工程材料教案

工程材料教案第1周 總第1次 學時2教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題： 第一章鋼鐵材料生產簡介教學方法：講授 I教具:教學目標：了解課程內容學習方法和教學目的，明白得課程的研究對象及其在機械工業(yè)中的作用、進展簡史，把握煉鋼、煉鐵的常識性知識。教學重點：明白得工程材料及其在機械工業(yè)中的作用，把握煉鋼、煉鐵的常識性知識。教學難點：了解鋼鐵材料的生產過程及各種冶煉方法，熟悉各種鋼材的加工方法。要緊教學內容:第一介紹課程性質、內容及學習方法一、工程材料簡介二、鋼鐵材料生產過程三、常用鋼材加工方法四、鋼鐵材料應用課程回憶:教案用紙第一介紹課程性質、內容及學習方法課程性質：工程材料是機制專業(yè)學生必修的一門職業(yè)技能課。本課程的任務是：.工程材料的性能與其組織結構之間的聯(lián)系；.說明如何通過工藝手段改變材料的組織結構，以達到提高材料性能的目的；.介紹常用工程材料及其應用等差不多知識；.為工程結構和機械零件制造提供合理選用材料的方法。教材與學時安排金屬工藝過程介紹〕材料生產2h金屬學22h熱處理10h機械材料10h毛坯制造4h其他：4h一、工程材料簡介二、鋼鐵材料生產過程依照所煉鋼種的要求把生鐵中的含碳量去除到規(guī)定范疇，并使其它元素的含量減少或增加到規(guī)定范疇的過程。簡單地說，是對生鐵降碳、去硫磷、調硅錳含量的過程。這一過程差不多上是一個氧化過程，是用不同來源的氧（如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧）來氧化鐵水中的碳、硅、錳等元素。化學反應要緊是：2Fe+O21600^1650C2FeOFeO+C950Fe+CO［降%高溫2FeO+Si=^2Fe+SiO2高溫FeO+Mn=^^Fe+MnO反應生成的一氧化碳專門容易從鐵水排至爐氣中而被除掉。生成的二氧化硅、氧化錳、氧化亞鐵互相作用成為爐渣浮在鋼水面上。生鐵中硫、磷這兩種元素在一樣情形下對鋼是有害的，在煉鋼過程中必須盡可能除去。在煉鋼爐中加入石灰（CaO），能夠去除硫、磷：FeS+C社。（過邕4（入置高溫2P+5FeO+3CaO^^5Fe+Ca2（PO4）20渣）在使碳等元素降到規(guī)定范疇后，鋼水中仍含有大量的氧，是有害的雜質，使鋼塑性變壞，軋制時易產生裂紋。故煉鋼的最后時期必須加入脫氧劑（例如錳鐵、硅鐵和鋁等），以除去鋼液中余外的氧：高溫Mn+FeO° MnO+Fe高溫Si+2FeO=^^SiO2+2Fe高溫Al+3FeO=^^Al2O3+3Fe同時調整好鋼液的成分和溫度，達到要求可出鋼，把鋼水鑄成鋼錠。三、常用鋼材加工方法煉鋼的方法要緊有轉爐、電爐和平爐三種。平爐煉鋼的要緊特點是可搭用較多的廢鋼（可搭用鋼鐵料的20?50%的廢鋼），原料適應性強，但冶煉時刻多。我國目前要緊采納平爐煉鋼。轉爐煉鋼廣泛采納氧氣頂吹轉爐（見圖），生產速度快（1座300噸的轉爐吹煉時刻不到20分鐘，包括輔助時刻不超過1小時，而300噸平爐煉1爐鋼要7個小時），品種多、質量好，可煉普通鋼，也可煉合金鋼。電爐煉鋼是用電能作熱源進行冶煉。第1周第1周總第2次學時2能夠煉制化學工業(yè)需要的不銹耐酸鋼，電子工業(yè)需要的高牌號硅鋼、純鐵，航空工業(yè)需要的滾珠鋼、耐熱鋼，機械工業(yè)用軸承鋼、高速切削工具鋼，儀表工業(yè)需要的周密合金等。四、鋼鐵材料應用備注教學班級: 課程:工程材料及熱處理 授課教師:課題：第二章金屬的力學性能教學方法：講授 教具:教學目標：了解金屬材料在外力作用下表現(xiàn)的力學性能，把握力學性能指標、實際意義及測試方法。教學重點：明白得并把握力學性能指標、實際意義及測試方法。教學難點：明白得并把握力學性能指標、實際意義及常用測試方法。要緊教學內容：第二章金屬的力學性能一、力學性能的定義及范疇二、強度三、塑性四、硬度五、韌性六、疲勞斷裂課程回憶:復習 備第二章金屬的力學性能一、力學性能的定義及范疇 注.定義：力學性能是指材料在外加載荷作用下抗擊變形和開裂的性能。.指標：強度、彈性、塑性、硬度、韌性和疲勞強度等。二、強度強度:材料在載荷作用下抗擊變形和破壞的能力。種類：抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度、抗扭強度等。拉伸試驗

屈服強度。s、條件屈服強度。0.2、抗拉強度。b三、塑性塑性:是指材料在載荷作用下產生塑性變形而不被破壞的能力。斷面收縮率：巾是指試樣拉斷處橫截面積Sk的收縮量與原始橫截面積S0之比。伸長率（延伸率）：5是指試樣拉斷后的標距伸長量Lk與原始標距L0之比。四、硬度硬度是指材料抗擊其他硬物體壓入其表面的能力。常用測量硬度的方法：布氏硬度HB：符號HBS或HBW之前的數字表示硬度值，符號后面的數字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時刻。如:120HBS10/1000/30表示直徑為10mm的鋼球在1000kgf〔9.807kN〕載荷作用下保持30s測得的布氏硬度值為120。教案用紙第2周 總第3次 學時2教學班級： 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：第三章金屬的晶體結構與結晶3.1純金屬的晶體結構3.2純金屬的結晶教學方法：講授 教具:教學目標：使學生了解晶體與非晶體的概念，把握常見的晶格類型，明確金屬缺陷類型。教學重點：把握常見的晶格類型，明確金屬缺陷類型。教學難點：晶格類型，明金屬缺陷類型。要緊教學內容：一、純金屬的晶體結構.晶體與非晶體.晶格與晶胞.常見晶格類型.晶體缺陷二、純金屬的結晶.冷卻曲線與過冷現(xiàn)象.純金屬的結晶過程.晶粒細化方法.金屬同素異構轉變課程回憶:復習第三章金屬的晶體結構與結晶一、晶體結構的基礎知識1.晶體與非晶體的差不多概念晶體(crystal):物體內部的原子(或分子)在三維空間中，按一定規(guī)律作周期性排列的固體。晶體物質所具有的性質：固定的熔點；各向異性等。例如，所有的金屬、食鹽等。非晶體(non-crystal)的差不多概念：物體內部的原子呈散亂分布，其物理和力學性能各向同性。例如，一般玻璃、松香等。2..晶體學(crystallography)的差不多知識晶格(crystallattice):用以描述晶體中原子排列規(guī)律的空間點陣格架。晶胞(unitcell):能完全反映晶格特點的最小幾何單元。3.常見的三種晶體結構2.體心立方晶格(body-centercubiclattice)屬于體心立方晶格的金屬有:鈉(Na);鉀(K);鉻(Cr);鉬(Mo);鎢(W);釩(V);鉭(Ta);鈮(Nb);a-鐵(a-Fe)等。教案用紙卜面心立方晶格屬于面心立方晶格的金屬有:金(Au);銀(Ag);銅(Cu);鋁(Al);鎳(Ni);鉑(Pt);鉛(Pb);Y-鐵(Y-Fe)等c.密排六方晶格(c/a=1.633)屬于密排六方晶格的金屬有：鎂(Mg);鋅(Zn);鎘(Cd);a-鈦(a-Ti);鈹(Be)等。4.純金屬的晶體結構與特性a.金屬鍵一金屬原子間的結合鍵。b.金屬鍵的差不多特點是電子公有化。c.電子氣一當金屬原子結合成晶體時，價電子不再被束縛在各個原子上，而是在整個晶體內運動，從而形成電子氣。d.金屬晶體一失去價電子的金屬正離子與組成電子氣的自由電子之間產生的靜電引力使金屬原子結合在一起，從而形成了金屬晶體。二、實際金屬的體結構與晶體陷1.單晶體與多晶體的差不多概念單晶體(singlecrystal)的特點：晶體由一個晶格排列方位完全一致的晶粒組成。晶體具有各向異性(aeolotropy)。例如:單晶硅、單晶鍺等。多晶體(polycrystal)的特點晶體是由許多顆晶格排列方位不相同的晶粒組成。*晶體具有各向同性(isotropy)。例如：常用的金屬等。.晶體缺陷(crystaldefect)a.點缺陷(pointdefect)空位(vacancy)?間隙原子(gapatom)置換原子(substitutionalatom)b.線缺陷(linedefect)-…位錯(dislocation)螺旋型位錯(screwdislocation)刃型位錯(bladedislocation)c面缺陷(surface-defect)晶界(grainboundary):晶粒與晶粒之間的界面。亞晶界(sub-boundary):相鄰晶粒位向專門小(一樣1?2°)的小角度晶界。.晶體缺陷對金屬性能的阻礙?原子的擴散金屬的強化固態(tài)的相變教學班級: 課程:工程材料及熱處理 授課教師:課題：第三章金屬的晶體結構與結晶3.3合金的晶體結構教學方法：講授 教具:教學目標：把握固溶體、金屬化合物、機械混合物的結構特點與性能特點八、\。教學重點：能明白得并把握固溶體、金屬化合物、機械混合物的結構特點與性能特點。教學難點：固溶體的明白得、分類。要緊教學內容：第三章金屬的晶體結構與結晶3.3合金的晶體結構一、差不多概念.合金.組元.相二、合金在固態(tài)下的相結構及性能.固溶體(solidsolution).金屬化合物(metalliccompound).機械混合物課程回憶:復習第三章金屬的晶體結構與結晶3.3合金的晶體結構一、差不多概念.合金.組元.相二、合金在固態(tài)下的相結構及性能.固溶體：固溶體的要緊類型及形成條件a.置換固溶體*形成特點：R溶劑"R溶質b.間隙固溶體例如:Fe-C*形成的特點：R溶質/R溶劑＜0.59溶劑A+溶質B=Cbccfccbcc鐵素體的晶體結構

2.金屬化合物溶劑A+溶質B=Cbcc fcc cph例如：3Fe +C= Fe3c體心 六方 復雜結構金屬化合物的要緊類型.正常價化合物(normalcompounds).電子價化合物(electroncompounds).間隙化合物(interstitialcompounds)金屬化合物的要緊性能具有一定程度的金屬性質，具有較高的熔點，硬度較高，脆性高。3.機械混合物：機械混合物的性能特點取決于組元的相對數量。取決于組成相的大小和形狀。具體數值介于組元性能之間。備注

備注教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：實驗一、鹽類結晶過程的觀看教學方法：實驗 教具：教學目標：觀看金屬鹽類的結晶過程和結晶方式，建立金屬晶體以樹枝方式成長的直截了當概念。教學重點：觀看金屬鹽類的結晶過程和結晶方式，建立金屬晶體以樹枝方式成長的直截了當概念。教學難點：建立金屬晶體以樹枝方式成長的直截了當概念。要緊教學內容:1觀看金屬鹽類的結晶過程和結晶方式2建立金屬晶體以樹枝方式成長的直接概念。課程回憶:教案用紙實驗一、鹽類結晶過程的觀看一、實驗目的1觀看金屬鹽類的結晶過程和結晶方式2建立金屬晶體以樹枝方式成長的直截了當概念。二、實驗內容觀看透亮鹽類NH4C1或過程和晶體結構。三、實驗儀器、材料.儀器：生物顯微鏡.材料：NH4C1水溶液四、實驗方法和步驟.調整好生物顯微鏡，選擇不大于100倍的放大倍數，裝好物鏡和目鏡，依照光源，調整好反射平面鏡和凹鏡。.將NH4C1水溶液在酒精燈上加熱，使其達到飽和狀態(tài)。.用吸管將一滴飽和的溶液滴在通過洗凈并烘干的玻璃片上，迅速將玻璃片置于生物顯微鏡樣品臺上。.轉動生物顯微鏡粗調手輪，提高鏡筒，粗略地調整顯微鏡焦點，再轉動微調手輪，調整到視場清晰為止。.集中精力觀看溶液在蒸發(fā)過程中所產生的結晶現(xiàn)象。.觀看一滴溶液全部結晶過程后，重新取一滴連續(xù)觀看，并用鉛筆在預備好的紙上分時期描畫結晶過程和結晶組織。教案用紙第3周 總第6次 學時2教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：第三章金屬的晶體結構與結晶3.4二元合金相圖教學方法：講授 |教具:教學目標：明白得二元合金相圖的建立，把握杠桿定律、以及勻晶相圖的分析。教學重點：明白得二元合金相圖的建立，能把握杠桿定律、以及勻晶相圖的分析。教學難點：能把握杠桿定律、以及勻晶相圖的分析。要緊教學內容：第三章金屬的晶體結構與結晶3.4二元合金相圖一、二元合金相圖的建立.建立方法.建立步驟二、勻晶相圖.相圖分析.合金結晶過程分析.杠桿定理課程回憶:第三章金屬的晶體結構與結晶3.4二元合金相圖的建立與結晶過程分析一、二元合金相圖的建立1.建立方法名稱A金屬B金屬晶格類型bccbcc熔點高低合金1100%0%合金290%10%合金380%20%…?…?..…?…?..…?…?.合金920%80%合金1010%90%合金110%100%2.建立步驟二.相圖的建立時間A90705030B

二、勻晶相圖.相圖分析ab;液相線ah二固相線L:液相區(qū)S:固相區(qū)L+S:液固共存區(qū)A B.合金結晶過程分析

A B3.杠桿定理杠桿定理3.杠桿定理，Qs+Ql=1LaQs+bQt=cQL=(ac/ab)xlOO%Qs=(bc/ab)xlOO%作業(yè)：分析勻晶相圖，會用杠桿定律。教學班級: 課程:工程材料及熱處理 授課教師:課題：第三章金屬的晶體結構與結晶3.4二元合金相圖教學方法：講授 |教具:教學目標：能對共晶相圖、共析相圖分析。教學重點：明白得相圖中的成分、組織、性能之間的關系，能對共晶相圖、共析相圖分析。教學難點：能對共晶相圖、共析相圖分析。要緊教學內容：第三章金屬的晶體結構與結晶3.4二元合金相圖一、共晶相圖.相圖分析.合金結晶過程分析二、共析相圖.相圖分析.合金結晶過程分析課程回憶:第三章金屬的晶體結構與結晶3.4二元合金相圖一、共晶相圖川川和40戴厘7C用9010b心K100.相圖分析2.共晶相圖HH*%A 成分.合金結晶過程分析共晶相圖Sa+iSa+Sb)Sb十(Sa+Sa+iSa+Sb)Sb十(Sa+Sb)HM1%A X%成分 100%BSA+SB二、共析相圖1.相圖分析3.共析相圖Sa+(Sa+Sb)Sb+(Sa+Sb)Sa+(Sa+Sb)Sb+(Sa+Sb)X%成分作業(yè)：能分析共晶、共析相圖。教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：第四章鐵碳合金4.1鐵碳合金的差不多組織4.2鐵碳合金相圖教學方法：講授 |教具:教學目標：熟悉鐵碳合金中的差不多組織及性能。把握鐵碳合金相圖的構成。教學重點：能認識并把握鐵碳合金的差不多組織及性能，把握鐵碳合金相圖簡圖的構成。教學難點：鐵碳合金相圖簡圖的構成的把握要緊教學內容：第四章鐵碳合金一、鐵碳合金的相圖的基礎知識.鐵與碳形成一系列的化合物。.鐵碳合金相圖組元.差不多組織的結構與性能。二、相圖的建立與分析。課程回憶:第四章鐵碳合金一、鐵碳合金的相圖的基礎知識.鐵與碳形成一系列的化合物。.鐵碳合金相圖組元鐵，滲碳體.差不多組織的結構與性能。鐵素體：碳溶于aFe中形成的間隙固溶體。性能：與純鐵相近，強度、硬度較低，塑性韌性較好。奧氏體：碳溶于Y-Fe中形成的間隙固溶體。性能：硬度較低、塑性較好，易于鍛壓成型。滲碳體：鐵與碳形成的金屬化合物。性能：硬度專門高、塑性、韌性幾乎為零?？偟?次總第9次第5周學時2課題：第四章鐵碳合金4.2鐵碳合金相圖教學方法：講授 |教具:教學目標：會利用簡化的鐵碳合金相圖分析不同成分合金的結晶過程和室溫組織，熟悉成分的變化規(guī)律。教學重點：會利用簡化的鐵碳合金相圖分析不同成分合金的結晶過程和室溫組織。教學難點：會利用簡化的鐵碳合金相圖分析不同成分合金的結晶過程和室溫組織，把握相圖在生產上的應用。要緊教學內容:第四章鐵碳合金4.2鐵碳合金相圖一、碳的質量分數對鐵碳合金組織、性能的阻礙。二、Fe-Fe3c相圖的應用。三、鐵碳合金的生產及分類。課程回憶:

教案用紙教案用紙復習第四章鐵碳合金一、碳的質量分數對鐵碳合金組織、性能的阻礙。Fe-Fe3c相圖五個重要的成份點:P、S、E、C、K。四條重要的線:EF、ES、GS、FK。三個重要轉變：包晶轉變反應式共晶轉變反應式、共析轉變反應式。二個重要溫度：1148℃、727℃?！?包骷轉變反應式:工共品轉變反應式Ac工共品轉變反應式Ac■ —(人￡+FejtC)--Le3.共柝轉變反應式士

三、鐵碳合金的生產及分類。鋼鐵的冶煉。鋼錠的組織、質量及缺陷。碳素鋼的分類、編號及用途。作業(yè)：能分析共晶、共析相圖。備注教案用紙第5周 總第10次 學時2課題：實驗二金屬硬度測量教學方法：實驗 教具：教學目標：能依照不同金屬零件的性能特點，正確選擇測定硬度的方法。把握洛氏硬度計的操作方法。教學重點：能依照不同金屬零件的性能特點，正確選擇測定硬度的方法。把握洛氏硬度計的操作方法。教學難點：能依照不同金屬零件的性能特點，正確選擇測定硬度的方法。把握洛氏硬度計的操作方法。要緊教學內容:1能依照不同金屬零件的性能特點，正確選擇測定硬度的方法。2把握洛氏硬度計的操作方法。課程回憶:教案用紙實驗二金屬硬度測量 備注一、實驗目的能依照不同金屬零件的性能特點，正確選擇測定硬度的方法。把握洛氏硬度計的操作方法。二、實驗內容洛氏硬度實驗三、實驗設備及材料.洛氏硬度計.讀數顯微鏡.試樣假設干四、實驗步驟及實驗方法.將試樣穩(wěn)妥安置在工作臺上，注意使試樣與臺面貼緊，然后順時針旋轉手輪使試樣升起至指示器的小指針指于紅點。.轉動指示器的調整盤使標記B或C對準大指針。.將操縱手柄向后推倒，加上總載荷，直至指示器大指針運動顯著的變慢直到停頓后，保留載荷約10秒，再將手柄扳回，以卸除主載荷。.按指示器的大指針的刻度線讀取讀數。五、本卷須知.試樣的厚度應不小于10倍印痕的深度。.每個試樣的試驗次數一樣為三次，取平均值。教案用紙第6周 總第11次 學時2教學班級: 課程:工程材料及熱處理 授課教師:課題：實驗三金相試樣的制備教學方法：實驗 教具：教學目標：了解金相顯微鏡的差不多原理、構造和應用。把握試樣制作過程和差不多方法。教學重點：了解金相顯微鏡的差不多原理、構造和應用。把握試樣制作過程和差不多方法。教學難點：了解金相顯微鏡的差不多原理、構造和應用。把握試樣制作過程和差不多方法。要緊教學內容:.了解金相顯微鏡的差不多原理、構造和應用。.把握試樣制作過程和差不多方法。課程回憶:教案用紙實驗三金相試樣的制備 備注一、實驗目的了解金相顯微鏡的差不多原理、構造和應用。把握試樣制作過程和差不多方法。二、實驗內容.對試樣進行腐蝕，并用顯微鏡觀看顯微組織，繪出組織示意圖。.觀看其他同學的試樣的纖維組織。三、實驗儀器和材料.儀器臺式金相顯微鏡、金相預磨機、拋光機、吹風等。.材料45鋼試樣，各號金相砂紙、腐蝕劑：4%硝酸酒精。四、實驗步驟和方法.取樣：依照被檢驗金屬材料和零件的特點、加工工藝及研究目的進行選擇。.磨制：粗磨：試樣用砂輪機磨平，同時冷卻水冷卻，在試樣邊緣導角。細磨：按砂紙從01、02、03、04、05、06、07等幾種，每換一種砂紙將試樣轉動90度再磨。3拋光拋光的目的是排除試樣磨面的細微磨痕，直到試樣磨面呈光亮而無磨痕的鏡面為止。

.腐蝕經拋光的試樣磨面在顯微鏡下的反光能力是一樣的看不到的金屬內部的組織，必須通過腐蝕?；瘜W腐蝕：一樣碳鋼及鑄鐵所用的腐蝕劑為3?5%硝酸酒精溶液。腐蝕方法：將差不多拋光好的試樣磨面先用清水洗潔凈，再放到腐蝕劑里10~15s即可。.在金相顯微鏡上觀看組織。備注教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：實驗四、鐵碳平穩(wěn)組織的觀看教學方法：實驗 教具：教學目標：觀看鐵碳合金在室溫下的平穩(wěn)態(tài)纖維組織。分析其組織特點，加深明白得。教學重點：觀看鐵碳合金在室溫下的平穩(wěn)態(tài)纖維組織。分析其組織特點，加深明白得。教學難點：觀看鐵碳合金在室溫下的平穩(wěn)態(tài)纖維組織。分析其組織特點，加深明白得。要緊教學內容:.合金在室溫下的平穩(wěn)態(tài)纖維組織。.分析其組織特點，加深明白得。課程回憶:實驗四、鐵碳平穩(wěn)組織的觀看一、實驗目的.合金在室溫下的平穩(wěn)態(tài)纖維組織。.分析其組織特點，加深明白得。二、實驗內容觀看分析白口鐵和碳鋼的組織，畫出組織示意圖鐵素體.鐵素體:是碳溶在Y-Fe中的一種間隙固溶體用符號F表示.由于Fe是體心立方晶格，原子間隙較小，因而溶碳能力小，在室溫下僅溶碳0.006%-0.008%,在727度時，溶碳量可達0.0218%.碳溶于a-Fe時碳原子可能存在的位置如圖5-3所示.由于鐵素體的溶碳量小，它的組織和性能幾乎和純鐵的相同.奧氏體奧氏體:是碳溶在Y-Fe中的一種間隙固溶體用符號A表示.Y-Fe為面心立方晶格，它的原子間隙比a-Fe稍大，因而其溶碳能力比a-Fe也大，在727度時，溶碳量為0.77%,到1148度時可到最大溶碳量2.11%.奧氏體為無磁性,通常存在于高溫（727度以上），它塑性好,變形抗力小,易于鍛造成型.也是不規(guī)那么的多邊形晶粒.

滲碳體滲碳體是鐵和碳的金屬復合物（Fe3C）.其含碳量為6.69%.它具有復雜的晶體結構，如圖2-14所示，屬于復雜結構的間隙化合物，沒有同素異夠轉變，它的硬度專門高，約為800HBW塑性和沖擊韌性專門差（6、0,aK、0）,滲碳體硬而脆，強度專門低，但耐磨性好.假如它以細小片狀或粒狀分布在軟的鐵素體基體上時，起彌散強化作用,對鋼的性能有專門大阻礙,Fe3c是一個亞穩(wěn)固的化合物，在一定溫度下可分解為鐵和石墨，即：Fe3c f 3Fe+C（石墨）三、實驗儀器與材料.金相顯微鏡.畫出差不多制備好的各種平穩(wěn)組織試樣的金相圖譜。四、實驗方法觀看各種平穩(wěn)組織試樣，依照試樣的材料、熱處理狀態(tài)，對比金相圖譜，并識別其組織。備注教學班級: 課程:工程材料及熱處理 授課教師:課題：復習課教學方法：隨堂練習 教具:教學目標：把握材料生產差不多常識，金屬的力學性能指標，金屬晶體結晶規(guī)律和二元合金相圖。教學重點：會利用二元相圖知識分析鐵碳合金相圖。教學難點：會利用二元相圖知識分析鐵碳合金相圖，及鐵碳合金相圖在生產上的應用。要緊教學內容:復習內容一鋼鐵材料生產二金屬力學性能三金屬晶體結構與結晶四二元合金相圖五鐵碳合金課程回憶:復習 備一鋼鐵材料生產 、、目前，煉鋼的方法要緊有轉爐、電爐和平爐三種。在那個地點，我們注只簡單介紹現(xiàn)在被廣泛采納的比較先進的氧氣頂吹轉爐煉鋼法。氧氣頂吹轉爐煉鋼設備。按照配料要求，先把廢鋼等裝入爐內，然后倒入鐵水，并加入適量的造渣材料〔如生石灰等〕。加料后，把氧氣噴槍從爐頂插入爐內，吹入氧氣〔純度大于99%的高壓氧氣流〕，使它直截了當跟高溫的鐵水發(fā)生氧化反應，除去雜質。用純氧代替空氣能夠克服由于空氣里的氮氣的阻礙而使鋼質變脆，以及氮氣排出時帶走熱量的缺點。在除去大部分硫、磷后，當鋼水的成分和溫度都達到要求時，即停止吹煉，提升噴槍，預備出鋼。出鋼時使爐體傾斜，鋼水從出鋼口注入鋼水包里，同時加入脫氧劑進行脫氧和調劑成分。鋼水合格后，能夠澆成鋼的鑄件或鋼錠，鋼錠能夠再軋制成各種鋼材。氧氣頂吹轉爐在煉鋼過程中會產生大量棕色煙氣，它的要緊成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳氣體等。因此，必須加以凈化回收，綜合利用，以防止污染環(huán)境。從回收設備得到的氧化鐵塵粒能夠用來煉鋼；一氧化碳能夠作化工原料或燃料；煙氣帶出的熱量能夠副產水蒸氣。此外，煉鋼時，生成的爐渣也能夠用來做鋼渣水泥，含磷量較高的爐渣，可加工成磷肥，等等。氧氣頂吹轉爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質量較好，以及建廠速度快、投資少等許多優(yōu)點。但在冶煉過程中差不多上氧化性氣氛，去硫效率差，昂貴的合金元素也易被氧化而損耗，因而所煉鋼種和質量就受到一定的限制。

二金屬力學性能彈性、塑性、韌性、強度、硬度和疲勞強度等。備注名稱量的符號單位符號含義強度指金屬在外力作用下，抗擊塑性變形和斷裂的能力強度彈性〔1〕抗拉強度6bMPa金屬試樣拉伸時，在拉斷前所承擔的最大負荷與試樣原橫截面面積之比稱為抗拉強度6b=Pb/Fo式中Pb一試樣拉斷前的最大負荷〔N〕Fo---試樣原橫截面積〔mm2〕⑵抗彎強度6bbMPa試樣在位于兩支承中間的集中負荷作用下，使其折斷時，折斷截面所承擔的最大壓力對圓試樣：6bb=8PL/nd3對矩形試樣：6bb=3PL/2bh2式中P----試樣所受最大集中載荷〔N〕L——兩支承點間的跨距〔mm〕d---圓試樣截面之外徑〔mm〕b---矩形截面試樣之寬度〔mm〕h一矩形截面試樣之高度〔mm〕

三金屬晶體結構與結晶見習題四二元合金相圖相圖分析〔相圖三要素〕〔1〕點：純組元熔點；最大溶解度點；共晶點〔是亞共晶、過共晶合金成分分界點〕等。〔2〕線：結晶開始、終止線；溶解度曲線；共晶線等?！?〕區(qū)：3個單相區(qū)；3個兩相區(qū)；1個三相區(qū)。五鐵碳合金見習題備注教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：第六章鋼的熱處理〔1〕教學方法：講授 教具：教學目標：了解熱處理差不多原理，熟知熱處理差不多過程。教學重點：把握熱處理的差不多方法，熟悉鋼在加熱和冷卻時的組織轉變過程。教學難點：明白得并熟悉鋼在加熱和冷卻時的組織轉變過程。要緊教學內容：一、熱處理基礎知識二、鋼在加熱時的組織轉變.轉變溫度.奧氏體的形成.奧氏體晶粒度及對力學性能的阻礙三、鋼在冷卻時的組織轉變.鋼在熱處理時的冷卻方式.過冷奧氏體的等溫冷卻轉變.過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉變課程回憶：

復習鐵碳合金相圖的組成及意義第六章鋼的熱處理一、熱處理基礎知識熱處理的定文:熱處理的定文:士，地處理的主要H的：也受綱的性能,團巍理的應用色國婢E個制造業(yè).&熱就風的分類廣晉地了退出正火； 品熱處理七陣火;回火；「熟R地處用, 「表面裨火彳表面 ［火燃加I黑斯熱界火化學工海擄；推私:熱處理1襄期井海：二、鋼在加熱時的組織轉變1.轉變溫度GS料二鴕2.奧氏體的形成3.奧氏體晶粒度及對力學性能的阻礙奧氏體晶粒度：1〕起始晶粒度:珠光體剛剛轉變成奧氏體的晶粒大小。2〕實際晶粒度:熱處理后所獲得的奧氏體晶粒的大小。3〕本質晶粒度:度量鋼本身晶粒在930c以下，隨溫度升高，晶粒長大的程度。鋼的本質晶粒度示意圖奧氏體晶粒大小對鋼的力學性能的阻礙1〕奧氏體晶粒平均細小，熱處理后鋼的力學性能提高。2〕粗大的奧氏體晶粒在淬火時容易引起工件產生較大的變形甚至開裂。三、鋼在冷卻時的組織轉變.鋼在熱處理時的冷卻方式-I.過冷奧氏體的等溫冷卻轉變建立共析鋼過冷奧氏體等溫冷卻轉變曲線----TTT曲線（C曲線）T---timeT---temperatureT---transformation共析碳銅TTT曲線建立過程示意圖1/IIIPMH 時間（勸珠光體型（P）轉變（A1?550℃）貝氏體型（B）轉變（550?230℃）馬氏體型（M）轉變（230?-50℃）.過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉變共析碳網CGT曲線建立過程示意圖水冷Vl油冷時間（lgT）學時學時2授課教師:教案用紙第8周 總第15次教學班級： 課程:工程材料及熱處理課題：第六章鋼的熱處理〔2〕教學方法：講授 教具:教學目標：熟練應用C曲線分析鋼在不同溫度區(qū)間內等溫轉變產物的組織與性能。教學重點：把握等溫轉變曲線在連續(xù)冷卻轉變中的應用。教學難點：把握各種熱處理工藝特點，各種熱處理方法在實際生產中的應用。要緊教學內容：3.工藝參數鋼的一般熱處理工藝4.應用范疇〔一〕鋼的退火〔三〕鋼的淬火1.定義1.定義2.目的2.目的3.工藝參數3.工藝參數4.應用范疇〔二〕鋼的正火4.應用范疇1.定義2.目的課程回憶:

教案用紙復習鋼的一般熱處理工藝一樣零件生產的工藝路線：〔一〕鋼的退火.定義：把零件加溫到臨界溫度以上30?50c保溫一段時刻，然后隨爐冷卻。.目的：排除應力;降低硬度;細化晶粒;平均成分;為最終熱處理作好組織預備。「普通退火獷散退火球化退火L等溫退火普通球化

退火等溫球化

退火「再結晶退火低祖退火L去應力退火G2a4ato.ri.(j1.?i.-i14J.X1QD熱處理后的組織：原始組織〔二〕鋼的正火.定義：把零件加溫到臨界溫度以上30?50c保溫一段時刻,然后在空氣中冷卻。.目的：排除應力;調整硬度;細化晶粒;平均成分;為最終熱處理作好組織預備。.工藝參數：亞共析鋼AC3+30?50共析鋼Ac1+30?50熱處理后的組織:S(Wc=0.6?1.4%)；S+F(Wc<0.6%)4.應用范疇：a預備熱處理:調整低、中碳鋼的硬度；排除過共析鋼中的Fe3CII。b最終熱處理:用于力學性能要求不高的一般零件?！踩充摰拇慊?定義：把零件加溫到臨界溫度以上30?50c保溫一段時刻,然后快速冷卻(水冷)。.目的：為了獲得馬氏體組織，提高鋼的硬度和耐磨性。.工藝參數：淬火加熱時間IT）的淬火加熱時間IT）的選擇才工件有效厚度I尺寸最小部位J裝將量有關系數一般K=1~1,5熏熱聚數,與鋼種及加熱介質有關亞共析鋼AC3+30?50共析鋼.應用鋼的淬硬性定義:是指鋼在淬火后所能達到的最高硬度。阻礙鋼的淬硬性的因素:要緊取決于馬氏體的含碳量。學時2總結：本節(jié)課熟練應用C學時2總第16次教學班級: 課程:工程材料及熱處理 授課教師:課題：第六章鋼的熱處理〔3〕教學方法：講授 教具:教學目標：熟練應用C曲線分析鋼在不同溫度區(qū)間內等溫轉變產物的組織與性能教學重點：把握等溫轉變曲線在連續(xù)冷卻轉變中的應用。各種熱處理方法在實際生產中的應用。鋼的表面熱處理工藝一、表面淬火二、化學熱處理各種熱處理方法在實際生產中的應用。鋼的表面熱處理工藝一、表面淬火二、化學熱處理要緊教學內容:鋼的一般熱處理工藝〔四〕鋼的回火.定義.目的.工藝參數.應用范疇課程回憶:

復習上節(jié)內容。鋼的一般熱處理工藝〔四〕鋼的回火.定義：把淬火后的零件重新加溫到A1線以下某個溫度，保溫一段時刻，然后冷卻到窒溫。.目的：排除淬火應力,降低脆性;穩(wěn)固工件尺寸;調整淬火零件的力學性能。.工藝參數：淬火+高溫回火=調質處理回火由氏體組織金相圖1日支屈及仲如織金相傳回火馬氏體組織金相圖回火由氏體組織金相圖1日支屈及仲如織金相傳回火馬氏體組織金相圖鋼的表面熱處理工藝工藝的核心:使零件具有''表硬里韌〃的力學性能。一.表面淬火.定義：是一種不改變鋼表層化學成分，但改變表層組織的局部熱處理工藝。.工藝特點:通過快速加熱使鋼的表層奧氏體化，然后急冷，使表層形成馬氏體組織,而心部仍保持不變。.表面淬火用鋼：選用中碳或中碳低合金鋼。40、45、40Cr、40MnB等。.表面淬火加工的方法:感應加熱（高、中、工頻）、火焰加熱、電接觸加熱法等。二.化學熱處理.定義：將零件置于一定的化學介質中，通過加熱、保溫，使介質中一種或幾種元素原子滲入工件表層，以改變鋼表層的化學成分和組織的熱處理工藝。.化學熱處理的差不多過程：分解：化學介質在高溫下開釋出待滲的活性原子。吸?。夯钚栽颖涣慵砻嫖『腿芙狻U散：活性原子由零件表面向內部擴散，形成一定的擴散層。.化學熱處理進行的條件：滲入元素的原子必須是活性原子，而且具有較大的擴散能力。零件本身具有吸取滲入原子的能力，即對滲入原子有一定的溶解度或能與之化合，形成化合物。.化學熱處理的種類：滲碳；滲氮；碳氮共滲；滲硼；滲鋁；滲硫；滲硅；滲鉻等。1.鋼的滲碳固體法碳法小意圖'L借隈假法＜1固體法碳法小意圖'L借隈假法＜1、意怛2.鋼的滲氮3.鋼的碳氮共滲一氰化處理第9周 總第17次 學時2教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：實驗五鋼的熱處理實驗教學方法：實驗 教具：教學目標：把握熱處理的差不多操作方法。研究熱處理后材料的硬度與機械性能的關系。了解鋼通過熱處理后的顯微組織。教學重點：把握熱處理的差不多操作方法。研究熱處理后材料的硬度與機械性能的關系。了解鋼通過熱處理后的顯微組織。教學難點：把握熱處理的差不多操作方法。研究熱處理后材料的硬度與機械性能的關系。了解鋼通過熱處理后的顯微組織。要緊教學內容:.制定常用材料的熱處理工藝方案。.進行熱處理操作。.測定熱處理后硬度。.觀看金相組織。.畫出冷卻曲線及轉變產物及性能。課程回憶:教案用紙實驗五鋼的熱處理實驗一、實驗目的.把握熱處理的差不多操作方法。.研究熱處理后材料的硬度與機械性能的關系。.了解鋼通過熱處理后的顯微組織。二、實驗內容.制定常用材料的熱處理工藝方案。.進行熱處理操作。.測定熱處理后硬度。.觀看金相組織。.畫出冷卻曲線及轉變產物及性能。三、實驗儀器箱式電爐和控溫外表洛氏硬度計、金相顯微鏡、一組試樣四、實驗方法1、1.1、依照鐵碳相圖來確定。如：關于亞共析鋼，合適的淬火加熱溫度為AC3+30?50℃，淬火后的組織為平均細小的馬氏體。假如加熱溫度不足〔低于AC3〕，那么淬火組織中將顯現(xiàn)鐵素體，造成淬火后硬度不足。對共析鋼和過共析鋼，合適的淬火加熱溫度為AC1+30?50℃，淬火后的組織為隱晶馬氏體與粒狀二次滲碳體。未溶的二次滲碳體能夠提高鋼的硬度和耐磨性。過高的加熱溫度〔高于Accm〕，會因為等到粗大的馬氏體和過多的殘余奧氏體而導致硬度和耐磨性下降，脆性增加，因為過共析鋼含碳量高，加熱到Accm以上時，碳化物全部溶解，使奧氏體晶粒易于長大。同時，奧氏體內的含碳量越高，那么淬火后的馬氏體量越少殘余奧氏體越多。2.鋼的硬度取決于鋼的含碳量及熱處理，同一種鋼在退火后的硬度最低，正火后硬度增高，而淬火后硬度最高。在實際生產中，工件熱處理后的質量檢查一樣差不多上通過硬度檢驗來實現(xiàn)的。因為硬度與其它機械性能之間存在著一定關系，因此，即可通過查表或公式進行換算，又可不必損壞試樣。淬火介質冷卻速度℃/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礦物油15030變壓器油12025表2常用淬火介質的冷卻能力五、本卷須知.工作中要注意安全，做到文明生產，工作場所不打鬧嬉戲。.工作場所要穿戴工作服，女同學要戴工作帽。.工作時要防止燙傷。.在工作中注意把握工具、儀器外表的使用方法，防止不正常損壞。教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：實驗六鋼的不平穩(wěn)組織觀看教學方法：實驗 教具：教學目標：通過對淬火、回火的組織觀看，認識熱處理后組織的形狀特點。教學重點：通過對淬火、回火的組織觀看，認識熱處理后組織的形狀特點。教學難點：通過對淬火、回火的組織觀看，認識熱處理后組織的形狀特點。要緊教學內容:.觀看熱處理后的金相組織。.畫出組織示意圖。課程回憶:實驗六鋼的不平穩(wěn)組織觀看 備一、實驗目的通過對淬火、回火的組織觀看，認識熱處理后組織的形狀特點。二、實驗內容 注.觀看熱處理后的金相組織。.畫出組織示意圖。三、實驗儀器金相顯微鏡、一組試樣四、實驗觀看鋼經熱處理后的差不多組織共析鋼連續(xù)冷卻后的組織如圖5-5所示。45鋼正常淬火〔AC3+30?50℃〕后的顯微組織是細針狀馬氏體和微量殘余奧氏體。45鋼不完全淬火〔AC1與AC3之間〕后的顯微組織是馬氏體和鐵素體。在顯微鏡中觀看到的是：在呈暗色針狀馬氏體差不多上分布著白色塊狀鐵素體。45鋼正火〔AC3+30?50℃空冷〕后的顯微組織是鐵素體和索氏體。45鋼在正常淬火溫度加熱，然后在油中冷卻，由于冷卻速度不足〔V冷＜VK］，得到的組織是馬氏體和部分屈氏體〔或混有少量貝氏體〕T10鋼正常淬火〔AC1+30?50℃〕后的顯微組織是針狀馬氏體和二次滲碳體〔呈亮白色晶體〕。T10鋼過熱淬火〔Accm以上〕后的顯微組織是粗大馬氏體和15?30%的殘余奧氏體〔成白亮色，存在于馬氏體針之間〕。T10鋼淬火后再經150?250℃低溫回火，其顯微組織是回火馬氏體和未溶碳化物及殘余奧氏體。45鋼淬火后再經500?650℃高溫回火〔常稱作調質處理〕其顯微組織是回火馬氏體。45鋼淬火后再經350?500c中溫回火，其顯微組織是回火屈氏體。要求:1〕、實驗前認真閱讀實驗指導書2〕、制定完熱處理工藝規(guī)范后要經老師檢查合格后才能分組進行熱處理操作。3〕、當溫度達到設計溫度后〔可從控溫外表上讀出〕，開始運算保溫時刻。保溫時要注意控溫外表是否正常，發(fā)覺問題及時報告老師。4〕、淬火冷卻時，應迅速地將試樣放入水中或油中，并不停地攪動試樣。注意不要將試樣露出液面。5〕、淬火后的樣品用砂布磨掉氧化皮，然后測定硬度值。同時將本次實驗的全部硬度值記錄在實訓報告上。6〕、需要回火的組樣品在淬火后要進行回火操作。7〕、完成全部熱處理操作后，觀看熱處理的顯微組織。8〕、依照顯微鏡中組織的特點，畫出熱處理后顯微組織示意圖。教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：第五章碳鋼第七章低合金鋼與合金鋼（1）教學方法：講授 I教具:教學目標：把握鐵碳合金的生產及分類和合金鋼的基礎知識。教學重點：把握鐵碳合金的生產及分類教學難點：把握合金鋼的基礎知識。要緊教學內容：鐵碳合金的生產及分類一、鋼錠的組織、質量及缺陷.有益元素.有害元素：.氣體元素：二、碳素鋼的分類、編號及用途.碳素鋼的分類.碳素鋼的編號及用途合金鋼的基礎知識一、合金元素對鋼的組織和性能的阻礙.合金元素與鐵和碳的作用.合金元素對Fe-Fe3c相圖的阻礙.合金元素對鋼的熱處理的阻礙課程回憶:教案用紙復習 備注鐵碳合金的生產及分類一、鋼錠的組織、質量及缺陷雜質元素對鋼的質量和性能的阻礙.有益元素Si一有專門強的固溶強化作用，能脫氧。Mn—脫氧、去硫，提高鋼的強度和硬度。.有害元素：P一有專門強的固溶強化作用,低溫韌性差（冷脆）。S—能引起鋼在熱加工時或高溫工作下開裂（熱裂）。.氣體元素：N：鋼中過飽和N在常溫放置過程中會發(fā)生時效脆化。加Ti、V、Al等元素可排除時效傾向。O：鋼中的氧化物易成為疲勞裂紋源。H：原子態(tài)的過飽和氫時將降低韌性，引起氫脆。當氫在缺陷處以分子態(tài)析出時，會產生專門高內壓，形成微裂紋，其內壁為白色，稱白點或發(fā)裂。二、碳素鋼的分類、編號及用途2.1碳素鋼的分類1按碳的質量分數分類：低碳鋼:WcW0.25%中碳鋼:0.25%WWcW0.6%高碳鋼:Wc>0.6%2按鋼的質量分類：碳素鋼：Wp=(0.035%?0.045%)；Ws=(0.035%?0.050%)優(yōu)質碳素鋼：Wp=0.035%；Ws=(0.030%?0.035%)高級優(yōu)質碳素鋼：WpW0.030%；Ws=(0.020%?0.025%)3按鋼的用途分類：碳素結構鋼：用于制造各種機械零件、工程構件。一樣為低、中碳鋼。碳素工具鋼：用于制造各種工具。一樣為高碳鋼。2.2碳素鋼的編號及用途.碳素結構銅：Q235—A-￡r一匚沸腌鋼△等級235MPa屈服強度2.優(yōu)質碳素結構鋼45---Wc=45%00較高錳質量分數的優(yōu)質碳素結構鋼45Mn---Wc=45%00;WMn=0.7%?1.0%

3,碑素工Fl3,碑素工Fl鋼工121詢統(tǒng)優(yōu)質? *Wc=12%i.■碳素工具鋼Z(；211(1--Mil)■口“妾4W)MPh.n鑄鋼合金鋼的基礎知識一、合金元素對鋼的組織和性能的阻礙.合金元素與鐵和碳的作用a溶于基體中形成合金F或合金Ab與碳作用形成合金碳化物.合金元素對Fe-Fe3c相圖的阻礙a擴大奧氏體區(qū)的合金元素Mn元素對奧氏體區(qū)的阻礙b縮小奧氏體區(qū)的合金元素Cr元素對奧氏體區(qū)的阻礙c改變共晶點和共析點參數的元素合金元素對S點成分的阻礙合金元素對A1線的阻礙.合金元素對鋼的熱處理的阻礙a加熱時對奧氏體形成的阻礙b對過冷奧氏體轉變的阻礙c對回火轉變的阻礙小結：本課程重點把握鐵碳合金的生產及分類和合金鋼的基礎知識。第10周 總第20次 學時2教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：第七章低合金鋼與合金鋼（2）教學方法：講授 |教具:教學目標：通過講授使學生把握合金化的差不多原理及合金鋼的分類,編號.教學重點：Me在鋼中作用的差不多規(guī)律及鋼的分類與編號.教學難點：Me在鋼中作用的差不多規(guī)律及鋼的分類與編號.要緊教學內容:二、合金工具鋼.二、合金工具鋼.合金刃具鋼.合金模具鋼.合金量具鋼.一般低合金鋼.合金滲碳鋼.合金調質鋼.彈簧鋼.滾動軸承鋼.易切削鋼課程回憶：復習一、合金結構鋼.一般低合金鋼化學成分：碳素結構鋼+合金元素主加合金元素:Mn1.8%以內。輔加合金元素:V、Ti、Nb、B。睥號:Q345€—MPa?屈服強度應用：Q345鋼(16Mn)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結構。.合金滲碳鋼對滲碳鋼的性能要求:表硬里韌對滲碳鋼的含碳量的要求:低碳滲碳鋼的熱處理特點：滲碳一一淬火+低溫回火(180?200℃).合金調質鋼調質鋼一樣指通過調質處理后使用的碳素結構鋼和合金結構鋼.對調質鋼零件的性能要求為”具有良好的綜合機械性能”.因此，調質鋼的含碳量一樣在0.25%-0.50%之間,屬于中碳鋼.碳量過低,同時為了提高鋼的淬透性和保證強度，韌性.通常加入Cr,Ni,Si,Mn,B及少量的MO,V,Al等合金元素.調質鋼的熱處理通常為淬火后高溫回火.常用鋼種有40,40Cr,30CrMnSi,40CrNiMo等..彈簧鋼彈簧鋼是用來制造彈簧等彈性元件的鋼.依照其使用條件，要求其具有較高的彈性極限和屈強比，較高的疲勞強度，一定的塑性韌性.因此，碳素彈簧鋼的含碳量為0.60%-0.90%,合金彈簧鋼的含碳量為0.40%-0.70%.合金彈簧鋼的主加合金元素是Si(<3%),Mn(<1.3%),Cr(約1%).以保證力學性能和工藝性能.依照彈簧鋼的加工成型狀態(tài)不同，彈簧分為熱成型彈簧與冷成型彈簧.熱成型彈簧的具體制造過程是先將剪斷的鋼材加熱至高溫狀態(tài)(約高出淬火溫度50-80度),趁熱來卷彈簧或折疊成所需形狀，然后進行淬火與中溫回火.冷成型彈簧鋼通常都采納多次冷拉的方法制成彈簧鋼絲，然而在冷拉前要對鋼料先進行淬鉛處理，隨后再進行總變形量達到80%-90%的多次冷拉，直到成品彈簧所要求的尺寸.用這種鋼絲卷成彈簧后，只需進行低溫去應力退火.常用鋼種有65,55Si2Mn,60Si2CrV..滾動軸承鋼用于制作滾動軸承的內外套圈及滾動體的鋼，稱為滾動軸承鋼,對滾動軸承鋼的性能要求為，高的彈性極限和接觸疲勞強度,高而平均的硬度和耐磨性，足夠的韌性和淬透性，同時具有一定的抗蝕能力；止匕外,對鋼的純度(非金屬夾雜物等)，組織平均化,碳化物分布狀況以及脫碳程度等都有嚴格的要求.因此，滾動軸承鋼的含碳量為0.95%-1.15%,鋼的要緊元素是比(<1,65%),輔助元素有Si,Mn.滾動軸承鋼的熱處理工藝要緊為球化退火，淬火和低溫回火.常鋼種有GCr15,GCr15SiMn。6.易切削鋼再鋼中附加一種或某幾種元素，使它成為容易被切削加工的鋼，這類鋼稱為易切鋼.目前常用的附加元素有硫，鉛，鈣，磷等.備注第11周 總第21次 學時2教學班級: 課程:工程材料及熱處理 授課教師:課題：第八章鑄鐵教學方法：講授 教具:教學目標：通過講授使學生把握鑄鐵的分類，鑄鐵中的石墨形狀及鑄鐵的石墨化過程.教學重點：鑄鐵的石墨化過程教學難點：鑄鐵的石墨化過程要緊教學內容：一:鑄鐵的化學成分二:鑄鐵的石墨化：三：阻礙石墨化過程的因素四:鑄鐵的性能課程回憶:復習 備一:鑄鐵的化學成分鑄鐵是含碳量大于2.1%的鐵碳合金，與鋼相比,不僅含C和注Si較多，而且含雜質元素S,P也較多.二:鑄鐵的石墨化：1：碳在鑄鐵中的存在形式和鐵碳合金的雙重相圖.碳含量超過在a-Fe,y-Fe中的溶解度后，剩余的碳能夠有兩種存在方式:滲碳體和石墨.在通常情形下，鐵碳合金是按鐵-滲碳體系（即:Fe-Fe3C）進行轉變，然而,滲碳體實際上是一個亞穩(wěn)固相，在一定條件下能夠分解為鐵基固溶體和石墨，因此，鐵-石墨系是更穩(wěn)固的狀態(tài).因此反映鐵碳合金結晶過程和組織轉變規(guī)律的狀態(tài)圖便有兩種:Fe-Fe3c（亦稱亞穩(wěn)固系）狀態(tài)圖和Fe-石墨（亦稱穩(wěn)固系）狀態(tài)圖.如圖8-1所示.圖中虛線均位于實線的上方或左上方，說明Fe-石墨系比Fe-Fe3c系穩(wěn)固;而且在Fe-石墨系中,碳在液態(tài)，奧氏體和鐵素體中的溶解度較在Fe-Fe3c系中的溶解度較?。煌瑫r，奧氏體-石墨共晶溫度比奧氏體-滲碳體共晶溫度高，鐵素體-石墨共析溫度比鐵素體-滲碳體共析溫度高.2:鑄鐵的石墨化過程鑄鐵中石墨的形成過程稱為石墨化過程.依照鐵合金雙重狀態(tài)圖，鑄鐵的石墨化過程可分為三個時期.第一時期，液相至共晶結晶時期.即Lf（1154度）A+G.Fe3Cf八十6第二時期，共晶至共析轉變之間時期.即AfGn,Fe3CIIf八十6第三時期,共析轉變時期.即AfF+GFe3CfF+G三：阻礙石墨化過程的因素1：鑄鐵的化學成分對石墨化的阻礙①碳和硅:碳和硅差不多上強烈促進石墨化的元素.②錳:錳是阻礙石墨化的元素.它能溶于鐵素體和滲碳體中，其固碳的作用，從而阻礙石墨化.③硫:硫是有害元素，阻礙石墨化并使鑄鐵變脆.④磷:磷是一個促進石墨化不顯著的元素.2:冷卻速度對石墨化過程的阻礙

一樣來說,鑄鐵冷卻速度越慢,越有利于按照Fe-石墨穩(wěn)固系狀態(tài)圖進行結晶與轉變，充分進行石墨化；反之，那么有利于Fe-Fe3c亞穩(wěn)固系狀態(tài)圖進行結晶與轉變,最終獲得白口鑄鐵.三:鑄鐵的分類1:依照鑄鐵在結晶過程中石墨化程度不同的分類.依照鑄鐵中的碳在結晶過程中析出形狀以及凝固后其斷口顏色的不同，鑄鐵可分為三大類：白口鑄鐵一一碳除少量溶于鐵素體外，其余全部以化合態(tài)的滲碳體析出，凝固后斷口呈白亮的顏色，故稱為白口鑄鐵.麻口鑄鐵一一碳既以化合態(tài)的滲碳體析出，又以游離態(tài)的石墨析出，凝固后斷口夾雜這白亮的滲碳體和暗灰的石墨，故稱為麻口鑄鐵.灰口鑄鐵一一碳大部分以游離狀態(tài)的石墨析出，凝固后斷口呈暗灰色，故稱為灰口鑄鐵.2:依照鑄鐵中石墨結晶體狀態(tài)的分類.按6形狀分：一般灰鑄鐵石墨為片狀；(2)孕育鑄鐵一一石墨為細小片狀；(3)可鍛鑄鐵一一石墨為團絮狀；(4)球墨鑄鐵一一石墨為球狀；(5)蠕墨鑄鐵一一石墨為蠕蟲狀.四:鑄鐵的性能鑄鐵的抗拉強度，塑性和韌性要比碳鋼低.一樣說來，始末數量愈少，形狀愈接近球形，那么鑄鐵的強度，塑性及韌性愈高.石墨的存在盡管降低了鑄鐵的力學性能，但卻給予鑄鐵為許多鋼件所不及的性能：①優(yōu)良的鑄造性能②良好的切削加工性③較好的耐磨性和減振性④較低的缺口敏銳性第11第11周總第22次學時2教學班級: 課程:工程材料及熱處理 授課教師:課題：第八章鑄鐵第九章非鐵金屬教學方法：講授 教具:教學目標：通過講授使學生把握常用鑄鐵的種類,石墨的形狀,特點及應用.教學重點：常用鑄鐵的特點及應用教學難點：常用鑄鐵的特點及應用要緊教學內容:一:灰鑄鐵二:可鍛鑄鐵三:球墨鑄鐵四：蠕墨鑄鐵五:耐熱鑄鐵六:耐蝕鑄鐵課程回憶:復習 備1:灰鑄鐵的成分和組織灰鑄鐵是石墨呈片狀分布的鑄鐵,是應用最為廣泛的一類鑄鐵.灰鑄鐵的成分一樣范疇為：2.50%-4.00%C,1.00%-3.00%Si,0.40%-1.30%Mn,S<0.12%,P<0.4%.注灰鑄鐵的組織是由片狀石墨和金屬基體組成.金屬基體依共析時期石墨化進行的程度不同,可分為鐵素體,鐵素體+珠光體和珠光體三種.灰鑄鐵中石墨類型一樣分為六種，即A,B,C,D,E,F六種類型,如圖8-4所示.2:灰鑄鐵的牌號，性能和用途.①灰鑄鐵的牌號與機械性能指標.我國灰鑄鐵的牌號用“灰鐵”二字的漢語拼音的第一個大寫字母“HT”和一組數字表示，數字表示抗拉強度（單位為Mpa）.②灰鑄鐵的組織對性能的阻礙.灰鑄鐵的組織由金屬基體和片狀石墨組成.其性能取決于金屬基體和片狀石墨的數量,大小和分布.③灰鑄鐵的鑄造性能.灰鑄鐵具有熔點低（約為1200度），流淌性好，鑄造收縮率?。ㄒ粯訌蔫F水注入鑄型到凝固冷卻至室溫其收縮率約為0.5%-1%）,鑄件內應力小，易于鑄造成型.二:可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是先將鐵水澆注成白口鑄鐵,然后通過石墨化退火，使游離滲碳體發(fā)生分解形成團絮狀石墨的一種高強度灰口鑄鐵.常用可鍛鑄鐵的化學 成 分 范 疇為：2.4%-2.7%C,1.4%-1.8%Si,0.5%-0.70%Mn,<0.08%P,<0.25%S,<0.06&Cr,另外加少量的孕育劑鋁和鉍.1：石墨化可鍛鑄鐵（又稱黑心可鍛鑄鐵）.石墨化可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵經長時刻石墨化退火而制得得，在退火過程中要緊是發(fā)生石墨化.2:脫碳可鍛鑄鐵（又稱白心可鍛鑄鐵）.脫碳可鍛鑄鐵是白口鑄鐵在長時刻退火過程中，由于只要是發(fā)生氧化脫碳過程，故經退火后其正常的組織應該是鐵素體基體加極少量的團絮狀石墨.3:可鍛鑄鐵的牌號,性能及用途.可鍛鑄鐵的機械性能除與石墨團的形狀，大小，數量和分布有關外，還與金屬基體的組織有專門大關系.鐵素體基體可鍛鑄鐵具有一定的強度和較高的塑性與韌性，要緊用作承擔沖擊和振動的鑄件，珠光體基體可鍛鑄鐵具有高的強度，硬度和耐磨性以及一定的塑性，韌性，要緊用于要求高強度，硬度，耐磨的鑄件.我國可鍛鑄鐵的牌號用“可鐵"兩字漢語拼音的第一個大寫字母"KT”表示，隨后加兩組數字分別表示最低抗拉強度(單位為Mpa)和最低延伸率(%).三:球墨鑄鐵石墨呈球狀分布在基體上的灰口鑄鐵稱為球墨鑄鐵.1:球墨鑄鐵的組織特點：球墨鑄鐵的組織是由球狀石墨和金屬基體所組成的.鑄件經正火或退火后球墨鑄鐵的基體組織有珠光體，珠光體+鐵素體和鐵素體.2:球墨鑄鐵的組織成分特點：球墨鑄鐵的化學成分的特點是：碳，硅含量較高，錳，磷及硫含量低，并含有殘留的球化劑鎂和稀土元素.碳,硅,錳,磷,硫五元素仍舊是要緊成分.3:球墨鑄鐵的組織性能特點：球墨鑄鐵的力學性能與球狀石墨的形狀，大小和分布有關.通常石墨球越圓整，直徑越小，分布越平均，那么球墨鑄鐵的力學性能越高.四:蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵的顯微組織由蠕蟲狀石墨加基體組成，其基體組織與球墨鑄鐵相似，在鑄態(tài)下一樣差不多上珠光體和鐵素體的混合基體，通過熱處理或合金化才能獲得鐵素體或珠光體基體.由于蠕蟲狀石墨對基體的性能有專門好的作用，故蠕墨鑄鐵是一種綜合性能良好的鑄鐵材料，其力學性能階于球墨鑄鐵和灰鑄鐵之間.蠕墨鑄鐵的牌號以RuT表示，"RuT"是"蠕鐵”二字的拼音字首,所跟的數字表示最低抗拉強度.五:耐熱鑄鐵在高溫下工作的鑄鐵，要求具有良好的耐熱性，應采納耐熱鑄鐵.鑄鐵的耐熱性要緊是指它在高溫下抗氧化和抗生長的能力.為了提高鑄鐵的耐熱性，可向鑄鐵中加入硅，鋁，鉻等元素,在鑄件表面形成一層致密的氧化物,如SiO,AlO,CrO等,愛護內層不再連續(xù)氧化. 22323六:耐蝕鑄鐵耐蝕鑄鐵是指在腐蝕介質中工作的具有耐蝕能力的鑄鐵.提高鑄鐵的耐蝕性的途徑要緊靠加入大量的Si,Al,Cr,Ni,Cu等元素，以提高鑄鐵基體組織的電位，并使鑄鐵表面形成一層致密的愛護性氧化膜.止匕外，鑄鐵中的碳或石墨含量應盡量降低，其金相組織最好是具有單相的基體加孤立分布的球狀石墨組織.七:耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵可分為減磨鑄鐵和抗磨鑄鐵兩類.1:減磨鑄鐵：這是指潤滑條件下工作的耐磨鑄鐵，如機床導軌，活塞環(huán),氣缸套,滑塊,滑動軸承等.其組織為在軟基體上嵌有硬的組成相.2:抗磨鑄鐵：這是指在無潤滑的干摩擦及抗磨粒磨損條件下工作的鑄鐵,如軋輥，犁鉀，球磨機磨球.襯板，煤粉機錘頭等.這類鑄鐵的組織應具有平均的高硬度，以承擔在專門大載荷下的嚴峻磨損.第12周 總第23次 學時2教學班級: 課程:工程材料及熱處理 授課教師:課題：實驗七鑄鐵〔及非鐵〕合金的組織觀看教學方法：實驗 教具：教學目標：通過觀看灰、球墨、可鍛鑄鐵的典型顯微組織認識各種鑄鐵的組織形狀。教學重點：通過觀看灰、球墨、可鍛鑄鐵的典型顯微組織認識各種鑄鐵的組織形狀。教學難點：通過觀看灰、球墨、可鍛鑄鐵的典型顯微組織認識各種鑄鐵的組織形狀。要緊教學內容:通過觀看灰、球墨、可鍛鑄鐵的典型顯微組織認識各種鑄鐵的組織形態(tài)。課程回憶:實驗七鑄鐵〔及非鐵〕合金的組織觀看實驗目的通過觀看灰、球墨、可鍛鑄鐵的典型顯微組織認識各種鑄鐵的組織形狀。二、實驗內容觀看灰、球墨、可鍛鑄鐵的典型顯微組織認識各種鑄鐵的組織形狀。三、實驗儀器與材料.金相顯微鏡.制備好的各種鑄鐵組織試樣四、實驗方法觀看各種鑄鐵組織試樣，依照試樣的材料、熱處理狀態(tài)，對比金相圖譜識別其組織，研究其特點，選擇試樣的典型區(qū)域繪制組織示意圖。五、實驗報告.繪制所觀看的組織示意圖。寫出材料、處理狀態(tài)、放大倍數、腐蝕劑及組織名稱。.說明各種組織的形成條件、形狀特點和性能特點。.談談實驗的收成和體會。第13周 總第24次 學時2教學班級: 課程:工程材料及熱處理授課教師:課題：第十一章?第十三章鑄造、鍛造、焊接教學方法：講授 I教具:教學目標：通過學習使同學了解現(xiàn)代材料熱加工成型方法。教學重點：現(xiàn)代鑄造中幾種造型方法介紹教學難點：現(xiàn)代鑄造中幾種造型方法介紹要緊教學內容:現(xiàn)代鑄造中幾種造型方法介紹課程回憶:復習現(xiàn)代鑄造中幾種造型方法介紹現(xiàn)在鑄造工廠所采納的造型方法，過去十年間沒有大的變化而造型技術有了大的進步。對濕砂造型、周密砂型、消逝模鑄造分別表達如下。.濕砂造型法。 Mount公司認為：適用于大部分金屬材質、大批量生產的造型法中，粘土濕砂造型是最經濟的造型法。鑄造工廠裝備有最新技術的操縱裝置，就應逐步做到，用濕型砂操縱技術能夠反復得到最正確的性能。這些操縱裝置包括，篩分分離金屬、回用砂的冷卻、回用砂混練時準確釋量添加劑等等。 Vulcan公司認為，現(xiàn)在的粘土濕砂造型機具有優(yōu)良的性能，能以二年前從未達到過的速度，制造要求嚴格、承諾差別專門小時濕砂型。再加上準確操縱效率高的供砂裝置，使粘土濕砂型在鐵基合金和非鐵合金的造型中保持最重要的地位。MaclerAssoc認為，在濕砂造型中，垂直分型與水平分型兩種加以比較，關于大批量生產中、小型，灰鐵件或球鐵件的鑄造工廠，重直分型造型都占優(yōu)勢，因其設備費用比較廉價、能夠高速造型、所需人員少、緊實度的偏差小等優(yōu)點。但采納垂直分型工藝，在澆口方案與昌口與形狀上，以及在用復雜的芯子、過濾片、冷鐵、套管、舂入芯等方面都受到限制。此外，用流淌性好的合金鑄造時，由于金屬靜壓比較高，容易引起金屬滲透粘砂在制造有色合金鑄件方面，已設計了適合這類合金鑄件的大批量生產各種特性垂直分型造型法，現(xiàn)正在推廣。然而，具有要求的機械特性的鑄件，在用這種造型法達到相當高度的大批量生產之前，作為大批量鋁合金鑄件的生產方式，金屬型鑄造法依舊占有優(yōu)勢。MaclerAssoc認為，水平分型濕砂型鑄造法，關于中、小批量鑄造工廠，依舊有利的造型法之一，不管是上型、下型方式，或雙面模板方式，對復雜鑄件的生產都有適應性?？稍谝粋€循環(huán)期內更換模樣，短時刻運行、長時刻運行都能夠有效的進行生產。但手工操作需要機械化，為了保證生產表面優(yōu)良、尺寸精度高的鑄件，還需對整套設備進行改造。溫砂造型法的選擇，需要考慮以下各點：要有能造型出硬度均一的高質量鑄型的造型設備。能夠迅速更換模板。下芯、鑄型的裝卸機械化。MaclerAssoc談到，為使造型度均一，采納了多種技術。有幾種自動雙面模板機采納了射砂和壓實法，現(xiàn)在，為了取得均一的鑄型密度，射砂和壓實法，現(xiàn)在，為了取得均一的鑄型密度，射砂的方向要是與板垂直的方向。還有一種上型、下型造型機，為使鑄型密度均一，還采了微振擊和壓實。另外，為向模樣填砂時有強的沖擊力，也有用高壓縮氣體的。然而，為得到均一的鑄型硬度，采納了多種方法，對各種造型方式來講一種方法是解決不了的。在造型機的選擇上，要對現(xiàn)在使用的鑄造廠進行調查，并用自己的模樣試驗，以觀看其結果。周密砂型這種造型法的要點是用冷芯盒法的化學粘結鑄型。Vulcan認為這是鋁合金缸體和缸蓋鑄件鑄造工藝的復活。其理由是這種方法，可將缸套鑄在缸體中，同時，還有能使用實現(xiàn)方向性凝固的冷鐵的優(yōu)點。這種方法是在1970年代顯現(xiàn)的用于鑄造近凈形鑄件和用濕砂鑄造對需要增加芯子的形狀復雜的鑄件?，F(xiàn)在，鑄造形狀復雜尺寸的準確的鑄件時，標準的方法是用冷芯盒造型法。而且，與砂型鑄造相比適用于更多的合金。在制芯作業(yè)中可見到，由于樹脂化學和造型裝置的革新，可用更低的價格鑄造質量，更高的零部件用液泵和機械手自動生產線，裝置進一步改善，所需勞動力減少，可生產出高質量、低成本的鑄件。冷芯盒工藝造型機是制芯機的重大的變型。有的造型機上型、下型同時造型，有的造型機可制出兩面型腔的鑄型疊型鑄造，第三種變型是利用二組造型機，一組是上型，一組造下型。這些造型機為了提高精度，使分型線的飛邊最小，在全過程中將鑄型緊實是其特點。大型造型機，為使其動作平滑可靠完全用油壓驅動。裝有機械手，實施上涂料型、干燥、下芯、涂粘結劑和合箱等作業(yè)。由于有了這些裝置，可減少所需的勞動力，保證最高的質量和生產效率。這種冷芯盒造型機，其鑄型的狀況不僅阻礙鑄件表面質量和清理作業(yè)，對芯子的正確組裝和芯頭使型砂在射砂頭中流態(tài)化的位置也有阻礙，因而，鑄型的設計是專門重要的。MaclerAssoc稱，冷芯盒造型機有幾種射砂技術。大部分造型機，這種型式的造型機，用低壓大風量射砂，每個循環(huán)后都能夠使射砂。有二、三個機械廠不是使砂子流態(tài)化，而是用"擠出方式，用有專利權設計的射砂，低氣量高壓射砂，有的機械廠認為，用擠出方式，制造復雜的鑄型時，砂子也容易流淌。這二種技術，最好用自己的模樣進行試用比較，選出最好的方法"。冷芯盒造型法，能夠制造尺寸專門準確的復雜鑄型，但模費用和型砂粘接劑、催化劑的成本比濕砂型用的砂和粘接劑的價格要高，冷芯盒造型法的造型速度低。消逝模鑄型。Vulcan消逝模鑄造由于設備和原料改進而有所進展，采納的比率在不斷擴大。多方向的充填工作點，充填砂〔后續(xù)砂〕即時充填等新技術、使鑄件質量，造型速度提高而成本降低。消逝模鑄造的優(yōu)點有：發(fā)泡?？蓻]有斜度或鈄度專門小，有時還可用鈄度使復雜形狀能夠造型，設計上有自由度。此外，可使鑄件重量減輕，減少甚至不需機械加工，不用芯子也可鑄造等。設備上的革新，組成的部件、涂料、充填介質等新的開發(fā)、使鑄件質量和生產效率提高，從而使市場日益擴大。教案用紙學時2第13周 總第25次學時2教學班級: 課程:工程材料及熱處理 授課教師:課題：第十四章毛坯選擇教學方法：講授教具：教學目標：了解毛坯選擇的差不多常識，重點把握常用型材。教學重點：把握常用型材教學難點：把握常用型材要緊教學內容型材的有關有用知識課程回憶教案用紙備注復習備注型材的有關有用知識一、屬（型材的金分類.簡單斷面型鋼①方鋼——熱軋方鋼、屬（冷拉方鋼；②圓鋼一一熱軋圓鋼、屬（鍛制圓鋼、屬（冷拉圓鋼③線材；④扁鋼；⑤彈簧扁鋼⑥角鋼一一等邊角鋼、屬（不等邊角鋼；⑦三角鋼⑧六角鋼；⑨弓形鋼；⑩橢圓鋼.復雜斷面型鋼①工字鋼——一般工字鋼、屬（輕型工字鋼②槽鋼—-熱軋槽鋼〔一般槽鋼、屬（輕型槽鋼〕、屬（彎曲槽鋼③H型鋼〔又稱寬腿工字鋼〕④鋼軌一一重軌、屬（輕軌、屬（起重機鋼軌、屬（其他專用鋼軌⑤窗框鋼⑥鋼板樁⑦彎曲型鋼—-冷彎型鋼、屬（熱彎型鋼⑧其他二、屬（型鋼中大、屬（中、屬（小型的金劃分大型中型小型工字鋼高三180mm高＜180mm槽鋼高三180mm高＜180mm等邊角鋼邊寬N160mm邊寬50-140mm邊寬20-45mm不等邊角鋼邊寬＞160*100mm邊寬140*90-50*32mm邊寬＜45*28mm圓鋼直徑＞90mm直徑38-80mm直徑10-36mm方鋼邊寬＞90mm邊寬50-75mm邊寬10-25mm扁鋼寬＞120mm寬60-100mm寬12-55mm螺紋鋼直徑＞40mm直徑10-36mm鉚釘鋼直徑10-22mm其它異型鋼：工程履帶板、屬（鋼板樁等異型鋼、屬（小農具用復合扁鋼等異型鋼、屬（農具鋼、屬（窗框鋼等三、屬（熱軋帶肋鋼筋.品種規(guī)格熱軋帶肋鋼筋的金牌號由HRB和牌號的金屈服點最小值構成。材H、屬R、屬（B分別為熱軋〔Hotrolled〕、屬帶肋〔Ribbed〕、屬鋼筋〔Bars〕三個詞的金英文首位字母。材熱軋帶肋鋼筋分為HRB335〔老牌號為20MnSi〕、屬（HRB400〔老牌號為20MnSiV、屬20MnSiNb、屬20MnTi〕、屬HRB500三個牌號.含釩ni級螺紋鋼筋a、經濟：由于強度高，使用新ni級螺紋鋼筋可比n級螺紋鋼筋節(jié)約鋼材10-15%,因此可降低建筑工程的建設成本。B、強度高、韌性好：采納微合金化處理，屈服點在400Mpa以上，抗拉強度570Mpa以上，分別比n級螺紋鋼筋提高20%。C、抗震：含釩鋼筋具有較高的抗彎度、時效性能，較高的低周疲勞性能，其抗震性能明顯優(yōu)于n級螺紋鋼筋。D、易焊接：由于碳含量00.54%,焊接性能好，適應各種焊接方