【正文】 有明顯的屈服現(xiàn)象，有些脆性材料，不但沒有屈服現(xiàn)象，而且也不產(chǎn)生 “ 縮頸 ” 。 材料的屈服點或規(guī)定殘余伸長應(yīng)力是機械零件設(shè)計的主要依據(jù)，也是評定金屬材料性能的重要指標。 伸長率： 試樣拉斷后，標距的伸長與原始標距的百分比稱為伸長率。 解：（ 1）計算 SO， S1 S0=πd02/4 = 102/4= S1172。 ★ 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。 22金屬的力學(xué)性能 教學(xué)過程： 復(fù)習(xí)： 強度、塑性的概念及測定的方法。 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）表示用直徑 5mm的硬質(zhì)合金球，在 7355N的試驗力作用下，保持 10~5s時測得的布氏硬度值為 530。 見表： P21 22 不同標尺的洛氏硬度值不能直接進行比較，可換算。 （ 1）原理： 與布氏硬度試驗相同。 （ 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、準確。 （ 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。 aK 值越大，表示材料的沖擊韌性越好。 三、 疲勞強度 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，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。 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。 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。） 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。 溶入的元素稱為溶質(zhì)，而基體元素稱為溶劑。 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）。 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)。 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。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。 Fe——Fe3C相圖中點、線的含義。 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，亦稱為 Acm線。 167。 一、常存元素對鋼的性能的影響 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。 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。其含碳量大于 % 按冶煉時脫氧程度的不同分類 1）沸騰鋼 鎮(zhèn)靜鋼 半鎮(zhèn)靜鋼 三、碳素鋼的牌號及用途 碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼： 1）牌號： Q屈服點數(shù)值，質(zhì)量等級符號和脫氧方法符號； 2）性能：一般； 3）應(yīng)用：廠房、橋梁、船舶、鉚釘、螺釘、螺母等。 （ 2）、 30~55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。 2) T7~T8：鉆頭、模具等 T9~T10：絲錐、板牙等 T11~T13：銼刀、削刀等 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： ZG270— 500， 2）應(yīng)用：制造形狀復(fù)雜力學(xué)性能要求較高的機械零件。 4—2鋼在加熱及冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 教學(xué)目的： 了解鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變及 A晶粒的長大。 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(xué)的難點。 熱處理方法有：退火、正火、淬火、回火及表面熱處理。 4—2鋼在加熱及冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 一、鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變 ? 熱處理中，鋼加熱為獲得 A；且 A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。 ? 實際加熱，鋼轉(zhuǎn)變總高于相圖臨界點，分別用： Ac Ac3 、 Accm； ? 實際冷卻，鋼轉(zhuǎn)變總低于相圖臨界點，分別用： Ar Ar Arcm。 ? 這種在共析溫度（ A1）以下存在的 A， 稱為 “ 過冷 A”。 分解轉(zhuǎn)變?yōu)?F、 Fe3C 片混合物。 形成含過飽和碳的 F+ Fe3C組成的非片層混合物，稱為“貝氏體” B 隨 A成分、轉(zhuǎn)變溫度不同有多種形態(tài)，常有： ? B上 550℃ ～ 350℃ 間等溫，呈羽狀。 M（馬氏體）轉(zhuǎn)變： 是非擴散過程的轉(zhuǎn)變 1）、當(dāng)鋼從 A 區(qū)急冷到 Ms 以下時， A轉(zhuǎn)變?yōu)?M（碳在 α Fe中的過飽和固溶體）。 3）、 M組織形態(tài)： 針狀 M一般為 C %的鋼淬火后所獲得 → 高碳 M.，硬度高、脆性大。 4—3熱處理的基礎(chǔ)方法 教學(xué)過程： 復(fù)習(xí)舊課： 熱處理方法有：退火、正火、淬火、回火及表面熱處理。 退火的方法： 1）完全退火： 完全退火是將鋼加熱到完全奧氏體（ Ac3以上 30~50C），隨之緩慢冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的工藝方法。 如碳素工具鋼，合金工具鋼、軸承鋼等。 正火退火的目的基本相同， 正火主要用于如下場合： 1）、善低碳鋼和低碳合金鋼的切削加工性； 2）、正火可細化晶粒； 3）、消除過共析鋼中的網(wǎng)狀滲碳體，改善鋼的力學(xué)性能，并為球化退火作組織準備； 4）、代替中碳鋼和低碳合金結(jié)構(gòu)鋼的退火。 掌握鋼的淬火的定義，加熱溫度，淬火冷卻方法，淬火方法。 4—3熱處理的基礎(chǔ)方法 教學(xué)過程： 復(fù)習(xí)舊課： 退火與正火的目的。 ∴ 淬火介質(zhì)的選擇很重要。 其中碳鋼適用冷卻介質(zhì) 一般為“水”；合金鋼 “ 油”。 ?、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 M深度較深；淬透性差的鋼獲 M深度較淺。 ? 淬透性好的鋼，其淬硬性不一定好。 ?、 淬硬性與淬透性是兩個完全不同的概念。 4—3熱處理的基礎(chǔ)方法 教學(xué)過程： 復(fù)習(xí)舊課： 淬火的概念及淬火方法、應(yīng)用。 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。決定鋼回火后的組織、性能的主因素是：回火溫度。 主用于：彈性零件、熱鍛模具等。 注： 淬火 +高溫回火 → 稱為“調(diào)質(zhì)”處理。 導(dǎo)入新課： 概述： 在機械設(shè)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。 火焰加熱表面淬火 ?、工藝：應(yīng)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隨后冷卻。 ?、加熱速度快；淬火質(zhì)量好；淬硬層深度易于控制。 3鋼的滲氮 碳氮共滲 167。 167。 不能滿足某些特殊場合的要求。 合金工具鋼 , 主用于刀、模、量具件等的制造。 特殊性能鋼： 如常用的：不銹鋼 牌號表示與合金工具鋼表示同。 ∴ 在含 C = % ~ %時 ,牌號冠首加“ 0” ； 在含 C ≤ % 時 , 牌號冠首加“ 00” 。 掌握合金結(jié)構(gòu)鋼的熱處理工藝。 61鑄鐵的組織與分類 教學(xué)過程： 了解鑄鐵的組織和性能及鑄鐵的石墨化過程及影響因素。 61鑄鐵的組織與分類 教學(xué)過程： 新課： 1)成分 ? C﹥% 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。 2)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。 ②、從熱力學(xué)講， G為穩(wěn)定態(tài)，而 Fe3C為亞穩(wěn)態(tài)。 ②、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（ Fe3C→3Fe+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。 ? C和 Si是鑄鐵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(dāng)量 CE = C% + 1/3Si%，一般 CE≈4% ，接近共晶點。 二、鑄鐵的組織與性能的關(guān)系 鑄鐵的力學(xué)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)。 石墨形態(tài)分類：普通灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵。 掌握鑄鐵的牌號及常用的熱處理方法。 導(dǎo)入新課： 一、灰鑄鐵 灰鑄鐵的成分與組織 1）、成分：含 C量： %~%、含 Si量： %~%、 S%、 P%。 灰鑄鐵的牌號及用途 1）、 HT（灰鐵） +三位數(shù)字 （表示最小抗拉強度數(shù)值） 。 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 —— 珠光體基體的可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵。 三、球墨鑄鐵 ▲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。 性能：介于片狀石墨和球狀石墨之間。 7—1銅及銅合金 教學(xué)過程： 新課： ▲金屬材料分為黑色金屬和有色金屬。 化學(xué)性能：在大氣及淡水中有良好的耐蝕性能。 黃銅 1）、黃銅是以鋅為主加合金元素的銅合金。 （ 2）特殊黃銅 ?、是在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入 Sn、 Si、 Mn、 Pb、 Al等元素所形成的銅合金。 白銅 1）、以鎳為主加合金元素的銅