工程材料教案

工程材料教案第1周 总第1次 学时2教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题： 第一章钢铁材料生产简介教学方法：讲授 I教具:教学目标：了解课程内容学习方法和教学目的，明白得课程的研究对象及其在机械工业中的作用、进展简史，把握炼钢、炼铁的常识性知识。教学重点：明白得工程材料及其在机械工业中的作用，把握炼钢、炼铁的常识性知识。教学难点：了解钢铁材料的生产过程及各种冶炼方法，熟悉各种钢材的加工方法。要紧教学内容:第一介绍课程性质、内容及学习方法一、工程材料简介二、钢铁材料生产过程三、常用钢材加工方法四、钢铁材料应用课程回忆:教案用纸第一介绍课程性质、内容及学习方法课程性质：工程材料是机制专业学生必修的一门职业技能课。本课程的任务是：.工程材料的性能与其组织结构之间的联系；.说明如何通过工艺手段改变材料的组织结构，以达到提高材料性能的目的；.介绍常用工程材料及其应用等差不多知识；.为工程结构和机械零件制造提供合理选用材料的方法。教材与学时安排金属工艺过程介绍〕材料生产2h金属学22h热处理10h机械材料10h毛坯制造4h其他：4h一、工程材料简介二、钢铁材料生产过程依照所炼钢种的要求把生铁中的含碳量去除到规定范畴，并使其它元素的含量减少或增加到规定范畴的过程。简单地说，是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含量的过程。这一过程差不多上是一个氧化过程，是用不同来源的氧（如空气中的氧、纯氧气、铁矿石中的氧）来氧化铁水中的碳、硅、锰等元素。化学反应要紧是：2Fe+O21600^1650C2FeOFeO+C950Fe+CO［降%高温2FeO+Si=^2Fe+SiO2高温FeO+Mn=^^Fe+MnO反应生成的一氧化碳专门容易从铁水排至炉气中而被除掉。生成的二氧化硅、氧化锰、氧化亚铁互相作用成为炉渣浮在钢水面上。生铁中硫、磷这两种元素在一样情形下对钢是有害的，在炼钢过程中必须尽可能除去。在炼钢炉中加入石灰（CaO），能够去除硫、磷：FeS+C社。（过邕4（入置高温2P+5FeO+3CaO^^5Fe+Ca2（PO4）20渣）在使碳等元素降到规定范畴后，钢水中仍含有大量的氧，是有害的杂质，使钢塑性变坏，轧制时易产生裂纹。故炼钢的最后时期必须加入脱氧剂（例如锰铁、硅铁和铝等），以除去钢液中余外的氧：高温Mn+FeO° MnO+Fe高温Si+2FeO=^^SiO2+2Fe高温Al+3FeO=^^Al2O3+3Fe同时调整好钢液的成分和温度，达到要求可出钢，把钢水铸成钢锭。三、常用钢材加工方法炼钢的方法要紧有转炉、电炉和平炉三种。平炉炼钢的要紧特点是可搭用较多的废钢（可搭用钢铁料的20〜50%的废钢），原料适应性强，但冶炼时刻多。我国目前要紧采纳平炉炼钢。转炉炼钢广泛采纳氧气顶吹转炉（见图），生产速度快（1座300吨的转炉吹炼时刻不到20分钟，包括辅助时刻不超过1小时，而300吨平炉炼1炉钢要7个小时），品种多、质量好，可炼普通钢，也可炼合金钢。电炉炼钢是用电能作热源进行冶炼。第1周第1周总第2次学时2能够炼制化学工业需要的不锈耐酸钢，电子工业需要的高牌号硅钢、纯铁，航空工业需要的滚珠钢、耐热钢，机械工业用轴承钢、高速切削工具钢，仪表工业需要的周密合金等。四、钢铁材料应用备注教学班级: 课程:工程材料及热处理 授课教师:课题：第二章金属的力学性能教学方法：讲授 教具:教学目标：了解金属材料在外力作用下表现的力学性能，把握力学性能指标、实际意义及测试方法。教学重点：明白得并把握力学性能指标、实际意义及测试方法。教学难点：明白得并把握力学性能指标、实际意义及常用测试方法。要紧教学内容：第二章金属的力学性能一、力学性能的定义及范畴二、强度三、塑性四、硬度五、韧性六、疲劳断裂课程回忆:复习 备第二章金属的力学性能一、力学性能的定义及范畴 注.定义：力学性能是指材料在外加载荷作用下抗击变形和开裂的性能。.指标：强度、弹性、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。二、强度强度:材料在载荷作用下抗击变形和破坏的能力。种类：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度等。拉伸试验

屈服强度。s、条件屈服强度。0.2、抗拉强度。b三、塑性塑性:是指材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。断面收缩率：巾是指试样拉断处横截面积Sk的收缩量与原始横截面积S0之比。伸长率（延伸率）：5是指试样拉断后的标距伸长量Lk与原始标距L0之比。四、硬度硬度是指材料抗击其他硬物体压入其表面的能力。常用测量硬度的方法：布氏硬度HB：符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时刻。如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf〔9.807kN〕载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。教案用纸第2周 总第3次 学时2教学班级： 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：第三章金属的晶体结构与结晶3.1纯金属的晶体结构3.2纯金属的结晶教学方法：讲授 教具:教学目标：使学生了解晶体与非晶体的概念，把握常见的晶格类型，明确金属缺陷类型。教学重点：把握常见的晶格类型，明确金属缺陷类型。教学难点：晶格类型，明金属缺陷类型。要紧教学内容：一、纯金属的晶体结构.晶体与非晶体.晶格与晶胞.常见晶格类型.晶体缺陷二、纯金属的结晶.冷却曲线与过冷现象.纯金属的结晶过程.晶粒细化方法.金属同素异构转变课程回忆:复习第三章金属的晶体结构与结晶一、晶体结构的基础知识1.晶体与非晶体的差不多概念晶体(crystal):物体内部的原子(或分子)在三维空间中，按一定规律作周期性排列的固体。晶体物质所具有的性质：固定的熔点；各向异性等。例如，所有的金属、食盐等。非晶体(non-crystal)的差不多概念：物体内部的原子呈散乱分布，其物理和力学性能各向同性。例如，一般玻璃、松香等。2..晶体学(crystallography)的差不多知识晶格(crystallattice):用以描述晶体中原子排列规律的空间点阵格架。晶胞(unitcell):能完全反映晶格特点的最小几何单元。3.常见的三种晶体结构2.体心立方晶格(body-centercubiclattice)属于体心立方晶格的金属有:钠(Na);钾(K);铬(Cr);钼(Mo);钨(W);钒(V);钽(Ta);铌(Nb);a-铁(a-Fe)等。教案用纸卜面心立方晶格属于面心立方晶格的金属有:金(Au);银(Ag);铜(Cu);铝(Al);镍(Ni);铂(Pt);铅(Pb);Y-铁(Y-Fe)等c.密排六方晶格(c/a=1.633)属于密排六方晶格的金属有：镁(Mg);锌(Zn);镉(Cd);a-钛(a-Ti);铍(Be)等。4.纯金属的晶体结构与特性a.金属键一金属原子间的结合键。b.金属键的差不多特点是电子公有化。c.电子气一当金属原子结合成晶体时，价电子不再被束缚在各个原子上，而是在整个晶体内运动，从而形成电子气。d.金属晶体一失去价电子的金属正离子与组成电子气的自由电子之间产生的静电引力使金属原子结合在一起，从而形成了金属晶体。二、实际金属的体结构与晶体陷1.单晶体与多晶体的差不多概念单晶体(singlecrystal)的特点：晶体由一个晶格排列方位完全一致的晶粒组成。晶体具有各向异性(aeolotropy)。例如:单晶硅、单晶锗等。多晶体(polycrystal)的特点晶体是由许多颗晶格排列方位不相同的晶粒组成。*晶体具有各向同性(isotropy)。例如：常用的金属等。.晶体缺陷(crystaldefect)a.点缺陷(pointdefect)空位(vacancy)•间隙原子(gapatom)置换原子(substitutionalatom)b.线缺陷(linedefect)-…位错(dislocation)螺旋型位错(screwdislocation)刃型位错(bladedislocation)c面缺陷(surface-defect)晶界(grainboundary):晶粒与晶粒之间的界面。亚晶界(sub-boundary):相邻晶粒位向专门小(一样1〜2°)的小角度晶界。.晶体缺陷对金属性能的阻碍•原子的扩散金属的强化固态的相变教学班级: 课程:工程材料及热处理 授课教师:课题：第三章金属的晶体结构与结晶3.3合金的晶体结构教学方法：讲授 教具:教学目标：把握固溶体、金属化合物、机械混合物的结构特点与性能特点八、\。教学重点：能明白得并把握固溶体、金属化合物、机械混合物的结构特点与性能特点。教学难点：固溶体的明白得、分类。要紧教学内容：第三章金属的晶体结构与结晶3.3合金的晶体结构一、差不多概念.合金.组元.相二、合金在固态下的相结构及性能.固溶体(solidsolution).金属化合物(metalliccompound).机械混合物课程回忆:复习第三章金属的晶体结构与结晶3.3合金的晶体结构一、差不多概念.合金.组元.相二、合金在固态下的相结构及性能.固溶体：固溶体的要紧类型及形成条件a.置换固溶体*形成特点：R溶剂"R溶质b.间隙固溶体例如:Fe-C*形成的特点：R溶质/R溶剂＜0.59溶剂A+溶质B=Cbccfccbcc铁素体的晶体结构

2.金属化合物溶剂A+溶质B=Cbcc fcc cph例如：3Fe +C= Fe3c体心 六方 复杂结构金属化合物的要紧类型.正常价化合物(normalcompounds).电子价化合物(electroncompounds).间隙化合物(interstitialcompounds)金属化合物的要紧性能具有一定程度的金属性质，具有较高的熔点，硬度较高，脆性高。3.机械混合物：机械混合物的性能特点取决于组元的相对数量。取决于组成相的大小和形状。具体数值介于组元性能之间。备注

备注教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：实验一、盐类结晶过程的观看教学方法：实验 教具：教学目标：观看金属盐类的结晶过程和结晶方式，建立金属晶体以树枝方式成长的直截了当概念。教学重点：观看金属盐类的结晶过程和结晶方式，建立金属晶体以树枝方式成长的直截了当概念。教学难点：建立金属晶体以树枝方式成长的直截了当概念。要紧教学内容:1观看金属盐类的结晶过程和结晶方式2建立金属晶体以树枝方式成长的直接概念。课程回忆:教案用纸实验一、盐类结晶过程的观看一、实验目的1观看金属盐类的结晶过程和结晶方式2建立金属晶体以树枝方式成长的直截了当概念。二、实验内容观看透亮盐类NH4C1或过程和晶体结构。三、实验仪器、材料.仪器：生物显微镜.材料：NH4C1水溶液四、实验方法和步骤.调整好生物显微镜，选择不大于100倍的放大倍数，装好物镜和目镜，依照光源，调整好反射平面镜和凹镜。.将NH4C1水溶液在酒精灯上加热，使其达到饱和状态。.用吸管将一滴饱和的溶液滴在通过洗净并烘干的玻璃片上，迅速将玻璃片置于生物显微镜样品台上。.转动生物显微镜粗调手轮，提高镜筒，粗略地调整显微镜焦点，再转动微调手轮，调整到视场清晰为止。.集中精力观看溶液在蒸发过程中所产生的结晶现象。.观看一滴溶液全部结晶过程后，重新取一滴连续观看，并用铅笔在预备好的纸上分时期描画结晶过程和结晶组织。教案用纸第3周 总第6次 学时2教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：第三章金属的晶体结构与结晶3.4二元合金相图教学方法：讲授 |教具:教学目标：明白得二元合金相图的建立，把握杠杆定律、以及匀晶相图的分析。教学重点：明白得二元合金相图的建立，能把握杠杆定律、以及匀晶相图的分析。教学难点：能把握杠杆定律、以及匀晶相图的分析。要紧教学内容：第三章金属的晶体结构与结晶3.4二元合金相图一、二元合金相图的建立.建立方法.建立步骤二、匀晶相图.相图分析.合金结晶过程分析.杠杆定理课程回忆:第三章金属的晶体结构与结晶3.4二元合金相图的建立与结晶过程分析一、二元合金相图的建立1.建立方法名称A金属B金属晶格类型bccbcc熔点高低合金1100%0%合金290%10%合金380%20%…•…•..…•…•..…•…•.合金920%80%合金1010%90%合金110%100%2.建立步骤二.相图的建立时间A90705030B

二、匀晶相图.相图分析ab;液相线ah二固相线L:液相区S:固相区L+S:液固共存区A B.合金结晶过程分析

A B3.杠杆定理杠杆定理3.杠杆定理，Qs+Ql=1LaQs+bQt=cQL=(ac/ab)xlOO%Qs=(bc/ab)xlOO%作业：分析匀晶相图，会用杠杆定律。教学班级: 课程:工程材料及热处理 授课教师:课题：第三章金属的晶体结构与结晶3.4二元合金相图教学方法：讲授 |教具:教学目标：能对共晶相图、共析相图分析。教学重点：明白得相图中的成分、组织、性能之间的关系，能对共晶相图、共析相图分析。教学难点：能对共晶相图、共析相图分析。要紧教学内容：第三章金属的晶体结构与结晶3.4二元合金相图一、共晶相图.相图分析.合金结晶过程分析二、共析相图.相图分析.合金结晶过程分析课程回忆:第三章金属的晶体结构与结晶3.4二元合金相图一、共晶相图川川和40戴厘7C用9010b心K100.相图分析2.共晶相图HH*%A 成分.合金结晶过程分析共晶相图Sa+iSa+Sb)Sb十(Sa+Sa+iSa+Sb)Sb十(Sa+Sb)HM1%A X%成分 100%BSA+SB二、共析相图1.相图分析3.共析相图Sa+(Sa+Sb)Sb+(Sa+Sb)Sa+(Sa+Sb)Sb+(Sa+Sb)X%成分作业：能分析共晶、共析相图。教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：第四章铁碳合金4.1铁碳合金的差不多组织4.2铁碳合金相图教学方法：讲授 |教具:教学目标：熟悉铁碳合金中的差不多组织及性能。把握铁碳合金相图的构成。教学重点：能认识并把握铁碳合金的差不多组织及性能，把握铁碳合金相图简图的构成。教学难点：铁碳合金相图简图的构成的把握要紧教学内容：第四章铁碳合金一、铁碳合金的相图的基础知识.铁与碳形成一系列的化合物。.铁碳合金相图组元.差不多组织的结构与性能。二、相图的建立与分析。课程回忆:第四章铁碳合金一、铁碳合金的相图的基础知识.铁与碳形成一系列的化合物。.铁碳合金相图组元铁，渗碳体.差不多组织的结构与性能。铁素体：碳溶于aFe中形成的间隙固溶体。性能：与纯铁相近，强度、硬度较低，塑性韧性较好。奥氏体：碳溶于Y-Fe中形成的间隙固溶体。性能：硬度较低、塑性较好，易于锻压成型。渗碳体：铁与碳形成的金属化合物。性能：硬度专门高、塑性、韧性几乎为零。总第9次总第9次第5周学时2课题：第四章铁碳合金4.2铁碳合金相图教学方法：讲授 |教具:教学目标：会利用简化的铁碳合金相图分析不同成分合金的结晶过程和室温组织，熟悉成分的变化规律。教学重点：会利用简化的铁碳合金相图分析不同成分合金的结晶过程和室温组织。教学难点：会利用简化的铁碳合金相图分析不同成分合金的结晶过程和室温组织，把握相图在生产上的应用。要紧教学内容:第四章铁碳合金4.2铁碳合金相图一、碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的阻碍。二、Fe-Fe3c相图的应用。三、铁碳合金的生产及分类。课程回忆:

教案用纸教案用纸复习第四章铁碳合金一、碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的阻碍。Fe-Fe3c相图五个重要的成份点:P、S、E、C、K。四条重要的线:EF、ES、GS、FK。三个重要转变：包晶转变反应式共晶转变反应式、共析转变反应式。二个重要温度：1148℃、727℃。】.包骷转变反应式:工共品转变反应式Ac工共品转变反应式Ac■ —(人£+FejtC)--Le3.共柝转变反应式士

三、铁碳合金的生产及分类。钢铁的冶炼。钢锭的组织、质量及缺陷。碳素钢的分类、编号及用途。作业：能分析共晶、共析相图。备注教案用纸第5周 总第10次 学时2课题：实验二金属硬度测量教学方法：实验 教具：教学目标：能依照不同金属零件的性能特点，正确选择测定硬度的方法。把握洛氏硬度计的操作方法。教学重点：能依照不同金属零件的性能特点，正确选择测定硬度的方法。把握洛氏硬度计的操作方法。教学难点：能依照不同金属零件的性能特点，正确选择测定硬度的方法。把握洛氏硬度计的操作方法。要紧教学内容:1能依照不同金属零件的性能特点，正确选择测定硬度的方法。2把握洛氏硬度计的操作方法。课程回忆:教案用纸实验二金属硬度测量 备注一、实验目的能依照不同金属零件的性能特点，正确选择测定硬度的方法。把握洛氏硬度计的操作方法。二、实验内容洛氏硬度实验三、实验设备及材料.洛氏硬度计.读数显微镜.试样假设干四、实验步骤及实验方法.将试样稳妥安置在工作台上，注意使试样与台面贴紧，然后顺时针旋转手轮使试样升起至指示器的小指针指于红点。.转动指示器的调整盘使标记B或C对准大指针。.将操纵手柄向后推倒，加上总载荷，直至指示器大指针运动显著的变慢直到停顿后，保留载荷约10秒，再将手柄扳回，以卸除主载荷。.按指示器的大指针的刻度线读取读数。五、本卷须知.试样的厚度应不小于10倍印痕的深度。.每个试样的试验次数一样为三次，取平均值。教案用纸第6周 总第11次 学时2教学班级: 课程:工程材料及热处理 授课教师:课题：实验三金相试样的制备教学方法：实验 教具：教学目标：了解金相显微镜的差不多原理、构造和应用。把握试样制作过程和差不多方法。教学重点：了解金相显微镜的差不多原理、构造和应用。把握试样制作过程和差不多方法。教学难点：了解金相显微镜的差不多原理、构造和应用。把握试样制作过程和差不多方法。要紧教学内容:.了解金相显微镜的差不多原理、构造和应用。.把握试样制作过程和差不多方法。课程回忆:教案用纸实验三金相试样的制备 备注一、实验目的了解金相显微镜的差不多原理、构造和应用。把握试样制作过程和差不多方法。二、实验内容.对试样进行腐蚀，并用显微镜观看显微组织，绘出组织示意图。.观看其他同学的试样的纤维组织。三、实验仪器和材料.仪器台式金相显微镜、金相预磨机、抛光机、吹风等。.材料45钢试样，各号金相砂纸、腐蚀剂：4%硝酸酒精。四、实验步骤和方法.取样：依照被检验金属材料和零件的特点、加工工艺及研究目的进行选择。.磨制：粗磨：试样用砂轮机磨平，同时冷却水冷却，在试样边缘导角。细磨：按砂纸从01、02、03、04、05、06、07等几种，每换一种砂纸将试样转动90度再磨。3抛光抛光的目的是排除试样磨面的细微磨痕，直到试样磨面呈光亮而无磨痕的镜面为止。

.腐蚀经抛光的试样磨面在显微镜下的反光能力是一样的看不到的金属内部的组织，必须通过腐蚀。化学腐蚀：一样碳钢及铸铁所用的腐蚀剂为3〜5%硝酸酒精溶液。腐蚀方法：将差不多抛光好的试样磨面先用清水洗洁净，再放到腐蚀剂里10~15s即可。.在金相显微镜上观看组织。备注教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：实验四、铁碳平稳组织的观看教学方法：实验 教具：教学目标：观看铁碳合金在室温下的平稳态纤维组织。分析其组织特点，加深明白得。教学重点：观看铁碳合金在室温下的平稳态纤维组织。分析其组织特点，加深明白得。教学难点：观看铁碳合金在室温下的平稳态纤维组织。分析其组织特点，加深明白得。要紧教学内容:.合金在室温下的平稳态纤维组织。.分析其组织特点，加深明白得。课程回忆:实验四、铁碳平稳组织的观看一、实验目的.合金在室温下的平稳态纤维组织。.分析其组织特点，加深明白得。二、实验内容观看分析白口铁和碳钢的组织，画出组织示意图铁素体.铁素体:是碳溶在Y-Fe中的一种间隙固溶体用符号F表示.由于Fe是体心立方晶格，原子间隙较小，因而溶碳能力小，在室温下仅溶碳0.006%-0.008%,在727度时，溶碳量可达0.0218%.碳溶于a-Fe时碳原子可能存在的位置如图5-3所示.由于铁素体的溶碳量小，它的组织和性能几乎和纯铁的相同.奥氏体奥氏体:是碳溶在Y-Fe中的一种间隙固溶体用符号A表示.Y-Fe为面心立方晶格，它的原子间隙比a-Fe稍大，因而其溶碳能力比a-Fe也大，在727度时，溶碳量为0.77%,到1148度时可到最大溶碳量2.11%.奥氏体为无磁性,通常存在于高温（727度以上），它塑性好,变形抗力小,易于锻造成型.也是不规那么的多边形晶粒.

渗碳体渗碳体是铁和碳的金属复合物（Fe3C）.其含碳量为6.69%.它具有复杂的晶体结构，如图2-14所示，属于复杂结构的间隙化合物，没有同素异够转变，它的硬度专门高，约为800HBW塑性和冲击韧性专门差（6、0,aK、0）,渗碳体硬而脆，强度专门低，但耐磨性好.假如它以细小片状或粒状分布在软的铁素体基体上时，起弥散强化作用,对钢的性能有专门大阻碍,Fe3c是一个亚稳固的化合物，在一定温度下可分解为铁和石墨，即：Fe3c f 3Fe+C（石墨）三、实验仪器与材料.金相显微镜.画出差不多制备好的各种平稳组织试样的金相图谱。四、实验方法观看各种平稳组织试样，依照试样的材料、热处理状态，对比金相图谱，并识别其组织。备注教学班级: 课程:工程材料及热处理 授课教师:课题：复习课教学方法：随堂练习 教具:教学目标：把握材料生产差不多常识，金属的力学性能指标，金属晶体结晶规律和二元合金相图。教学重点：会利用二元相图知识分析铁碳合金相图。教学难点：会利用二元相图知识分析铁碳合金相图，及铁碳合金相图在生产上的应用。要紧教学内容:复习内容一钢铁材料生产二金属力学性能三金属晶体结构与结晶四二元合金相图五铁碳合金课程回忆:复习 备一钢铁材料生产 、、目前，炼钢的方法要紧有转炉、电炉和平炉三种。在那个地点，我们注只简单介绍现在被广泛采纳的比较先进的氧气顶吹转炉炼钢法。氧气顶吹转炉炼钢设备。按照配料要求，先把废钢等装入炉内，然后倒入铁水，并加入适量的造渣材料〔如生石灰等〕。加料后，把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气〔纯度大于99%的高压氧气流〕，使它直截了当跟高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。用纯氧代替空气能够克服由于空气里的氮气的阻碍而使钢质变脆，以及氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，预备出钢。出钢时使炉体倾斜，钢水从出钢口注入钢水包里，同时加入脱氧剂进行脱氧和调剂成分。钢水合格后，能够浇成钢的铸件或钢锭，钢锭能够再轧制成各种钢材。氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气，它的要紧成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此，必须加以净化回收，综合利用，以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒能够用来炼钢；一氧化碳能够作化工原料或燃料；烟气带出的热量能够副产水蒸气。此外，炼钢时，生成的炉渣也能够用来做钢渣水泥，含磷量较高的炉渣，可加工成磷肥，等等。氧气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快、炼出的钢种较多、质量较好，以及建厂速度快、投资少等许多优点。但在冶炼过程中差不多上氧化性气氛，去硫效率差，昂贵的合金元素也易被氧化而损耗，因而所炼钢种和质量就受到一定的限制。

二金属力学性能弹性、塑性、韧性、强度、硬度和疲劳强度等。备注名称量的符号单位符号含义强度指金属在外力作用下，抗击塑性变形和断裂的能力强度弹性〔1〕抗拉强度6bMPa金属试样拉伸时，在拉断前所承担的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度6b=Pb/Fo式中Pb一试样拉断前的最大负荷〔N〕Fo---试样原横截面积〔mm2〕⑵抗弯强度6bbMPa试样在位于两支承中间的集中负荷作用下，使其折断时，折断截面所承担的最大压力对圆试样：6bb=8PL/nd3对矩形试样：6bb=3PL/2bh2式中P----试样所受最大集中载荷〔N〕L——两支承点间的跨距〔mm〕d---圆试样截面之外径〔mm〕b---矩形截面试样之宽度〔mm〕h一矩形截面试样之高度〔mm〕

三金属晶体结构与结晶见习题四二元合金相图相图分析〔相图三要素〕〔1〕点：纯组元熔点；最大溶解度点；共晶点〔是亚共晶、过共晶合金成分分界点〕等。〔2〕线：结晶开始、终止线；溶解度曲线；共晶线等。〔3〕区：3个单相区；3个两相区；1个三相区。五铁碳合金见习题备注教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：第六章钢的热处理〔1〕教学方法：讲授 教具：教学目标：了解热处理差不多原理，熟知热处理差不多过程。教学重点：把握热处理的差不多方法，熟悉钢在加热和冷却时的组织转变过程。教学难点：明白得并熟悉钢在加热和冷却时的组织转变过程。要紧教学内容：一、热处理基础知识二、钢在加热时的组织转变.转变温度.奥氏体的形成.奥氏体晶粒度及对力学性能的阻碍三、钢在冷却时的组织转变.钢在热处理时的冷却方式.过冷奥氏体的等温冷却转变.过冷奥氏体的连续冷却转变课程回忆：

复习铁碳合金相图的组成及意义第六章钢的热处理一、热处理基础知识热处理的定文:热处理的定文:士，地处理的主要H的：也受纲的性能,团巍理的应用色国婢E个制造业.&热就风的分类广晋地了退出正火； 品热处理七阵火;回火；「熟R地处用, 「表面裨火彳表面 ［火燃加I黑斯热界火化学工海掳；推私:热处理1襄期井海：二、钢在加热时的组织转变1.转变温度GS料二鸵2.奥氏体的形成3.奥氏体晶粒度及对力学性能的阻碍奥氏体晶粒度：1〕起始晶粒度:珠光体刚刚转变成奥氏体的晶粒大小。2〕实际晶粒度:热处理后所获得的奥氏体晶粒的大小。3〕本质晶粒度:度量钢本身晶粒在930c以下，随温度升高，晶粒长大的程度。钢的本质晶粒度示意图奥氏体晶粒大小对钢的力学性能的阻碍1〕奥氏体晶粒平均细小，热处理后钢的力学性能提高。2〕粗大的奥氏体晶粒在淬火时容易引起工件产生较大的变形甚至开裂。三、钢在冷却时的组织转变.钢在热处理时的冷却方式-I.过冷奥氏体的等温冷却转变建立共析钢过冷奥氏体等温冷却转变曲线----TTT曲线（C曲线）T---timeT---temperatureT---transformation共析碳铜TTT曲线建立过程示意图1/IIIPMH 时间（劝珠光体型（P）转变（A1〜550℃）贝氏体型（B）转变（550〜230℃）马氏体型（M）转变（230〜-50℃）.过冷奥氏体的连续冷却转变共析碳网CGT曲线建立过程示意图水冷Vl油冷时间（lgT）学时学时2授课教师:教案用纸第8周 总第15次教学班级： 课程:工程材料及热处理课题：第六章钢的热处理〔2〕教学方法：讲授 教具:教学目标：熟练应用C曲线分析钢在不同温度区间内等温转变产物的组织与性能。教学重点：把握等温转变曲线在连续冷却转变中的应用。教学难点：把握各种热处理工艺特点，各种热处理方法在实际生产中的应用。要紧教学内容：3.工艺参数钢的一般热处理工艺4.应用范畴〔一〕钢的退火〔三〕钢的淬火1.定义1.定义2.目的2.目的3.工艺参数3.工艺参数4.应用范畴〔二〕钢的正火4.应用范畴1.定义2.目的课程回忆:

教案用纸复习钢的一般热处理工艺一样零件生产的工艺路线：〔一〕钢的退火.定义：把零件加温到临界温度以上30〜50c保温一段时刻，然后随炉冷却。.目的：排除应力;降低硬度;细化晶粒;平均成分;为最终热处理作好组织预备。「普通退火犷散退火球化退火L等温退火普通球化

退火等温球化

退火「再结晶退火低祖退火L去应力退火G2a4ato.ri.(j1.?i.-i14J.X1QD热处理后的组织：原始组织〔二〕钢的正火.定义：把零件加温到临界温度以上30〜50c保温一段时刻,然后在空气中冷却。.目的：排除应力;调整硬度;细化晶粒;平均成分;为最终热处理作好组织预备。.工艺参数：亚共析钢AC3+30〜50共析钢Ac1+30〜50热处理后的组织:S(Wc=0.6〜1.4%)；S+F(Wc<0.6%)4.应用范畴：a预备热处理:调整低、中碳钢的硬度；排除过共析钢中的Fe3CII。b最终热处理:用于力学性能要求不高的一般零件。〔三〕钢的淬火.定义：把零件加温到临界温度以上30〜50c保温一段时刻,然后快速冷却(水冷)。.目的：为了获得马氏体组织，提高钢的硬度和耐磨性。.工艺参数：淬火加热时间IT）的淬火加热时间IT）的选择才工件有效厚度I尺寸最小部位J装将量有关系数一般K=1~1,5熏热聚数,与钢种及加热介质有关亚共析钢AC3+30〜50共析钢.应用钢的淬硬性定义:是指钢在淬火后所能达到的最高硬度。阻碍钢的淬硬性的因素:要紧取决于马氏体的含碳量。学时2总结：本节课熟练应用C学时2总第16次教学班级: 课程:工程材料及热处理 授课教师:课题：第六章钢的热处理〔3〕教学方法：讲授 教具:教学目标：熟练应用C曲线分析钢在不同温度区间内等温转变产物的组织与性能教学重点：把握等温转变曲线在连续冷却转变中的应用。各种热处理方法在实际生产中的应用。钢的表面热处理工艺一、表面淬火二、化学热处理各种热处理方法在实际生产中的应用。钢的表面热处理工艺一、表面淬火二、化学热处理要紧教学内容:钢的一般热处理工艺〔四〕钢的回火.定义.目的.工艺参数.应用范畴课程回忆:

复习上节内容。钢的一般热处理工艺〔四〕钢的回火.定义：把淬火后的零件重新加温到A1线以下某个温度，保温一段时刻，然后冷却到窒温。.目的：排除淬火应力,降低脆性;稳固工件尺寸;调整淬火零件的力学性能。.工艺参数：淬火+高温回火=调质处理回火由氏体组织金相图1日支屈及仲如织金相传回火马氏体组织金相图回火由氏体组织金相图1日支屈及仲如织金相传回火马氏体组织金相图钢的表面热处理工艺工艺的核心:使零件具有''表硬里韧〃的力学性能。一.表面淬火.定义：是一种不改变钢表层化学成分，但改变表层组织的局部热处理工艺。.工艺特点:通过快速加热使钢的表层奥氏体化，然后急冷，使表层形成马氏体组织,而心部仍保持不变。.表面淬火用钢：选用中碳或中碳低合金钢。40、45、40Cr、40MnB等。.表面淬火加工的方法:感应加热（高、中、工频）、火焰加热、电接触加热法等。二.化学热处理.定义：将零件置于一定的化学介质中，通过加热、保温，使介质中一种或几种元素原子渗入工件表层，以改变钢表层的化学成分和组织的热处理工艺。.化学热处理的差不多过程：分解：化学介质在高温下开释出待渗的活性原子。吸取：活性原子被零件表面吸取和溶解。扩散：活性原子由零件表面向内部扩散，形成一定的扩散层。.化学热处理进行的条件：渗入元素的原子必须是活性原子，而且具有较大的扩散能力。零件本身具有吸取渗入原子的能力，即对渗入原子有一定的溶解度或能与之化合，形成化合物。.化学热处理的种类：渗碳；渗氮；碳氮共渗；渗硼；渗铝；渗硫；渗硅；渗铬等。1.钢的渗碳固体法碳法小意图'L借隈假法＜1固体法碳法小意图'L借隈假法＜1、意怛2.钢的渗氮3.钢的碳氮共渗一氰化处理第9周 总第17次 学时2教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：实验五钢的热处理实验教学方法：实验 教具：教学目标：把握热处理的差不多操作方法。研究热处理后材料的硬度与机械性能的关系。了解钢通过热处理后的显微组织。教学重点：把握热处理的差不多操作方法。研究热处理后材料的硬度与机械性能的关系。了解钢通过热处理后的显微组织。教学难点：把握热处理的差不多操作方法。研究热处理后材料的硬度与机械性能的关系。了解钢通过热处理后的显微组织。要紧教学内容:.制定常用材料的热处理工艺方案。.进行热处理操作。.测定热处理后硬度。.观看金相组织。.画出冷却曲线及转变产物及性能。课程回忆:教案用纸实验五钢的热处理实验一、实验目的.把握热处理的差不多操作方法。.研究热处理后材料的硬度与机械性能的关系。.了解钢通过热处理后的显微组织。二、实验内容.制定常用材料的热处理工艺方案。.进行热处理操作。.测定热处理后硬度。.观看金相组织。.画出冷却曲线及转变产物及性能。三、实验仪器箱式电炉和控温外表洛氏硬度计、金相显微镜、一组试样四、实验方法1、1.1、依照铁碳相图来确定。如：关于亚共析钢，合适的淬火加热温度为AC3+30〜50℃，淬火后的组织为平均细小的马氏体。假如加热温度不足〔低于AC3〕，那么淬火组织中将显现铁素体，造成淬火后硬度不足。对共析钢和过共析钢，合适的淬火加热温度为AC1+30〜50℃，淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体。未溶的二次渗碳体能够提高钢的硬度和耐磨性。过高的加热温度〔高于Accm〕，会因为等到粗大的马氏体和过多的残余奥氏体而导致硬度和耐磨性下降，脆性增加，因为过共析钢含碳量高，加热到Accm以上时，碳化物全部溶解，使奥氏体晶粒易于长大。同时，奥氏体内的含碳量越高，那么淬火后的马氏体量越少残余奥氏体越多。2.钢的硬度取决于钢的含碳量及热处理，同一种钢在退火后的硬度最低，正火后硬度增高，而淬火后硬度最高。在实际生产中，工件热处理后的质量检查一样差不多上通过硬度检验来实现的。因为硬度与其它机械性能之间存在着一定关系，因此，即可通过查表或公式进行换算，又可不必损坏试样。淬火介质冷却速度℃/秒650~550℃300~200℃18℃的水60027020℃的水50027050℃的水10027074℃的水3020010%Nacl水溶液18℃110030010%NaoH水溶液18℃120030010%Na2CO3水溶液18℃800270肥皂水30200矿物油15030变压器油12025表2常用淬火介质的冷却能力五、本卷须知.工作中要注意安全，做到文明生产，工作场所不打闹嬉戏。.工作场所要穿戴工作服，女同学要戴工作帽。.工作时要防止烫伤。.在工作中注意把握工具、仪器外表的使用方法，防止不正常损坏。教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：实验六钢的不平稳组织观看教学方法：实验 教具：教学目标：通过对淬火、回火的组织观看，认识热处理后组织的形状特点。教学重点：通过对淬火、回火的组织观看，认识热处理后组织的形状特点。教学难点：通过对淬火、回火的组织观看，认识热处理后组织的形状特点。要紧教学内容:.观看热处理后的金相组织。.画出组织示意图。课程回忆:实验六钢的不平稳组织观看 备一、实验目的通过对淬火、回火的组织观看，认识热处理后组织的形状特点。二、实验内容 注.观看热处理后的金相组织。.画出组织示意图。三、实验仪器金相显微镜、一组试样四、实验观看钢经热处理后的差不多组织共析钢连续冷却后的组织如图5-5所示。45钢正常淬火〔AC3+30〜50℃〕后的显微组织是细针状马氏体和微量残余奥氏体。45钢不完全淬火〔AC1与AC3之间〕后的显微组织是马氏体和铁素体。在显微镜中观看到的是：在呈暗色针状马氏体差不多上分布着白色块状铁素体。45钢正火〔AC3+30〜50℃空冷〕后的显微组织是铁素体和索氏体。45钢在正常淬火温度加热，然后在油中冷却，由于冷却速度不足〔V冷＜VK］，得到的组织是马氏体和部分屈氏体〔或混有少量贝氏体〕T10钢正常淬火〔AC1+30〜50℃〕后的显微组织是针状马氏体和二次渗碳体〔呈亮白色晶体〕。T10钢过热淬火〔Accm以上〕后的显微组织是粗大马氏体和15〜30%的残余奥氏体〔成白亮色，存在于马氏体针之间〕。T10钢淬火后再经150〜250℃低温回火，其显微组织是回火马氏体和未溶碳化物及残余奥氏体。45钢淬火后再经500〜650℃高温回火〔常称作调质处理〕其显微组织是回火马氏体。45钢淬火后再经350〜500c中温回火，其显微组织是回火屈氏体。要求:1〕、实验前认真阅读实验指导书2〕、制定完热处理工艺规范后要经老师检查合格后才能分组进行热处理操作。3〕、当温度达到设计温度后〔可从控温外表上读出〕，开始运算保温时刻。保温时要注意控温外表是否正常，发觉问题及时报告老师。4〕、淬火冷却时，应迅速地将试样放入水中或油中，并不停地搅动试样。注意不要将试样露出液面。5〕、淬火后的样品用砂布磨掉氧化皮，然后测定硬度值。同时将本次实验的全部硬度值记录在实训报告上。6〕、需要回火的组样品在淬火后要进行回火操作。7〕、完成全部热处理操作后，观看热处理的显微组织。8〕、依照显微镜中组织的特点，画出热处理后显微组织示意图。教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：第五章碳钢第七章低合金钢与合金钢（1）教学方法：讲授 I教具:教学目标：把握铁碳合金的生产及分类和合金钢的基础知识。教学重点：把握铁碳合金的生产及分类教学难点：把握合金钢的基础知识。要紧教学内容：铁碳合金的生产及分类一、钢锭的组织、质量及缺陷.有益元素.有害元素：.气体元素：二、碳素钢的分类、编号及用途.碳素钢的分类.碳素钢的编号及用途合金钢的基础知识一、合金元素对钢的组织和性能的阻碍.合金元素与铁和碳的作用.合金元素对Fe-Fe3c相图的阻碍.合金元素对钢的热处理的阻碍课程回忆:教案用纸复习 备注铁碳合金的生产及分类一、钢锭的组织、质量及缺陷杂质元素对钢的质量和性能的阻碍.有益元素Si一有专门强的固溶强化作用，能脱氧。Mn—脱氧、去硫，提高钢的强度和硬度。.有害元素：P一有专门强的固溶强化作用,低温韧性差（冷脆）。S—能引起钢在热加工时或高温工作下开裂（热裂）。.气体元素：N：钢中过饱和N在常温放置过程中会发生时效脆化。加Ti、V、Al等元素可排除时效倾向。O：钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源。H：原子态的过饱和氢时将降低韧性，引起氢脆。当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生专门高内压，形成微裂纹，其内壁为白色，称白点或发裂。二、碳素钢的分类、编号及用途2.1碳素钢的分类1按碳的质量分数分类：低碳钢:WcW0.25%中碳钢:0.25%WWcW0.6%高碳钢:Wc>0.6%2按钢的质量分类：碳素钢：Wp=(0.035%〜0.045%)；Ws=(0.035%〜0.050%)优质碳素钢：Wp=0.035%；Ws=(0.030%〜0.035%)高级优质碳素钢：WpW0.030%；Ws=(0.020%〜0.025%)3按钢的用途分类：碳素结构钢：用于制造各种机械零件、工程构件。一样为低、中碳钢。碳素工具钢：用于制造各种工具。一样为高碳钢。2.2碳素钢的编号及用途.碳素结构铜：Q235—A-£r一匚沸腌钢△等级235MPa屈服强度2.优质碳素结构钢45---Wc=45%00较高锰质量分数的优质碳素结构钢45Mn---Wc=45%00;WMn=0.7%〜1.0%

3,碑素工Fl3,碑素工Fl钢工121询统优质। *Wc=12%i.■碳素工具钢Z(；211(1--Mil)■口“妾4W)MPh.n铸钢合金钢的基础知识一、合金元素对钢的组织和性能的阻碍.合金元素与铁和碳的作用a溶于基体中形成合金F或合金Ab与碳作用形成合金碳化物.合金元素对Fe-Fe3c相图的阻碍a扩大奥氏体区的合金元素Mn元素对奥氏体区的阻碍b缩小奥氏体区的合金元素Cr元素对奥氏体区的阻碍c改变共晶点和共析点参数的元素合金元素对S点成分的阻碍合金元素对A1线的阻碍.合金元素对钢的热处理的阻碍a加热时对奥氏体形成的阻碍b对过冷奥氏体转变的阻碍c对回火转变的阻碍小结：本课程重点把握铁碳合金的生产及分类和合金钢的基础知识。第10周 总第20次 学时2教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：第七章低合金钢与合金钢（2）教学方法：讲授 |教具:教学目标：通过讲授使学生把握合金化的差不多原理及合金钢的分类,编号.教学重点：Me在钢中作用的差不多规律及钢的分类与编号.教学难点：Me在钢中作用的差不多规律及钢的分类与编号.要紧教学内容:二、合金工具钢.二、合金工具钢.合金刃具钢.合金模具钢.合金量具钢.一般低合金钢.合金渗碳钢.合金调质钢.弹簧钢.滚动轴承钢.易切削钢课程回忆：复习一、合金结构钢.一般低合金钢化学成分：碳素结构钢+合金元素主加合金元素:Mn1.8%以内。辅加合金元素:V、Ti、Nb、B。睥号:Q345€—MPa・屈服强度应用：Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。.合金渗碳钢对渗碳钢的性能要求:表硬里韧对渗碳钢的含碳量的要求:低碳渗碳钢的热处理特点：渗碳一一淬火+低温回火(180〜200℃).合金调质钢调质钢一样指通过调质处理后使用的碳素结构钢和合金结构钢.对调质钢零件的性能要求为”具有良好的综合机械性能”.因此，调质钢的含碳量一样在0.25%-0.50%之间,属于中碳钢.碳量过低,同时为了提高钢的淬透性和保证强度，韧性.通常加入Cr,Ni,Si,Mn,B及少量的MO,V,Al等合金元素.调质钢的热处理通常为淬火后高温回火.常用钢种有40,40Cr,30CrMnSi,40CrNiMo等..弹簧钢弹簧钢是用来制造弹簧等弹性元件的钢.依照其使用条件，要求其具有较高的弹性极限和屈强比，较高的疲劳强度，一定的塑性韧性.因此，碳素弹簧钢的含碳量为0.60%-0.90%,合金弹簧钢的含碳量为0.40%-0.70%.合金弹簧钢的主加合金元素是Si(<3%),Mn(<1.3%),Cr(约1%).以保证力学性能和工艺性能.依照弹簧钢的加工成型状态不同，弹簧分为热成型弹簧与冷成型弹簧.热成型弹簧的具体制造过程是先将剪断的钢材加热至高温状态(约高出淬火温度50-80度),趁热来卷弹簧或折叠成所需形状，然后进行淬火与中温回火.冷成型弹簧钢通常都采纳多次冷拉的方法制成弹簧钢丝，然而在冷拉前要对钢料先进行淬铅处理，随后再进行总变形量达到80%-90%的多次冷拉，直到成品弹簧所要求的尺寸.用这种钢丝卷成弹簧后，只需进行低温去应力退火.常用钢种有65,55Si2Mn,60Si2CrV..滚动轴承钢用于制作滚动轴承的内外套圈及滚动体的钢，称为滚动轴承钢,对滚动轴承钢的性能要求为，高的弹性极限和接触疲劳强度,高而平均的硬度和耐磨性，足够的韧性和淬透性，同时具有一定的抗蚀能力；止匕外,对钢的纯度(非金属夹杂物等)，组织平均化,碳化物分布状况以及脱碳程度等都有严格的要求.因此，滚动轴承钢的含碳量为0.95%-1.15%,钢的要紧元素是比(<1,65%),辅助元素有Si,Mn.滚动轴承钢的热处理工艺要紧为球化退火，淬火和低温回火.常钢种有GCr15,GCr15SiMn。6.易切削钢再钢中附加一种或某几种元素，使它成为容易被切削加工的钢，这类钢称为易切钢.目前常用的附加元素有硫，铅，钙，磷等.备注第11周 总第21次 学时2教学班级: 课程:工程材料及热处理 授课教师:课题：第八章铸铁教学方法：讲授 教具:教学目标：通过讲授使学生把握铸铁的分类，铸铁中的石墨形状及铸铁的石墨化过程.教学重点：铸铁的石墨化过程教学难点：铸铁的石墨化过程要紧教学内容：一:铸铁的化学成分二:铸铁的石墨化：三：阻碍石墨化过程的因素四:铸铁的性能课程回忆:复习 备一:铸铁的化学成分铸铁是含碳量大于2.1%的铁碳合金，与钢相比,不仅含C和注Si较多，而且含杂质元素S,P也较多.二:铸铁的石墨化：1：碳在铸铁中的存在形式和铁碳合金的双重相图.碳含量超过在a-Fe,y-Fe中的溶解度后，剩余的碳能够有两种存在方式:渗碳体和石墨.在通常情形下，铁碳合金是按铁-渗碳体系（即:Fe-Fe3C）进行转变，然而,渗碳体实际上是一个亚稳固相，在一定条件下能够分解为铁基固溶体和石墨，因此，铁-石墨系是更稳固的状态.因此反映铁碳合金结晶过程和组织转变规律的状态图便有两种:Fe-Fe3c（亦称亚稳固系）状态图和Fe-石墨（亦称稳固系）状态图.如图8-1所示.图中虚线均位于实线的上方或左上方，说明Fe-石墨系比Fe-Fe3c系稳固;而且在Fe-石墨系中,碳在液态，奥氏体和铁素体中的溶解度较在Fe-Fe3c系中的溶解度较小；同时，奥氏体-石墨共晶温度比奥氏体-渗碳体共晶温度高，铁素体-石墨共析温度比铁素体-渗碳体共析温度高.2:铸铁的石墨化过程铸铁中石墨的形成过程称为石墨化过程.依照铁合金双重状态图，铸铁的石墨化过程可分为三个时期.第一时期，液相至共晶结晶时期.即Lf（1154度）A+G.Fe3Cf八十6第二时期，共晶至共析转变之间时期.即AfGn,Fe3CIIf八十6第三时期,共析转变时期.即AfF+GFe3CfF+G三：阻碍石墨化过程的因素1：铸铁的化学成分对石墨化的阻碍①碳和硅:碳和硅差不多上强烈促进石墨化的元素.②锰:锰是阻碍石墨化的元素.它能溶于铁素体和渗碳体中，其固碳的作用，从而阻碍石墨化.③硫:硫是有害元素，阻碍石墨化并使铸铁变脆.④磷:磷是一个促进石墨化不显著的元素.2:冷却速度对石墨化过程的阻碍

一样来说,铸铁冷却速度越慢,越有利于按照Fe-石墨稳固系状态图进行结晶与转变，充分进行石墨化；反之，那么有利于Fe-Fe3c亚稳固系状态图进行结晶与转变,最终获得白口铸铁.三:铸铁的分类1:依照铸铁在结晶过程中石墨化程度不同的分类.依照铸铁中的碳在结晶过程中析出形状以及凝固后其断口颜色的不同，铸铁可分为三大类：白口铸铁一一碳除少量溶于铁素体外，其余全部以化合态的渗碳体析出，凝固后断口呈白亮的颜色，故称为白口铸铁.麻口铸铁一一碳既以化合态的渗碳体析出，又以游离态的石墨析出，凝固后断口夹杂这白亮的渗碳体和暗灰的石墨，故称为麻口铸铁.灰口铸铁一一碳大部分以游离状态的石墨析出，凝固后断口呈暗灰色，故称为灰口铸铁.2:依照铸铁中石墨结晶体状态的分类.按6形状分：一般灰铸铁石墨为片状；(2)孕育铸铁一一石墨为细小片状；(3)可锻铸铁一一石墨为团絮状；(4)球墨铸铁一一石墨为球状；(5)蠕墨铸铁一一石墨为蠕虫状.四:铸铁的性能铸铁的抗拉强度，塑性和韧性要比碳钢低.一样说来，始末数量愈少，形状愈接近球形，那么铸铁的强度，塑性及韧性愈高.石墨的存在尽管降低了铸铁的力学性能，但却给予铸铁为许多钢件所不及的性能：①优良的铸造性能②良好的切削加工性③较好的耐磨性和减振性④较低的缺口敏锐性第11第11周总第22次学时2教学班级: 课程:工程材料及热处理 授课教师:课题：第八章铸铁第九章非铁金属教学方法：讲授 教具:教学目标：通过讲授使学生把握常用铸铁的种类,石墨的形状,特点及应用.教学重点：常用铸铁的特点及应用教学难点：常用铸铁的特点及应用要紧教学内容:一:灰铸铁二:可锻铸铁三:球墨铸铁四：蠕墨铸铁五:耐热铸铁六:耐蚀铸铁课程回忆:复习 备1:灰铸铁的成分和组织灰铸铁是石墨呈片状分布的铸铁,是应用最为广泛的一类铸铁.灰铸铁的成分一样范畴为：2.50%-4.00%C,1.00%-3.00%Si,0.40%-1.30%Mn,S<0.12%,P<0.4%.注灰铸铁的组织是由片状石墨和金属基体组成.金属基体依共析时期石墨化进行的程度不同,可分为铁素体,铁素体+珠光体和珠光体三种.灰铸铁中石墨类型一样分为六种，即A,B,C,D,E,F六种类型,如图8-4所示.2:灰铸铁的牌号，性能和用途.①灰铸铁的牌号与机械性能指标.我国灰铸铁的牌号用“灰铁”二字的汉语拼音的第一个大写字母“HT”和一组数字表示，数字表示抗拉强度（单位为Mpa）.②灰铸铁的组织对性能的阻碍.灰铸铁的组织由金属基体和片状石墨组成.其性能取决于金属基体和片状石墨的数量,大小和分布.③灰铸铁的铸造性能.灰铸铁具有熔点低（约为1200度），流淌性好，铸造收缩率小（一样从铁水注入铸型到凝固冷却至室温其收缩率约为0.5%-1%）,铸件内应力小，易于铸造成型.二:可锻铸铁可锻铸铁是先将铁水浇注成白口铸铁,然后通过石墨化退火，使游离渗碳体发生分解形成团絮状石墨的一种高强度灰口铸铁.常用可锻铸铁的化学 成 分 范 畴为：2.4%-2.7%C,1.4%-1.8%Si,0.5%-0.70%Mn,<0.08%P,<0.25%S,<0.06&Cr,另外加少量的孕育剂铝和铋.1：石墨化可锻铸铁（又称黑心可锻铸铁）.石墨化可锻铸铁是由白口铸铁经长时刻石墨化退火而制得得，在退火过程中要紧是发生石墨化.2:脱碳可锻铸铁（又称白心可锻铸铁）.脱碳可锻铸铁是白口铸铁在长时刻退火过程中，由于只要是发生氧化脱碳过程，故经退火后其正常的组织应该是铁素体基体加极少量的团絮状石墨.3:可锻铸铁的牌号,性能及用途.可锻铸铁的机械性能除与石墨团的形状，大小，数量和分布有关外，还与金属基体的组织有专门大关系.铁素体基体可锻铸铁具有一定的强度和较高的塑性与韧性，要紧用作承担冲击和振动的铸件，珠光体基体可锻铸铁具有高的强度，硬度和耐磨性以及一定的塑性，韧性，要紧用于要求高强度，硬度，耐磨的铸件.我国可锻铸铁的牌号用“可铁"两字汉语拼音的第一个大写字母"KT”表示，随后加两组数字分别表示最低抗拉强度(单位为Mpa)和最低延伸率(%).三:球墨铸铁石墨呈球状分布在基体上的灰口铸铁称为球墨铸铁.1:球墨铸铁的组织特点：球墨铸铁的组织是由球状石墨和金属基体所组成的.铸件经正火或退火后球墨铸铁的基体组织有珠光体，珠光体+铁素体和铁素体.2:球墨铸铁的组织成分特点：球墨铸铁的化学成分的特点是：碳，硅含量较高，锰，磷及硫含量低，并含有残留的球化剂镁和稀土元素.碳,硅,锰,磷,硫五元素仍旧是要紧成分.3:球墨铸铁的组织性能特点：球墨铸铁的力学性能与球状石墨的形状，大小和分布有关.通常石墨球越圆整，直径越小，分布越平均，那么球墨铸铁的力学性能越高.四:蠕墨铸铁蠕墨铸铁的显微组织由蠕虫状石墨加基体组成，其基体组织与球墨铸铁相似，在铸态下一样差不多上珠光体和铁素体的混合基体，通过热处理或合金化才能获得铁素体或珠光体基体.由于蠕虫状石墨对基体的性能有专门好的作用，故蠕墨铸铁是一种综合性能良好的铸铁材料，其力学性能阶于球墨铸铁和灰铸铁之间.蠕墨铸铁的牌号以RuT表示，"RuT"是"蠕铁”二字的拼音字首,所跟的数字表示最低抗拉强度.五:耐热铸铁在高温下工作的铸铁，要求具有良好的耐热性，应采纳耐热铸铁.铸铁的耐热性要紧是指它在高温下抗氧化和抗生长的能力.为了提高铸铁的耐热性，可向铸铁中加入硅，铝，铬等元素,在铸件表面形成一层致密的氧化物,如SiO,AlO,CrO等,爱护内层不再连续氧化. 22323六:耐蚀铸铁耐蚀铸铁是指在腐蚀介质中工作的具有耐蚀能力的铸铁.提高铸铁的耐蚀性的途径要紧靠加入大量的Si,Al,Cr,Ni,Cu等元素，以提高铸铁基体组织的电位，并使铸铁表面形成一层致密的爱护性氧化膜.止匕外，铸铁中的碳或石墨含量应尽量降低，其金相组织最好是具有单相的基体加孤立分布的球状石墨组织.七:耐磨铸铁耐磨铸铁可分为减磨铸铁和抗磨铸铁两类.1:减磨铸铁：这是指润滑条件下工作的耐磨铸铁，如机床导轨，活塞环,气缸套,滑块,滑动轴承等.其组织为在软基体上嵌有硬的组成相.2:抗磨铸铁：这是指在无润滑的干摩擦及抗磨粒磨损条件下工作的铸铁,如轧辊，犁钾，球磨机磨球.衬板，煤粉机锤头等.这类铸铁的组织应具有平均的高硬度，以承担在专门大载荷下的严峻磨损.第12周 总第23次 学时2教学班级: 课程:工程材料及热处理 授课教师:课题：实验七铸铁〔及非铁〕合金的组织观看教学方法：实验 教具：教学目标：通过观看灰、球墨、可锻铸铁的典型显微组织认识各种铸铁的组织形状。教学重点：通过观看灰、球墨、可锻铸铁的典型显微组织认识各种铸铁的组织形状。教学难点：通过观看灰、球墨、可锻铸铁的典型显微组织认识各种铸铁的组织形状。要紧教学内容:通过观看灰、球墨、可锻铸铁的典型显微组织认识各种铸铁的组织形态。课程回忆:实验七铸铁〔及非铁〕合金的组织观看实验目的通过观看灰、球墨、可锻铸铁的典型显微组织认识各种铸铁的组织形状。二、实验内容观看灰、球墨、可锻铸铁的典型显微组织认识各种铸铁的组织形状。三、实验仪器与材料.金相显微镜.制备好的各种铸铁组织试样四、实验方法观看各种铸铁组织试样，依照试样的材料、热处理状态，对比金相图谱识别其组织，研究其特点，选择试样的典型区域绘制组织示意图。五、实验报告.绘制所观看的组织示意图。写出材料、处理状态、放大倍数、腐蚀剂及组织名称。.说明各种组织的形成条件、形状特点和性能特点。.谈谈实验的收成和体会。第13周 总第24次 学时2教学班级: 课程:工程材料及热处理授课教师:课题：第十一章〜第十三章铸造、锻造、焊接教学方法：讲授 I教具:教学目标：通过学习使同学了解现代材料热加工成型方法。教学重点：现代铸造中几种造型方法介绍教学难点：现代铸造中几种造型方法介绍要紧教学内容:现代铸造中几种造型方法介绍课程回忆:复习现代铸造中几种造型方法介绍现在铸造工厂所采纳的造型方法，过去十年间没有大的变化而造型技术有了大的进步。对湿砂造型、周密砂型、消逝模铸造分别表达如下。.湿砂造型法。 Mount公司认为：适用于大部分金属材质、大批量生产的造型法中，粘土湿砂造型是最经济的造型法。铸造工厂装备有最新技术的操纵装置，就应逐步做到，用湿型砂操纵技术能够反复得到最正确的性能。这些操纵装置包括，筛分分离金属、回用砂的冷却、回用砂混练时准确释量添加剂等等。 Vulcan公司认为，现在的粘土湿砂造型机具有优良的性能，能以二年前从未达到过的速度，制造要求严格、承诺差别专门小时湿砂型。再加上准确操纵效率高的供砂装置，使粘土湿砂型在铁基合金和非铁合金的造型中保持最重要的地位。MaclerAssoc认为，在湿砂造型中，垂直分型与水平分型两种加以比较，关于大批量生产中、小型，灰铁件或球铁件的铸造工厂，重直分型造型都占优势，因其设备费用比较廉价、能够高速造型、所需人员少、紧实度的偏差小等优点。但采纳垂直分型工艺，在浇口方案与昌口与形状上，以及在用复杂的芯子、过滤片、冷铁、套管、舂入芯等方面都受到限制。此外，用流淌性好的合金铸造时，由于金属静压比较高，容易引起金属渗透粘砂在制造有色合金铸件方面，已设计了适合这类合金铸件的大批量生产各种特性垂直分型造型法，现正在推广。然而，具有要求的机械特性的铸件，在用这种造型法达到相当高度的大批量生产之前，作为大批量铝合金铸件的生产方式，金属型铸造法依旧占有优势。MaclerAssoc认为，水平分型湿砂型铸造法，关于中、小批量铸造工厂，依旧有利的造型法之一，不管是上型、下型方式，或双面模板方式，对复杂铸件的生产都有适应性。可在一个循环期内更换模样，短时刻运行、长时刻运行都能够有效的进行生产。但手工操作需要机械化，为了保证生产表面优良、尺寸精度高的铸件，还需对整套设备进行改造。温砂造型法的选择，需要考虑以下各点：要有能造型出硬度均一的高质量铸型的造型设备。能够迅速更换模板。下芯、铸型的装卸机械化。MaclerAssoc谈到，为使造型度均一，采纳了多种技术。有几种自动双面模板机采纳了射砂和压实法，现在，为了取得均一的铸型密度，射砂和压实法，现在，为了取得均一的铸型密度，射砂的方向要是与板垂直的方向。还有一种上型、下型造型机，为使铸型密度均一，还采了微振击和压实。另外，为向模样填砂时有强的冲击力，也有用高压缩气体的。然而，为得到均一的铸型硬度，采纳了多种方法，对各种造型方式来讲一种方法是解决不了的。在造型机的选择上，要对现在使用的铸造厂进行调查，并用自己的模样试验，以观看其结果。周密砂型这种造型法的要点是用冷芯盒法的化学粘结铸型。Vulcan认为这是铝合金缸体和缸盖铸件铸造工艺的复活。其理由是这种方法，可将缸套铸在缸体中，同时，还有能使用实现方向性凝固的冷铁的优点。这种方法是在1970年代显现的用于铸造近净形铸件和用湿砂铸造对需要增加芯子的形状复杂的铸件。现在，铸造形状复杂尺寸的准确的铸件时，标准的方法是用冷芯盒造型法。而且，与砂型铸造相比适用于更多的合金。在制芯作业中可见到，由于树脂化学和造型装置的革新，可用更低的价格铸造质量，更高的零部件用液泵和机械手自动生产线，装置进一步改善，所需劳动力减少，可生产出高质量、低成本的铸件。冷芯盒工艺造型机是制芯机的重大的变型。有的造型机上型、下型同时造型，有的造型机可制出两面型腔的铸型叠型铸造，第三种变型是利用二组造型机，一组是上型，一组造下型。这些造型机为了提高精度，使分型线的飞边最小，在全过程中将铸型紧实是其特点。大型造型机，为使其动作平滑可靠完全用油压驱动。装有机械手，实施上涂料型、干燥、下芯、涂粘结剂和合箱等作业。由于有了这些装置，可减少所需的劳动力，保证最高的质量和生产效率。这种冷芯盒造型机，其铸型的状况不仅阻碍铸件表面质量和清理作业，对芯子的正确组装和芯头使型砂在射砂头中流态化的位置也有阻碍，因而，铸型的设计是专门重要的。MaclerAssoc称，冷芯盒造型机有几种射砂技术。大部分造型机，这种型式的造型机，用低压大风量射砂，每个循环后都能够使射砂。有二、三个机械厂不是使砂子流态化，而是用"挤出方式，用有专利权设计的射砂，低气量高压射砂，有的机械厂认为，用挤出方式，制造复杂的铸型时，砂子也容易流淌。这二种技术，最好用自己的模样进行试用比较，选出最好的方法"。冷芯盒造型法，能够制造尺寸专门准确的复杂铸型，但模费用和型砂粘接剂、催化剂的成本比湿砂型用的砂和粘接剂的价格要高，冷芯盒造型法的造型速度低。消逝模铸型。Vulcan消逝模铸造由于设备和原料改进而有所进展，采纳的比率在不断扩大。多方向的充填工作点，充填砂〔后续砂〕即时充填等新技术、使铸件质量，造型速度提高而成本降低。消逝模铸造的优点有：发泡模可没有斜度或钭度专门小，有时还可用钭度使复杂形状能够造型，设计上有自由度。此外，可使铸件重量减轻，减少甚至不需机械加工，不用芯子也可铸造等。设备上的革新，组成的部件、涂料、充填介质等新的开发、使铸件质量和生产效率提高，从而使市场日益扩大。教案用纸学时2第13周 总第25次学时2教学班级: 课程:工程材料及热处理 授课教师:课题：第十四章毛坯选择教学方法：讲授教具：教学目标：了解毛坯选择的差不多常识，重点把握常用型材。教学重点：把握常用型材教学难点：把握常用型材要紧教学内容型材的有关有用知识课程回忆教案用纸备注复习备注型材的有关有用知识一、属（型材的金分类.简单断面型钢①方钢——热轧方钢、属（冷拉方钢；②圆钢一一热轧圆钢、属（锻制圆钢、属（冷拉圆钢③线材；④扁钢；⑤弹簧扁钢⑥角钢一一等边角钢、属（不等边角钢；⑦三角钢⑧六角钢；⑨弓形钢；⑩椭圆钢.复杂断面型钢①工字钢——一般工字钢、属（轻型工字钢②槽钢—-热轧槽钢〔一般槽钢、属（轻型槽钢〕、属（弯曲槽钢③H型钢〔又称宽腿工字钢〕④钢轨一一重轨、属（轻轨、属（起重机钢轨、属（其他专用钢轨⑤窗框钢⑥钢板桩⑦弯曲型钢—-冷弯型钢、属（热弯型钢⑧其他二、属（型钢中大、属（中、属（小型的金划分大型中型小型工字钢高三180mm高＜180mm槽钢高三180mm高＜180mm等边角钢边宽N160mm边宽50-140mm边宽20-45mm不等边角钢边宽＞160*100mm边宽140*90-50*32mm边宽＜45*28mm圆钢直径＞90mm直径38-80mm直径10-36mm方钢边宽＞90mm边宽50-75mm边宽10-25mm扁钢宽＞120mm宽60-100mm宽12-55mm螺纹钢直径＞40mm直径10-36mm铆钉钢直径10-22mm其它异型钢：工程履带板、属（钢板桩等异型钢、属（小农具用复合扁钢等异型钢、属（农具钢、属（窗框钢等三、属（热轧带肋钢筋.品种规格热轧带肋钢筋的金牌号由HRB和牌号的金屈服点最小值构成。材H、属R、属（B分别为热轧〔Hotrolled〕、属带肋〔Ribbed〕、属钢筋〔Bars〕三个词的金英文首位字母。材热轧带肋钢筋分为HRB335〔老牌号为20MnSi〕、属（HRB400〔老牌号为20MnSiV、属20MnSiNb、属20MnTi〕、属HRB500三个牌号.含钒ni级螺纹钢筋a、经济：由于强度高，使用新ni级螺纹钢筋可比n级螺纹钢筋节约钢材10-15%,因此可降低建筑工程的建设成本。B、强度高、韧性好：采纳微合金化处理，屈服点在400Mpa以上，抗拉强度570Mpa以上，分别比n级螺纹钢筋提高20%。C、抗震：含钒钢筋具有较高的抗弯度、时效性能，较高的低周疲劳性能，其抗震性能明显优于n级螺纹钢筋。D、易焊接：由于碳含量00.54%,焊接性能好，适应各种焊接方