【正文】 S0=πd02/4 = 102/4= S1172。 作業(yè)： P32 5 167。 ★ 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。 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。 22金屬的力學性能 教學過程： 復(fù)習： 強度、塑性的概念及測定的方法。 （是衡量材料軟硬程度的指標） ● 根據(jù)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。 用 HBS（ HBW）表示， S表示鋼球、 W表示硬質(zhì)合金球 當 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。 應(yīng)用范圍：主要適于灰鑄鐵、有色金屬、各種軟鋼等硬度不高的材料。 （ 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。 表示符號： HR （ 2）標尺及其適用范圍： 每一標尺用一個字母在洛氏硬度符號 HR后面加以注明。 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。 （ 3）優(yōu)缺點： 優(yōu)點：①操作簡單迅速，能直接從刻度盤上讀出硬度值；②壓痕小，可測成品及較薄工件；③測硬度范圍大。 （ 1）原理： 與布氏硬度試驗相同。 表示：與布氏硬度相同。 （ 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。 常用一次擺錘沖擊彎曲，試驗來測定金屬材料的沖擊韌性。 （ 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=GH1GH2=G(H1H2) （ 3）沖擊吸收功（ AK）除以試樣缺口處的截面積（ S0),即可得到材料的沖擊韌度，用符號 aK表示。 aK 值越大，表示材料的沖擊韌性越好。（多次沖擊損傷的積累 → 裂紋產(chǎn)生、擴展而引至的結(jié)果） 注：金材受大能量的沖擊載荷作用時，其沖擊抗力主取決于 ak大小。 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。 小結(jié)：硬度的試驗原理及表示方法。 31 合金及其組織 教學目的： 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。 掌握三種合金組織的名稱及性能是教學難點。 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。硬鋁是由鋁、銅、鎂或鋁、銅 、錳組成的三元合金。） 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。 組織： 所謂合金的組織，是指合金中不同相之間相互組合配置的狀態(tài)。 溶入的元素稱為溶質(zhì)，而基體元素稱為溶劑。 分類： ∵ 溶質(zhì)原子在溶劑晶格中分布情況不同， ∴ 可分為： 1）、 間隙固溶體 溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙之中而形成的固溶體稱為間隙固溶體。 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）。 其性能物特點是熔點高，硬度高，脆性大。 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)。 小結(jié) ： ? 本次課講解了工業(yè)上強化金屬材料的重要手段分別有 1 形變強化； 2 細化晶粒； 3 固溶強化； 4 彌散強化 167。 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。 教學重點與難點： 教學重點與難點是簡化相圖各區(qū)域的組織符號及轉(zhuǎn)變。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。 一、鐵碳合金相圖的組成。 Fe——Fe3C相圖中點、線的含義。 AECF線：固相線，在此線的下方所有的鐵碳合金都為固體。 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。 PSK線：共析線， 7270C ， A1線 鐵碳合金的分類 （ 1） 鋼： %＜ C＜ %的鐵碳合金 亞共析鋼： %＜ C＜ % 共析鋼： C=% 過共析鋼： %＜ C＜ % （ 2） 白口鑄鐵： %≤C＜ % 亞共晶白口鑄鐵： %≤C＜ % 共晶白口鑄鐵： C=% 過晶白口鑄鐵： %＜ C＜ % F：小結(jié) G：布置作業(yè)： 簡畫出鐵碳合金相圖。 167。 教學重點與難點： 碳素鋼的分類是教學重點； 碳素鋼的常存元素對鋼的性能影響是教學難點。 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。 2）對鋼的性能影響：提高鋼的強度與硬度。 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。 二、碳素鋼的分類 按鋼的含碳量分類： 1）低碳鋼： C≤% 2） 中碳鋼： %＜ C＜ % 3）高碳鋼： C≥% 按鋼的質(zhì)量分類： 1）普通鋼： S≤% ， P≤% 2）優(yōu)質(zhì)鋼： S≤% ， P≤%] 3）高級優(yōu)質(zhì)鋼： S≤% ， P≤% 按鋼的用途分類： 1）結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造各種機械零件和工程構(gòu)件。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。 四、碳素鋼的牌號及用途 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 1）牌號：用兩位數(shù)字表示鋼中平均含碳量的萬分之幾 。 （ 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。 如：連桿、曲軸、齒輪等 （ 3）、 60鋼以上 屬于高碳鋼。 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)雜力學性能要求較高的機械零件。 1） 45鋼 2） T8 3） T8Mn 4） T8A 作業(yè)： P51 1 13 167。 4—2鋼在加熱及冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 教學目的： 了解鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變及 A晶粒的長大。 掌握過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖建立； 掌握過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能。 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的難點。 4—1熱處理的原理及分類 教學過程： 新課： 熱處理： 熱處理是將固態(tài)金屬或合金采用適當?shù)姆绞竭M行 加熱、保溫和冷卻 以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。 熱處理方法有：退火、正火、淬火、回火及表面熱處理。 熱處理使鋼性能發(fā)生變化的原因： 由于鐵有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而使鋼在加熱和冷卻過程中，發(fā)生了組織與結(jié)構(gòu)變化 。 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。 奧氏體晶粒的長大： ? 加熱溫度越高，保溫時間越長，奧氏體晶粒越大 ? 由 FeFe3C相圖可知， A1 、 A3 、 Acm是鋼在極緩慢加熱（或冷卻）時的臨界點。 ? 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。 ? 為何存在差異 ? A在冷卻過程中的組織變化規(guī)律 ? 2）、熱處理工藝中 ,常用的冷卻方式 : （ 1）、等溫冷卻轉(zhuǎn)變； （ 2）、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變。 ? 這種在共析溫度（ A1）以下存在的 A， 稱為 “ 過冷 A”。 ? 能表示過冷 A的轉(zhuǎn)變 ℃ 、轉(zhuǎn)變時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物之間關(guān)系的曲線，稱為 “ 等溫轉(zhuǎn)變圖 ” 。 分解轉(zhuǎn)變?yōu)?F、 Fe3C 片混合物。 ∵ 等溫溫度和片層間距由大到小， ∴ 分別有產(chǎn)物： P（ A1～ 650℃ ）、 S（ 650℃ ～ 600℃ ）、 T（ 600℃ ～ 550℃ ）。 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。 ? B下 350℃ ～ Ms間等溫，呈黑針狀。 M（馬氏體）轉(zhuǎn)變： 是非擴散過程的轉(zhuǎn)變 1）、當鋼從 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）。 ? 1）、 M晶格特點： 體心正方晶格。 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 教學目的： 掌握退火、正火的概念、目的； 掌握退火的分類及應(yīng)用。 4—3熱處理的基礎(chǔ)方法 教學過程： 復(fù)習舊課： 熱處理方法有：退火、正火、淬火、回火及表面熱處理。 導入新課： 一、退火與正