金屬材料與熱處理教案

1、第一、二教案A：課題：緒論B：課型：新課C：教學(xué)目的與要求1、 了解學(xué)習(xí)本課程的目的2、 了解本課程的基本內(nèi)容及其發(fā)展史3、 了解金屬材料在各行業(yè)中的應(yīng)用D：教學(xué)重點與難點 無E：教學(xué)過程緒 論一、 學(xué)習(xí)本課程的目的本課程是研究金屬材料的成份、組織、熱處理與金屬材料的性能間的關(guān)系和變化規(guī)律的學(xué)科。二、 本課程的基本內(nèi)容1、 主要內(nèi)容：包括金屬的性能、金屬學(xué)基礎(chǔ)知識、鋼的熱處理和金屬材料等。2、 金屬的性能主要介紹：（1）金屬的力學(xué)性能和工藝性能；（2）金屬學(xué)基礎(chǔ)知識講述金屬的晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶及金屬的塑性變形，鐵碳合金的組織及鐵碳合金相圖；（3）鋼的熱處理講述熱處理的原理和工藝；（4）金屬材料講述

2、碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及硬質(zhì)合金等金屬材料的牌號、成分、組織、熱處理、性能及用途。3、 學(xué)習(xí)本課程的方法理論聯(lián)系實際、注意觀察現(xiàn)實生活中所接觸到的金屬材料。三、 金屬材料與熱處理的發(fā)展史金屬材料的使用在我國具有悠久的歷史。四、 金屬材料在工業(yè)農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。F：小結(jié)G：布置作業(yè) ： 預(yù)習(xí)第一章序論及第一章第一小節(jié)第三、四教案A：課題：金屬的性能B：課型：新課C：教學(xué)目的與要求1、 掌握金屬材料性能（工藝性能、使用性能）的概念、分類2、 掌握力學(xué)性能概念及其指標3、掌握載荷的性質(zhì)、名稱、分類4、掌握強度的概念及其種類、應(yīng)力的概念及符號D、教學(xué)重點與難點：1、金屬材料的性能是教學(xué)重點2、金屬

3、材料的強度概念及種類是教學(xué)難點E、教學(xué)過程：第一章 金屬的性能概論：1、 金屬材料的性能包括：使用性能和工藝性能。2、 使用性能：是指金屬材料在使用條件下所表現(xiàn)出來的性能，包括物理性能（如密度、熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性等）?；瘜W(xué)性能（如抗腐蝕性、抗氧化性等）。力學(xué)性能（如強度、塑性、硬度、沖擊韌性及疲勞強度等）。工藝性能。第一節(jié) 金屬的力學(xué)性能一、力學(xué)性能的概念：力學(xué)性能是指金屬在外力作用下所表現(xiàn)出來的性能。力學(xué)性能包括：強度、硬度、塑性、硬度、沖擊韌性。二、載荷的概念及分類：1、 金屬材料在加工及使用過程中所受的外力稱為載荷。2、 分類按載荷作用性質(zhì)分： 靜載荷：是指大小不變或變

4、化過程緩慢的載荷 。 沖擊載荷：在短時間內(nèi)以較高速度作用于零件上的載荷。交變載荷 ：是指大小、方向或大小和方向隨時間發(fā)生周期性變化析載荷。按載荷作用形式分：F FF拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷和扭轉(zhuǎn)載荷等。如：P3圖。FF FFFFFF三、變形的概念及分類金屬材料受到載荷作用而產(chǎn)生的幾何形式和尺寸的變化稱為變形。變形分為：彈性變形和塑性變形兩種四、應(yīng)力、內(nèi)力1、 內(nèi)力：金屬材料受外力作用時，為保持其不變形，在材料內(nèi)部作用作與外力相對抗的力，稱為內(nèi)力。2、 應(yīng)力：單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。金屬材料受拉伸載荷或壓縮載荷作用時，其面積上的應(yīng)力按下式計算：=F/S 式中：應(yīng)力 ，單位：Pa

5、，1Pa=1N/1Mpa=1 *106 N/mm2 F：外力 單位： N S：橫截面積 單位： m2F、小結(jié)：重點掌握幾個重要的概念：使用性能、力學(xué)性能、力學(xué)性能包括五個指標、應(yīng)力、內(nèi)力G、布置作業(yè)： 書P：16 1、2、3、4 第五、六教案A：課題：金屬的力學(xué)性能B：課型：新 課C：教學(xué)目的與要求：1、掌握拉伸試驗的測定方法；2、掌握力伸長曲線的幾個階段；3、掌握屈服點的概念；D：教學(xué)重點與難點1、理解力伸長曲線是教學(xué)重點；2、強度、塑性是教學(xué)難點。E：教學(xué)過程：一、強度： 概念：金屬在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強度。強度的大小用應(yīng)力來表示。 根據(jù)載荷作用方式不同，強度可分為

6、：抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度和抗扭強度等。一般情況下多以抗拉強度作為判別金屬強度高低的指標。1、 拉伸試樣：拉伸試樣的形狀一般有圓形和矩形。Do：直徑 Lo：標距長度 長試樣：Lo=10do 短試樣：Lo=5do2、 力伸長曲線縱坐標表示力F，單位N；橫坐標表示伸長量L，單位為mm。bZF0eSL低碳鋼的力伸長曲線（1）oe：彈性變形階段：試樣變形完全是彈性的，這種隨載荷的存在而產(chǎn)生，隨載荷的去除而消失的變形稱為彈性變形。Fe為試樣能恢復(fù)到原始形狀和尺寸的最大拉伸力。（2）es：屈服階段：不能隨載荷的去除而消失的變形稱為。在載荷不增加或略有減小的情況下，試樣還繼續(xù)伸長的現(xiàn)象叫做屈服

7、。屈服后，材料開始出現(xiàn)明顯的塑性變形。Fs稱為屈服載荷（3）sb：強化階段：隨塑性變形增大，試樣變形抗力也逐漸增加，這種現(xiàn)象稱為形變強化（或稱加工硬化）。Fb：試樣拉伸的最大載荷。（4）bz：縮頸階段（局部塑性變形階段） 當載荷達到最大值Fb后，試樣的直徑發(fā)生局部收縮，稱為“縮頸”。工程上使用的金屬材料，多數(shù)沒有明顯的屈服現(xiàn)象，有些脆性材料，不但沒有屈服現(xiàn)象，而且也不產(chǎn)生“縮頸”。如鑄鐵等。3、強度指標：（1）屈服點：在拉伸試驗過程中，載荷不增加（保持恒定），試樣仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力稱為屈服點。 用符號s表示 ，計算公式：s=Fs/So 對于無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料可用規(guī)定殘余伸長應(yīng)力表示，計

8、算公式：0.2=F0.2/So屈服點s和規(guī)定殘余伸長應(yīng)力0.2都是衡量金屬材料塑性變形抗力的指標。材料的屈服點或規(guī)定殘余伸長應(yīng)力是機械零件設(shè)計的主要依據(jù)，也是評定金屬材料性能的重要指標。F：小結(jié)G：布置作業(yè) P16 5、6第七、八教案A：課題：金屬的力學(xué)性能B：課型：新課C：教學(xué)目的與要求1、掌握抗拉強度概念、塑性概念及伸長率，斷面收縮率的概念及計算機方法。2、掌握布氏硬度概念、硬度測試及表示的方法點。D：教學(xué)重點與難點 同上E：教學(xué)過程（2）抗拉強度材料在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力稱為抗拉強度，用符號b表示。計算公式為：b=Fb/So零件在工作中所承受的應(yīng)力，不于允許超過抗拉強度，否則會產(chǎn)生斷

9、裂。二、塑性：斷裂前金屬材料產(chǎn)生永久變形的能力稱為塑性。塑性由拉伸試驗測得的。常用伸長率和斷面收率表示。1、 伸長率：試樣拉斷后，標距的伸長與原始標距的百分比稱為伸長率。用表示：計算公式：=(l1-l0)/l0 ×100%2、 斷面收縮率：試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比稱為斷面收縮率。用表示 =(SO-S1)/SO ×100%金屬材料的伸長率（）和斷面收縮率（）數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。例、有一直徑dO=10mm，lo=100mm的低碳鋼試樣，拉伸驗時測得FS=21KN，F(xiàn)b=29KN，d1=5.65mm，l1=138mm，求：s、b、。解：（

10、1）計算SO，S1 S0=d02/4 =3.14×102/4=78.5mm2S1=d12/4 =3.14×5.652/4=25mm2（2）計算s、bs=FS/SO=21×103/78.5 =267.5Mpab= Fb/SO=29×103/78.5 =369.4Mpa（3）計算、=(l1-l0)/l0×100%=(138-100)/100×100%=38%=(S0-S1)/S0×100%=(78.5-25)/78.5×100%=68%三、硬度：材料抵抗局部變形特別是塑性變形壓痕或劃痕的能力稱為硬度。1、布氏硬度：（1

11、）布氏硬度的測試原理：用一定直徑的球體（鋼球或硬質(zhì)合金），以規(guī)定的試驗力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，然后用測量表面壓痕直徑來計算硬度用HBS（HBW）表示：HBS（HBW）=0.102當F、D一定時，布氏硬度與d有關(guān)，d越小，布氏硬度值越大，硬度越高。（2）布氏硬度的表示方法：符號HBS之前的數(shù)字為硬度值符號后面按以下順序用數(shù)字表示條件：1）球體直徑；2）試驗力；3）試驗力保持的時間（1015不標注）。F：小結(jié)G：布置作業(yè)： P16 7、8第九、十教案A：課題：金屬的力學(xué)性能B、課型：新課C、教學(xué)目的與要求1、掌握洛氏硬度測試原理表示方法。2、掌握沖擊韌性的測定方法。D、教學(xué)重點

12、與難點：1、教學(xué)重點洛氏硬度測試原理及表示方法。2、教學(xué)難點洛氏、維氏硬度表示方法。E、教學(xué)過程：三、硬度：170HBS10/100/30：表示用直徑10mm的鋼球，在9807N的試驗力作用下，保持30S時測得的布氏硬度值為170。530HBW5/750：表示用直徑5mm的硬質(zhì)合金球，在7355N的試驗力作用下，保持105s時測得的布氏硬度值為530。（3）應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點：測定灰鑄鐵、有色金屬各種軟鋼等硬度不是很高的材料。優(yōu)點：能準確反映出金屬材料的平均性能。缺點：操作時間長，壓痕測量較費時。1、 洛氏硬度（1）測試原理：采用金剛石圓錐體或淬火鋼球壓頭，壓入金屬表面后，經(jīng)規(guī)定保持時間后即除主

13、試驗力，以測量的壓痕深度來計算洛氏硬度值。表示符號：HR（2）標尺及其適用范圍：每一標尺用一個字母在洛氏硬度符號HR后面加以注明。常用的洛氏硬度標尺是A、B、C三種，其中C標尺應(yīng)用最為廣泛。 見表：P10 1-2不同標尺的洛氏硬度值不能直接進行比較，可換算。表示方法：符號HR前面的數(shù)字表示硬度值，HR后面的字母表示不同洛氏硬度的標尺。（3）優(yōu)缺點：優(yōu)點：操作簡單迅速，能直接從刻度盤上讀出硬度值；壓痕小，可測成品及較薄工件；測硬度范圍大。缺點：數(shù)值波動大F：小結(jié)G：布置作業(yè)： 9、10、11第十一、十二教案A：課題：金屬的力學(xué)性能B、課型：新課C、教學(xué)目的與要求1、了解維氏硬度測試原理、表示方法

14、。2、掌握沖擊韌性的測定方法。3、了解疲勞的概念、破壞的特征及疲勞曲線和疲勞極限。D、教學(xué)重點與難點：1、教學(xué)重點沖擊韌性的測定方法。2、教學(xué)難點洛氏、維氏硬度表示方法。E、教學(xué)過程：2、 維氏硬度。原理：與布氏硬度試驗相同。測量壓痕對角線長度，從表中查出。表示：與布氏硬度相同。如：640HV30表示用294.2N試驗力，保持10S15S測定的維氏硬度值為640?？蓽y較薄的材料，也可測量表面滲碳、滲透層的硬度，可測定很軟到很硬的各種金屬材料的硬度、準確。五、 沖擊韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為沖擊韌性。常用一次擺錘沖擊彎曲，試驗來測定金屬材料的沖擊韌性。1、 沖擊試樣；2、

15、沖擊試樣的原理及方法：沖擊韌度越大，表示材料的沖擊韌性越好。3、 小能量多次沖擊試驗。六、 疲勞強度1、 疲勞概念：在交變應(yīng)力作用下，零件所承受的應(yīng)力低于材料的屈服點，但經(jīng)過較長時間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。2、 疲勞破壞的特征 、疲勞斷裂時無明顯的宏觀朔性變形，斷裂前沒有預(yù)兆，而是突然破壞；、引起疲勞斷裂的應(yīng)力很低，常常低于材料的屈服點；、疲勞破壞的宏觀斷口由兩部分組成。3、 疲勞曲線和疲勞極限 疲勞曲線是指交變應(yīng)力與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線。F：小結(jié)G：布置作業(yè)： 1216第十三教案A、課題：金屬的工藝性能B、課型：新課C、教學(xué)目的與要求：1、掌握工藝性能的概念，包

16、括的四方面的內(nèi)容。2、掌握鑄造性能、鍛造性能、焊接性能和切削加工性能的要領(lǐng)及主要指標。D、教學(xué)重點與難點1、金屬的工藝性能概念及包括的四方面內(nèi)容是教學(xué)重點。2、掌握鑄造性能的流動性、收縮性、 折是教學(xué)的難點。E、教學(xué)過程第一節(jié) 金屬的工藝性能概念：工藝性能是指金屬材料對不同加工工藝方法的應(yīng)能力。一、鑄造性能：金屬（材料）及合金在鑄造工藝中獲得優(yōu)良鑄件的能力稱為鑄造性能。1、流動性：熔融金屬的流動能力稱為流動性。主要受金屬化學(xué)成份和澆注溫度等的影響。2、收縮性：鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為引縮性。3、偏析傾向：金屬凝固后，內(nèi)部化學(xué)成分和組織的不均勻現(xiàn)象稱為偏析。二、鍛造性能

17、：用鍛壓成形方法獲得優(yōu)良鍛件的難易程度稱為鍛造性能。鑄鐵不能鍛壓。三、焊接性能：大量接性能是旨金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性。四、切削加性能：切削加工（性能）金屬材料的難易程度稱為切削加工性能。F：小結(jié)G：布置作業(yè)： P17 17第十四教案A：課題：金屬的晶體結(jié)構(gòu)B：課型：新課C：教學(xué)目的與要求1、掌握晶體的檎及性能。2、掌握晶體結(jié)構(gòu)的概念。3、熟練掌握金屬晶體的類型。D、教學(xué)重點與難點：1、金屬常見的晶格類型是教學(xué)重點。2、晶體的性能、結(jié)構(gòu)是教學(xué)難點。E、教學(xué)教程：第二章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶第一節(jié) 金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、晶體與非晶體非晶體：在物質(zhì)內(nèi)部，凡原子呈無序堆積狀況的，稱為非晶體。如：普通玻璃、

18、松香、樹脂等。晶體：凡原子呈有序、有規(guī)則排列的物質(zhì)，金屬的固態(tài)、金剛石、明礬晶體等。性能：晶體有固定的熔、沸點，呈各向異性，非晶體沒有固定熔點，而且表現(xiàn)為各向同性。二、晶體結(jié)構(gòu)的概念：1、 晶格和晶胞：表示原子在晶體中排列規(guī)律的空間格架叫做晶格。能完整地反映晶格特征的最小幾何單元，稱為晶胞。2、 晶面和晶向：在晶體中由一系列原子組成的平面，秋為晶面。通過兩個或兩個以上原子中心的直線，可代表晶格空間排列的一定方向，稱為晶向。三、金屬晶格的類型：1、 體心立方晶格：它的晶胞是一個立方體，原子位于立方體的八個頂角上和立方體的中心。如：鉻（Cr）、釩（V）、鎢（W）、鉬（Mo）及-Fe2、 面心立方晶

19、格：它的晶胞也是一個立方體，原子位于立方體的八個頂角上和立方體六個面的中心。 如：鋁（Al）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鎳（Ni）及-Fe3、 密排六方晶格：它的晶胞是一個正六棱柱體，原子排列在柱體的每個頂角上和上、下底面的中心，另外三個原子排列在柱體內(nèi)。屬于這種晶格類型的金屬有鎂（Mg）、鈹（Be）、鎘（Cd）、及鋅（Zn）等。F：小結(jié) G：布置作業(yè)： P24 14第十五教案A：課題：純金屬的結(jié)晶B：課型：新課C：教學(xué)的目的與要求：1、掌握金屬結(jié)晶的概念，純金屬冷卻曲線、及過冷度。2、掌握純金屬的結(jié)晶過程。3、熟悉掌握晶粒大小對金屬力學(xué)性能的影響及常用細化晶粒的方法。4、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的概論，掌

20、握鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變式。D、教學(xué)重點與難點：1、細化晶粒的方法及晶粒大小對力學(xué)性能的影響是教學(xué)的難點。2、純金屬冷卻曲線及過冷度是教學(xué)重點。E、教學(xué)過程。第二節(jié) 純金屬的結(jié)晶金屬由原子不規(guī)則排列的液體轉(zhuǎn)變?yōu)樵右?guī)則排列的固體的過程稱為結(jié)晶。一、純金屬的冷卻曲線及過冷度。用熱分析法進行研究：TTToToT1tt 純金屬的冷卻曲線(理論) 純金屬的冷卻曲線(實際)實際結(jié)晶溫度（下）低于理論結(jié)晶溫度（To）這一現(xiàn)象稱為“過冷現(xiàn)象”。理論結(jié)晶溫度和實際結(jié)晶溫度之差稱這“過冷度”（T=To-T1）。金屬結(jié)晶時過冷度的大小與冷卻速度有關(guān)。冷卻速度越快，金屬的實際結(jié)晶溫度越低，過冷度也就越大。二、純金屬的結(jié)晶

21、過程。結(jié)晶過程是晶核的形成與長大的過程。外形不規(guī)則而內(nèi)部原子排列規(guī)則的小晶體稱為晶粒。晶粒與晶粒之間的分界面稱為晶界。三、晶粒大小對金屬力學(xué)性能的方面。一般地說，在室溫下，細晶粒金屬具有較強的強度和韌性。細化晶粒的方法。1、 增加過冷度2、 變質(zhì)處理3、 振動處理第三節(jié) 金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的概論：金屬在固態(tài)下，隨溫度的改變有一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪痪Ц竦默F(xiàn)象稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的金屬有：鐵、鈷、鈦、錫、錳等。同一金屬的同素異構(gòu)晶體按其穩(wěn)定存在的溫度，由低溫到高溫依次用希臘字母，等表示。鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變式9121394Fe Fe Fe面心立方晶格體心立方晶格體心立方晶格金屬的

22、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變與液態(tài)金屬的結(jié)晶過程有許多相似之處：1、有一定的轉(zhuǎn)變溫度，轉(zhuǎn)變時有過冷現(xiàn)象；放出和吸收潛熱；轉(zhuǎn)變過程也是一個形核和晶核長大的過程。2、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變屬于固態(tài)相變，有本身的特點：新晶格的晶核優(yōu)先在原來晶粒的晶界處形成；轉(zhuǎn)變需要較大的過冷度；晶核的變化伴隨金屬體積的變化，轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。例如：Fe轉(zhuǎn)變?yōu)镕e時，鐵的體積會膨脹約1，這是鋼熱處理時引起應(yīng)力，導(dǎo)致工件變形和開裂的重要原因。F：小結(jié) G：布置作業(yè) P25 613第十六教案A、 課題：鐵碳合金B(yǎng)、 課型：新課C、 教學(xué)目的與要求1、掌握合金的概念及無相的概念2、掌握合金的組織概念、性能特點。3、掌握固溶解，金屬化合物質(zhì)、混

23、合物4、了解二元合全相同的建立D、 教學(xué)重點與難點 掌握合金的概念是教學(xué)重點，掌握三種合金組織的名稱及性能是教學(xué)難點。E、 教學(xué)過程：第三章 鐵碳合金概述：1、 合金的概念：合金是一種金屬元素與其它金屬元素可非金屬元素通過熔煉或其他方法結(jié)合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。例如：普通黃銅是由銅鋅兩種金屬元素組成德合金，碳素鋼是由鐵和碳組成的合金。2、 組元或元的概念：組成合金的最基本的獨立物質(zhì)稱為組元或元。硬鋁是由鋁、銅、鎂或鋁、銅 、錳組成的三元合金。3、相的概念 在合金中成分、結(jié)構(gòu)及性能相同的的組成部分稱為相。第一節(jié) 合金的組織一、固熔體固熔體是一種組元的在子深入另一組元的晶格中所形成的均勻固相。

24、溶入的元素稱為溶質(zhì)，而基體元素稱為溶劑。固溶體仍然保持溶劑的晶格類型。1、隙固溶體溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙之中而形成的固溶體稱為間隙固溶體。 ：溶質(zhì)原子 ：溶質(zhì)原子 ：溶劑原子 ：溶劑原子 2、置換固溶體溶質(zhì)原子置換了溶劑晶格結(jié)點上某些原子而形成的固容體稱為置換固溶體。二、金屬化合物合金組元間發(fā)生相互作用而形成一種具有金屬特性的物質(zhì)稱為金屬化合物。其性能物特點是熔點高，硬度高，脆性大。金屬化合物能提高合金的硬度和耐磨性，但塑性和韌性會降低。三、混合物兩種或兩種以上的相按一定質(zhì)量分類組成的物質(zhì)稱為混合物。F：小結(jié) G：布置作業(yè) P51 14第十七教案A、課題：鐵碳合金B(yǎng)、課型：新課C、教學(xué)目的

25、與要求1、掌握合金相圖的概念及合金相圖的建立。2、掌握共晶轉(zhuǎn)變的概念及共晶轉(zhuǎn)變的條件。3、了解二元合全相同的建立。D、教學(xué)重點與難點 掌握合金相圖的概念及合金相圖的建立是教學(xué)重點，掌握三種共晶轉(zhuǎn)變的概念及共晶轉(zhuǎn)變的條件是教學(xué)難點。F、 教學(xué)過程：第二節(jié) 二元合金相圖一、二元合金相圖的建立：相圖是合金的成分，溫度和組織之間關(guān)系的一個簡明圖民，它是研究和選用合金的重要工具，對于金屬的加工及熱處理，具有指導(dǎo)意義。二元合金相圖的縱坐標表示溫度，橫坐標表示合金的成分。二元合金相圖的建立是通過實驗方法建立起來的，目前測繪相圖的方法很多，最常用的是熱分析法?，F(xiàn)以鉛銻二元合金為例，說明測繪合金相圖的方法及步驟

26、：1、 配置若干組不同成分的鉛銻組分，如下表所示。合金序號化學(xué)成分(%)臨界點()PbSb開始結(jié)晶溫度結(jié)晶終了溫度110003273272955300252389112522524505046025250100631631PbSb合金的成分和臨界點2、 分別用熱分析法作出各合金的冷卻曲線，如下圖所示 。BTTTTTTttttt 1 2 3 0 11 50 100 4 5 Pb Sb% Sb3、 找出各冷卻曲線上的臨界點。4、 將臨界點標在成分、溫度坐標系的坐標圖上，并連接各相同含義的臨界點，就得到相圖。共晶轉(zhuǎn)變的概念：一定成分的液態(tài)合金，在某一恒溫下，同時結(jié)晶出兩種固相的轉(zhuǎn)變稱為共晶轉(zhuǎn)變。25

27、2 L (Pb+Sb)共晶體：共晶體轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。C點：共晶點液相線：ACB線是合金液體開始結(jié)晶溫度的連線。固相線：DCE線是液態(tài)合金結(jié)晶終止溫度的連線。F：小結(jié)G：布置作業(yè) 預(yù)習(xí)第十八教案A：課題：鐵碳合金B(yǎng)：課型：新課C：教學(xué)目的與要求：1：掌握鉛銻合金合金相圖的分析方法。D、教學(xué)重點與難點：1、鉛銻合金合金相圖的分析是教學(xué)的重點，亦是教學(xué)難點。E：教學(xué)過程：二、鉛銻二元合金相圖的分析。如圖4-5中：1、合金I，其成分為Sb11%+Pb89%。 共晶反應(yīng)共晶反應(yīng)：在恒溫下從液相中同時結(jié)晶出共晶體的變化叫共晶反應(yīng)。其共晶體不再發(fā)生變化，這一合金稱為共晶合金。252轉(zhuǎn)變式： L (Pb+Sb)2

28、、合金II 室溫2、 合金III 室溫亞共晶合金： Sb11%的鉛銻合金叫亞共晶合金，其室溫組織是Pb+(Pb+Sb)共晶合金： Sb=11%的鉛銻合金叫共晶合金。 其室溫組織是（Pb+Sb） 過共晶合金：含銻量大于11%的鉛銻合金，其室溫組織是：Sb+(Pb+Sb)F：小結(jié)G：布置作業(yè) 預(yù)習(xí)4-5節(jié)內(nèi)容第十九教案A：課題：鐵碳合金相同B：新課C：教學(xué)目的與要求1：掌握鐵碳合金的相及組織2：熟悉掌握鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體的符號及性能特點。D：教學(xué)重點與難點：同2E：教學(xué)過程：第二節(jié) 鐵碳合金相圖一、鐵碳合金的相及組織1、 鐵素體：概念：碳溶解在-Fe中形成的間隙固溶體稱為鐵素體

29、。符號：F， 體心立方晶格 溶解能力：溶解度很小，在7270C時，碳在-Fe中的最大溶碳量為0.0218%，隨溫度的降低逐漸減小。 性能：由于鐵素體的含碳量低，所以鐵素體的性能與純鐵相似。即有良好的塑性和韌性，強度和硬較低。2、奧氏體： 概念：碳溶解在Fe中形成的間隙固溶體稱為奧氏體。 符號：A， 面心立方晶格 溶碳能力：較強。在11480C時可溶C 為2.11%，在7270C時，可溶C為0.77%。 性能：強度、硬度不高，具有良好的塑性，是絕大多數(shù)鋼在高溫進行鍛造和扎制時所要求的組織。2、 滲碳體：概念：含碳量為6.69%的鐵與碳的金屬化合物。符號：Fe3C 復(fù)雜的斜方晶體溶碳能力： C=6

30、.69%性能：熔點12270C 硬度很高，塑性很差，伸長率和沖擊韌度幾乎為零，是一個硬而脆的組織。 2、 珠光體： 概念：是鐵素體與碳光體的混合物符號： P ，是鐵素體和滲碳體片層相間，交替排列。溶碳能力：在7270C時，C=0.77%性能特點：取決于鐵素體和滲碳體的性能，強度較高，硬度適中，具有一定的塑性。3、 萊氏體：概念：是含碳量為4.3%的液態(tài)鐵碳合金在11480C時從液體上中間結(jié)晶出的奧氏體和滲碳體的混合物。符號：Ld（高溫萊氏體，溫度7270C）由于奧氏體在7270C時轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，所以在室溫下的萊氏體由珠光體和滲碳體組成叫低溫萊氏體。Ld表示溶碳能力：C=4.3%性能特點：硬度很

31、高，塑性很差。F、A、Fe3C是單相組織，稱鐵碳合金的基本相。 P、Ld是由基本相混合組成的多相組織。G、 小結(jié)H、 布置作業(yè)： P51 5第二十、二十一教案A：課題：鐵碳合金相圖B：課型：新授C：教學(xué)目的與要求：1、掌握鐵碳合金相圖，簡化圖各區(qū)域組織符號及名稱。2、掌握鐵碳合金相圖重要點線的含義，特別是共晶點，共析點及轉(zhuǎn)變式。3、熟悉掌握鐵碳合金的分類。D、教學(xué)重點及難點。1、教學(xué)重點是簡化相圖各區(qū)域的組織符號及轉(zhuǎn)變。2、難點是共晶、共析轉(zhuǎn)變成的寫法及共晶、共析轉(zhuǎn)變線。E：教學(xué)過程：二、鐵碳合金相圖。1、鐵碳合金相圖的組成。 見P41 圖4-162、FeFe3C相圖中點、線的含義。（1） 點

32、的含義：A點：純鐵的熔點，15380CD點：滲碳體的熔點，12270CC點：共晶點，11480C LC(A+Fe3Ci)E點：C在-Fe中最大溶解度，C=2.11G點：純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點，9120C，F(xiàn)eFeS點：共析點， AsP（F+Fe3C）(2)線的含義：ACD線：液相線，在此線的上方所有的鐵碳合金都為液體。AECF線：固相線，在此線的下方所有的鐵碳合金都為固體。在ACD線與AECF線之間是結(jié)晶區(qū)，即過渡區(qū)。GS線：從A中析出F的開始線，又稱A3線ES線：C在A中溶解度曲線，亦稱為Acm線。ECF：共晶線，溫度為11487270C。PSK線：共析線，7270C ，A1線3、鐵碳合金的分

33、類（1） 鋼：0.0218%C2.11%的鐵碳合金亞共析鋼：0.0718%C0.77%共析鋼：C=0.77%過共析鋼：0.77%C2.11%（2） 白口鑄鐵：2.11%C6.69%亞共晶白口鑄鐵：2.11%C4.3%共晶白口鑄鐵：C=4.3%過晶白口鑄鐵：4.3%C6.69%F：小結(jié)G：布置作業(yè)：復(fù)習(xí)第二十三教案A：課題：鐵碳合金B(yǎng)：課型：新授C：教學(xué)目的與要求1、分析共析鋼、亞共析鋼、過共折鋼、共晶白口鑄鐵，亞共晶和進共晶白口鑄鐵的結(jié)晶過程。2、了解鐵碳合金的成分，組織與性能的關(guān)系。3、掌握鐵碳合金相圖的應(yīng)用。D、教學(xué)重點與難點：同1E、教學(xué)過程：三、典型鐵碳合金的結(jié)晶過程。1、 共析鋼：（

34、C=0.77%）合金I：室溫2、 亞共析鋼：（0.0218%C0.77%合金II：室溫3、 過共析鋼：合金III：0.77%C2.11%室溫4、 共晶白口鑄鐵：合金IV：（C=4.3%）室溫5、 亞共晶白口鑄鐵：合金V：（2.11%C4.3%）室溫6、 過共晶白口鑄鐵：合金VI：（4.3%C6.69%）室溫四、鐵碳合金的成分，組織與性能的關(guān)系。含碳量越高，鋼的強度和硬度越高，而塑性和韌性越低。五、FeFe3C相圖的應(yīng)用。1、作為選用鋼材料的依據(jù)：如制造要求塑性、韌性好，而強度不太高的構(gòu)件，則應(yīng)選用含碳量較低的鋼；要求強度、塑性和韌性等綜合性較好的構(gòu)件，則選用含碳量適中的鋼，各種工具要求硬度高及

35、耐性好，則應(yīng)選用含碳量較高的鋼。2、制定鑄、鍛和熱處理等熱加工工藝的依據(jù)。F：小結(jié)G：作業(yè)： P51 613第二十四教案A：課題：復(fù)習(xí)B：課型：復(fù)習(xí)課C：教學(xué)目的與要求：1、 復(fù)習(xí)1、2、4章已學(xué)內(nèi)容2、 要求熟悉已做過的習(xí)題D：教學(xué)重點與難點：同CE：教學(xué)過程：第一章1、掌握金屬材料的性能，力學(xué)性能概念及包含的內(nèi)容。2、掌握載荷的分類，變形的種類，應(yīng)力概念及單位、符號。3、掌握強度的概念、強度的分類及單位、符號。4、材料屈服的條件。5、抗拉強度概念、符號、零件承受的應(yīng)力，超過抗拉強度產(chǎn)生的現(xiàn)象。6、掌握塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度的概念，掌握硬度的三種表示方法及洛氏硬度的三種標尺及應(yīng)用。7

36、、掌握工藝性能概念及其包括的四個方面。第二章一、 概念：晶體、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。二、 知識點：1、 晶體的性能；2、 金屬晶格的三種類型；3、 結(jié)晶的兩個過程；4、 晶粒大小對金屬力學(xué)性能的影響；5、 細化晶粒的方法；6、 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變式。第四章一、概念：1、合金 2、共晶轉(zhuǎn)變 3、共析轉(zhuǎn)變 4、鐵素體5、奧氏體 6、滲碳體 7、珠光體 8、萊氏體 9、鋼 10、白口鑄鐵二、知識點：1、 黃銅、硬鋁；2、 固溶體、金屬化合物、混合物；3、 金屬化合物的性能；4、 鐵碳合金基本組織、符號、鐵碳合金相圖及組織轉(zhuǎn)變過程，共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變式。第二十五教案04級金屬材料與熱處理練習(xí)題姓名 一、 填空

37、1、金屬材料的性能包括和兩方面。2、力學(xué)性能包括、及等。3、根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同，可以分為、及等三種。4、單位面積上的內(nèi)力稱為。其單位為，用符號表示。5、金屬在靜載荷作用下， 稱為強度。強度的大小通常用來表示。6、根據(jù)載荷作用方式不同，強度可分為 強度、強度、強度、 強度和 強度等五種。7、材料 稱為抗拉強度。用符號表示。8、 能力稱為塑性。常用和斷面收縮率表示。9、 能力稱為硬度。硬度測試的方法很多，最常用的有硬度、硬度及硬度試驗法三種，其符號分別用 、及表示。10、 能力稱為沖擊韌性。沖擊韌度越小，表示材料的 越。11、工藝性能是 的適應(yīng)能力，包括、和等。12、凡 稱為晶體。其性能呈 。

38、13、金屬晶格的常見類型有： 晶格、晶格、晶格。Fe的晶格是 。14、結(jié)晶過程就是晶核的與的過程。15、常用細化晶粒方法有：、及。16、普通黃銅是由和兩種金屬元素組成的合金。二、 名詞解釋 1、 合金2、 組元3、 170HBS10/1000/104、 共晶轉(zhuǎn)變5、 奧氏體6、 鐵素體7、 相8、 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變?nèi)?選擇1、大小、方向或大小和方向隨時間發(fā)生周期性變化的載荷叫（）。A、沖擊載荷B、靜載荷C、交變載荷2、零件在工作中所承受的應(yīng)力，不允許超過抗拉強度，否則會產(chǎn)生（）A、彈性變形B、斷裂C、塑性變形D、屈服3、機械零件失效中大約有80%以上屬于（），這種破壞前沒有明顯的變形是突然性。A

39、、疲勞破壞B、剪切破壞C、彎曲破壞4、一般地說，在室溫下，細晶粒金屬具有（）的強度和韌性。A、較高B、較低 5、下列鐵碳合金基本組織中與純鐵的性能相似的是（）。A、 Fe3C ； B、 F ；C、 Ld ；D、P 6、碳溶解在Fe中形成的間隙固溶體稱為（）。A、 Fe3C ； B、 P ；C、A ；D、 Ld7、鋼鐵材料均以鐵和（）兩種元素為主要元素的合金。A、 硅 B、錳 C、金 D、碳8、下例物質(zhì)屬于晶體的是（）。A、普通玻璃 B、松香 C、樹脂D、鋼9、下列材料中在拉伸試驗時，不產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的是（）。A、純銅B、低碳鋼C、鑄鐵10、各種工具要求硬度及耐磨性好，則應(yīng)選用含碳量（）的鋼。A、

40、較低B、較高四、 判斷正誤 1、使用性能是指金屬材料在使用條件下所表現(xiàn)出來的性能。（）2、變形一般分為彈性變形和塑性變形。（）3、塑性好的金屬材料可以發(fā)生大量塑性變形而不破壞，不能通過塑性變形加工成復(fù)雜形狀的零件。（）4、在F、D一定時，布氏硬度值僅與壓痕直徑的大小有關(guān)，直徑愈小，硬度值愈大。（ ）5、金屬材料愈硬愈好切削加工。（ ）6、金屬結(jié)晶時，形核率愈高、長大速度愈大，則結(jié)晶后的晶粒愈細大。（ ）7、金屬化合物性能特點是熔點高、硬度小、脆性大。（ ）8、在合金相圖中，橫坐標為溫度，縱坐標為質(zhì)量分數(shù)。（ ）9、金屬在結(jié)晶時實際結(jié)晶溫度大于理論結(jié)晶溫度。（ ）10、氯化鈉(NaCl) 晶體是

41、一種合金。（ ）五、 簡答1、書P16頁第1、2、4、6、7、9、11、17題2、書P25頁第1、4、6、7、8、11、12、13題。3、書P51頁第5、6題。第二十六教案講評期中試卷：04級金屬材料與熱處理期中考試班級 姓名 得分 六、 填空題：（25分，每格0.5分）1、金屬材料的性能包括和兩方面。2、力學(xué)性能包括、及等。3、根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同，可以分為、及等三種。4、單位面積上的內(nèi)力稱為。其單位為，用符號表示。5、金屬在靜載荷作用下，抵抗或的能力稱為強度。強度的大小通常用來表示。6、根據(jù)載荷作用方式不同，強度可分為 強度、強度、強度、抗剪強度和抗扭強度等五種。7、材料在拉斷前所能承受

42、的最大應(yīng)力稱為。用符號表示。8、斷裂前金屬材料產(chǎn)生永久變形的能力稱為。常用和斷面收縮率表示。9、材料抵抗局部變形特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱為。其測試的方法很多，最常用的有硬度、硬度及硬度試驗法三種，其符號分別用 、及表示。10、金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為。沖擊韌度越小，表示材料的 越。11、工藝性能是金屬材料對不同加工工藝方法的適應(yīng)能力，包括 、和等。12、凡原子呈有序、有規(guī)則排列的物質(zhì)稱為。其性能呈 。13、金屬晶格的常見類型有： 晶格、晶格、晶格。Fe的晶格是 。14、結(jié)晶過程就是晶核的與的過程。15、常用細化晶粒方法有：、及。16、普通黃銅是由和兩種金屬元素組成的

43、合金。七、 名詞解釋 （25分，每題5分）1、 合金2、 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變3、 530HBW5/7504、 共晶轉(zhuǎn)變5、 奧氏體八、 選擇題 （10分，每題1分）1、大小、方向或大小和方向隨時間發(fā)生周期性變化的載荷叫（）。A、沖擊載荷B、交變載荷C、靜載荷2、零件在工作中所承受的應(yīng)力，不允許超過抗拉強度，否則會產(chǎn)生（）A、彈性變形B、塑性變形C、斷裂D、屈服3、機械零件失效中大約有80%以上屬于（），這種破壞前沒有明顯的變形是突然性。A、疲勞破壞B、剪切破壞C、彎曲破壞4、一般地說，在室溫下，細晶粒金屬具有（）的強度和韌性。A、較高B、較低 5、下列鐵碳合金基本組織中與純鐵的性能相似的是（）。A、

44、 Fe3C B、 P C、 Ld D、 F 6、碳溶解在Fe中形成的間隙固溶體稱為（）。A、 Fe3C B、 A C、 P D、 Ld7、鋼鐵材料均以鐵和（）兩種元素為主要元素的合金。A、 硅 B、錳 C、金 D、碳8、下例物質(zhì)屬于晶體的是（）。A、普通玻璃 B、松香 C、鋼D、樹脂9、下列材料中在拉伸試驗時，不產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的是（）。A、鑄鐵B、低碳鋼C、純銅10、各種工具要求硬度及耐磨性好，則應(yīng)選用含碳量（）的鋼。A、較高B、較低九、 判斷題 （10分）1、使用性能是指金屬材料在使用條件下所表現(xiàn)出來的性能。（）2、變形一般分為彈性變形和塑性變形。（）3、塑性好的金屬材料可以發(fā)生大量塑性變形而

45、不破壞，易于通過塑性變形加工成復(fù)雜形狀的零件。（）4、在F、D一定時，布氏硬度值僅與壓痕直徑的大小有關(guān)，直徑愈小，硬度值愈小。（ ）5、金屬材料愈軟愈好切削加工。（ ）6、金屬結(jié)晶時，形核率愈高、長大速度愈小，則結(jié)晶后的晶粒愈細小。（ ）7、金屬化合物性能特點是熔點高、硬度高、脆性大。（ ）8、在合金相圖中，縱坐標為溫度，橫坐標為質(zhì)量分數(shù)。（ ）9、金屬在結(jié)晶時實際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度。（ ）10、氯化鈉(NaCl) 晶體是一種合金。（ ）十、 簡答題（15分，每題5分）1、常用的洛氏硬度標尺有哪三種？各適用于測定哪些材料的硬度？2、說出純鐵同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的溫度及不同溫度內(nèi)的晶體結(jié)構(gòu)。3、說

46、出鐵素體的概念、符號、晶格類型及性能特點。六、分析題（15分） 下圖是一純金屬的冷卻結(jié)晶曲線，To是理論結(jié)晶溫度（理論熔點），T1是實際結(jié)晶溫度。請問：1、實際結(jié)晶溫度比理論結(jié)晶溫度低的現(xiàn)象叫什么現(xiàn)象？（3分）；2、為什么純金屬在冷卻結(jié)晶時曲線上會有（ab）水平段？（7分）； 3、請在右邊的坐標中，畫出該純金屬從固態(tài)加熱時熔化的曲線。（5分）第二十七、二十八教案A：課題：碳素鋼B：課型：新課C：教學(xué)目的與要求1、掌握碳素鋼的概念；2、掌握Si、Mn、S、P對鋼的性能影響；3、掌握碳素鋼的分類方法；4、掌握碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼的牌號及用途。D：教學(xué)重點與難點：1、碳素鋼的分類是教學(xué)重點；2、碳素鋼的常存

47、元素對鋼的性能影響是教學(xué)難點。E：教學(xué)過程：第五章 碳 素 鋼碳素鋼的概念：含碳量大于0.0218%小于2.11%，且不含有特意加入合金元素的鐵碳合金，稱為碳素鋼或碳鋼。第一節(jié) 常存元素對鋼的性能的影響一、硅1、來源：煉鋼后期作脫氧劑帶入；2、對鋼的性能影響：提高鋼的強度、硬度；3、是鋼中的有益元素。二、錳1、來源：煉鋼脫氧劑。2、對鋼的性能影響：提高鋼的強度與硬度。3、是鋼中的有益元素。三、硫1、來源：生鐵帶入；2、對鋼的性能影響：對鋼造成熱脆性；3、是鋼中的有害元素。四、磷1、來源：生鐵帶入；2、對鋼的性能影響，對鋼造成冷脆性；3、是鋼中的有害元素。第二節(jié) 碳素鋼的分類一、按鋼的含碳量分類：1、低碳鋼：C0.25%2、 中碳鋼：0.25%C0