【文章內容簡介】 oV、1Cr13；（12Cr1MoV）等。典型用途：內燃機排氣閥、加熱爐部件；透平機葉片、耐氧化部件；鍋爐結構件。第十七，耐磨鋼耐磨鋼的硬化機理：加入大量的Mn，室溫下是奧氏體。承受很大沖擊載荷、并摩擦時使其發(fā)生顯著的加工硬化，硬度從210HB迅速上升到450～550HB。正是這種強烈的加工硬化導致加工困難，所以耐磨鋼通常鑄造成形。鑄造后需要進行水韌處理（固溶）。命名方法：Z+GMn及Mn含量代號（GB56801985）典型牌號：ZGMn13ZGMn13ZGMn13ZGMn134典型用途：破碎機齒板、履帶板、鐵路道岔等。本章小結：合金鋼涉及的內容很多，應當也只能在有限的學時內擇其重要的重點講授，講授時的“命名牌號性能用途”脈絡應當清晰，典型用途務必重點講述。本章作業(yè)：自教材P195～196選取。第7章 鑄鐵目的和要求：鑄鐵有普通鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵等多種，他們本質的差別是石墨形態(tài)的不同。結晶時的控制和結晶后的熱處理是控制石墨形態(tài)的兩種措施。這都是本章所應當講授的內容。重點和難點：常用鑄鐵材料的分類、典型成分、性能特點和典型應用。學時的分配：2學時。1鑄鐵及其性能特點鑄鐵：～%之間的鐵碳合金。性能特點：抗拉強度低、塑性韌性差、抗震/耐磨性能好、切削加工性好、缺口敏感性低。鑄鐵的石墨化：鑄鐵中碳原子析出形成石墨的過程，就叫做鑄鐵的石墨化。鑄鐵的性能主要取決于石墨化的程度?；瘜W成分、結晶時冷卻速度是影響石墨化的主要因素。石墨：六方晶系，碳原子靠共價鍵結合（結合力較強）、呈層狀分布，層間為分子鍵結合（結合力弱）。因而，石墨的強度、硬度、塑性都很低。2鑄鐵的種類鑄鐵的分類：按照石墨化程度，鑄鐵常分成灰口鑄鐵（斷口呈灰色）、白口鑄鐵（斷口呈白亮色）、麻口鑄鐵（斷口呈黑白相間的麻點）。還可以按照石墨結晶形態(tài)分成灰口鑄鐵（石墨程片狀）、球墨鑄鐵（石墨呈球狀）、蠕墨鑄鐵（石墨呈蠕蟲狀）、可鍛鑄鐵（石墨呈團絮狀）。鑄鐵的基體有鐵素體（F）、珠光體（P）和鐵素體+珠光體（F+P）三種。第一，灰口鑄鐵命名方法：HT最小抗拉強度（GB/T9439）典型牌號：HT200、HT350等。典型用途：中等負荷結構件、復雜形狀薄壁件、潤滑條件下受磨件等。由于工藝簡單、價格低廉，用量占鑄鐵總質量的約75%。其他：灰口鑄鐵冷卻過程中，由于截面或壁厚不均，會產生應力。應進行消除應力退火（人工時效）?；蛘邔⑵浼訜岬?50～900℃保溫后緩慢冷卻，促使其石墨化（石墨化退火）來改善切削加工性。還可對表面進行淬火（如機床導軌），以提高硬度和耐磨性。第二，球墨鑄鐵命名方法：QT最低抗拉強度最低延伸率（GB/T1348）。典型牌號：QT4001QT600QT9002等。典型用途：汽車/拖拉機輪轂、內燃機曲軸、汽車轉向節(jié)/傳動軸等。其他：球墨鑄鐵是20世紀50年代發(fā)展的優(yōu)良鑄鐵材料，綜合力學性能接近鋼，還保持了生產方便、成本低廉的優(yōu)勢，應用廣泛。球墨鑄鐵可以進行高溫退火（促使自由滲碳體石墨化）、低溫退火（改善塑性）和消除應力退火；還可以正火、調質和等溫淬火。第三，蠕墨鑄鐵命名方法：RuT最低抗拉強度（JB/T4403）。典型牌號：RuT260、RuT420等。典型用途：汽車/拖拉機底盤零件、汽缸套/活塞環(huán)/剎車轂等。其他：減震性優(yōu)于球墨鑄鐵而不及灰口鑄鐵，抗拉強度/疲勞強度/延伸率優(yōu)于灰口鑄鐵接近球墨鑄鐵，切削加工和鑄造性能優(yōu)于球墨鑄鐵接近灰口鑄鐵。第四，可鍛鑄鐵命名方法：KTH（黑心）/Z（珠光體）/B（白心）+最低抗拉強度最低延伸率（GB/T9440）。典型牌號：KTH3000KTH3701KTZ4500KTZ70002等。典型用途：中低壓閥門、汽車/拖拉機差速器殼、凸輪軸、扳手等。其他：可鍛鑄鐵并不真正可以鍛造，只是有一定的塑性和韌性。黑心可鍛鑄鐵主要是因為熱處理時表層石墨減少、心部有大量石墨呈灰黑色?？慑戣T鐵可以進行石墨化退火。第五，特殊性能鑄鐵主要有耐熱鑄鐵、耐磨鑄鐵、耐蝕鑄鐵等。3鑄鐵的性能特點及其原因第一，鑄造性能鑄鐵的熔點低，流動性好，因此有良好的充模性，可以生產薄壁復雜零件。鑄鐵結晶時，產生大量的比容較大的石墨，因而收縮量小，可以有效防止鑄件開裂。第二，機械性能石墨強度很低，相當于空洞。片狀石墨還相當于裂紋。損害其機械性能。因而強度、塑性低。球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵中的石墨形態(tài)改變，抗拉強度、塑性、韌性都有所改善，但仍低于鋼。可是，鑄鐵抗壓強度是抗拉強度的3～4倍。因而廣泛用做受壓零件如機座等。第三，切削加工性石墨破壞了金屬的連續(xù)性，切屑易于斷開脫落，切削加工性能良好。石墨還有潤滑作用，因而可減輕對刀具的磨損。第四，消/吸振性石墨質地松軟，能吸收振動能量，因而具有良好的消/吸振性。一般振動能量衰減率不低于10%（鋼只有2～3%）。并且，石墨數(shù)量越多，片越粗大，消/吸振性越好。第五，缺口敏感性石墨強度低，相當于有許多小缺口。所以，缺口敏感性低。本章小結：本章作業(yè)：自教材P223中選取。第8章 有色金屬材料目的和要求：有色金屬具有黑色金屬所不具備的比強度高、導電/熱性好、耐腐蝕等寶貴性能，是不可缺少的重要機械工程材料。有色金屬的基本理論和基本知識已經在有關金屬的理論章節(jié)講述，本章則主要講述典型的有色金屬和合金。重點和難點：銅及銅合金、鋁及鋁合金，他們的典型牌號和實際應用。學時的分配：4學時。1有色金屬材料及其特性有色金屬材料：非鐵金屬及其合金就叫有色金屬材料。特性：一般密度小，比強度高；良好的導電性、導熱性；優(yōu)良的耐蝕性（鈦）；高的熔點（W、Mo、Ta、Nb）等。應用：機械行業(yè)中數(shù)量不多（%），但不可或缺。2鋁鋁是產量僅次于鋼鐵的金屬材料。熔點660℃，（鐵的1/3，屬于輕金屬），面心立方結構。導電性、導熱性好，導磁率低，抗大氣腐蝕性能好。但是，強度低（抗拉強度僅70Mpa，可通過熱處理強化），低溫下也有良好的塑性、韌性。3純鋁及其牌號、用途工業(yè)純鋁：～%。牌號為L1，L2……L7，數(shù)字越大純度越低。用作防腐機械零件、鉚釘、日用品等。工業(yè)高純鋁：～%。牌號L0，L00，數(shù)字大純度高。用于制作鋁箔、鋁合金原料等。高純鋁：～%。牌號L01，L02，L03等，數(shù)字大純度高。用于特殊場合、科學研究等。4鋁合金的分類鋁合金的分類：變形鋁合金（鍛造鋁合金）、鑄造鋁合金。變形鋁合金：通常加熱時是單相固溶體。塑性良好，可進行鍛造、軋制、擠壓等變形加工。有不能熱處理強化鋁合金、能熱處理強化鋁合金兩類。變形鋁合金的強化機理：第二相化合物。時效強化：過飽和固溶體隨時間延長而析出第二相、使合金發(fā)生強化的這種現(xiàn)象就稱做時效強化（或時效硬化）。自然時效：室溫下進行的時效。人工時效：加熱條件下進行的時效。過時效：時效溫度過高或時間過長，使合金軟化的這種現(xiàn)象。鑄造鋁合金：能發(fā)生共晶反應、形成低熔點共晶組織。流動性良好，適宜于鑄造成型。5常用鋁合金命名方法：新國家標準GB/T16474規(guī)定了純鋁和變形鋁合金的四位數(shù)字/字符體系，其中第1位數(shù)字代表組別（1～8，表83），第2位字符代表，3/4位代表鋁的純度。表83 變形鋁合金牌號第1位數(shù)字的表示方法第1位數(shù)字代表意義代表牌號對應的舊牌號1純鋁1A99LG52Cu是主要合金元素2A012219LY1LY193Mn是主要合金元素3A21LF214Si是主要合金元素4A11LD115Mg是主要合金元素5A125083LF12LF46Mg、Si是主要合金元素，Mg2Si是強化相6A026063LD2LD317Zn是主要合金元素7A04LC48其他元素為主要合金元素8A068090L6主要應用領域：航空航天、電子、儀表、機械等。第一，2系列鋁合金（杜拉鋁）主合金元素：Cu，含有一定量的Mn、Mg。強化機理：析出的Al2Cu（θ相）、Al2CuMg（S相）。典型牌號及應用：2A01（LY1）鉚釘、2A11（LY11）航空軸/銷等。注意事項：易產生晶間腐蝕。第二，3系列鋁合金主合金元素：Mn，可加Mg。強化機理：固溶強化。典型牌號及應用：3A21（LF21）焊接油箱等。注意事項：不能時效處理。第三，4系列鋁合金主合金元素：Si，可加Cu、Zu、Mg。強化機理：析出的Al2Cu（θ相）、Al2CuMg（S相）、Mg2Si（β相）等。典型牌號及應用：4A11（LD11）航空發(fā)動機活塞等重載荷模鍛件。第四，5系列鋁合金 主合金元素：Mg。 強化機理：固溶強化。典型牌號及應用：5A12（LF12）航空軸、5083（LF4）鉚釘。注意事項：不能時效處理。第五，6系列鋁合金主合金元素：Mg、Si。強化機理：析出相。典型牌號及應用：6A02 （LD2）、6063（LD31）航空結構件。第六，7系列鋁合金主合金元素：Zn。強化機理：析出的Al2Cu（θ相）、Al2CuMg（S相）、Zn2Mg（η相）、Al2Mg3Zn3（T相）等典型牌號及應用：7A04（LC4）飛機大梁等。注意事項：受熱易軟化，耐蝕性差。第七，8系列鋁合金一般工業(yè)用鋁。典型牌號及應用：8A06（L6）鉚釘?shù)?。第八，鑄造鋁合金分類：分成AlSi、AlCu、AlMg、AlZn系四類。特點：合金元素含量較高，有適量的低熔點共晶組織。典型牌號及應用：ZL102儀表零件、ZL201內燃機活塞、ZL301艦船零件、ZL401結構復雜的飛機、汽車零件。注意事項：一般經熱處理使用。6銅及其合金銅是產量僅次于鋁的有色金屬材料。熔點1083℃，面心立方結構。高的導電性、導熱性和耐蝕性，在含CO2空氣中易生成銅綠（銅碳酸鹽）。強度、硬度低，塑性好。純銅玫瑰色，通常形成氧化膜后呈紫紅色，故稱紫銅。用電解法生產，因而也稱之為電解銅。7純銅及其牌號、用途工業(yè)純銅：～%。牌號為T1，T2，T3（GB/T5231），數(shù)字越大純度越低。用作電線、開關、油管、散熱器等。無氧銅：也是工業(yè)純銅，但含氧量極低（%）。牌號TU1，TU2，數(shù)字大純度低。用于制作電真空器件等。按照加入合金元素，銅合金分成黃銅（CuZn合金）和青銅（CuSn合金）兩類。8黃銅主合金元素：Zn?？杉尤隤b、Al、Sn等。Zn含量0～50%。強化機理：固溶強化、有序化轉變。性能特點：良好的機械性能、較好的耐蝕性能、易于加工成型、價格低廉、色澤美麗。應用最廣。命名方法：H（合金元素）銅含量（其他元素及含量）（GB/T5231）。典型牌號及用途：H68復雜沖壓件、H80（彈殼黃銅，單一的α固溶體）槍炮彈殼、H96散熱器/冷凝器管；HPb633汽車/拖拉機/鐘表零件；HAl6011蝸輪/軸套/齒輪等；HSn901耐高溫耐蝕冷凝管等。9鑄造黃銅命名方法：ZCu合金元素及含量（GB/T1176）。10青銅青銅是應用最早的銅合金，因含有δ相使之呈青白色而得名。耐磨性極高、耐蝕性好、充模能力強。主合金元素：Sn，可加入Al、Si、Pb、Be、Mn等。第一，變形青銅命名方法：Q合金元素及含量（GB/T5231）。典型牌號及用途：QSn444軸套、QAl5彈簧、QSi31蝸輪蝸桿、QBe2高溫高速軸承/重載彈簧。第二，鑄造青銅命名方法：ZCu合金元素及含量（GB/T1176）。典型牌號及用途：ZCuSn10P1軸瓦等。11鈦及其合金鈦，灰白色輕金屬，熔點高（1668℃）、強度高（1400Mpa）、密度小（，銅比重的1/2）、良好的低溫和高溫性能、加工工藝性能良好。鈦有兩種同素異構體：α鈦（密排六方）、β鈦（體心立方）?！姘l(fā)生同素異構轉變。工業(yè)純鈦牌號有TATATA3，數(shù)字越大鈦含量越低。變形鈦合金按照加入元素對同素異構轉變的影響，分成α鈦合金、β鈦合金和α+β鈦合金三類。并命名為TA、TB、TC加上編號，變形鈦合金應用最廣的是TC類。鑄造鈦合金則在前加Z。典型變形鈦合金牌號及用途：TC4火箭發(fā)動機外殼/航空發(fā)動機壓氣機盤和葉片。本章小結：本章講述了銅、鋁、鈦三種有色金屬，同樣遵循“成分組織性能應用”的主線，講授時應適當輔以實例，讓學生能建立比較牢固的聯(lián)系。否則，會因為內容間的邏輯聯(lián)系松散而影響教學效果。本章作業(yè)：自教材P263中選取。第9章 非金屬材料目的和要求：本章講授的非金屬材料主要有高分子材料（聚合物）、陶瓷和復合材料三種，他們的組成不同、性能不同、用途也不同。非金屬材料的理論基礎和基本知識與金屬材料不同：他們一般不是晶體，不會有結晶過程；他們密度小、重量輕，耐腐蝕、成形性好。除此之外，非金屬材料種類很多，每種又有特定的用途。本章應當采取措施針對性地予以講授。重點和難點：以熱塑性和熱固性塑料為代表的高分子材料是機械工業(yè)應用很多、非常重要的非金屬材料，因而就是本章的學習重點；高分子材料的基本知識和理論基礎則是本章的學習難點。學時的分配：6學時。1非金屬材料的種類高分子材料（塑料、橡膠、合成纖維等）、陶瓷材料（普通陶瓷、工程陶瓷、玻璃等）、復合材料。2高分子材料高分子材