【正文】 s39。 b→ ΔLb、 F→ Fb。 （ 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） 。 、 ΔL=ΔLs→ ΔLs39。 ΔLs→ ΔLs39。FFb 、 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 。 （ 8） F＝ Fk 斷開。 衡量指標：屈服強度、抗拉強度 。 公式： σs＝ Fs/Ao （ MPa） Fs－材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的力。 條件屈服強度規(guī)定： ＝ (無明顯的屈服現(xiàn)象的材料 ) 應用：汽缸蓋和汽缸體之間的密封性（螺栓聯(lián)接）超過螺栓材料 本身 的屈服強度 。 公式： σb＝ Fb/Ao Fb－最大的載荷 。 應用：汽缸的密封、鋼繩吊重物、機車的牽引等。 ： 定義：發(fā)生塑性變形，不破壞的能力。 （ 1） 伸長率： 定義： 公式： δ＝（ L1－ L0） /L0 100％ 金屬工藝學 教案 7 L1－拉斷后的長度。 注意：長、短試樣測出的 δ 值不相等 （比較大小，要同樣的試樣） 。 45： δ5≈% δ1δ5 （ 2） 斷面收縮率： 定義： 公式： Ψ＝（ A0－ A1） /A0 100％ S0－原截面面積。 Ψ5 Ψ10 Ψ 值越大，塑性越好。 錄像：拉伸試驗。 教學目的和要求： 、布氏硬度的試驗原理、特點及其應用范圍。 ，提高疲勞強度的措施。 教學方法：講授法 課型：理論課 和錄像觀摩。 二 、 硬度 硬度： 定義：抵抗更硬物體壓入的能力。 ： HB 試驗： GB84。 HB＝ F/S (N/mm2) 650 舉例：鋼球直徑： 10mm，載荷： 30KN（ F＝ 30D2），時間： 規(guī)定 10（ s） 。 （ 2） 優(yōu)缺點： 精確、方便、材料限制、非成品檢驗和薄片。一定錐形的金剛石（淬火鋼球），在規(guī)定載荷和時間后，測出的壓痕深度差即硬度的大?。ū肀P表示） 。一般 通常 習慣用 HRC（無單位） 。 （ 2） 優(yōu) 缺點：測成品、薄的工件，無材料限制，但不精確。一定錐形的金剛石，在規(guī)定的載荷、時間后 。 （ 2） 優(yōu)缺點：數(shù)值精確，但操作麻煩。但相互之間不能比較，必須查表為同單位才 金屬工藝學 教案 9 行。 沖擊韌度 ： 定義：抵抗沖擊載荷而不破壞的能力。 多次沖擊： Ak↓→ σs、 σb。（低溫易沖斷）脆性臨界轉(zhuǎn)變溫度。 衡量指標：疲勞強度 σ1 鋼： 10有色金屬： 108。 ：松弛強度 高溫 下容易產(chǎn)生。 作業(yè)布置： 課后總結(jié)： 金屬工藝學 教案 10 授課時間： 班級： 本課課題：材料的物理性能、化學性能。 。 教學方法：講授法 課型：理論課 教學過程 第二節(jié) 金屬材料的物理、化學及工藝性能 復習舊課：學習本課的實際意 義。 一、物理性能： ：單位體積內(nèi)物體的重量。 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。 ：固體 → 液體的溫度點。 鐵： 1538℃、銅： 1083℃、鋁： 660℃、鈦： 1660℃。 ：一般而言，金屬材料具有熱脹冷縮的性能。 應用：電線的形態(tài)、橋梁的架設、鋼軌的鋪設、精密的測量工具 、電冰箱 、電飯鍋 等。 導熱材料的順序：銀、銅、鋁等。 高速鋼導熱性差，加熱要緩慢，以防開裂。 5. 導電性：金屬具有傳遞電流的性質(zhì)。 應用：電火花加工 （下冊 ～ 80、電解加工、電子束加工及制造電線、電纜 、玻璃拉絲模 等。 例如：鐵、鎳、鈷等。 二、化學性能： （耐酸堿性） ：金屬材料抵抗腐蝕的性能。應用：食品行業(yè)、飲料行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、化工行業(yè)等。 應用：鍛打、電焊、熱處理等。 應用：耐熱設備、高溫鍋爐等。 包括：熱處理性能 （第三 章） 、鑄造性能 （第二篇） 、焊接性能 （第三篇） 、鍛造性能 （第四篇） 、切削加工性能 （第五篇） 。 作業(yè)布置： 課后總結(jié)： 金屬工藝學 教案 12 授課時間： 班級： 本課課題：鐵碳 合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 過程 。熟悉兩 種常見的金屬晶格類型。 重點與難點：鐵碳合金 晶體結(jié)構(gòu)和 同素異晶轉(zhuǎn)變 。 教學過程 第二章 鐵碳合金 （鋼和鑄鐵） 第一節(jié) 純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變 復習舊課：材料的力學性能 。 概念：理論結(jié)晶溫度－金屬在無限緩冷冷卻下結(jié)晶得到的結(jié)晶溫度 To。（實際測量出來的）（平時澆注的溫度） 一、金屬結(jié)晶的過冷現(xiàn)象： 過冷現(xiàn)象： 金屬的實際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度， TnTo。 冷卻速度越大，過冷度越大。 過冷度： To＝ Tn＝ ?T（變量）。 金屬的實際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度， TnTo。 冷 卻速度越大，過冷度越大。 cd 段：每一個晶核形成一個晶粒，從而形成含有多晶體的金屬固體 。 晶核－枝晶－晶粒－多晶體。 晶粒越多，晶界也越多，則晶粒移動所受的阻力越大，宏觀來看，材料越不容易發(fā)生變形，即材料的硬度越高，強度越好。 采用的主要途徑是： 晶核數(shù)目越多－晶粒越多－晶粒越細小 ，從而提 高材料的力學性能。 （ 2） 變質(zhì)處理（孕育處理）：在液態(tài)金屬中，加入一些細小的金屬粉末（變 質(zhì)劑） （孕育劑）形成非自發(fā)晶核，使晶核數(shù)目增多，晶粒變細小。 二、純金屬 的晶體結(jié)構(gòu) 概念：原子球、結(jié)點、晶格、晶胞、晶格常數(shù) （ a、 b、 c、 α、 β、γ ） 金屬工藝學 教案 14 致密度：晶胞中原子占有的體積與晶胞體積之比。 原子數(shù)： 8 1/8＋ 1＝ 2 致密度： 原子的晶格結(jié)構(gòu)不同，則性能不同，即使原子的晶格結(jié)構(gòu)相同，但由于原子的質(zhì)量不同，性能也不同。 原子數(shù)： 8 1/8＋ 6 1/2＝ 4 致密度： 舉例：銅： a＝ b＝ c= 10銅原子 M＝ 10－ 24g 銅原子的直徑： D＝ ，計算銅的密度？ 純 鐵（ γ － Fe） 912～ 1394℃ 、 Al、 Cu、 Ag、 Mn等。 提問：一定質(zhì)量的純鐵加熱到 912～ 1394℃時，體積是增加還是減少，若繼續(xù)加熱到 1394～ 1538℃時，體積是增大還是減少？ 金屬工藝學 教案 15 授課時間： 班級： 本課 課題：鐵碳合金 教學目的和要求： 、組元、系、相、固溶體、金屬化合物、機械混合物。 重點與難點：鐵碳合金組織及其力學性能。 課型：理論課 教學過程 第二節(jié) 鐵碳合金的基本組織 復習舊課：細化金屬材料晶粒的方法及純鐵的結(jié)構(gòu)。 Fe： HB80、 σb＝ 200MPa、 C： HB σb≈0 。 Al： HB2 σb＝ 80MPa。 而工業(yè)中的金屬材料均為合金。 金屬特性：導電性、導熱性、塑性、光澤。 產(chǎn)生具有優(yōu)良的使用性能和工藝性能方面的新材料（特出的物理、化學性能）。 合金系： 合金中百分含量不同的組元構(gòu)成的一系列合金。 鋁合金： Al： 99％、 97％、 95％、 …… .. Mg： ％、 2％、 2％、 ……… . Mn： ％、 1％、 3％、 ……… . 二元合金系、三元合金系、四元合金系。 例如：液 → 單相、固相 → 單相、液＋固 → 兩相。 置換固溶體： d 質(zhì) /d 劑 。 無限置換固溶體： Cu＋ Ni 有限置換固溶體： Cu+Zn 溫度越高，則溶解度（固溶量）越大。 （瘦子到教室形象舉例） 晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。 因形成固溶體使材料強度、硬度升高的現(xiàn)象－固溶強化。 單相、層片狀 、體心立方晶格。 727℃ ％ C 。 （應用簡略提一下） （飽和的鹽水凝固點－ 21℃、其沸點 108℃。） A： C→γ － Fe 中形成的固溶體。 727℃ %C、 1148℃ %C。 （應用提一下） 二、金屬化合物（中間相）（強化相） 形成：溫度降低時析出的一種新材料。 滲碳體 C： F＋ C 層片相間疊加。 三、機械混合物： 定義： α－固溶體＋ β－固溶體＋ ? ＋ α－金屬化合物＋ β－金屬化合物 例如：鋼鐵、鋁合金、銅合金、鈦合金等。 ％ C。 強度高、硬度較高。 Ld＝ A＋ C 727～ 1148℃。（低溫萊氏體） 機械性能： HB＝ 560～ 600、 δ＝ 4～ 5％。 （應用較少） 總結(jié)：硬度最高的是滲碳體，強度最好的是珠光體，高溫下奧氏體塑性最 金屬工藝學 教案 17 好，常溫下鐵素體塑性最好，萊氏體硬度較高。 下的組織。 教學方法：講授法。 ℃ ℃ A L D A E L＋ A C L＋ C F G A＋ C A＋ C Ld＋ A＋ C Ld Ld＋ C 727F P S K 600Q P＋ F P P＋ C P＋ C Ld′＋ P＋ C Ld′ Ld′＋ C 0 F＋ C 一、鐵碳合金狀態(tài)圖的建立 （ 1）配制不同成分的鐵碳合金，用熱分析法測定各合金的冷卻曲線。 （ 3）將意義相同的臨界點連接起來。 （特性線）：