金屬工藝學(xué)課件(一)

金屬工藝學(xué)主講：馬中全副教授實習(xí)學(xué)時：60實驗學(xué)時：6講課學(xué)時：26山東建筑大學(xué)

工程訓(xùn)練中心1金屬工藝學(xué)

馬中全2緒論★世界四大材料：鋼鐵、木材、塑料、水泥(如生產(chǎn)一根“軸”)

★材料分：金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料金屬材料—指鋼鐵、有色金屬等材料非金屬材料—無機高分子材料（陶瓷、水泥、木材等），有機高分子材料（如塑料、橡膠），復(fù)合材料---玻璃鋼、碳纖維復(fù)合材料、硼纖維材料?！铿F(xiàn)在新材料----納米材料、智能材料3

★材料按物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同分：

金屬材料、非金屬材料（有機高分子材料和陶瓷料)、復(fù)合材料★材料按用途不同分：

機械工程材料、土木工程材料、電工材料、電子材料

★材料按功能不同分：

結(jié)構(gòu)材料、功能材料、磁性材料等4材料發(fā)展概括▲《天工開物》—明朝科學(xué)家：宋應(yīng)星箸▲石器時代陶器時代銅器時代：司母戊鼎（公元前11—16世紀(jì)）1130×780×1100戰(zhàn)國編鐘（前475—221年）65個總重2500Kg天然石，獸骨，樹枝泥巴（日曬→原始陶器；火燒→瓷器用具）鐵器時代滄州大獅（公元953年）重50T,長5.3m,寬3m人工復(fù)合材料塑料、橡膠、陶瓷、鈦合金、碳纖維、納米等《本草綱目》《農(nóng)政全書》—李時珍—徐光啟★智能材料5滄州鐵獅鑄造于公

元953年。鐵獅子通高5.78米，身長6.5米，體寬3.17米，重約40噸6本課程的性質(zhì)和目的是高等工科院校機械類專業(yè)必修的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。2、目的：a獲得有關(guān)金屬熱處理、金屬材料的基本知識。b熟悉常見金屬材料的牌號、性能特點及應(yīng)用；了解它們之間成分、組織、性能、熱處理的關(guān)系。c具有選擇零件材料的能力，確定加工工藝路線的能力。d為后續(xù)課程和從事技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。1、性質(zhì)：特點：雜，多，廣，邏輯性差。本課學(xué)習(xí)方法是：預(yù)習(xí)、筆記、復(fù)習(xí)、討論問題本教材的重點：常見的材料牌號及應(yīng)用，鋼的熱處理7第一章金屬材料的力學(xué)性能Mechanicspropertiesofmetals金屬材料的性能〈使用性能—力學(xué)、物理、化學(xué)工藝性能—鑄造、鍛壓、焊接、切削加工力學(xué)性能：受外力作用下所表現(xiàn)出的性能。不能說：機械性能判據(jù)如：強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度等8第一節(jié)強度與塑性一、強度strength概念：強度是指金屬抵抗永久變形（塑性變形）和斷裂

的能力。通過拉伸試驗測得大小。強度判據(jù)：屈服點（屈服強度）、抗拉強度9

1011L0LKd0拉斷前試樣拉斷后試樣試樣按GB6397——86制制取，分分長試樣樣L0=10d0短試樣L0=5d0說明：bkse拉伸力FO伸長量△LFsFbFe低碳鋼的的力—伸伸長曲線線FF12說明：—單位面積積上的內(nèi)內(nèi)力稱應(yīng)應(yīng)力。讀[sigm]L—長度Length單位：mmA—截面積Area單位：mm2F—外力Force單位：Ns—屈服點的的值單位：：MPa（兆帕））megapascal◆屈服點概念：力不增加加仍能繼繼續(xù)伸長長時的應(yīng)應(yīng)力。用符號號：s表示◆抗拉強度度概念：試樣拉斷斷前所承承受的最最大拉應(yīng)應(yīng)力。用符號號：b表示補充：bb表示抗彎強度度注：s、b是設(shè)計與與選材的的重要依依據(jù)另：e表示彈性性極限。。在外力力作用下下產(chǎn)生彈彈性變形形時所承承受的最最大拉應(yīng)應(yīng)力。13補充資料料：GB/T228—2002《金屬材料料室溫溫拉伸試試驗方法法》規(guī)定：斷斷后伸長長率A表表示；斷面收縮縮率Z表表示；；屈服強度度Re表表示；抗拉強度度Rm表表示；；此規(guī)定代代替GB228---87，，從2002年年7月執(zhí)執(zhí)行。14二、塑性plasticity概念：在外力作作用下產(chǎn)產(chǎn)生永久久變形而而不破壞壞的能力力。判據(jù)：斷后伸長長率、、斷后后斷面收收縮率◆斷后伸長長率Percentageelongationafterfracture概念：試樣斷后后標(biāo)準(zhǔn)的的伸長量量與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的百分分比。用符號表示，讀讀作[代兒特]其中：Lk—斷后試試樣長度度Lo—試樣原原始長度度◆斷后斷面面收縮率率概念：斷后截面面處面積積的最大大縮減量量與原始始截面面面積百分分比。用符號表示，讀讀作[撲灑哎]說明：伸長率和收收縮率在實際際應(yīng)用中，一一般是用表示塑性大小小。、Ψ越大，材料的塑塑性越好。通通常認(rèn)為<5%脆性材料。Ψ15第二節(jié)硬度度Hardness硬度—是指材料抵抗抗局部變形，，特別是塑性性變形、壓痕痕或劃痕的的能力。硬度是衡量材材料軟硬程度的判據(jù)。一、布氏硬度BrinellHardness用符號：HB表示示N/mm2(Kgf/mm2)。說明：1、壓壓頭為淬火鋼鋼球用HBS表示，數(shù)值∠450用于測量有色色金屬、退火火或正火鋼件件、灰鑄鑄鐵材料。2、壓頭為硬硬質(zhì)合金用HBW表示，數(shù)值450—650生產(chǎn)中一般不不用HBW來測量材料的的硬度。3、表示法：：數(shù)字在前、、字母在后。。如200HBSI50HBS～175HBS；標(biāo)注時不要寫寫成HBS=200，或HBS=150～175，或或500HBS，不要出現(xiàn)單位位；數(shù)值差不不要超過30。4、不宜測量量薄件、成品品件。因壓痕痕大。S—steel（鋼）FD工件壓頭：鋼球或或硬質(zhì)合金d16二、洛氏硬度RockwellHardness原理是用120°的金剛剛石圓錐或尺尺寸很小的淬淬火鋼球作為為壓頭，在一一定的壓力作作用下，壓入入材料表面，，在指示盤上上顯示出硬度度值大小。常用的是用符符號HRC表示。沒有單位。。注：GB/T230—91規(guī)定有九種種表示硬度方方法，常見的的有A、B、、C三種，如如HRA、HRB、HRC、HRD、HRE等等，因施加壓壓力和壓頭材料不不同而出現(xiàn)了了不同的標(biāo)尺尺A、B、C、D、E等等說明：1、數(shù)數(shù)字在前、字字母在后，如如45HRC；；35HRC～38HRC2、HRC適用范圍數(shù)值值20～70；小于或大于于這個范圍均均為標(biāo)注錯誤??！如17HRC；；75HRC；HRC=15～19等。3、在圖紙標(biāo)標(biāo)注時注意數(shù)數(shù)值差應(yīng)≯5，否則為標(biāo)標(biāo)注錯誤。4、適用于測測量硬度較高高的材料，如如淬火鋼件；；測量成品件或半成品品件。因壓痕痕較小。壓頭頭直徑1.587mm。17補充標(biāo)準(zhǔn)：國家標(biāo)準(zhǔn)工程程建設(shè)（GBJ）；國家計量技術(shù)術(shù)法規(guī)（JJG）；山東東省企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（Q/））；城建行標(biāo)（（CJ、CJJ）；建材行標(biāo)（（JC））；建工行標(biāo)（（JG、JGJ））；山東省地方標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（DB37）；；冶金行標(biāo)（（YB、、YBJ）；；國際標(biāo)準(zhǔn)化組組織標(biāo)準(zhǔn)（ISO）；InternationalStandardsOrganization120°Fh工件壓頭18第三節(jié)沖沖擊擊韌性與與疲勞勞強度Impacthardnessandfatiguestrength一、韌性韌性是指金屬屬在斷裂前吸吸收變形能量量的能力。韌韌性的判據(jù)通通過沖擊實驗驗來測定。1.擺錘式一次沖沖擊實驗GB229——94規(guī)定：：將材料制成成帶有V型缺口標(biāo)準(zhǔn)沖沖擊試樣。用符號：AKV表示J/cm2見教材P9圖圖1—6說明：韌性值與溫度度有關(guān)；在20℃左右可可不顯脆性性，溫度降降低后韌性性值減減小，易脆斷斷。如：碳碳鋼—20℃以下，，易發(fā)生脆斷斷。此時的溫溫度稱——脆性轉(zhuǎn)變溫度度。2.多次沖擊試驗驗——小能量多次沖沖擊注：沖擊能量量小時，取決決于材料的強強度；沖擊能量大時時，取決于材材料塑性。二、疲勞強度度——用符號：σ-1（教材P10自己看））19復(fù)習(xí)與思考題題：1、某廠購進一批批鋼材，從中中制取d0=10mm的圓形截面短短試樣，經(jīng)拉拉伸實驗后，，測得Fb=33.81KN,Fs=20.68KN,Lk=65mm,dk=6mm.試問這批鋼材材的力學(xué)性能能是否合格？？（注：GB699—88規(guī)定此種種鋼材的力學(xué)學(xué)性能判據(jù)：：b=375MPa；s=225MPa;5=27%;=55%)。2、下列硬度要要求或?qū)懛ㄊ鞘欠袂‘?dāng)？為為什么？（1）HRC12～17；（2）HRC=50～60Kgf/mm2；（3）500～530HBS；；（4）70HRC～75HRC；；（5）230HBW；3、整體硬度要要求230HBS～250HBS的的軸類零件，，精加工后再再抽查，應(yīng)選選用什么硬度度計測量硬度度較合適？4、一一緊緊固固螺螺釘釘在在使使用用過過程程中中發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有有塑塑性性變變形形，，是是因因為為螺螺釘釘材材料料的的力力學(xué)學(xué)性性能能哪哪一一判判據(jù)據(jù)的的值值不不足足？？5、用用洛洛氏氏硬硬度度試試驗驗方方法法能能否否直直接接測測量量成成品品或或教教薄薄工工件件？？為為什什么么？？20第二二章章金金屬屬材材料料的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識第一一節(jié)節(jié)金金屬屬的的晶晶體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)一、、晶晶體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的基本本概概念念BaseknowledgeoftheMetallicmaterical1.晶體體與非晶晶體體概念念：：原原子子按按一一定定幾幾何何形形狀狀作作有有規(guī)規(guī)律律的的重重復(fù)復(fù)排排列列的的固體體物物質(zhì)質(zhì)————稱稱晶體體；非晶晶體體則反反之之。。特點點：：晶體體———①①有有熔熔點點；；②②具具有有各各向向異異性性。。如如：：食食鹽鹽，，冰冰，，金金剛剛石石，，金金屬屬等等。。非晶晶體體———①①無無熔熔點點；；②②各各向向同同性性。。如如：：玻玻璃璃，，松松香香，，瀝瀝青青等等。。21二、、常常見見的的晶格格類類型型1.體心心立立方方晶晶格格body——centeredcubiclattice特點點：b較好好。。如如：：＜＜912℃℃Fe,Cr,Mo,V等等。。體心心立立方方晶晶格格含有有2個原原子子體體積積組組成成。。2.面心心立立方方晶晶格格face——centeredcubiclattice特點點：較好好。。如：：＞＞912℃℃Fe,Cu,Al等等金金屬屬。含有有4個原原子子體體積積組組成成。面心心立立方方晶晶格格222.晶晶格格與與晶晶胞胞晶格格：：表示示晶晶體體中中原原子子排排列列形形成成的的空空間間格格子子。。晶胞胞：：組成成晶晶格格最最基基本本的的幾幾何何單單元元。。abc晶胞胞示示意意圖圖原子子3.晶晶格格常常數(shù)數(shù)————a,b,ca=b=c且且互互垂垂直直表示示晶胞胞幾幾何何形形狀狀大大小小晶體體中中的的原原子子排排列列晶面面結(jié)點點形成成的的原原因因：各原原子子之之間間相相互互吸吸引引力力與與排排斥斥力力相相平平衡衡結(jié)結(jié)果果。。233.密排六方方晶格hexagonalclosepackedlattice特點：硬度高、脆性大。如：鋅鋅(Zn),鎂(Mg),鎘鎘(Cd)等金金屬。abCa=b＜＜c4.晶晶格致密密度——原子排列列的緊密密程度。致密度=—————=————原子體積積晶胞體積積—43πr3a3結(jié)果：體體心=0.68面心=0.74六方=0.74原子半徑徑r=a24三、金金屬屬的實際際晶體結(jié)結(jié)構(gòu)(教材20頁頁三)（一）、、多晶體結(jié)結(jié)構(gòu)晶粒晶界多晶體示示意圖圖由多個單單晶粒組組成的晶晶體為多晶體通常：鋼鋼鐵材料料晶粒尺尺寸為為0.1～0.001mm◆顯微組織織：在顯微微鏡下觀觀察到其其形態(tài)、、大小、、分布不不同的組組成物。。（二）、、晶格缺陷陷1、點缺陷：在長、、寬、高高方向尺尺寸都有有很小變變化的一一種缺陷陷。↗↘間隙原子子晶格空位位252、線缺陷：在晶格格中呈線線狀分布布的缺陷陷。↗↗，↘↘3、面缺陷：呈面狀狀分布的的缺陷。。↑↑，，↓↓線缺陷陷面缺陷26第二節(jié)合金的相相結(jié)構(gòu)一、有關(guān)關(guān)合金的的基本概概念1、合金金alloy由兩種或或兩種以以上金屬屬元素或或者金屬屬元素與與非金屬屬元素組組成的具具有金屬屬特性的的物質(zhì)。。2、組元元constituent組成合金金的最基基本的獨獨立的物物質(zhì)稱組組元，簡簡稱“元元”。如如：黃銅銅Cu—Zn；硬鋁鋁Al—Cu等等都稱二元合金金。3、系system由給定組組元可以以按不同同比例配配制一系系列成分分不同的的合金，，簡稱：：“系”。274、相圖圖：表示合合金系中中合金狀狀態(tài)與溫溫度、成成分之間間的關(guān)系系的圖解解。如：鐵碳合金金狀態(tài)圖圖5、相phase：指同一一化學(xué)成成分，同同一結(jié)構(gòu)構(gòu)并以界界面互相相分開的的均勻組組成部分分。如固相、液液相等。。6、組織織structure：借助于于放大鏡鏡、顯微微鏡下觀觀察到具具有某種種形態(tài)、、形貌特特征的組組成部分分。二、合金金的相結(jié)結(jié)構(gòu)1、固溶溶體solidsolution◆概念：溶溶質(zhì)原子子溶入溶溶劑晶格格中所形形成的一一種均勻勻固體。。如；糖水水—溶劑劑，糖——溶質(zhì)。28◆分類：按溶質(zhì)原子在溶劑中分布情情況不同同，分分置換固溶溶體和間隙固溶溶體兩類①置換固溶溶體——溶質(zhì)原子子替換晶晶格上的的原子②②間隙固溶溶體——溶質(zhì)質(zhì)原子溶溶入晶格格原子間間隙a)間隙固溶溶體b)置換換固溶體體特征：晶格類類型不變變，化學(xué)學(xué)成分有有限，性性能發(fā)生生變化29◆特征：（1）晶晶格仍保保持原晶晶格（溶溶劑）。（2））化學(xué)學(xué)成分分在一一定范范圍內(nèi)內(nèi)可改改變。。（3））性能能隨化化學(xué)成成分改改變而而逐漸漸變化化?！粜阅苣埽涸斐删ЬЦ窕?，，強度度、硬硬度上上升。。這種種現(xiàn)象象稱固溶強強化。若溶質(zhì)質(zhì)原子子質(zhì)量量分?jǐn)?shù)數(shù)（含含量））適當(dāng)當(dāng)，其其力學(xué)學(xué)性能能高。2、金金屬化化合物物compound◆概概念：：合金元元素之之間發(fā)發(fā)生相相互作作用而而生成成的一一種具具有金金屬特特性的的新相相。如如Fe與C→Fe3C30◆特征（1））具有有一定定的化化學(xué)成成分。。（2）與與任一一組元元成分分不同同。（（3））熔點點高脆脆性大大硬度度高。?！粜阅芫Ц駨?fù)復(fù)雜斜斜方，，σ、HB↗↗↗，δ、ak↘↘，，脆性性大3、機機械混混合物物mixture◆概概念念：兩相按按固定定比例例構(gòu)成成的組組織（（復(fù)合合相）），稱稱機械械混合合物。。如鐵鐵碳碳合金金中F與Fe3C結(jié)合為為P◆特征：各相保保持自自己的的晶格格類型型、性性能特特點。。強度、、硬度度適中，，目前鋼鋼鐵材材料中中大部分是是這種種組織織。31第三節(jié)節(jié)純純金金屬屬的的結(jié)結(jié)晶晶一、結(jié)結(jié)晶的的概念念1、結(jié)晶crystallization由液態(tài)態(tài)轉(zhuǎn)變變?yōu)楣坦腆w晶晶體的的過程程。或者描描述為為：原子由由不規(guī)規(guī)則排排列到到有規(guī)規(guī)則排排列過過程。?；蛘呙杳枋鰹闉椋壕Ьw結(jié)結(jié)構(gòu)形形成的的過程程。如水———冰冰2、冷卻曲曲線與與過冷冷度ΔT℃T0T1時間O冷卻曲曲線★平臺：：結(jié)晶過過程時時間。是結(jié)結(jié)晶時時放出出的熱熱（潛潛熱））造成成的。?！颰0——理論結(jié)結(jié)晶溫溫度T1—實際結(jié)結(jié)晶溫溫度T0—T1=ΔT過冷度度過冷是是結(jié)晶晶的必必要條條件?。—temperation32結(jié)論：冷卻卻速度度↗——△T↗↗或或者說說：△△T↗↗———△F（結(jié)晶晶能量量）↗———結(jié)晶晶驅(qū)動動力↗↗———結(jié)晶晶傾向向↗二、結(jié)結(jié)晶過過程過程：：不斷形形核和和晶核核不斷斷長大大的過過程。。三、晶晶粒大大小控控制1、晶粒粒越細(xì)細(xì)小，，力學(xué)學(xué)性能能越高高。33FF結(jié)果：：小雞雞蛋不不易碎碎，大大雞蛋蛋容易易碎舉例：：兩組組大小小不同同的雞雞蛋受受力情情況2、細(xì)化晶晶粒方方法：（1））增加△T。。（2））孕育處處理（（變質(zhì)質(zhì)處理理）。（3））附加振振動或或攪拌拌。34四、金金屬的的同素素異構(gòu)構(gòu)轉(zhuǎn)變變——補充內(nèi)內(nèi)容鐵絲加加熱實實驗示示意圖圖鐵絲標(biāo)尺支架現(xiàn)象：：加熱時時鐵絲絲伸長長，到到912℃開始始收縮。若冷卻卻時從從1000℃到912℃℃出現(xiàn)伸伸長現(xiàn)現(xiàn)象。?！舾拍睿涸诠虘B(tài)態(tài)下隨隨溫度度發(fā)生生變化化，其其晶格格類型型發(fā)生生轉(zhuǎn)變變的現(xiàn)現(xiàn)象-———同素異異構(gòu)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變。。◆冷卻曲曲線：用冷卻卻曲線線表示示出此此現(xiàn)象象。實質(zhì)是：原子排排列不不同，，結(jié)構(gòu)構(gòu)不同同，金金屬體體積發(fā)發(fā)生改改變35冷卻曲曲線：：溫度℃時間—liquid結(jié)晶過過程δ—Fe體心立方方晶格格γ—Fe面心立方方晶格格α—Fe體心立方方晶格格轉(zhuǎn)變式式：α—Fe→γ—Fe→δ—Fe9121394體心面面心心體體心心或者：γ—Fe——α—Fe912℃臨界轉(zhuǎn)變溫溫度面心體體心體心——2個原子體積積面心———4個原子體積積36第四節(jié)合合金的結(jié)晶晶描述合金的的結(jié)晶過程程用“二元相圖”解釋一、二元合金金相圖的建建立：———————用熱分析法法繪制如：Cu—Ni合金CuNi成分變化：：Cu由100%→0%；；Ni由0%→100%0100溫度AB10831452℃℃L----liquidS---solidL+SWNi%→※結(jié)晶過程分分析：70%Cu+30%Ni合金1●●21點以上為為液體L到1點開始始結(jié)晶出固固體S1—2間為為兩相區(qū)區(qū)L+S到2點時全全為固體S2點以下為為固體37ABCuNi●●12LSAB上線——液相線AB下線——固相線二、合金結(jié)晶的的特點：1、一個溫度度范圍內(nèi)結(jié)結(jié)晶，有兩兩個相變點點（因為合合金有兩組組元）。。2、結(jié)晶出的的固相成分分與液相成成分不同（（液相成分分不斷改變變）。3、形成單相相、兩相混混合物、單單相與兩相相混合物。。L+St℃τO1●●2LL→S（L+S））S冷卻曲線38第五節(jié)鐵鐵碳合合金Ferrocarbonalloy一、鐵碳合合金狀態(tài)圖圖1、狀態(tài)圖圖的建立——通過熱分析法獲得Fe與C形成：FeCFe3CFe2CFeC----Wc=6.69%----Wc=9.3%----Wc=17.8%Fe3CFe2CFeC說明：GB3102—93規(guī)定W稱為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下標(biāo)為含含某元素W----weight分分量、重量量Fe—Fe3C簡化狀態(tài)圖圖39二、狀態(tài)圖作作用：（1）研究究鋼鐵的成成分、組織織和性能之之間關(guān)系理理論基礎(chǔ)。。（2）制定定熱加工工工藝的依據(jù)據(jù)。簡化Fe—Fe3C狀態(tài)圖圖※三、基本組織織1、鐵素體FFerrite——碳在α—Fe中所形成的的間隙固溶溶體。特點：塑性性、韌性好好，強度、、硬度低。。402、奧氏體A—austenite英國金相學(xué)學(xué)家碳在γ—Fe中的間隙固固溶體。特點：塑性較好好，強度較較低3、滲碳體Fe3C是Fe與C的化合物。特點：硬度很高高，很脆，，塑性幾乎乎等于零，，在鋼中起起強化作用用。-----cementite4、珠光體P—pearlite（日本）是F與Fe3C機械混合物物，WC=0.77%特點：有一定的強強度、塑性性，層片狀狀。415、萊氏體Ld--Ledeburite德國金相學(xué)學(xué)家特點：硬而脆，，不能進行行壓力加工工。是高溫下A與Fe3C的機械混合合物→共共晶反應(yīng)應(yīng)的產(chǎn)物。。Wc=4.3%反反應(yīng)式：：L4.3===Ld(A+Fe3C)1148℃℃注：隨溫度降降低至727℃時，，A轉(zhuǎn)變?yōu)镻，室溫下變變成：P+Fe3C共晶組織，，稱為低溫萊氏體體L'dL'd==（P+Fe3C）F、A、Fe3C是單相組織織P、Ld是混合物42第二節(jié)Fe—Fe3C狀態(tài)圖圖分析一、分類工業(yè)純鐵碳鋼白口鑄鐵亞共析鋼共析鋼過共析鋼亞共晶白口口鑄鐵共晶白口鑄鑄鐵過共晶白口口鑄鐵43★力學(xué)性能變變化：隨碳含量量增加，其其強度、硬硬度↑，塑塑性、韌性性↓。但當(dāng)WC>0.9%后后，其HB↑↑，σb、δ、ak↓↓二、狀態(tài)圖中的的特性點、、線、區(qū)域域組織請打開教材材40頁，，二部分。44鋼鐵力學(xué)性性能與碳含含量WC的關(guān)系45特性點：見表2—2特性線：1、ACD線線；2、AECF線——固相線線——液相線線（其中AE線是碳鋼固線）3、ECF線線——共晶轉(zhuǎn)變線線L→Ld4、GS線（又稱A3線）5、ES線（又又稱Acm線）6、PSK線———共析轉(zhuǎn)變變線A→p（又稱A1線）46三、合金金的結(jié)晶晶過程分分析亞共析鋼鋼共析鋼過共析鋼鋼ⅠⅠⅡⅡⅢⅢAF+ALEA+Fe3CⅡL+A47三、合金金的結(jié)晶晶過程分分析AEGPQSFeLAL+AFF+AF+PPP+Fe3CⅡA+Fe3CⅡ0.772.11Ⅰ、共析鋼鋼WC=0.77%Ⅰ●1●2●3PⅡ、亞共析析鋼Ⅱ●1●2●3●41●●2●3●4●4'LL+AAF+AA→PP+F冷卻曲線線過共析鋼鋼WC=1.0%狀態(tài)圖的的應(yīng)用：：自己看P4548※四、碳素素鋼（簡簡稱：碳碳鋼）carbon-steel本內(nèi)容P101—，重重點是常常見牌號號的含義義、性能能、應(yīng)用用。GB/T13304——1991規(guī)定：鋼鋼按化學(xué)學(xué)成分分分：非合合金鋼（（碳鋼））、低合合金鋼、、合金鋼鋼三類。。非合金鋼鋼——是指WC<2.11%，并含有有少量Si、Mn、P、S等等元素的的鐵碳合合金。（一）、、常存元元素對碳碳鋼性能能的影響響（了解）1、錳Mn作用：脫氧，，F(xiàn)eO還原Fe；與與S作用用→MnS降低低熱脆性性；提高高強度、、硬度。有益元素素2、硅Si作用：與鋼液液中FeO生成成爐渣，，提高鋼鋼質(zhì)量；；溶于F中，固固溶強化化。有益元素素。493、硫硫S作用：形成FeS(熔點1190℃），，在晶界界處，，在1100℃℃—1200℃時時，壓力力加工，，產(chǎn)生脆脆裂?！啊盁岽唷?。有害元素素4、磷P作用：全部溶溶于F中中，固溶溶強化；；σ、HB↑↑↑，在在低溫下下引起脆脆斷———“冷脆”。有害元素素（二）、、碳鋼分分類、牌牌號、用用途（掌握內(nèi)容容）1、分類類（1）按按鋼中含碳量多少分：低碳鋼中碳鋼高碳鋼Wc<0.25%Wc=0.25%—0.6%Wc>0.6%502、按鋼鋼的質(zhì)量量（品質(zhì)質(zhì)）分：（S、P含含量多少少）普通碳素素鋼:優(yōu)質(zhì)質(zhì)鋼鋼:高級優(yōu)質(zhì)質(zhì)鋼:S、P較高；Ws≤0.05%,Wp≤0.045%Ws≤0.035%,Wp≤0.035%;Ws≤0.02%.Wp≤0.03%;3、按鋼鋼的用途途不同分分：（1）碳碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼structuralsteel（2）碳碳素工具具鋼toolsteel（3）特特殊性能能鋼specialsteel（4）鑄鑄鋼鋼castingsteel——適用用于各種種機器零零件、工工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件——制造造量具、、刀具、、模具、、手錘、、鉗子等等——用于于特殊要要求，酸酸、堿、、鹽腐蝕蝕環(huán)境?！螤顮顝?fù)雜，，難用鍛鍛造方法法成形的的鑄鋼件件。51（三）碳碳鋼的牌牌號、用用途1、碳素素結(jié)構(gòu)鋼鋼GB700—1988牌號由代代表屈服服點的字字母Q、、屈服點點數(shù)值、、質(zhì)量等等級符號號、脫氧氧方法四四部分組組成。其其中質(zhì)量量等級分分別用A、B、、C、D表示。。A的S、P量量高，D的S、、P量最最低，且且質(zhì)量最最好。如：Q235—A.FQ——“屈屈”字漢漢語拼音音字首235——σs≥235MPaA——質(zhì)量量等級A級F——脫氧氧方法，，指“沸沸騰鋼””制造的的鋼材，，一般不不標(biāo)出。。牌號有：Q195；Q215；；Q235；Q255；Q275五類。見見教材105頁頁表5—2。。522、優(yōu)質(zhì)質(zhì)碳素結(jié)結(jié)構(gòu)鋼——S、P含含量較低低，用于于重要零零件GB699—88規(guī)定：牌牌號用兩位數(shù)字字表示。其其中兩位數(shù)字字表示含碳碳量萬分之幾幾。如：08F、10、15、20、25、30、35、40、45、50、、55、、60、、65、70、、75。。如:45鋼是是WC=0.45%用途見表表5—2，P106。。20Mn、65Mn等等稱含含錳量較高的的優(yōu)質(zhì)碳碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼。3、碳素素工具鋼鋼GB1298——88規(guī)定：牌牌號用““碳”字漢語語拼音字字首“T”+數(shù)字表示。數(shù)數(shù)字表示示W(wǎng)C的千分之幾幾。如：T7、、T8、、T9、、T10、T10A、、T12等。如T10鋼WC=1%；；T10A中的“A”表示為為高級優(yōu)質(zhì)質(zhì)碳素工具具鋼。用途見P112，表5—953補充：鑄鋼GB/T5613—1995牌號：用用“鑄鋼鋼”漢語語拼音字字首ZG表表示。如：ZG200—400用變速箱箱體、殼殼等，焊焊接性好好。200——σs≥200MPa400——σb≥400MPa還有：ZG230—450；；用力不不大的閥閥體、軸軸承蓋。。ZG270——500熱軋曲曲軸、連連桿等注意：碳鋼分分類；說說出常見見鋼號20、、45、、65Mn、Q235B、Q235A、T7、T10、、T10A、T12、、ZG200——400等，屬屬哪類鋼鋼，有何何性能特特點，用用途。54作業(yè)：《機械工工程材料料實驗與與習(xí)題》》（1）P67：2—25（2）P68：2—38（默畫相圖圖）（3）P69：2—42（計算題題）上作業(yè)本本！2—39；2——4055第二章金金屬材材料的基基礎(chǔ)知識識第一節(jié)金金屬屬的晶體體結(jié)構(gòu)一、晶體體結(jié)構(gòu)的的基本概念念BaseknowledgeoftheMetallicmaterical1.晶體與非晶體概念：原原子按一一定幾何何形狀作作有規(guī)律律的重復(fù)復(fù)排列的的固體物質(zhì)質(zhì)——稱稱晶體；非晶體則反之。。特點：晶體——①有有熔點；；②具有有各向異異性。如如：食鹽鹽，冰，，金剛石石，金屬屬等。非晶體——①無無熔點；；②各向向同性。。如：玻玻璃，松松香，瀝瀝青等。。56二、常見見的晶格類型型1.體心立方方晶格body—centeredcubiclattice特點：b較好。如如：＜912℃℃Fe,Cr,Mo,V等等。體心立方方晶格含有2個原子體體積組成成。2.面心立方方晶格face—centeredcubiclattice特點：較好。如：＞＞912℃Fe,Cu,Al等等金屬屬。含有4個原子體體積組成成。面心立方方晶格572.晶晶格與晶晶胞晶格：表示晶體體中原子子排列形形成的空空間格子子。晶胞：組成晶格格最基本本的幾何何單元。。abc晶胞示示意圖圖原子3.晶晶格常數(shù)數(shù)——a,b,ca=b=c且互互垂直表示晶胞幾何何形狀大大小晶體中的的原子排排列晶面結(jié)點形成的原原因：各原子之之間相互互吸引力力與排斥斥力相平平衡結(jié)果果。583.密排六方方晶格hexagonalclosepackedlattice特點：硬度高、脆性大。如：鋅鋅(Zn),鎂(Mg),鎘鎘(Cd)等金金屬。abCa=b＜＜c4.晶晶格致密密度——原子排列列的緊密密程度。致密度=—————=————原子體積積晶胞體積積—43πr3a3結(jié)果：體體心=0.68面心=0.74六方=0.74原子半徑徑r=a59三、金金屬屬的實際際晶體結(jié)結(jié)構(gòu)(教材20頁頁三)（一）、、多晶體結(jié)結(jié)構(gòu)晶粒晶界多晶體示示意圖圖由多個單單晶粒組組成的晶晶體為多晶體通常：鋼鋼鐵材料料晶粒尺尺寸為為0.1～0.001mm◆顯微組織織：在顯微微鏡下觀觀察到其其形態(tài)、、大小、、分布不不同的組組成物。。（二）、、晶格缺陷陷1、點缺陷：在長、、寬、高高方向尺尺寸都有有很小變變化的一一種缺陷陷。↗↘間隙原子子晶格空位位602、線缺陷：在晶格格中呈線線狀分布布的缺陷陷。↗↗，↘↘3、面缺陷：呈面狀狀分布的的缺陷。。↑↑，，↓↓線缺陷陷面缺陷61第二節(jié)合金的相相結(jié)構(gòu)一、有關(guān)關(guān)合金的的基本概概念1、合金金alloy由兩種或或兩種以以上金屬屬元素或或者金屬屬元素與與非金屬屬元素組組成的具具有金屬屬特性的的物質(zhì)。。2、組元元constituent組成合金金的最基基本的獨獨立的物物質(zhì)稱組組元，簡簡稱“元元”。如如：黃銅銅Cu—Zn；硬鋁鋁Al—Cu等等都稱二元合金金。3、系system由給定組組元可以以按不同同比例配配制一系系列成分分不同的的合金，，簡稱：：“系”。624、相圖圖：表示合合金系中中合金狀狀態(tài)與溫溫度、成成分之間間的關(guān)系系的圖解解。如：鐵碳合金金狀態(tài)圖圖5、相phase：指同一一化學(xué)成成分，同同一結(jié)構(gòu)構(gòu)并以界界面互相相分開的的均勻組組成部分分。如固相、液液相等。。6、組織織structure：借助于于放大鏡鏡、顯微微鏡下觀觀察到具具有某種種形態(tài)、、形貌特特征的組組成部分分。二、合金金的相結(jié)結(jié)構(gòu)1、固溶溶體solidsolution◆概念：溶溶質(zhì)原子子溶入溶溶劑晶格格中所形形成的一一種均勻勻固體。。如；糖水水—溶劑劑，糖——溶質(zhì)。63◆分類：按按溶質(zhì)原子在在溶劑中分布布情況況不同同，分分置換固固溶體體和間隙固固溶體體兩類①置換固固溶體體——溶質(zhì)原原子替替換晶晶格上上的原原子②②間隙固固溶體體——溶溶質(zhì)原原子溶溶入晶晶格原原子間間隙a)間隙固固溶體體b)置置換固固溶體體特征：晶格格類型型不變變，化化學(xué)成成分有有限，，性能能發(fā)生生變化化64◆特征：：（1））晶格格仍保保持原原晶格格（溶溶劑））。（2））化學(xué)學(xué)成分分在一一定范范圍內(nèi)內(nèi)可改改變。。（3））性能能隨化化學(xué)成成分改改變而而逐漸漸變化化?！粜阅苣埽涸斐删ЬЦ窕儯?，強度度、硬硬度上上升。。這種種現(xiàn)象象稱固溶強強化。若溶質(zhì)質(zhì)原子子質(zhì)量量分?jǐn)?shù)數(shù)（含含量））適當(dāng)當(dāng)，其其力學(xué)學(xué)性能能高。2、金金屬化化合物物compound◆概概念：：合金元元素之之間發(fā)發(fā)生相相互作作用而而生成成的一一種具具有金金屬特特性的的新相相。如如Fe與C→Fe3C65◆特征（1））具有有一定定的化化學(xué)成成分。。（2）與與任一一組元元成分分不同同。（（3））熔點點高脆脆性大大硬度度高。?！粜阅芫Ц駨?fù)復(fù)雜斜斜方，，σ、HB↗↗↗，δ、ak↘↘，，脆性性大3、機機械混混合物物mixture◆概概念念：兩相按按固定定比例例構(gòu)成成的組組織（（復(fù)合合相）），稱稱機械械混合合物。。如鐵鐵碳碳合金金中F與Fe3C結(jié)合為為P◆特征：各相保保持自自己的的晶格格類型型、性性能特特點。。強度、、硬度度適中，，目前鋼鋼鐵材材料中中大部分是是這種種組織織。66第三節(jié)節(jié)純純金金屬屬的的結(jié)結(jié)晶晶一、結(jié)結(jié)晶的的概念念1、結(jié)晶crystallization由液態(tài)態(tài)轉(zhuǎn)變變?yōu)楣坦腆w晶晶體的的過程程?；蛘呙杳枋鰹闉椋涸佑捎刹灰?guī)規(guī)則排排列到到有規(guī)規(guī)則排排列過過程。?；蛘呙杳枋鰹闉椋壕Ьw結(jié)結(jié)構(gòu)形形成的的過程程。如水———冰冰2、冷卻曲曲線與與過冷冷度ΔT℃T0T1時間O冷卻曲曲線★平臺：：結(jié)晶過過程時時間。是結(jié)結(jié)晶時時放出出的熱熱（潛潛熱））造成成的。?！颰0——理論結(jié)結(jié)晶溫溫度T1—實際結(jié)結(jié)晶溫溫度T0—T1=ΔT過冷度度過冷是是結(jié)晶晶的必必要條條件??！T—temperation67結(jié)論：冷卻卻速度度↗——△T↗↗或或者說說：△△T↗↗———△F（結(jié)晶晶能量量）↗———結(jié)晶晶驅(qū)動動力↗↗———結(jié)晶晶傾向向↗二、結(jié)結(jié)晶過過程過程：：不斷形形核和和晶核核不斷斷長大大的過過程。。三、晶晶粒大大小控控制1、晶粒粒越細(xì)細(xì)小，，力學(xué)學(xué)性能能越高高。68FF結(jié)果：：小雞雞蛋不不易碎碎，大大雞蛋蛋容易易碎舉例：：兩組組大小小不同同的雞雞蛋受受力情情況2、細(xì)化晶晶粒方方法：（1））增加△T。。（2））孕育處處理（（變質(zhì)質(zhì)處理理）。（3））附加振振動或或攪拌拌。69四、金金屬的的同素素異構(gòu)構(gòu)轉(zhuǎn)變變——補充內(nèi)內(nèi)容鐵絲加加熱實實驗示示意圖圖鐵絲標(biāo)尺支架現(xiàn)象：：加熱時時鐵絲絲伸長長，到到912℃開始始收縮。若冷卻卻時從從1000℃到912℃℃出現(xiàn)伸伸長現(xiàn)現(xiàn)象。。◆概念：在固態(tài)態(tài)下隨隨溫度度發(fā)生生變化化，其其晶格格類型型發(fā)生生轉(zhuǎn)變變的現(xiàn)現(xiàn)象-———同素異異構(gòu)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變。?！衾鋮s曲曲線：用冷卻卻曲線線表示示出此此現(xiàn)象象。實質(zhì)是：原子排排列不不同，，結(jié)構(gòu)構(gòu)不同同，金金屬體體積發(fā)發(fā)生改改變70冷卻曲曲線：：溫度℃時間—liquid結(jié)晶過過程δ—Fe體心立方方晶格格γ—Fe面心立方方晶格格α—Fe體心立方方晶格格轉(zhuǎn)變式式：α—Fe→γ—Fe→δ—Fe9121394體心面面心心體體心心或者：γ—Fe——α—Fe912℃臨界轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變溫溫度面心體體心心體心———2個原子子體積積面心心———4個原子子體積積71第四節(jié)節(jié)合合金的的結(jié)晶晶描述合合金的的結(jié)晶晶過程程用““二元相相圖”解釋釋一、二元元合金金相圖圖的建建立：：————————用熱分分析法法繪制如：Cu——Ni合金CuNi成分變變化：：Cu由100%→0%；；Ni由0%→100%0100溫度AB10831452℃℃L----liquidS---solidL+SWNi%→※結(jié)晶過過程分分析：70%Cu+30%Ni合金1●●21點以以上為為液體體L到1點點開始始結(jié)晶晶出固固體S1—2間為為兩相相區(qū)區(qū)L+S到2點點時全全為固固體S2點以以下為為固體體72ABCuNi●●12LSAB上線———液相線線AB下線———固相線線二、合金結(jié)結(jié)晶的的特點點：1、一個個溫度度范圍圍內(nèi)結(jié)結(jié)晶，，有兩兩個相相變點點（因因為合合金有有兩組組元））。。2、結(jié)結(jié)晶晶出出的的固固相相成成分分與與液液相相成成分分不不同同（（液液相相成成分分不不斷斷改改變變））。。3、形形成成單單相相、、兩兩相相混混合合物物、、單單相相與與兩兩相相混混合合物物。。L+St℃τO1●●2LL→→S（L+S））S冷卻卻曲曲線線73第五五節(jié)節(jié)鐵鐵碳碳合合金金Ferrocarbonalloy一、、鐵鐵碳碳合合金金狀狀態(tài)態(tài)圖圖1、、狀狀態(tài)態(tài)圖圖的的建建立立———通過過熱分分析析法法獲得得Fe與C形成成：：FeCFe3CFe2CFeC----Wc=6.69%----Wc=9.3%----Wc=17.8%Fe3CFe2CFeC說明明：GB3102——93規(guī)規(guī)定定W稱為為質(zhì)量量分分?jǐn)?shù)數(shù)，下下標(biāo)標(biāo)為為含含某某元元素素W----weight分分量量、、重重量量Fe—Fe3C簡化化狀狀態(tài)態(tài)圖圖74二、狀狀態(tài)態(tài)圖圖作作用用：：（1））研研究究鋼鋼鐵鐵的的成成分分、、組組織織和和性性能能之之間間關(guān)關(guān)系系理理論論基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。（2））制制定定熱熱加加工工工工藝藝的的依依據(jù)據(jù)。。簡化化Fe——Fe3C狀狀態(tài)態(tài)圖圖※三、基基本本組組織織1、、鐵素素體體FFerrite———碳在在α—Fe中所所形形成成的的間間隙隙固固溶溶體體。特點點：：塑塑性性、、韌韌性性好好，，強強度度、、硬硬度度低低。。752、、奧氏氏體體A—austenite英國國金金相相學(xué)學(xué)家家碳在在γ—Fe中的的間間隙隙固固溶溶體體。特點點：塑塑性性較較好好，，強強度度較較低低3、、滲碳碳體體Fe3C是Fe與C的化化合合物物。特點點：硬硬度度很很高高，，很很脆脆，，塑塑性性幾幾乎乎等等于于零零，，在在鋼鋼中中起起強強化化作作用用。。-----cementite4、、珠光光體體P—pearlite（日日本本））是F與Fe3C機械械混混合合物物，WC=0.77%特點點：：有一一定定的的強強度度、、塑塑性性，，層層片片狀狀。。765、、萊氏氏體體Ld--Ledeburite德國國金金相相學(xué)學(xué)家家特點點：硬硬而而脆脆，，不不能能進進行行壓壓力力加加工工。。是高高溫溫下下A與Fe3C的機機械械混混合合物物→→共共晶晶反反應(yīng)應(yīng)的的產(chǎn)產(chǎn)物物。。Wc=4.3%反反應(yīng)應(yīng)式式：：L4.3===Ld(A+Fe3C)1148℃℃注：隨隨溫溫度度降降低低至至727℃℃時時，，A轉(zhuǎn)變變?yōu)闉镻，室室溫溫下下變變成成：：P+Fe3C共晶晶組組織織，，稱稱為為低溫溫萊萊氏氏體體L'dL'd==（P+Fe3C）F、A、Fe3C是單單相相組組織織P、Ld是混混合合物物77第二二節(jié)節(jié)Fe——Fe3C狀狀態(tài)態(tài)圖圖分分析析一、、分分類類工業(yè)業(yè)純純鐵鐵碳鋼鋼白口口鑄鑄鐵鐵亞共共析析鋼鋼共析析鋼鋼過共共析析鋼鋼亞共共晶晶白白口口鑄鑄鐵鐵共晶晶白白口口鑄鑄鐵鐵過共共晶晶白白口口鑄鑄鐵鐵78★力學(xué)學(xué)性性能能變變化化：隨隨碳碳含含量量增增加加，，其其強強度度、、硬硬度度↑↑，，塑塑性性、、韌韌性性↓↓。。但當(dāng)當(dāng)WC>0.9%后后，，其其HB↑↑↑，，σb、δ、ak↓↓↓二、、狀態(tài)態(tài)圖圖中中的的特特性性點點、、線線、、區(qū)區(qū)域域組組織織請打打開開教教材材40頁頁，，二二部部分分。79鋼鐵鐵力力學(xué)學(xué)性性能能與與碳碳含含量量WC的關(guān)關(guān)系系80特性性點：見表表2——2特性性線：1、ACD線線；；2、AECF線線———固固相相線線———液液相相線線（其其中中AE線線是是碳鋼鋼固線線））3、ECF線線————共晶晶轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變線線L→→Ld4、、GS線線（又又稱稱A3線））5、、ES線線（（又又稱稱Acm線））6、PSK線線————共析析轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變線線A→p（又又稱稱A1線））81三、、合合金金的的結(jié)結(jié)晶晶過過程程分分析析亞共共析析鋼鋼共析析鋼鋼過共共析析鋼鋼ⅠⅠⅡⅡⅢⅢAF+ALEA+Fe3CⅡL+A82三、合金金的結(jié)晶晶過程分分析AEGPQSFeLAL+AFF+AF+PPP+Fe3CⅡA+Fe3CⅡ0.772.11Ⅰ、共析鋼鋼WC=0.77%Ⅰ●1●2●3PⅡ、亞共析析鋼Ⅱ●1●2●3●41●●2●3●4●4'LL+AAF+AA→PP+F冷卻曲線線過共析鋼鋼WC=1.0%狀態(tài)圖的的應(yīng)用：：自己看P4583※四、碳素鋼（（簡稱：碳鋼鋼）carbon-steel本內(nèi)容P101—，重點點是常見牌號號的含義、性性能、應(yīng)用。。GB/T13304—1991規(guī)定：鋼按化化學(xué)成分分：：非合金鋼（（碳鋼）、低低合金鋼、合合金鋼三類。。非合金鋼——是指WC<2.11%，并含有少量量Si、Mn、P、S等等元素的鐵碳碳合金。（一）、常存存元素對碳鋼鋼性能的影響響（了解）1、錳Mn作用：脫氧，F(xiàn)eO還原Fe；與S作用用→MnS降降低熱脆性；；提高強度、、硬度。有益元素2、硅Si作用：與鋼液中FeO生成爐爐渣，提高鋼鋼質(zhì)量；溶于于F中，固溶溶強化。有益元素。843、硫S作用：形成FeS(熔點1190℃），，在晶界處處，在1100℃—1200℃℃時，壓力加加工，產(chǎn)生脆脆裂。“熱脆”。有害元素4、磷P作用：全部溶于F中，固溶強強化；σ、HB↑↑，，在低溫下引引起脆斷———“冷脆”。有害元素（二）、碳鋼鋼分類、牌號號、用途（掌握內(nèi)容）1、分類（1）按鋼中中含碳量多少分：低碳鋼中碳鋼高碳鋼Wc<0.25%Wc=0.25%—0.6%Wc>0.6%852、按鋼的質(zhì)質(zhì)量（品質(zhì)））分：（S、P含量多多少）普通碳素鋼:優(yōu)質(zhì)鋼鋼:高級優(yōu)質(zhì)鋼:S、P較高；Ws≤0.05%,Wp≤0.045%Ws≤0.035%,Wp≤0.035%;Ws≤0.02%.Wp≤0.03%;3、按鋼的用用途不同分：（1）碳素結(jié)結(jié)構(gòu)鋼structuralsteel（2）碳素工工具鋼toolsteel（3）特殊性性能鋼specialsteel（4）鑄鋼鋼castingsteel——適用于各各種機器零件件、工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件——制造量具具、刀具、模模具、手錘、、鉗子等——用于特殊殊要求，酸、、堿、鹽腐蝕蝕環(huán)境?！螤顝?fù)雜雜，難用鍛造造方法成形的的鑄鋼件。86（三）碳鋼的的牌號、用途途1、碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼GB700——1988牌號由代表屈屈服點的字母母Q、屈服點點數(shù)值、質(zhì)量量等級符號、、脫氧方法四四部分組成。。其中質(zhì)量等等級分別用A、B、C、、D表示。A的S、P量量高，D的S、P量最低低，且質(zhì)量最最好。如：Q235—A.FQ——“屈”字字漢語拼音字字首235——σs≥235MPaA——質(zhì)量等級級A級F——脫氧方法法，指“沸騰騰鋼”制造的的鋼材，一般般不標(biāo)出。牌號有：Q195；Q215；Q235；Q255；；Q275五類。見教材材105頁表表5—2。。872、優(yōu)質(zhì)碳素素結(jié)構(gòu)鋼——S、P含量較較低，用于重重要零件GB699——88規(guī)定：牌號用用兩位數(shù)字表示。其中兩位數(shù)字表示含碳量萬分之幾。如：08F、10、15、、20、25、30、35、40、、45、50、55、60、65、70、75。如:45鋼鋼是WC=0.45%用途見表5——2，P106。20Mn、65Mn等稱稱含錳量較高的優(yōu)質(zhì)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼。3、碳素工具具鋼GB1298—88規(guī)定：牌號用用“碳”字漢語拼音音字首“T”+數(shù)字字表示。數(shù)字表表示W(wǎng)C的千分之幾。如：T7、T8、T9、T10、T10A、T12等。如T10鋼WC=1%；T10A中的“A”表示為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。。用途見P112，表5——988補充：鑄鋼GB/T5613—1995牌號：用“鑄鑄鋼”漢語拼拼音字首ZG表示。如：ZG200——400用變速箱體、、殼等，焊接接性好。200——σs≥200MPa400——σb≥400MPa還有：ZG230—450；用力不不大的閥體、、軸承蓋。ZG270——500熱軋軋曲軸、連桿桿等注意：碳鋼分類；；說出常見鋼鋼號20、、45、65Mn、Q235B、Q235A、、T7、T10、T10A、T12、ZG200—400等，屬哪類類鋼，有何性性能特點，用用途。89作業(yè)：《機械工程材材料實驗與習(xí)習(xí)題》（1）P67：2—25（2）P68：2—38（默畫相圖）（3）P69：2—42（計算題）上作業(yè)本！2—39；2—4090第三章金金屬的塑性變變形與再結(jié)晶晶本章重點：1、變形機理理。2、形變變后組織性能能特點。第一節(jié)金金屬的塑性變變形plasticdeformationofmetal一、單晶體的的塑性變形1、彈性變形：：受力變形，外外力卸去后，，又回到原狀狀態(tài)現(xiàn)象。2、塑性變形：：外力取消后，，物體的變形形不完全恢復(fù)復(fù)的現(xiàn)象。變形的基本方方式：滑移——位錯錯造成的。91★滑移變形的實實質(zhì)：在切應(yīng)力作用用下，某一部部分沿一定的的晶面和晶向向相對于另一一部分發(fā)生位位移。此現(xiàn)象象稱“滑移””二、實際多晶晶體塑性變形形1、晶粒本身的的變形（滑移移變形）———主要的2、晶粒之間的的變形（晶間間變形）———次要的92第二節(jié)冷冷塑性變形形對組織、性性能的影響一、晶粒被拉拉長（壓扁）），性能趨于于各向異性1122受力變形二、產(chǎn)生冷變變形強化（加工硬化）現(xiàn)象workhardened——隨變形程程度的增加，，其強度、硬度↑，塑性、韌性↓的現(xiàn)象如：手彎鐵絲；冷卷彈簧；推土機前板；不銹鋼刀三、產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)應(yīng)力（殘余應(yīng)應(yīng)力）解決辦法：去去應(yīng)力退火9394第三節(jié)變變形金屬屬在加熱時的變化一、回復(fù)recovery——晶格歪扭扭現(xiàn)象消失的的過程。T回≈（0.25—0.3)T熔T回——回復(fù)加熱熱溫度，單位KT熔——絕對熔化化溫度，單位K熱力學(xué)溫度單單位二、再結(jié)晶recrystallization——對回復(fù)后后的金屬繼續(xù)續(xù)加熱，由于于原子獲得了了更大的活動動能力，晶粒粒外形發(fā)生變變化。進而由由碎晶粒變成成完整晶粒的的過程，此時時沒有應(yīng)力出出現(xiàn)?！庸び不F(xiàn)象象消失。通過：形核、、長大方式完完成。再結(jié)晶晶后晶格類型型沒有變化。。T再≈0.4T熔碳鋼鋼T再≈0.5T熔合金鋼T再≈0.6T熔95三、晶粒長大大——若T再繼續(xù)升高，則則晶粒長大、、變粗，力學(xué)學(xué)性能大大下下降。所以要嚴(yán)格控控制加熱溫度、保保溫時間。第四節(jié)金金屬的熱加工工hotworking一、熱加工與與冷加工概念念1、熱加工：：當(dāng)加熱溫度大于再結(jié)晶溫度時，變形形工藝稱熱加工。2、冷加工：：coldworkingT加小于T再——稱冷加工特點：如：金屬鉛在室溫下變形形——屬熱加工金屬鎢在1000℃時變形——屬屬冷加工熱加工變形量大大，表面粗糙糙，無加工硬硬化現(xiàn)象，有有再結(jié)晶。冷加工變形量小小，表面光滑滑，有加工硬硬化現(xiàn)象，無無再結(jié)晶。96二、熱加工對對組織、性能能的影響1、材料中的的氣孔、間隙隙壓合，使組組織致密，晶晶粒細(xì)化，力力學(xué)性能高2、形成鍛造造流線forgingflowline（纖維組織）），產(chǎn)生各向向異性.——鋼錠中夾夾雜物沿晶界界被壓伸長，，與變形方向向一致，好似似一條條細(xì)線線。平行流線方向向——抗拉強度度、塑性好。。垂直于流線方方向——抗剪切力力大，抗拉強強度低。曲軸齒輪——裂紋97不合理合合理作業(yè)：習(xí)題冊冊P7298第三章金金屬的塑性變變形與再結(jié)晶晶本章重點：1、變形機理理。2、形變變后組織性能能特點。第一節(jié)金金屬的塑性變變形plasticdeformationofmetal一、單晶體的的塑性變形1、彈性變形：：受力變形，外外力卸去后，，又回到原狀狀態(tài)現(xiàn)象。2、塑性變形形：外力取消后后，物體的的變形不完完全恢復(fù)的的現(xiàn)象。變形的基本本方式：滑移——位位錯造成的的。99★滑移變形的的實質(zhì)：在切應(yīng)力作作用下，某某一部分沿沿一定的晶晶面和晶向向相對于另另一部分發(fā)發(fā)生位移。。此現(xiàn)象稱稱“滑移””二、實際多多晶體塑性性變形1、晶粒本身身的變形（（滑移變形形）——主要的2、晶粒之間間的變形（（晶間變形形）——次要的100第二節(jié)冷冷塑性性變形對組組織、性能能的影響一、晶粒被被拉長（壓壓扁），性性能趨于各各向異性1122受力變形二、產(chǎn)生冷冷變形強化化（加工硬化）現(xiàn)象workhardened——隨變形形程度的增增加，其強度、硬度↑，塑性、韌性↓的現(xiàn)象如：手彎鐵絲；冷卷彈簧；推土機前板板；不銹鋼刀三、產(chǎn)生內(nèi)內(nèi)應(yīng)力（殘殘余應(yīng)力））解決辦法：：去應(yīng)力退退火101102第三節(jié)變變形形金屬在加熱時的變化一、回復(fù)recovery——晶格歪歪扭現(xiàn)象消消失的過程程。T回≈（0.25—0.3)T熔T回——回復(fù)加加熱溫度，，單位KT熔——絕對熔熔化溫度，，單位K熱力學(xué)溫度度單位二、再結(jié)晶晶recrystallization——對回復(fù)復(fù)后的金屬屬繼續(xù)加熱熱，由于原原子獲得了了更大的活活動能力，，晶粒外形形發(fā)生變化化。進而由由碎晶粒變變成完整晶晶粒的過程程，此時沒沒有應(yīng)力出出現(xiàn)?！庸び不F(xiàn)現(xiàn)象消失。。通過：形核核、長大方方式完成。。再結(jié)晶后后晶格類型型沒有變化化。T再≈0.4T熔碳鋼鋼T再≈0.5T熔合金鋼T再≈0.6T熔103三、晶粒長長大——若T再繼續(xù)升高，，則晶粒長長大、變粗粗，力學(xué)性性能大大下下降。所以要嚴(yán)格格控制加熱溫度、、保溫時間間。第四節(jié)金金屬的的熱加工hotworking一、熱加工工與冷加工工概念1、熱加工工：當(dāng)加熱溫度大于再結(jié)