金屬學(xué)基礎(chǔ)演示文稿2

金屬學(xué)基礎(chǔ)演示文稿第一頁(yè)，共九十二頁(yè)。金屬學(xué)基礎(chǔ)第二頁(yè)，共九十二頁(yè)。第一節(jié)金屬的力學(xué)性能

通常機(jī)械零件或工程結(jié)構(gòu)在工作中都要受到外力的作用，金屬在外力作用下所表現(xiàn)的性能叫做力學(xué)性能。常用力學(xué)性能指標(biāo)有硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性等。一、硬度硬度是表示固體材料表面抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力，是衡量金屬軟硬的力學(xué)性能指標(biāo)。第三頁(yè)，共九十二頁(yè)。常用測(cè)定硬度的方法1.布氏硬度

230HBS10/3000/302.洛氏硬度

50HRC3.維氏硬度480HV顯微硬度計(jì)第四頁(yè)，共九十二頁(yè)。二、強(qiáng)度和塑性1.強(qiáng)度強(qiáng)度是金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力。材料的強(qiáng)度指標(biāo)：σs(σ0.2);σb試驗(yàn)方法為拉伸試驗(yàn)法圓形拉伸試樣第五頁(yè)，共九十二頁(yè)。低碳鋼力-伸長(zhǎng)曲線圖(ss、sb、d、y

)O

FDlFeFpFsFb線彈性階段屈服階段強(qiáng)化階段頸縮階段屈服點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度：伸長(zhǎng)率：斷面收縮率：拉伸試驗(yàn)第六頁(yè)，共九十二頁(yè)。2.塑性塑性是金屬在外力作用下，斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。試驗(yàn)方法為拉伸試驗(yàn)金屬材料的塑性指標(biāo)：δ；ψ第七頁(yè)，共九十二頁(yè)。三、韌性又稱韌度，是指金屬在斷裂前吸收變形能量的能力。韌性通常通過(guò)擺錘式一次沖擊試驗(yàn)測(cè)定。Ak;αk韌性材料:斷裂前發(fā)生明顯塑性變形的材料；脆性材料：斷裂前斷口不發(fā)生明顯塑性變形的材料對(duì)同一材料，隨試驗(yàn)溫度降低，韌性斷裂可以轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?，即材料由韌性材料變?yōu)榇嘈圆牧?，這種現(xiàn)象稱為韌脆性轉(zhuǎn)移。韌脆轉(zhuǎn)移的溫度稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度（金屬材料的最低工作溫度）。第八頁(yè)，共九十二頁(yè)。擺錘式一次沖擊試驗(yàn)機(jī)第九頁(yè)，共九十二頁(yè)。課堂練習(xí)1.常用的力學(xué)性能指標(biāo)有哪些，各是怎樣定義的？2.測(cè)硬度的方法有哪些？3.材料的強(qiáng)度及塑性指標(biāo)有哪些？第十頁(yè)，共九十二頁(yè)。第二節(jié)金屬的物理性能一、密度定義：?jiǎn)挝惑w積物質(zhì)的質(zhì)量。用符號(hào)ρ表示，單位為g/cm3

或kg/m3。計(jì)算公式為ρ=m/V

m-物質(zhì)的質(zhì)量（g，kg）；

V-物質(zhì)的體積（cm3，m3）。重金屬ρ＞5g/cm3，鐵、銅、鉛。輕金屬ρ＜5g/cm3，如鋁、鎂、鈦。第十一頁(yè)，共九十二頁(yè)。二、熔點(diǎn)定義：指金屬由固態(tài)熔化為液態(tài)的溫度。單位：℃，K純金屬熔點(diǎn)固定不變；

合金熔點(diǎn)是將合金加熱到最初微量液體出現(xiàn)時(shí)的溫度作為熔點(diǎn)。易熔金屬熔點(diǎn)低于700℃，如錫、鉛。

難熔金屬熔點(diǎn)高于700℃，如鎢、鉬。第十二頁(yè)，共九十二頁(yè)。三、熱膨脹性熱膨脹性是指固態(tài)金屬在溫度變化時(shí)熱脹冷縮的能力，在工程上常用線膨脹系數(shù)來(lái)表示，符號(hào)為α1，單位為1/℃物理意義：溫度從T0到T1每升高1度時(shí)物體單位長(zhǎng)度的變化率。線膨脹系數(shù)大，引發(fā)的焊接應(yīng)力與變形就大第十三頁(yè)，共九十二頁(yè)。四、導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性是指在物體內(nèi)部或互相接觸的物體之間存在溫度差時(shí)，熱量從高溫到低溫的移動(dòng)能力，用熱導(dǎo)率λ表示。單位為W/(m.℃)或W/(m.K)第十四頁(yè)，共九十二頁(yè)。五、導(dǎo)電性導(dǎo)電性：金屬傳導(dǎo)電流的能力。常用導(dǎo)電率表示，符號(hào)為γ，單位為s/m金屬導(dǎo)電能力大小的順序與熱導(dǎo)率基本相同第十五頁(yè)，共九十二頁(yè)。第三節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、晶體與非晶體晶體的特點(diǎn)是：①原子在三維空間呈有規(guī)則地周期性重復(fù)排列。②具有一定的熔點(diǎn)，絕大多數(shù)固體金屬屬于晶體：如鐵的熔點(diǎn)為1538℃，銅的熔點(diǎn)為1083℃。③晶體的性能隨著原子的排列方位而改變，即單晶體具有各向異性。第十六頁(yè)，共九十二頁(yè)。非晶體的特點(diǎn)是：①原子在三維空間呈不規(guī)則的排列。②沒(méi)有固定熔點(diǎn)，隨著溫度的升高將逐漸變軟，最終變?yōu)橛忻黠@流動(dòng)性的液體。如塑料、玻璃、瀝青等。③各個(gè)方向上的原子密集程度大致相同，即具有各向同性?！?-3金屬的晶體結(jié)構(gòu)第十七頁(yè)，共九十二頁(yè)。二、晶格與晶胞

1、晶格將每個(gè)原子視為一個(gè)幾何質(zhì)點(diǎn)，并用一些假想的幾何線條將各質(zhì)點(diǎn)連接起來(lái)，便形成一個(gè)空間幾何格架。這種抽象的用于描述原子在晶體中排列方式的空間幾何格架稱為晶格。第十八頁(yè)，共九十二頁(yè)。2、晶胞由于晶體中原子作周期性規(guī)則排列，因此可以在晶格內(nèi)取一個(gè)能代表晶格特征的，且由最少數(shù)原子排列成的最小結(jié)構(gòu)單元來(lái)表示晶格，稱為晶胞。3、晶面、晶向和晶格常數(shù)α=β=γ=90°第十九頁(yè)，共九十二頁(yè)。三、常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)類型屬于體心立方晶格類型的金屬有α-鐵（912℃以下的純鐵）、鉻、鉬、鎢、釩。較高的強(qiáng)度和較好的塑性。1.體心立方晶格第二十頁(yè)，共九十二頁(yè)。2.面心立方晶格屬于面心立方晶格類型的金屬有γ-Fe（1394－912℃的純鐵）、銅、鋁、鎳等。很好的塑性。第二十一頁(yè)，共九十二頁(yè)。3.密排六方晶格鈹、鎂、鋅、鎘等。第二十二頁(yè)，共九十二頁(yè)。四、金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)與晶體缺陷①單晶體與多晶體單晶體：晶體內(nèi)部原子排列得非常整齊，晶格位向完全一致，且無(wú)任何缺陷存在。多晶體：由許多位向不同的晶粒組成，且其內(nèi)部還存在著多種晶體缺陷。②金屬的晶體缺陷Ⅰ、點(diǎn)缺陷

：空位和間隙原子Ⅱ、線缺陷

：位錯(cuò)Ⅲ、面缺陷：晶界和亞晶界第二十三頁(yè)，共九十二頁(yè)。二、晶體缺陷1、點(diǎn)缺陷

點(diǎn)缺陷的存在使金屬能夠比較容易的發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象第二十四頁(yè)，共九十二頁(yè)。2.線缺陷-位錯(cuò)位錯(cuò)的存在使金屬能夠比較容易發(fā)生塑性變形。第二十五頁(yè)，共九十二頁(yè)。3.面缺陷面缺陷的存在使金屬的強(qiáng)度提高第二十六頁(yè)，共九十二頁(yè)。五、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變

定義：某些金屬在不同的溫度（或壓力下）具有不同的晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變或同素異晶性。純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變過(guò)程：

α-Fe（體心）912℃γ-Fe（面心）1394℃

δ-Fe（體心）第二十七頁(yè)，共九十二頁(yè)。課堂練習(xí)1、常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)類型有哪些?畫出其晶胞圖，并舉例。2、金屬的晶體缺陷有那些？

3、名詞解釋：晶格；晶胞；同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變4、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變過(guò)程？第二十八頁(yè)，共九十二頁(yè)。第四節(jié)金屬的結(jié)晶

凝固與結(jié)晶一、純金屬的結(jié)晶條件二、金屬的結(jié)晶過(guò)程三、晶核形成與晶粒長(zhǎng)大四、晶粒大小及控制五、鑄件組織結(jié)構(gòu)小結(jié)第二十九頁(yè)，共九十二頁(yè)。晶體液體結(jié)晶凝固：物質(zhì)由液態(tài)冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程結(jié)晶:如果凝固的固態(tài)物質(zhì)是原子（或分子）作有規(guī)則排列的晶體，則這種凝固又稱為結(jié)晶。

第三十頁(yè)，共九十二頁(yè)。結(jié)晶潛熱結(jié)晶過(guò)程實(shí)際上是原子由一個(gè)高能量級(jí)向一個(gè)較低能量級(jí)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，所以結(jié)晶過(guò)程中會(huì)放出一定的熱量，稱為結(jié)晶潛熱。結(jié)晶潛熱使正在結(jié)晶的金屬處于一種動(dòng)態(tài)的熱平衡，所以純金屬結(jié)晶是在恒溫下進(jìn)行的。冷卻曲線上有一段水平線，是說(shuō)明在這一時(shí)間段中溫度是恒定的第三十一頁(yè)，共九十二頁(yè)。tTT0Tn理論結(jié)晶溫度實(shí)際結(jié)晶溫度}T過(guò)冷度T=T0-Tn純金屬結(jié)晶的條件就是應(yīng)當(dāng)有一定的過(guò)冷度一.純金屬的結(jié)晶條件純金屬的冷卻曲線純金屬的結(jié)晶是在一定的溫度下進(jìn)行的第三十二頁(yè)，共九十二頁(yè)。冷卻速度越大，則過(guò)冷度越大。第三十三頁(yè)，共九十二頁(yè)。二.金屬的結(jié)晶過(guò)程液態(tài)金屬形核晶核長(zhǎng)大完全結(jié)晶形核和晶核長(zhǎng)大的過(guò)程晶核不斷地形成及長(zhǎng)大，直到液態(tài)金屬已全部耗盡，結(jié)晶過(guò)程也就完成了第三十四頁(yè)，共九十二頁(yè)。三、晶核形成與晶粒長(zhǎng)大1兩種形核方式

均質(zhì)形核在均勻的液體金屬內(nèi)部，由少量能量較高的液態(tài)原子聚集形成結(jié)晶核心的過(guò)程。形核所需過(guò)冷度很大。非均質(zhì)形核

——晶核依附于容器表面或外來(lái)雜質(zhì)上生成的形核過(guò)程。形核所需的過(guò)冷度小。第三十五頁(yè)，共九十二頁(yè)。晶核長(zhǎng)大規(guī)律2兩種長(zhǎng)大方式——

平面生長(zhǎng)與樹枝狀生長(zhǎng)平面生長(zhǎng)：晶體界面始終保持規(guī)則的外形樹枝狀生長(zhǎng)第三十六頁(yè)，共九十二頁(yè)。樹枝狀晶體生長(zhǎng)示意圖

第三十七頁(yè)，共九十二頁(yè)。第三十八頁(yè)，共九十二頁(yè)。四、晶粒大小及控制金屬晶粒尺寸的大小對(duì)金屬的力學(xué)性能影響很大。在室溫下，細(xì)晶粒的金屬具有較高的強(qiáng)度和韌性（細(xì)晶強(qiáng)化）。細(xì)化晶粒的方法：控制形核率與晶粒長(zhǎng)大速度之間的關(guān)系

（1）增大液體金屬的過(guò)冷度

（2）變質(zhì)處理

（3）附加振動(dòng)第三十九頁(yè)，共九十二頁(yè)。冷卻速度對(duì)金屬晶粒度的影響冷速大冷速小鑄造生產(chǎn)中的具體措施：降低澆注溫度、使用金屬鑄型或水冷提高冷卻速度可有效地提高過(guò)冷度，增加形核率第四十頁(yè)，共九十二頁(yè)。（2）變質(zhì)處理在液體金屬中加入變質(zhì)劑(孕育劑)，以細(xì)化晶粒和改善組織的工藝措施。變質(zhì)劑的作用：作為非均質(zhì)形核的核心，或阻礙晶粒長(zhǎng)大。第四十一頁(yè)，共九十二頁(yè)。變質(zhì)處理（孕育處理）：加入人工晶核晶粒細(xì)化第四十二頁(yè)，共九十二頁(yè)。（3）振動(dòng)結(jié)晶——機(jī)械振動(dòng)、超聲振動(dòng)，或電磁攪拌等。振動(dòng)的作用：使樹枝晶破碎，晶核數(shù)增加，晶粒細(xì)化。第四十三頁(yè)，共九十二頁(yè)。五鑄錠的結(jié)晶結(jié)構(gòu)表面細(xì)晶粒層中間柱狀晶粒層中心等軸晶粒層第四十四頁(yè)，共九十二頁(yè)。課堂練習(xí)名詞解釋：過(guò)冷度，自發(fā)形核，非自發(fā)形核變質(zhì)處理2、冷卻速度越大，則過(guò)冷度（）。3、細(xì)化晶粒的方法有那些？第四十五頁(yè)，共九十二頁(yè)。純金屬雖然具有好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，在工業(yè)中獲得了一定的應(yīng)用，但力學(xué)性能較低，價(jià)格較高，且種類有限；合金具有很多優(yōu)于純金屬的特性：較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性，優(yōu)異的物理和化學(xué)性能。種類繁多，并且容易冶煉，價(jià)格便宜。工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的金屬材料大都是合金，尤其是鐵碳合金。第五節(jié)合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶第四十六頁(yè)，共九十二頁(yè)。一、合金的基本概念1、合金：合金是指由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素經(jīng)過(guò)熔煉、燒結(jié)或其他方法行成的具有金屬特性的物質(zhì)。2、組元：組成合金的最基本而獨(dú)立的物質(zhì)稱為組元，簡(jiǎn)稱元?！鼗蚧衔?；3、合金系：給定組元按不同比例可以配制一系列不同成分的合金，構(gòu)成一個(gè)合金系。4、相：相是指在合金中具有相同的化學(xué)成分、結(jié)晶結(jié)構(gòu)的均勻部分。

5、組織：泛指用金相觀察方法看到的金屬或合金中不同形狀、大小、數(shù)量和分布的一種或多種“相”構(gòu)成的綜合體。合金的性能決定于組織，而組織又取決于合金中各個(gè)相的成分、類型和性質(zhì)。

第四十七頁(yè)，共九十二頁(yè)。固態(tài)合金中的相，按其組元原子的存在方式可分為固溶體和金屬間化合物兩大基本類型一）固溶體1定義：一種由基體金屬在固態(tài)下溶有其它元素的原子而組成的相，叫固溶體，固溶體仍保持溶劑金屬的晶格類型。溶劑、溶質(zhì)2分類：根據(jù)固溶體中合金組元的溶解度不同，可分為有限固溶體和無(wú)限固溶體根據(jù)固溶體晶格中溶質(zhì)原子在溶劑晶格中占據(jù)的位置不同，分為置換固溶體和間隙固溶體。二、固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)第四十八頁(yè)，共九十二頁(yè)。（1）置換式固溶體置換式固溶體示意圖溶質(zhì)原子代替部分溶劑原子占據(jù)晶格中的節(jié)點(diǎn)位置而形成的固溶體形成置換固溶體的條件：兩組元化學(xué)性質(zhì)相近；原子半徑差別較小ab第四十九頁(yè)，共九十二頁(yè)。（2）間隙式固溶體

碳溶于γ-Fe的間隙式固溶體溶質(zhì)原子插入溶劑晶格的間隙而形成的固溶體。形成條件：r溶質(zhì)/r溶劑＜0.59；間隙式固溶體都是有限固溶體

第五十頁(yè)，共九十二頁(yè)。固溶體晶格畸變示意圖形成固溶體時(shí)由于晶格畸變（晶格歪扭）使合金強(qiáng)度和硬度升高的現(xiàn)象-固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化是提高金屬?gòu)?qiáng)度的重要途徑之一第五十一頁(yè)，共九十二頁(yè)。二）金屬間化合物

圖1-28金屬間化合物晶格示意圖a)VC的間隙相結(jié)構(gòu)b)Fe3C的斜方晶格結(jié)構(gòu)金屬間化合物是合金組元之間相互發(fā)生作用而形成具有金屬特性的一種新相。晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熔點(diǎn)、硬度高，脆性大。沉淀強(qiáng)化（彌散強(qiáng)化）：細(xì)小的金屬間化合物從過(guò)飽和的固溶體中析出而沉淀在固溶體基體上所產(chǎn)生的強(qiáng)化第五十二頁(yè)，共九十二頁(yè)。三合金的結(jié)晶特點(diǎn)與純金屬相似：也是在過(guò)冷條件下，經(jīng)過(guò)形核與晶核長(zhǎng)大兩個(gè)過(guò)程。不同：（1）合金的結(jié)晶過(guò)程是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行；（2）結(jié)晶的固態(tài)金屬與液態(tài)金屬成分不同，且兩者的成分都隨溫度而改變，最后通過(guò)原子擴(kuò)散而達(dá)到均勻化。（3）合金結(jié)晶后是雙相或多相組織第五十三頁(yè)，共九十二頁(yè)。課堂練習(xí)1、合金是指由兩種或兩種以上的（）或（）經(jīng)過(guò)熔煉、燒結(jié)或其他方法行成的具有金屬特性的物質(zhì)。2、根據(jù)構(gòu)成合金各組元之間相互作用的不同，固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)可分為（）和（）兩大類。3、名詞解釋：相；組織第五十四頁(yè)，共九十二頁(yè)。第六節(jié)鐵碳合金相圖教學(xué)目的與要求掌握Fe-C合金的基本相、組織以及它們的性能特點(diǎn)。掌握Fe-Fe3C相圖特征點(diǎn)、線的含義及區(qū)域組織分析。熟悉典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程及Fe-Fe3C相圖的應(yīng)用第五十五頁(yè)，共九十二頁(yè)。復(fù)習(xí)提問(wèn)5金屬間化物：1組元組成合金最基本而獨(dú)立的物質(zhì)。2相：合金中具有相同的化學(xué)成分和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的均勻部分。3組織：金屬或合金中不同形狀、大小、數(shù)量、和分布的“相”的綜合體。4固溶體由基本金屬在固態(tài)下溶有其它元素原子而組成的相。固溶體仍保持溶劑金屬的晶格類型金屬間化合物是合金組元之間相互發(fā)生作用而形成具有金屬特性的一種新相。第五十六頁(yè)，共九十二頁(yè)。什么是鐵碳相圖相圖：表示合金系統(tǒng)中，合金的狀態(tài)、溫度、成分之間關(guān)系的圖解。

鐵碳合金相圖是研究鋼鐵材料的成分、相和組織的變化規(guī)律以及與性能之間關(guān)系的重要工具。鐵碳合金相圖如圖所示。第五十七頁(yè)，共九十二頁(yè)。AF完整的Fe-Fe3C相圖(相)第五十八頁(yè)，共九十二頁(yè)。簡(jiǎn)化的Fe-Fe3C相圖（組織）第五十九頁(yè)，共九十二頁(yè)。一、鐵碳全合金的基本相及其性能

1、液相。鐵碳合金在熔化溫度以上形成的均勻液體稱為液相，用符號(hào)L表示。2、鐵素體。碳在α-Fe中形成的間隙固溶體稱為鐵素體（簡(jiǎn)稱α固溶體），用符號(hào)F或α表示。晶體結(jié)構(gòu)呈體心立方晶格。碳在α-Fe中的溶解度很低，隨著溫度的升高略有增加（在600℃時(shí)溶解度僅有0.008%，在727℃時(shí)最大溶解度為0.0218%。鐵素體的機(jī)械性能與純鐵相近，其強(qiáng)度、硬度較低，但具有良好的塑性、韌性。第六十頁(yè)，共九十二頁(yè)。鐵素體的顯微組織奧氏體的顯微組織鐵素體（F）晶格奧氏體（A）晶格第六十一頁(yè)，共九十二頁(yè)。3、奧氏體。

碳溶于γ-Fe中形成的間隙固溶體稱為奧氏體（簡(jiǎn)稱γ固溶體），用符號(hào)A或γ表示，面心立方晶格。碳在727℃時(shí)能溶0.77%，在1148℃時(shí)的最大溶解度達(dá)2.11%，A存在于727℃以上的高溫區(qū)間，具有一定的強(qiáng)度和硬度，以及很好的塑性，是絕大多數(shù)鋼在高溫進(jìn)行鍛造或軋制時(shí)所要求的組織。第六十二頁(yè)，共九十二頁(yè)。4、滲碳體。滲碳體是一種具有復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)的金屬間化合物，它的分子式為Fe3C，滲碳體既是組元，又是基本相。硬度很高近800HBW，脆性很大，塑性幾乎為零。兩相的機(jī)械混合物（組織）5、珠光體。用符號(hào)P表示，它是鐵素體與滲碳體薄層片相間的機(jī)械混合物。6、萊氏體。用符號(hào)Ld表示，奧氏體和滲碳體所組成的共晶體。滲碳體的晶體結(jié)構(gòu)第六十三頁(yè)，共九十二頁(yè)。二、Fe-Fe3C相圖分析（組織）

圖1-30Fe-Fe3C相圖第六十四頁(yè)，共九十二頁(yè)。1、Fe-Fe3C相圖主要相區(qū)（1）單相區(qū)：簡(jiǎn)化的Fe-Fe3C相圖中有L、Fe3C、

A和F

四個(gè)單相區(qū)。（2）兩相區(qū)：簡(jiǎn)化的Fe-Fe3C相圖中有五個(gè)兩相區(qū)，即

L+A、L+Fe3C、A+Fe3C、A+F和F+Fe3C兩相區(qū)。每個(gè)兩相區(qū)都與相應(yīng)兩個(gè)單相區(qū)相鄰。

（3）兩條三相共存線：共晶線ECF：L、A和Fe3C三相共存；共析線PSK：A、F和Fe3C三相共存。第六十五頁(yè)，共九十二頁(yè)。

①ECF線—發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，溫度為1148℃，轉(zhuǎn)變產(chǎn)

物為奧氏體和滲碳體的機(jī)械混合物，稱為萊氏體，用符號(hào),“Ld”表示。L4.3=A2.11+Fe3C（Ld）②PSK線—發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，溫度為727℃，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，稱為珠光體，以符號(hào)“P”表示。A0.77=F0.0218+Fe3C(P)

2．二條重要水平線第六十六頁(yè)，共九十二頁(yè)。3．三條重要固態(tài)轉(zhuǎn)變線:①GS線（A3

）：冷卻時(shí)不同成分的A開始析出鐵素體F的溫度線，也是加熱時(shí)F轉(zhuǎn)變?yōu)锳的溫度線。同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變線。②ES線（Acm）：碳在A中的溶解度線。③PQ線：碳在F中的溶解度線。第六十七頁(yè)，共九十二頁(yè)。4．主要特性點(diǎn)第六十八頁(yè)，共九十二頁(yè)。三、典型合金的結(jié)晶過(guò)程及組織

根據(jù)鐵碳合金的含碳量及組織的不同，可將鐵碳合金分為：1）工業(yè)純鐵wc＜0.0218%。2）鋼0.0218%＜wc＜2.11%，又可分為：亞共析鋼0.0218%＜wc＜0.77%；共析鋼wc=0.77%；過(guò)共析鋼0.77%＜wc＜2.11%。3）白口鑄鐵2.11%＜wc＜6.69%，又可分為以下三種：亞共晶白口鑄鐵2.11%＜wc＜4.3%

共晶白口鑄鐵wc=4.3%

過(guò)共晶白口鑄鐵4.3%＜wc＜6.69%第六十九頁(yè)，共九十二頁(yè)。6個(gè)典型成分的Fe-C合金圖1-31典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程分析第七十頁(yè)，共九十二頁(yè)。1、共析鋼的結(jié)晶過(guò)程分析共析鋼結(jié)晶過(guò)程示意圖共析鋼的顯微組織（P）1以上1～22～33以下第七十一頁(yè)，共九十二頁(yè)。2、亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程分析

圖1-34亞共析鋼結(jié)晶過(guò)程示意圖圖1-35亞共析鋼的顯微組織1以上1～22～33～44以下第七十二頁(yè)，共九十二頁(yè)。3、過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程分析

圖1-36過(guò)共析鋼結(jié)晶過(guò)程示意圖圖1-37過(guò)共析鋼的顯微組織1以上1～22～33～44以下第七十三頁(yè)，共九十二頁(yè)。4、共晶白口鑄鐵的結(jié)晶過(guò)程分析

圖1-38共晶白口鑄鐵結(jié)晶過(guò)程示意圖圖1-39共晶白口鑄鐵的顯微組織1以上11～22以下第七十四頁(yè)，共九十二頁(yè)。5、亞共晶白口鑄鐵的結(jié)晶過(guò)程分析

圖1-41亞共晶白口鑄鐵的顯微組織圖1-40亞共晶白口鑄鐵結(jié)晶過(guò)程示意圖1以上1～222～33以下第七十五頁(yè)，共九十二頁(yè)。6、過(guò)共晶白口鑄鐵的結(jié)晶過(guò)程分析圖1-43過(guò)共晶白口鑄鐵結(jié)晶過(guò)程示意圖圖1-41過(guò)共晶白口鑄鐵的顯微組織1以上1～223以下第七十六頁(yè)，共九十二頁(yè)。四

鐵碳合金的成分、組織、性能之間的關(guān)系第七十七頁(yè)，共九十二頁(yè)。1、碳含量對(duì)鐵碳合金平衡組織的影響

分類名稱Wc(%)平衡組織組織形態(tài)特點(diǎn)亞共析鋼0.0218～0.77F+PF塊狀P層片狀共析鋼0.77PP層片狀過(guò)共析鋼0.77～2.11P+Fe3CⅡFe3CⅡ網(wǎng)狀分布于晶界亞共晶白口鐵2.11～4.3P+Fe3CⅡ+

Ld’Fe3CⅡ與Ld’中的滲碳體連在一起共晶白口鐵4.3Ld’Ld’中的滲碳體為基體過(guò)共晶白口鐵4.3～6.69Ld’+Fe3CⅠFe3CⅠ呈板狀第七十八頁(yè)，共九十二頁(yè)。圖1-45含碳量對(duì)鋼力學(xué)性能的影響2、含碳量對(duì)力學(xué)性能的影響第七十九頁(yè)，共九十二頁(yè)。3、Fe-Fe3C相圖在工業(yè)中的應(yīng)用（1）在選材方面的應(yīng)用

Fe-Fe3C相圖反映了鐵碳合金組織和性能隨成分的變化規(guī)律。這樣，就可以根據(jù)零件的工作條件和性能要求來(lái)合理的選擇材料。例如，橋梁、船舶、車輛及各種建筑材料，需要塑性、韌性好的材料，可選用低碳鋼（wc=0.1%~0.25%）；對(duì)工作中承受沖擊載荷和要求較高強(qiáng)度的各種機(jī)械零件，希望強(qiáng)度和韌性都比較好，可選用中碳鋼（wc=0.25%~0.6%）；制造各種切削工具、模具及量具時(shí)，需要高的硬度、耐磨性，可選用高碳鋼（wc=0.77%~1.44%）對(duì)于形狀復(fù)雜的箱體、機(jī)器底座等，可選用熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好的鑄鐵材料。第八十頁(yè)，共九十二頁(yè)。（2）在焊接生產(chǎn)上的應(yīng)用焊接時(shí)，由于局部區(qū)域（焊縫）被快速加熱，所以從焊縫到母材各區(qū)域的溫度是不同的，由Fe-Fe3C相圖可知，溫度不同，冷卻后的組織性能就不同，為了獲得均勻一致的組織和性能，就需要在焊接后采用熱處理方法加以改善。（3）在熱處理方面的應(yīng)用從Fe-Fe3C相圖可知，鐵碳合金在固態(tài)加熱或冷卻過(guò)程中均有相的變化，所以鋼和鑄鐵可以進(jìn)行有相變的退火、正火、淬火和回火等熱處理。此外，奧氏體有溶解碳和其它合金元素的能力，而且溶解度隨溫度的提高而增加，這就是鋼可以進(jìn)行滲碳和其它化學(xué)熱處理的緣故。第八十一頁(yè)，共九十二頁(yè)。思考題1、鐵素體。碳在（

）中形成的間隙固溶體稱為鐵素體，用符號(hào)（）表示。2、奧氏體。碳在（

）中形成的間隙固溶體稱為奧氏體，用符號(hào)（）表示。3、珠光體是由（）和（）組成的雙相組織。4、S點(diǎn)、C點(diǎn)的意義；ECF線、PSK(A1)線；GS線（A3）、ES線（Acm）的意義？5、鐵碳合金的基本相有哪些?第八十二頁(yè)，共九十二頁(yè)。課前提問(wèn)1什么是金屬的強(qiáng)度？主要的強(qiáng)度指標(biāo)有哪些？2什么是金屬的塑性？塑性指標(biāo)有哪些？第八十三頁(yè)，共九十二頁(yè)。第七節(jié)金屬受力時(shí)結(jié)構(gòu)和性能的變化金屬受力時(shí)都要產(chǎn)生變形，變形分類：1彈性變形:卸載后可全部恢復(fù)的變形2塑性變形:卸載后殘留的變形塑性是指金屬能夠產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力；是金屬材料的重要特性，有很高的實(shí)用價(jià)值。1使金屬材料獲得所需的形狀和尺寸；2可以提高金屬的強(qiáng)度；3在金屬制件設(shè)計(jì)中，通常限制在彈性范圍內(nèi)工作，塑性就是材料抵抗外力的能量?jī)?chǔ)備，是產(chǎn)品的安全運(yùn)行的重要保證。

第八十四頁(yè)，共九十二頁(yè)。一、金屬的塑性變形

經(jīng)受塑性變形的金屬，在組織、結(jié)構(gòu)與性能上都會(huì)發(fā)生復(fù)雜的變化。1性能變化：①力學(xué)性能變化：金屬材料在冷變形過(guò)程中產(chǎn)生的強(qiáng)度、硬度逐漸升高，塑性和韌性逐漸降低的現(xiàn)象，稱為加工硬化或冷作硬化。它是提高某些金屬材料強(qiáng)度的重要手段。（實(shí)例）②物理、化學(xué)性能變化：加工硬化使金屬的電阻升高，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)磁性及耐蝕性均降低。冷塑性變形對(duì)金屬力學(xué)性能的影響變形程度（%）第八十五頁(yè)，共九十二頁(yè)。2組織變化

金屬的加工硬化現(xiàn)象，是金屬在塑性變形中其內(nèi)部的組織發(fā)生了變化所致。金屬常以滑移方式發(fā)生塑性變形滑移是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生