，以鑄代鍛） 問(wèn)答題： 一、根據(jù)鐵碳合金狀態(tài)圖，說(shuō)明下列原因： ％的鋼比含碳 ％的鋼硬度高。 1100℃ 含碳 ％的鋼能鍛造，而含碳 ％的生鐵不能鍛造。 0 10 號(hào)鋼。 第四章 鋼的熱處理 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，為了不斷提高金屬下材料的機(jī)械性能，采用兩種方法： ①合金化法－碳鋼中加入合金元素（調(diào)整鋼的化學(xué)成分）。 分類： 普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。 （冷卻）時(shí)組織轉(zhuǎn)變的溫度。 Ar3－冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開(kāi)始溫度。 亞共析鋼、過(guò)共析鋼分析： 共析鋼等溫曲線圖 ℃（溫度） 18 A1 600 550 500 230 Ms － 50 Mf 0 1 10 102 103 104 105 106 S（時(shí)間） 根據(jù)組織分成三個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)： （珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)）： A1～ 550℃ ， P。 （貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)）： 550～ Ms， A→ A′→ B＝ C 粒 ＋ F。 M： C→ α Fe（過(guò)飽和地溶解）， HRC65～ 66，硬度很高?！? 補(bǔ)充內(nèi)容： 影響 C 曲線的因素： ①含碳量： C％ C％↑ C 曲線右移。 保溫時(shí)間：時(shí) 間越長(zhǎng)， C 曲線右移。 一、退火： 把鋼加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝法。 （實(shí)際生產(chǎn)中在爐中冷卻到 500℃ 左右即可出爐冷卻） （ 2）球化退火：（過(guò)共析鋼） 把鋼加熱到 AC1 線以上 20～ 30℃的溫度，保溫一