1第一章 金属材料基本知识.ppt

教学目的：通过本章的教学和实验，要求学生 1、能够应用铁碳合金相图解决解决简单的实际生产的具体问题； 2、了解金属与合金的结构和结晶，金属的腐蚀与防护的基本知识； 教学重点：铁碳合金相图。 教学难点：铁碳合金相图 教学时数：4学时 教学形式与方法：以课堂理论讲授为主 第一节  金属材料的主要性能 基本概念： 1、使用性能：良好的机械性能；较好的化学稳定型；一定的物理性能 2、工艺性能： 可铸性；可锻性；可焊性；可切削性；热处理性 一、金属材料的力学性能： ·力学性能定义： 金属材料在外力（载荷）作用下所表现出的抵抗变形 和破坏的能力。 ·力学性能分类： 强度、塑性、硬度、冲击韧性等。 （一）强度 1、定义： 金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力 2、拉伸实验简介： 1)标准拉伸试样： 2)拉伸实验： （一）强度 4、内力F、应力σ的概念：σ=F/S 5、强度分类： （1）抗拉强度σb （2）屈服强度σs （二）塑性 1、定义： 断裂前材料发生不可逆永久变形的能力 2、性能指标： （1）断面收缩率： 试样被拉断时，缩颈处横截面的最大缩减量ΔS与原始横截面面积的百分比， 即： Ψ=（ΔS/S0 ）× 100 ％。 （2）断后伸长率： 试样被拉断时，标距长度的伸长量Δl与原始标距l0的百分比， 即：δ=（Δl/ l0 ）× 100 ％。 3、意义： （三）硬度 1、测定方法： 压入法 2、分类： A、布式硬度HB （1）方法简介： 压痕面积 了解测定方法；了解公式；了解压头； （2）特点： （3）应用原则：HB450 HBS; 450HB650 HBW （4）适用范围： B、洛氏硬度HR： HRA HRB HRC C、维氏硬度HV： D、里氏硬度HL （四）冲击韧性 ·引语：冲击载荷的意义 1、定义： 2、定义式： 3、冲击试验：摆锤式一次冲击试验；多次冲击试验 4、影响因素：温度T；内部组织结构； ?（五）疲劳强度 ·引语：疲劳强度的意义 1、疲劳的定义： 2、疲劳强度的定义： 二、金属材料的工艺性能（自做表格） 可铸性；可锻性； 可焊性；可切削性； 可热处理性 三、其它性能 1、物理性能： 　　比重；熔点；热膨胀性能； 导热性；带电性 2、化学性能： 　　耐酸性；耐碱性； 耐蚀性；热稳定性等 第二节  金属的结晶与合金的结构 一、金属的晶体结构 1、金属材料的性能 例；T8（Wc=0、8%） 　 2、组织定义： 可直接或借助仪器观察到的材料内部组成形貌，如各组成部分的大小、形态、分布状况和相对数量等 （一）晶体的概念 按照原子排列的特征不同，可以分为： 1、非晶体：无规则排列， 如：松香、玻璃、沥青等， 不具有固定熔点，具有各向同性 2、晶　体：规则排列， 如：食盐、石墨、金刚石、固态金属等 具有固定熔点（铁为1538℃），具有各向异性 （二）金属晶体结构的基本知识 1、晶格 2、晶胞 （四）金属的实际晶体结构： 1、单晶体与多晶体： 2、晶体的缺陷 二、金属结晶过程和同素异构转变 （一）金属的结晶： （1）结晶的概念： 热分析法： 理论结晶温度、冷却曲线、过冷度： (2)、结晶的过程： 晶胚→晶核 (3)、晶粒大小及其控制： 晶粒↓，αk、σb、δ↑→“细晶强化” a、一般冷却速度越快，过冷度越大，细晶强化 但冷却速度过快，过冷度太大，形核率N减小，适得其反 b、变质处理定义：（固态变质剂） 在液态金属浇注前专门加入可成为非自发晶核的固态变质剂，增加晶核数，提高形核率，达到细化晶粒的目的。。 c、振动： d、其他方法：压力加工，热处理 （二）合金的结晶 ·介绍结晶的复杂性！多相组织 ·合金相图定义： ·合金相图意义： 1、二元合金相图： （1）简介：热分析法；液相线L；固相线D；两相区 （2）匀晶合金 →匀晶相图 例：Cu-Ni ，Ag-Au ，Fe-Cr 但有限互溶 2、性能与相图关系： （1）力学性能： （2）工艺性能： 第三节 铁 碳 合 金 ·铁碳合金：碳钢；铸铁 ·相图的意义： ·碳：固溶体；Fe3C---- 　　Wc6、69%、Fe2C、FeC 纯铁的“同素异晶转变” ·多数金属，晶格类型不变， 如：Al、Cu 但Fe、Co、Mn、Ti、Sn等 会发生转变 1、定义： 2、简介纯铁的“冷却曲线” 3、“重结晶”的定义： 三、铁碳合金的分类 （1）纯铁：Wc0.021