第五版金属材料教案教材

1、青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理绪论审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间2.13授课班级11焊接11数控教学目的掌握本课程的性质和研究内容，了解金属材料在国民经济中的 作用。教学重点 和难点重点：本课程的性质和研究内容难点：本课程的性质和研究内容复习提问教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）1、本课程的性质和研究内容2 、金属材料在国民经济中的作用3、本课程的任务和要求四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）绪论金属一一由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质， 如金、银、铜、铁、锰、锌

2、、铝等。合金一一由一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方 法合成的具有金属特性的材料。金属材料一一金属及其合金的总称，即指金属元素或以金属元素为主构成 的，并具有金属特性的物质。课程主要内容：1金属材料的基本知识2. 金属的性能3. 金属学基础知识4. 金属材料5. 热处理基本知识1.金属材料的基本知识主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。2. 金属的性能主要介绍金属的力学性能和工艺性能。3. 金属学基础知识主要介绍铁碳合金的组织及铁碳合金相图。4. 金属材料主要介绍碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等金属材料的常用牌号、 成分、组织、性能及用途。5. 热处理基本知识主

3、要介绍热处理的原理（钢在加热、保温、冷却时的组织转变）和热处理的工艺 （退火、正火、淬火、回火、表面热处理等）及常用材料的典型热处理工艺。青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理第一章金属的结构与结晶§ 1-1金属的晶体结构审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间2.13授课班级11焊接11数控教学目的掌握晶体与非晶体、金属的晶格类型、单晶体与多晶体、晶体的缺陷。教学重点 和难点重点：晶体与非晶体、金属的晶格类型 、单晶体与多晶体、 晶体的缺陷。难点：金属的晶格类型、晶体的缺陷复习提问教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（

4、80分钟）1、晶体与非晶体2、金属的晶格类型3、单晶体与多晶体4、晶体的缺陷四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）§ 1 1金属的晶体结构一、晶体与非晶体存在状态气态结构特点物质液态晶体二曰 汩日项目晶体非晶体定义原子呈有序、有规则排列的物质原子呈无序、无规则堆积物质性能特点具有规则的几何形状有一定的熔点，性能呈各向异性没有规则的几何形状有固定的熔点，性能呈各向同性典型物质石英、云母、明矶、食盐、硫酸 铜、糖、味精玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶晶体和非晶体的对比、金属的晶格类型晶格类型一一金属中原子排列的规律。晶格 为了清楚地表示晶体中原子排列的规律，将原子简 化为一个质点，再用

5、假想的线将它们连接起来，形成一个能反映原子 排列规律的空间格架。晶胞一一晶格中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单丿元。三、单晶体与多晶体晶粒一一组成金属的小晶体。晶界 由晶粒间不规则排列的原子构成晶体缺陷一一由于各种原因，实际晶体中原子的规律排列受到干扰和 破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。 结晶一一金属从高温液体状态冷却凝固为固体（晶体）状态的过程。结晶潜热 结晶的过程中放出的热量过冷度理论结晶温度和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差（T= T0- T1）。金属结晶时，冷却越快，其实际结晶的温度就越低，过 冷度 T也就越大。青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金

6、属材料与热处理第一章金属的结构与结晶§ 1-2纯金属的结晶审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间2.14授课班级11焊接11数控教学目的掌握纯金属的结晶过程、晶粒大小对金属材料的影响、同素异 构转变教学重点 和难点重点：纯金属的结晶过程、晶粒大小对金属材料的影响、同素异构转变难点：晶粒大小对金属材料的影响、同素异构转变复习提问教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）1、纯金属的结晶过程2、晶粒大小对金属材料的影响3、同素异构转变四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）§1 2纯金属的结晶一、纯金属的结晶过程

7、结晶一一金属从高温液体状态冷却凝固为固体(晶体)状态的过程。结晶潜热一一结晶的过程中放出的热量。过冷度一一理论结晶温度和实际结晶温度(T1)之间存在的温度差( T= TO T1 )。金属结晶时，冷却越快，其实际 结晶的温度就越低，过冷度厶T也就越大。金属的结晶过程：二、晶粒大小对金属材料的影响晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好。形核率单位时间、单位体积所形成的晶核数, 用字母N表示。细化晶粒的方法：(1) 增加过冷度(2) 变质处理(3) 振动处理三、同素异构转变金属的同素异构转变一一在固态下，金属随温度的改变由一 种晶格转变为另一种晶格的现象时间 纯铁的同素异构转变青岛海洋高级技工学

8、校教案用纸学科金属材料与热处理第二章金属材料的性能§ 2- 1金属材料的损坏与塑性变形审批签 字授课时数2授课方法讲授,演示教具授课时间2.24授课班级11焊接11数控教学目的掌握与变形相关的几个概念、金属的变形、金属材料的冷塑性 变形与加工硬化教学重点和难点重点:与变形相关的几个概念、金属的变形、金属材料的冷 塑性变形与加工硬化难点:与变形相关的几个概念、金属的变形、金属材料的冷 塑性变形与加工硬化复习提问纯金属的结晶过程、晶粒大小对金属材料的影响、同素异构转变教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）1、与变形相关的几个概念2、金

9、属的变形3、金属材料的冷塑性变形与加工硬化四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）§ 2-1金属材料的损坏与塑性变形一、与变形相关的几个概念1、金属材料的性能使用性能：指材料在使用过程中所表现的性能， 主要包括力学性能、物 理性能和化学性能。工艺性能：指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加工和热 处理的性能。包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工 性能和热处理工艺性能等。2、金属材料力学性能指材料在外力作用下表现出来的性能，主要有强度、塑性、 硬度、冲击韧度和疲劳强度等。1. 载荷载荷一一金属材料在加工及使用过程中所受的外力(1) 静载荷一一大小不变或变化过

10、程缓慢的载荷。(2) 冲击载荷一一在短时间内以较高速度作用于零件上的 载荷。(3) 交变载荷大小、方向或大小和方向随时间发生周 期性变化的载荷。2. 内力内力 工件或材料在受到外部载荷作用时， 为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为。3. 应力应力一一假设作用在零件横截面上的内力大小均匀分布， 单位横截面积上的内力。R应力，Pa；RFSF:外力，N;S:横截面面积，m2形变强化（加工硬化）冷塑性变形除了使晶粒的外形发生变化外，还会使晶粒内部的位错密度增加，晶格畸变加剧, 从而使金属随着变形量的增加，使其强度、硬度提高，而塑 性、韧性下降。金属的塑性变形，在外形变化的同时，晶

11、粒的形状也会发生 变化。通常晶粒会沿变形方向压扁或拉长。金属塑性变形的影响因素:1. 晶粒位向的影响2. 晶界的作用3. 晶粒大小的影响青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理第二章金属材料的性能§ 2-2金属的力学性能审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间2.27授课班级11焊接11数控教学目的掌握强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度教学重点和难点重点：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度难点：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度复习提问与变形相关的几个概念、金属的变形、金属材料的冷塑性变形 与加工硬化教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（

12、2分钟）三、新授内容（80分钟）1、强度2、塑性3、硬度4 、冲击韧性5 、疲劳强度四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）力一伸长曲线§ 2-2金属的力学性能任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用，这就要求金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力，这种能力就是材料的力学性能一、强度强度一一金属在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力其大小用应力表示抗拉强度一一拉伸实验测定抗压强度抗剪强度抗扭强度抗弯强度弹性变形阶段 屈服阶段 强化阶段 缩颈阶段强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。3. 强度指标(1) 屈服强度当金属材料出现屈服现象时，

13、在实验期间发生塑性变F形而力不增加的应力点。屈服强度分为上屈服 s J(MPa)强度FeH和下屈服强度CT S材料产生屈服现象时的最小应力F s：试样屈服时所承受的拉伸力A 0 :试样原始横截面积2.抗拉强度Fbb (MPa)A抗拉强度一一材料在断裂前所能承受的最大的应力。艺b:指试样拉断前所承受的最大拉应力。Fb:试样在拉断前所承受的最大载荷条件屈服极限：有些塑性较低的材料没有明显的屈服点，难于确定产生塑性变形的最小应力。故规定当试样产生0.2%的塑性变形时所对应的应力作为材料开始产生明显塑性变 形时的屈服强度，称为条件屈服极限零件设计时对塑性材料采用屈服强度；脆性材料采用抗拉强度。二、塑性

14、塑性一一材料受力后在断裂前产生塑性变形的能力1断后伸长率A试样拉断后，标距的伸长量与原始标距之比的百分率。A Lu LoLo2.断面收缩率Z试样拉断后，缩颈处面积变化量与原始横截面面积比值的百 分率。Z So Su 100%So【例】有一直径d =10mm, Lo=100mm的低碳钢试样， 拉身实验时测得 FeL=21kN , Fm=29kN , du=5.65mm, Lu=138mm。求此试样的 ReL、Rm、A11.3、Z。青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理第二章金属材料的性能§ 2-2金属的力学性能审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间2.274.64

15、.10授课班级11焊接11数控11机电教学目的掌握强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度教学重点 和难点重点：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度难点：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度复习提问与变形相关的几个概念、金属的变形、金属材料的冷塑性变形 与加工硬化教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）1、强度2、塑性3、硬度4 、冲击韧性5 、疲劳强度四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）§ 2-2金属的力学性能1、硬度硬度指金属材料抵抗外物压入其表面的能力，也是衡量金属 材料软硬程度的一种力学性能指标。洛氏硬度试验机维氏硬度试

16、验机工程上常用的有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 用钢球为压头：HBS,常用范围HBS v 450优缺点(1) 测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料(铸铁)(2) 可测的硬度值不高(3) 不测试成品与薄件(4) 测量费时，效率低*用硬质合金为压头：HBW表示，较少用。表示方法：布氏硬度用硬度值、硬度符号、压头直径、实验力及实验力 保持时间表示。当保持时间为1015s时可不标。例：170HBW10/1000/30:直径10mm的压头，在9807N (1000kg)的试验力作用下，保持30 s时测得的布氏硬度值为170。600HBW1/30/20:直径为1mm压头，在294.2N (30kg

17、)的实验力作 用下，保持20 s时测得的布氏硬度值为600。应用范围：主要用于测定铸铁、有色金属及退火、正火、调质处理后的各种软钢等硬度较低的材料。2.洛氏硬度I,洛氏硬度计表盘表示方法洛氏硬度的测定走卜1紙龍觸it航I5W:HT例：45HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为45的洛氏硬度标尺。符号HR前面的数字表示硬度值。HR后面的字母表示不同优缺点(1) 试验简单、方便、迅速(2) 压痕小，可测成品，薄件(3) 数据不够准确，应测三点取平均值(4) 不应测组织不均匀材料，如铸铁。四、冲击韧性冲击韧性 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力材料的冲击韧性用一次摆锤冲击弯曲试验来测定。图1-6冲

18、击试验原理*五、疲劳强度由于所承受的载荷为交变载荷，零件承受的应力虽低于材料 的屈服强度，但经过长时间的工作后，仍会产生裂纹或突然 发生断裂。金属这样的断裂现象称为 疲劳断裂。金属材料抵 抗交变载荷作用而不产生破坏的能力称为疲劳强度。疲劳极 限用符号R1表示。青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理第二章金属材料的性能§ 2-3金属的工艺性能审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间2.284.12授课班级11焊接11数控11机电教学目的掌握铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能及热处理 性能教学重点 和难点重点：铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能及热 处

19、理性能难点：铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能及热 处理性能复习提问强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）1、铸造性能2、锻压性能3、焊接性能4、切削加工性能及热处理性能四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）§ 2-3金属的工艺性能金属材料的一般加工过程铸件热锻铸锭板料、棒材、 热轧f型材、管材机加工机加工焊接_机加工冷轧、冷拔、冷冲金属材料的工艺性能金属材料对不同加工工艺方法的适应能力。它包括铸造性能、锻造性能、切削加工性能和焊 接性能、热处理性能等。一、铸造性能 铸造成形过程中

20、获得外形准确、内部健全铸件的能力，主要 取决于金属的流动性、收缩性和偏析倾向等。1流动性熔融金属的流动能力2.收缩性铸造合金由液态凝固和冷却至室温的过程中，体积 和尺寸减小的现象。3.偏析倾向金属凝固后，内部化学成分和组织不均匀现象。二、锻压性能用锻压成形方法得优良锻件的难易程度。常用 塑性和变形抗 力两个指标来综合衡量。三、焊接性能金属材料对焊接加工的适应性，也就是在一定焊接工艺条件 下，获得优质焊接接头的难易程度。对碳钢和低合金钢而言，焊接性能主要与其化学成 分有关（其中碳的影响最大）。四、切削加工性能及热处理性能1切削加工性能切削加工性能一一切削金属材料的难易程度。一般用工件切 削时的切

21、削速度、切削抗力的大小、断屑能力、刀具的耐用 度以及加工后的表面粗糙度来衡量。表面加工硬化一一切削塑性金属材料时，工件在加工表面层的硬度明显提高而塑性下降的现象。2.热处理性能淬透性淬硬性过热敏感性变形开裂倾向回火脆性倾向氧化脱碳倾向青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理第三章铁碳合金§ 3 - 1合金及其组织审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间3.5授课班级11焊接11数控教学目的掌握合金及其组织的各定义教学重点和难点重点：合金及其组织的各定义 难点:合金及其组织的各定义复习提问强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟

22、）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）1、合金的基本概念2、合金的组织四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）§ 3-1合金及其组织黑色金属一一以铁及以铁碳为主的合金（钢铁） 有色金属一一其他金属及其合金。金K材料灰铸铁 I铸铁有色金展厂1铜及合金 I3S55ZI球墨铸铁IL-T3SSE11硬质合金一、合金的基本概念 合金以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过 熔合而获得的具有金属特性的材料。即合金是由两种或两种 以上的元素所组成的金属材料。组元 组成合金最简单的、最基本的、能够独立 存在的元物质，简称元。相一一合金中成分、结构及性能相同的组成部分。 组织合金中不

23、同相之间相互组合配置的状态。换言之，数量、大小和分布方式不同的相构成了合金不同的 组织。二、合金的组织1.固溶体：一种组元的原子溶入另一组元的晶格中所形成的均匀固相。间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂晶格中而形成的固溶体。 置换固溶体：溶质原子置换了溶剂晶格结点上某些原子而形 成的固溶体。2. 金属化合物：在合金中，当溶质含量超过固溶体的溶解 度时，除可形成固溶体外，还将出现新的相，其晶体结构不 同于任一组元，而是组元之间相互作用形成一种具有金属特 性的物质。3. 混合物：两种或两种以上的相按 定的质量百分数组成 的物质。青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理第三章铁碳合金§

24、3-2铁碳合金的基本组织与性能审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间3.63.22授课班级11焊接11数控11机电教学目的掌握铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C或Cm、珠光体（P）、莱氏体（Ld）教学重点和难点重点：铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C或Cm、珠光体（P）、莱氏体（Ld）难点:铁碳合金的基本组织与性能复习提问合金及其组织的各定义教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）1、铁素体（F）2、奥氏体（A）3、渗碳体（Fe3C或Cn）4、珠光体（P）5、莱氏体（Ld）四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2

25、分钟）§ 3-2铁碳合金的基本组织与性能一、铁碳合金的基本组织1铁素体（F）碳溶于a Fe中的固溶体，它保持体心立方晶格结构。 溶解度（0.008%-0.02%），故性质接近纯铁，强度、硬度低, 塑性、韧性好。2.奥氏体（A）碳溶于丫 一Fe中的固溶体，保持面心立方晶格结构。溶 解度（0.77% -2.11%）,其强度和硬度略高于铁素体，塑性、 韧性较好。图1-16奥氏体的显微组织3.渗碳体（Fe3C）铁和碳组成的金属化合物，复杂斜方晶体结构。含碳量为6.69%，其硬度很高，塑性、韧性几乎为零，脆性极大, 在一定条件下分解为铁和石墨4.珠光体 P ( F+Fe 3C)珠光体是铁素体和

26、渗碳体的机械混合物。其显微组织珠 光体强度较高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体和铁素体之间5莱氏体Ld727C以上为高温Ld (A+ Fe 3C) 727C以下为低温Ld' ( P+ Fe 3C)力学性能与Fe 3C相似，硬而脆青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理第三章铁碳合金§ 3 3铁碳合金相图审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间3.123.233.27授课班级11焊接11数控11机电教学目的掌握铁碳合金相图的组成、Fe- Fe3C相图中特性点、线的含义及 各区域内的组织、铁碳合金的分类、铁碳合金的成分、组织与性能的关系、Fe- Fe3C相图的应用教

27、学重点 和难点重点:铁碳合金相图的组成，铁碳合金的成分、组织难点：Fe- Fe3C相图中特性点、线的含义复习提问铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C或CR、珠光体（P）、莱氏体（Ld）教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）1、铁碳合金相图的组成2、Fe Fe3C相图中特性点、线的含义3、铁碳合金的分类4、铁碳合金的成分、组织与性能的关系5、Fe Fe3C相图的应用四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）§ 3-3铁碳合金相图一、铁碳合金相图的组成铁碳合金相图一一表示在缓慢冷却（或缓慢加热）的条件下， 不同成分的铁碳合金

28、的状态或组织随温度变化的图形。在铁碳合金中，铁和碳可以形成一系列的化合物， 如Fe3C、Fe2C、FeC 等。相图上的特性线和点如下：1）ACD线（液相线）。当金属液冷却到此线时开始结晶，在 此线以上区域为液相。2）AECF（固相线）。当合金冷却到此线时，金属液全部结 晶为固相，在此线以下区域为固相。3）A点。纯铁的熔点（1538C）。4）D点。渗碳体的熔点（1227C ）。5）C点。共晶点，温度11480C,成分4.3%C。共晶：指合金 在一定的条件（温度、成分）下，由液体合金中同时结晶出两 种不同的晶体，而形成一种特殊的共晶体组织的转变。即L4.3%C1148°CLd4.3%C

29、A2.11%CFe3C6.69%C6）ECF（共晶线）。含碳量在2.11%6.69%的铁碳合金， 冷却到此线时（1148度），将发生共晶反应，同时结晶出奥 氏体和渗碳体的共晶混合物莱氏体。7）ES线。是碳在 中的溶解度曲线，E点表示在11480C时碳在中的最大溶解度为2.11%。随着温度降低，溶解度下降，即含碳量大于0.77%的奥氏体冷却过程中都将从奥 氏体中析出渗碳体（次生渗碳体），常称为Acm线8）GS线。是冷却过程不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的 转变线，常称为A3线。9）S点。共析点，温度7270C,成分0.77%。共析转变：指 合金在一定条件下，由一种固相转变成两个固相的机械混合 物

30、的过程。即：10）PSK线（共析线）。含碳量在0.02%6.69%的铁碳合金，冷却到此线时（7270C）,将发生共析反应，从奥氏体中同时 结晶出铁素体和渗碳体的共析混合物珠光体。即A1线。青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理第三章铁碳合金§ 3 3铁碳合金相图审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间4.94.103.29授课班级11焊接11数控11机电教学目的掌握铁碳合金相图的组成、Fe- Fe3C相图中特性点、线的含义及 各区域内的组织、铁碳合金的分类、铁碳合金的成分、组织与性能的关系、Fe- Fe3C相图的应用教学重点 和难点重点:铁碳合金相图的组成，铁碳合

31、金的成分、组织难点：Fe- Fe3C相图中特性点、线的含义复习提问铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C或CR、珠光体（P）、莱氏体（Ld）教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）1、铁碳合金相图的组成2、Fe Fe3C相图中特性点、线的含义3、铁碳合金的分类4、铁碳合金的成分、组织与性能的关系5、Fe Fe3C相图的应用四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）§ 3 -3铁碳合金相图五、铁碳合金分类（据C8不同分）根据含碳量的不同，铁碳合金可分为钢和铸铁两大类：第一类 钢 含碳量小于2.11 %的铁碳合金，按室温组织 不

32、同又可分为三类，以0.77 %为界：* 亚共析钢一一含碳量V 0.77 %* 共析钢一一含碳量=0.77 %* 过共析钢一一含碳量0.77 %第二类 铸铁 即生铁 含碳量为2.11 %6.69 %的铁碳 合金，安室温组织的不同，分为三类：*亚共晶铸铁一一含碳量V 4.3 %*共晶铸铁一一含碳量=4.3 %*过共晶铸铁一一含碳量4.3 %六、铁碳合金的组织转变1. 钢的结晶过程1）共析钢（T8钢）1点以上L1 2L+ A23 A3 点A- P3点以下P时间亚共析钢的结晶过程室温组织：P2）亚共析钢（45钢）1点以上L1 2L+32 3A+L3 4A45 A+F5点A- P5 点以下P+F亚共析钢

33、的结晶过程3）过共析钢（T10）1点以上 L12L+A23A34A+Fe3CII4 点A- P4 点以下 P+Fe3CII过共析钢的结晶过程2.白口铸铁的结晶过程七、铁碳相图的应用1、选用材料：由铁碳相图可知，合金中随着含碳量的不同，其 组织各不相同，从而导致其力学性能不同。因此，我们就 可以根据机器零件所要求的性能来选择不同含碳量的材 料。2、叛断切削加性能：低碳钢中铁素体较多，塑性好，加工性不好；中 碳钢中铁素体含量比例适当，钢的硬度适当，易于加工。3、制定热加工工艺：在铸造工艺方面，根据相图可以确定合适的熔化 温度和浇注温度，含碳量为4.3%的铸铁铸造性最好；在锻 造工艺方面，可以选择钢

34、材的轧制和锻造的温度范围应在 奥氏体区。4、应用于热处理生产：由相图可知合金在固态加热和冷却过程中均有组 织的变化，可以进行热处理。并且可以正确选择加热温度青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理第三章铁碳合金§ 3-4碳素钢审批签 字授课时数2授课方法讲授，演示教具授课时间4.164.173.304.3授课班级11焊接11数控11机电教学目的掌握钢中常存元素及其对性能的影响、碳素钢的分类、碳素钢牌号及用途教学重点和难点重点:钢中常存元素及其对性能的影响、碳素钢的分类、碳素钢牌号及用途难点:碳素钢牌号及用途复习提问铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C或CR、珠光体（P

35、）、莱氏体（Ld）教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）1、钢中常存元素及其对性能的影响2、碳素钢的分类3、碳素钢牌号及用途四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）§ 3-4 碳素钢碳素钢一一简称碳钢，是最基本的铁碳合金。它是指在冶炼 时没有特意加入合金元素，且含碳量大于0.0218%而小于2.11%的铁碳合金。一、钢中常存元素及其对性能的影响锰一一有益元素，有很好的脱氧能力，还可与硫形成MnS从而消除了硫的有害作用。硅有益兀素，脱氧能力比锰强，还能提高钢的强度及质量，硅作为杂质一般应不超过 0.4%。硫一一有害元素，常以Fe

36、S形式存在，易使钢材变 脆（热脆性）。磷一一有害元素，它使钢在低温时变脆（冷脆性） 氢一一有害元素，能造成氢脆、白点等缺陷。二、碳素钢的分类1. 按钢的含碳量分低碳钢：CX 0.25 %中碳钢：C=0.25 %0.60 %咼碳钢：C> 0.60 %2.按钢的质量分普通钢：S< 0.050%,P< 0.045 %优质钢：S< 0.035%,P< 0.035 %高级优质钢：S< 0.025 %, P< 0.025 %3. 按钢的用途分结构钢：含碳量一般均小于0.70%工具钢：含碳量一般均大于0.70%4. 按冶炼时脱氧程度的不同分沸腾钢：脱氧程度不完全的钢

37、镇静钢：脱氧程度完全的钢半镇静钢：脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的钢三、碳素钢牌号及用途化学元素符号+汉语拼音字母+阿拉伯数字1. (普通)碳素结构钢2. 优质碳素结构钢3. 碳素工具钢4. 铸造碳钢1.(普通)碳素结构钢(1) 屈服强度字母Q(2) 屈服强度数值(3) 质量等级符号：A、B、C、D级，从A到D依次提 高。(4) 脱氧方法符号：F沸腾钢b半镇静钢Z镇静钢TZ-特殊镇静钢（Z与TZ符号在钢号组成表示方法中予以省略）2. 优质碳素结构钢牌号用两位数字表示，这两位数字表示该钢的平均含碳量的 万分数。45表示平均含碳量为0.45 %的优质碳素结构钢08表示平均含碳量为0.08 %的优质

38、碳素结构钢3. 碳素工具钢牌号以汉字“碳”的汉语拼音字母字头“ T”及后面的阿拉 伯数字表示，其数字表示钢中平均含碳量的千分数。例如：T8表示平均含碳量为0.80 %的优质碳素工 具钢。若为高级优质碳素工具钢，则在牌号后面标以字母A。4. 铸造碳钢牌号由“铸钢”两汉字的汉语拼音字母字头“ ZG后面加 两组数字组成：第一组数字代表屈服强度，第二组数字代表 抗拉强度值。例如：ZG270-500表示屈服强度不小于 270MPa抗拉强度不小于500MPa的铸造碳钢。青岛海洋高级技工学校教案用纸学科金属材料与热处理第四章钢的热处理§ 4- 1热处理的原理及分类审批签 字授课时数2授课方法讲授，

39、演示教具授课时间4.234.13授课班级11焊接11数控11机电教学目的掌握热处理概念、分类、热处理工艺曲线；钢加热及保温得目 的。了解钢在加热时的转变。了解 A晶粒的长大。教学重点 和难点重点:热处理概念、分类、热处理工艺曲线；钢加热及保温 得目的。难点:热处理概念、分类、热处理工艺曲线；钢加热及保温 得目的。复习提问碳素钢的牌号教学内容、方法和过程附记一、组织教学（1分钟）二、复习提问（2分钟）三、新授内容（80分钟）四、课堂小节（5分钟）五、布置作业（2分钟）§ 4- 1热处理的原理及分类空冷后水冷后概论:1、热处理:热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺.2、热处理的目的：、 提高零件的使用性能；、充分发