工程材料及金屬熱處理第一節(jié)金屬材料的性能和鐵碳合金第二節(jié)鋼的熱處理第三節(jié)有色金屬材料及非金屬材料第一節(jié)金屬材料的性能和鐵碳合金學(xué)習(xí)目標(biāo)１.能識(shí)別金屬材料的五大力學(xué)性能指標(biāo)———強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、疲勞強(qiáng)度。２.能分辨各類碳素鋼的牌號(hào)，了解各類碳素鋼的特性和用途。３.了解常見合金鋼和鑄鐵的分類及特性。一、金屬材料的性能１.強(qiáng)度分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度五種。２.塑性塑性的性能指標(biāo)有斷后伸長率和斷面收縮率。３.硬度(１)布氏硬度(２)洛氏硬度４.沖擊韌性５.疲勞強(qiáng)度(１)疲勞的概念(２)疲勞破壞的特征(３)疲勞極限二、碳素鋼１.鋼中常存元素及其影響含碳量大于0.028％、小于2.11％且不含有特意加入合金元素的鐵碳合金稱為碳素鋼，簡稱碳鋼。(１)硅一般控制在0.17％~0.37％之間。(２)錳鋼中錳的含量一般為0.25％~0.80％。(３)硫鋼的含硫量不得超過0.05％。(４)磷一般鋼中含磷量限制在0.04％以下。２.碳素鋼的分類(１)按鋼的含碳量分類１)低碳鋼:wC≤0.25％。２)中碳鋼:0.25％

<wC

<0.60％。３)高碳鋼:wC≥0.60％。(２)按鋼的含雜質(zhì)多少分類普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。(３)按鋼的用途分類普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼。３.碳素鋼的牌號(hào)及用途(１)碳素結(jié)構(gòu)鋼的表示方法碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由字母“Q”、屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)四部分組成。(２)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用該鋼平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)來表示，如果鋼中的含錳量較高(wMn

＝0.7％~1.2％)，要在牌號(hào)后面標(biāo)出元素符號(hào)“Mn”。(３)碳素工具鋼碳素工具鋼的牌號(hào)以漢字“碳”的漢語拼音字母“T”及后面含碳量的千分?jǐn)?shù)表示。三、合金鋼及鑄鐵１.合金鋼(１)合金鋼的性能特點(diǎn)１)合金鋼具有更高的力學(xué)性能。２)合金鋼具有更高的淬透性。３)合金鋼具有較高的熱硬性。４)某些合金鋼的高溫力學(xué)性能比碳素鋼高。５)某些合金鋼具有特殊的物理、化學(xué)性能。(２)合金鋼的分類１)按用途不同，合金鋼可分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼。２)按合金元素總含量不同，合金鋼可分為低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。(３)合金鋼的牌號(hào)１)合金結(jié)構(gòu)鋼。其采用兩位數(shù)字(含碳量)+

元素(或漢字)+數(shù)字表示。２)合金工具鋼。其采用一位數(shù)字+

元素符號(hào)+數(shù)字表示。３)特殊性能鋼。其特殊性能鋼的牌號(hào)與合金工具鋼的表示方法相同。２.鑄鐵鑄鐵的含碳量一般在2.5％~4.0％之間。(１)鑄鐵的分類１)白口鑄鐵。２)灰鑄鐵。３)可鍛鑄鐵。４)球墨鑄鐵。５)合金鑄鐵。(２)灰鑄鐵１)灰鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)。①優(yōu)良的鑄造性。②良好的切削加工性。③優(yōu)良的減摩性。④良好的消振性。⑤較低的缺口敏感性。２)灰鑄鐵的牌號(hào)?；诣T鐵的牌號(hào)由“HT”+

數(shù)字表示。(３)可鍛鑄鐵１)可鍛鑄鐵的性能。黑心可鍛鑄鐵具有一定的強(qiáng)度和韌性，而珠光體可鍛鑄鐵則具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，塑性與韌性則較低。２)可鍛鑄鐵的牌號(hào)及用途?？慑戣T鐵的牌號(hào)由“KT

+字母+

兩組數(shù)字”組成。(４)球墨鑄鐵１)球墨鑄鐵的性能。良好的減摩性、鑄造性、切削加工性等。２)球墨鑄鐵的牌號(hào)及應(yīng)用。球墨鑄鐵的牌號(hào)用“QT

+

兩組數(shù)字”組成。第二節(jié)鋼的熱處理學(xué)習(xí)目標(biāo)１.了解熱處理基礎(chǔ)知識(shí)。２.了解退火、正火、淬火、回火、表面熱處理等工藝過程，知道各種熱處理的作用，能合理安排熱處理工藝。一、熱處理基礎(chǔ)知識(shí)１.熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線２.熱處理工藝分類３.鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變奧氏體形成過程ａ)奧氏體形核ｂ)奧氏體晶核長大ｃ)殘余Fe3C的溶解ｄ)奧氏體均勻化４.鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變(１)等溫冷卻(２)連續(xù)冷卻連續(xù)冷卻和等溫冷卻ａ)連續(xù)冷卻ｂ)等溫冷卻二、退火和正火１.退火(１)完全退火(２)去應(yīng)力退火２.正火三、淬火與回火１.淬火(１)淬火時(shí)的冷卻(２)鋼的淬透性和淬硬性２.回火(１)回火的主要目的１)消除內(nèi)應(yīng)力。２)獲得所需要的力學(xué)性能。３)穩(wěn)定組織和尺寸。(２)回火的種類１)低溫回火(150

~250℃)。２)中溫回火(350

~500℃)。３)高溫回火(500

~650℃)。四、表面熱處理１.表面淬火２.化學(xué)熱處理五、合理安排熱處理工藝１.預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理包括退火、正火、調(diào)質(zhì)等。２.最終熱處理最終熱處理包括淬火、回火及表面熱處理等。第三節(jié)有色金屬材料及非金屬材料學(xué)習(xí)目標(biāo)１.認(rèn)識(shí)常見有色金屬(如銅及其合金、鋁及其合金)及硬質(zhì)合金，熟悉其牌號(hào)和性能特點(diǎn)。２.了解非金屬材料(如塑料、橡膠、陶瓷)的組成、分類及用途。一、有色金屬１.銅及其合金(１)銅加工產(chǎn)品的純銅的牌號(hào)有T1、T2、T3三種，無氧銅有TU1、TU2

兩種。(２)銅合金１)黃銅。普通黃銅的牌號(hào)用“H+

數(shù)字”表示。特殊黃銅的代號(hào)由“H+

主加元素符號(hào)(鋅除外)+

銅含量的百分比+主加元素含量的百分?jǐn)?shù)”組成。２)青銅。青銅的代號(hào)由“Q”+

主加元素符號(hào)及含量+其他加入元素的含量組成。２.鋁及其合金(１)純鋁(２)鋁合金(３)鋁合金的熱處理(４)鋁合金的牌號(hào)鋁及鋁合金的牌號(hào)由四位數(shù)組成。鑄造鋁合金代號(hào)用“ZL”+三位數(shù)字表示。二、硬質(zhì)合金１.硬質(zhì)合金的制造２.硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)(１)硬度高、熱硬性高、耐磨性好。(２)抗壓強(qiáng)度比高速鋼高，但抗彎強(qiáng)度只有高速鋼的1

/3

~1

/2，韌性差。３.常用硬質(zhì)合金(１)鎢鈷類硬質(zhì)合金主要成分為碳化鎢及鈷。其代號(hào)用“YG”+鈷含量的百分?jǐn)?shù)表示。(２)鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金它的主要成分為碳化鎢、碳化鈦及鈷。其代號(hào)用“YT”+碳化鈦的百分?jǐn)?shù)表示。(３)通用硬質(zhì)合金以碳化鉭或碳化鈮取代YT類硬質(zhì)