【正文】 的高分子化合物，其分子質(zhì)量在1000～1，000，000之間。低分子化合物：相對分子質(zhì)量小于500的化合物。2高分子材料高分子材料：以高分子化合物為主要組成部分的材料。學(xué)時的分配：6學(xué)時。本章應(yīng)當(dāng)采取措施針對性地予以講授。非金屬材料的理論基礎(chǔ)和基本知識與金屬材料不同：他們一般不是晶體，不會有結(jié)晶過程；他們密度小、重量輕，耐腐蝕、成形性好。本章作業(yè)：自教材P263中選取。本章小結(jié)：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(yīng)用”的主線，講授時應(yīng)適當(dāng)輔以實例，讓學(xué)生能建立比較牢固的聯(lián)系。鑄造鈦合金則在前加Z。變形鈦合金按照加入元素對同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的影響，分成α鈦合金、β鈦合金和α+β鈦合金三類?！姘l(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。11鈦及其合金鈦，灰白色輕金屬，熔點高（1668℃）、強(qiáng)度高（1400Mpa）、密度?。ǎ~比重的1/2）、良好的低溫和高溫性能、加工工藝性能良好。第二，鑄造青銅命名方法：ZCu合金元素及含量（GB/T1176）。第一，變形青銅命名方法：Q合金元素及含量（GB/T5231）。耐磨性極高、耐蝕性好、充模能力強(qiáng)。9鑄造黃銅命名方法：ZCu合金元素及含量（GB/T1176）。命名方法：H（合金元素）銅含量（其他元素及含量）（GB/T5231）。性能特點：良好的機(jī)械性能、較好的耐蝕性能、易于加工成型、價格低廉、色澤美麗。Zn含量0～50%。8黃銅主合金元素：Zn。用于制作電真空器件等。無氧銅：也是工業(yè)純銅，但含氧量極低（%）。牌號為T1，T2，T3（GB/T5231），數(shù)字越大純度越低。用電解法生產(chǎn)，因而也稱之為電解銅。強(qiáng)度、硬度低，塑性好。熔點1083℃，面心立方結(jié)構(gòu)。注意事項：一般經(jīng)熱處理使用。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(yīng)用：8A06（L6）鉚釘?shù)取Ｗ⒁馐马棧菏軣嵋总浕?，耐蝕性差。第六，7系列鋁合金主合金元素：Zn。強(qiáng)化機(jī)理：析出相。注意事項：不能時效處理。 強(qiáng)化機(jī)理：固溶強(qiáng)化。典型牌號及應(yīng)用：4A11（LD11）航空發(fā)動機(jī)活塞等重載荷模鍛件。第三，4系列鋁合金主合金元素：Si，可加Cu、Zu、Mg。典型牌號及應(yīng)用：3A21（LF21）焊接油箱等。第二，3系列鋁合金主合金元素：Mn，可加Mg。典型牌號及應(yīng)用：2A01（LY1）鉚釘、2A11（LY11）航空軸/銷等。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。5常用鋁合金命名方法：新國家標(biāo)準(zhǔn)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。鑄造鋁合金：能發(fā)生共晶反應(yīng)、形成低熔點共晶組織。人工時效：加熱條件下進(jìn)行的時效。時效強(qiáng)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(qiáng)化的這種現(xiàn)象就稱做時效強(qiáng)化（或時效硬化）。有不能熱處理強(qiáng)化鋁合金、能熱處理強(qiáng)化鋁合金兩類。變形鋁合金：通常加熱時是單相固溶體。用于特殊場合、科學(xué)研究等。高純鋁：～%。牌號L0，L00，數(shù)字大純度高。用作防腐機(jī)械零件、鉚釘、日用品等。3純鋁及其牌號、用途工業(yè)純鋁：～%。導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好，導(dǎo)磁率低，抗大氣腐蝕性能好。2鋁鋁是產(chǎn)量僅次于鋼鐵的金屬材料。特性：一般密度小，比強(qiáng)度高；良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性；優(yōu)良的耐蝕性（鈦）；高的熔點（W、Mo、Ta、Nb）等。學(xué)時的分配：4學(xué)時。有色金屬的基本理論和基本知識已經(jīng)在有關(guān)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。本章小結(jié)：本章作業(yè)：自教材P223中選取。第五，缺口敏感性石墨強(qiáng)度低，相當(dāng)于有許多小缺口。一般振動能量衰減率不低于10%（鋼只有2～3%）。石墨還有潤滑作用，因而可減輕對刀具的磨損。因而廣泛用做受壓零件如機(jī)座等。球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵中的石墨形態(tài)改變，抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性都有所改善，但仍低于鋼。損害其機(jī)械性能。第二，機(jī)械性能石墨強(qiáng)度很低，相當(dāng)于空洞。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(chǎn)薄壁復(fù)雜零件?？慑戣T鐵可以進(jìn)行石墨化退火。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。典型牌號：KTH3000KTH3701KTZ4500KTZ70002等。其他：減震性優(yōu)于球墨鑄鐵而不及灰口鑄鐵，抗拉強(qiáng)度/疲勞強(qiáng)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。典型牌號：RuT260、RuT420等。球墨鑄鐵可以進(jìn)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(yīng)力退火；還可以正火、調(diào)質(zhì)和等溫淬火。典型用途：汽車/拖拉機(jī)輪轂、內(nèi)燃機(jī)曲軸、汽車轉(zhuǎn)向節(jié)/傳動軸等。第二，球墨鑄鐵命名方法：QT最低抗拉強(qiáng)度最低延伸率（GB/T1348）?；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。其他：灰口鑄鐵冷卻過程中，由于截面或壁厚不均，會產(chǎn)生應(yīng)力。典型用途：中等負(fù)荷結(jié)構(gòu)件、復(fù)雜形狀薄壁件、潤滑條件下受磨件等。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。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）。石墨：六方晶系，碳原子靠共價鍵結(jié)合（結(jié)合力較強(qiáng)）、呈層狀分布，層間為分子鍵結(jié)合（結(jié)合力弱）。鑄鐵的性能主要取決于石墨化的程度。性能特點：抗拉強(qiáng)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。學(xué)時的分配：2學(xué)時。這都是本章所應(yīng)當(dāng)講授的內(nèi)容。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(zhì)的差別是石墨形態(tài)的不同。本章小結(jié)：合金鋼涉及的內(nèi)容很多，應(yīng)當(dāng)也只能在有限的學(xué)時內(nèi)擇其重要的重點講授，講授時的“命名牌號性能用途”脈絡(luò)應(yīng)當(dāng)清晰，典型用途務(wù)必重點講述。鑄造后需要進(jìn)行水韌處理（固溶）。承受很大沖擊載荷、并摩擦?xí)r使其發(fā)生顯著的加工硬化，硬度從210HB迅速上升到450～550HB。典型用途：內(nèi)燃機(jī)排氣閥、加熱爐部件；透平機(jī)葉片、耐氧化部件；鍋爐結(jié)構(gòu)件。第十六，耐熱鋼耐熱鋼按組織種類劃分，有奧氏體耐熱鋼、馬氏體耐熱鋼（還有珠光體耐熱鋼）兩大類。命名方法：2位數(shù)字（名義含碳量1萬倍）+合金元素符號和含量（不足1%不注明含量）（GB/T12201992）典型牌號：00Cr18Ni9（304）、1Cr18Ni9Ti（321）；1～4Cr13；1Cr11Cr17Mo；0Cr17Ni4Cu4Nb等。典型用途：塞規(guī)、樣板、千分尺等。典型用途：鍛造模、擠出模等。典型用途：車、銑、刨、刮以及鑿巖等工具。典型用途：車刀等刃具。第十，高速鋼命名方法：2位數(shù)字（名義含碳量1千倍）或不標(biāo)注（超過1%）+合金元素符號和含量（不足1%不注明含量）（GB/T3080）。典型牌號：9CrSi、9Mn2V、CrWMn等。典型用途：大型鑄鋼件。第七，合金鑄鋼命名方法：ZG+2位數(shù)字（名義含碳量1萬倍）+合金元素符號和含量（不足1%不注明含量）。典型牌號：Y12Pb、Y45Ca等。典型用途：軸承。典型牌號：60Si2Mn、50CrA等。典型用途：齒輪或齒輪軸、齒輪等。典型用途：大型曲軸；汽車半軸、通用或重載軸、鏜床鏜桿。典型用途：火車車皮、橋梁、鍋爐、壓力容器、船舶等。2合金結(jié)構(gòu)鋼第一，工程結(jié)構(gòu)鋼命名方法：2位數(shù)字（名義含碳量1萬倍）+合金元素符號和含量（不足1%不注明含量）（GB/T1591）。合金元素：為改善和提高鋼的性能而有意加入的元素。學(xué)時的分配：3學(xué)時。本章應(yīng)著重講授合金鋼的分類、牌號與用途。本章作業(yè)：自教材P133～135中選取。本章小結(jié)：本章雖然不是知識重點，但對今后從事專業(yè)技術(shù)工作還是有一定意義。通常有滲碳、滲氮、碳氮共滲（氰化）、滲棚、滲鉻、滲鋁等。表面熱處理的目的是僅改變表層金屬的組織和性能，而保持心部的組織與性能不變。也稱為表面淬火?；鼗鸬哪康氖鞘勾慊鸬玫降牟环€(wěn)定組織轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的組織、消除應(yīng)力防止變形和開裂、調(diào)整制件的強(qiáng)度塑性和韌性。淬火的目的是提高鋼的強(qiáng)度和硬度。正火的目的是使組織粗化/均勻化以提高性能、加工前的預(yù)處理改善切削加工性、消除網(wǎng)狀碳化物以利于球化并為淬火作組織準(zhǔn)備。退火的目的是獲得接近平衡狀態(tài)的組織、消除不平衡的強(qiáng)化狀態(tài)、為最終加工作好組織準(zhǔn)備。2常用的熱處理工藝第一，退火退火：將鋼加熱到臨界點Ac1/Ac3以上或以下某一溫度、保溫后緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻）的熱處理工藝。熱處理工藝曲線：表示熱處理工藝的溫度—時間曲線。1鋼的熱處理及其目的鋼的熱處理：將鋼通過加熱、保溫和冷卻的方法，改變結(jié)構(gòu)和組織，從而獲得所需要性能的綜合操作工藝過程。重點和難點：金屬材料熱處理后的性能特點。本章作業(yè)：自教材P95～96中選取。典型用途：受力不大、韌性良好、可焊接的機(jī)座、殼體；強(qiáng)度較高、有一定塑性、可焊接的軋鋼機(jī)機(jī)架、連桿、曲軸；高強(qiáng)度、高耐磨性、能切削加工的齒輪、棘輪等。第四，鑄造碳素鋼命名方法：ZG（鑄鋼的聲母）、最低屈服強(qiáng)度、最低強(qiáng)度極限（GB/T11352）。典型牌號：TT8Mn、TT1T8A、T12A等。一般經(jīng)熱處理提高力學(xué)性能。典型牌號：460、16Mn、70Mn、08F等。不熱處理直接使用。典型牌號：Q19Q21Q23Q25Q275等。第一，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼命名方法： Q（屈服強(qiáng)度屈的聲母）、屈服強(qiáng)度、質(zhì)量等級、脫氧方法四個部分按順序組成（GB/T700）。按質(zhì)量分成普通碳素鋼（S、P含量比較高）、優(yōu)質(zhì)碳素鋼（、P含量較低）和高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼（S、P含量低）三種。碳鋼中，除了鐵和碳之外，通常還含有Mn、Si、S、P，其中S、P是鐵礦石帶入的，對性能有害；Mn、Si是脫氧殘留的，對性能有益。第四，在熱處理方面的應(yīng)用：熱處理需要將鋼加熱到單一的奧氏體區(qū)域，或加熱到與臨界點有關(guān)的某個溫度，而相圖則清晰反應(yīng)了鐵碳合金成分、溫度、組織的關(guān)系。第三，在鍛軋方面的應(yīng)用：鍛軋時要求鋼處于單相區(qū)域，具有良好的塑性。第二，在鑄造方面的應(yīng)用：合金熔點低、結(jié)晶溫度區(qū)間窄有利于增加流動性，對鑄造有利。高碳鋼（～%）硬度高、耐磨性好，適宜制作工具等。5鐵碳合金相圖的應(yīng)用第一，在選材方面的應(yīng)用：低碳鋼（～%）強(qiáng)度一般不高，塑性、韌性好，適宜制作建筑結(jié)構(gòu)、容器等。塑性：隨含碳量升高而降低。%時，F(xiàn)e3C沿晶界分布成網(wǎng)狀，易產(chǎn)生裂紋，強(qiáng)度反而降低。4碳對鐵碳合金組織和性能的影響圖419 含碳量對鋼力學(xué)性能的影響強(qiáng)度：先升后降，%時為最大值。注意：共析反應(yīng)的產(chǎn)物叫珠光體，是鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物，記為P?？杉?xì)分為亞共析鋼（～%）、共析鋼（%）、過共析鋼（～%）白口鐵 ～%。硬度高、強(qiáng)度低、塑性極差。強(qiáng)度低、硬度低、塑性好。高溫時塑性變形能力強(qiáng)。δ相 碳在δ鐵中的固溶體，體心立方結(jié)構(gòu)，僅存在與高溫下，也稱為高溫鐵素體，記為δ。典型的例子就是鐵：912℃以下是體心立方的α鐵，912～1394℃是面心立方的γ鐵，1394～1538℃又為體心立方的α鐵（為區(qū)別而稱為δ鐵）。其相圖如下圖41 FeFe3C二元合金相圖五個溫度：1538，1394，1148，912，727℃五個成分：，%WC三個特殊點：J（包晶點），C（共晶點），S（共析點）三個重要相：α固溶體，γ固溶體，F(xiàn)e3C金屬間化合物三個反應(yīng)：%c+%c→%c%c→%c+%c%c→%c+ %c同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：固態(tài)下，金屬或合金發(fā)生晶格類型轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象。學(xué)時的分配：2學(xué)時。要使學(xué)生在理解和掌握鐵碳合金二元相圖的基礎(chǔ)上，熟悉碳素鋼的分類、典型牌號及其應(yīng)用。本章作業(yè)：自教材P64～65中選取。如P61 Fig318下部的反應(yīng)：α→β1+β2本章小結(jié)：金屬的性能與其組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，不同晶系的合金自結(jié)晶時就有不同的相組成，因而所表現(xiàn)的性能有很大差異。如PtAg系（P60）1186℃的反應(yīng) αC+LE→βD共析反應(yīng)：從一個固相中析出另外兩個新的固相的轉(zhuǎn)變（反應(yīng)）。如PbSn系（P55）183℃的反應(yīng) LE→αC+βD包晶相圖：兩元素液態(tài)無限互溶、固態(tài)有限互溶，并有包晶轉(zhuǎn)變構(gòu)成的相圖（如PtAg系構(gòu)成的Fig37，P60）。共晶相圖：兩元素液態(tài)無限互溶、固態(tài)有限互溶，并有共晶轉(zhuǎn)變構(gòu)成的相圖（如CuNi系構(gòu)成的Fig39，P52）。金屬化合物的特性第一，組成原子數(shù)有一定比例，并占據(jù)固定的位置；第二，晶格類型與圓組成元素不同，并比較復(fù)雜；第三，具有硬度高、熔點高、電阻高、脆性大的特點。通常具有金屬特性。固溶體的特性第一，晶格類型：與溶劑相同；第二，成分可變：溶入的元素量可多可少；第三，晶格畸變：可以是正畸變或者負(fù)畸變；第四，性能更好：通常強(qiáng)度更高（固溶強(qiáng)化）、塑性、韌性也有所增加。置換固溶體一般是無序固溶體，一定條件下可形成有序固溶體。置換固溶體：溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格結(jié)點的位置而形成的固溶體。通常由于間隙原子的存在而導(dǎo)致晶格發(fā)生正的畸變。間隙固溶體形成是有條件的：溶質(zhì)原子直徑不足溶劑原子半徑的59%，溶劑晶格有足夠大的間隙。有間隙固溶體和置換固溶體兩種。合金有二種類型：固溶體、金屬間化合物。學(xué)時的分配：2學(xué)時。第3章 二元合金與相圖目的和要求：本章主要講授二元合金理論，應(yīng)當(dāng)著重介紹合金的分類、相圖的特點等。教師要使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，從組織結(jié)構(gòu)的變化與表現(xiàn)出的力學(xué)性能上找出聯(lián)系。金屬熱加工的優(yōu)點：變形時金屬塑性好、變形阻力