金属材料与热处理53770new

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1、《金属材料与热处理》教案【复习提问】1.何谓金属的力学性能？金属的力学性能包括哪些？2.何谓金属的工艺性能？主要包括哪些内容？【新课】（2课时）第二章金属的结构与结晶【基本要求】1.了解金属的晶体结构；2.掌握纯金属的结晶过程；【重点】1.有关金属结构的基本概念：晶面、晶向、晶体、晶格、单晶体、多晶体，金属晶格的三种常见类型。2.金属结晶的基本过程。3.晶粒的概念及晶粒大小对金属性能的影响。【难点】实际金属的晶体缺陷及其对金属性能的影响（选讲）。§2-1金属的晶体结构一、晶体与非晶体晶体：所谓晶体是指其原子（离子或分子）在空间呈规则排列的物

2、体。（晶体内的原子之所以在空间是规则排列，主要是由于各原子之间的相互吸引力与排斥力相平衡的结果。）原子在空间呈规则排列的固体物质称为“晶体”。非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状态的（如普通玻璃、松香、树脂等）。非晶体的原子则是无规律、无次序地堆积在一起的。二、晶体结构的概念1．晶格和晶胞晶格：把点阵中的结点假想用一系列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格。晶胞：构成晶格的最基本单元。晶格中各种方位的原子面称为“晶面”，构成晶格的最基本几何单元称为“晶胞”。2．晶面和晶向晶面：点阵中的结点所构成的平面。晶向：点阵中的结点所组成的直线。由于

3、晶体中原子排列的规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。（阵点（结点）：把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间的几何点，称为阵点或结点。点阵：阵点（或结点）在空间的排列方式称晶体三、金属晶格的类型（一）体心立方晶格体心立方晶格的晶胞是由八个原子构成的立方体，并且在立方体的体中心还有一个原子。属于这种晶格的金属有：铬Cr、钒V、钨W、钼Mo、及α-铁α-Fe图2-5体心立方晶格（二）面心立方晶格面心立方晶格的晶胞也是由八个原子构成的立方体，但在立方体的每个面上还各有一个原子。属于这种晶格的金属有：Al、Cu、Ni、Pb（γ－Fe）等图2-6面心

4、立方晶格（三）密排六方晶格由12个原子构成的简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。属于这种晶格的金属有铍（Be）、Mg、Zn、镉（Cd）等。§2-2纯金属的结晶结晶的基本概念：一切物质从液态到固态的转变过程称为凝固，如凝固后形成晶体结构，则称为结晶。金属在固态下通常都是晶体，所以金属自液态冷却转变为固态的过程，称为金属的结晶。一、纯金属的冷却曲线及过冷度实际结晶温度的测定：（冷却曲线）金属的力学性能金属力学性能综合性训练与实验的目的，在于使学生加深对金属在力作用下所显示性能的理解；初步掌握金属力学

5、性能的主要判断；初步掌握布氏、洛氏硬度的测试方法；了解拉伸试验过程和冲击吸收功的测试方法。一、一、综合性训练1、1、训练提纲（1）金属静态力学行为极其判据1）静态拉应力状态<1>作用于金属的力可以是静态力，也可以是动态力。金属在静态拉应力作用下可能表现出哪些行为？<2>物体在外力的作用下改变其形状和尺寸，当外力卸除后物体又恢复其原始形状和尺寸。这种特性称为弹性。你认为金属的弹性对金属的成形加工将会产生什么影响。<3>刚度一般是指构件抵抗弯曲变形的能力。工件在加工中或零件在使用中都要求具有刚度，即不产生过量变形。应当明确的指出，不过量变形的要

6、求一般是指对构件在弹性变形程度上的限制。加工系统的刚度对成形加工将产生什么影响/<4>塑性是指金属材料在断裂前发生的不可逆永久变形的能力。金属的塑性对金属的加工和金属制品的使用有什么意义？<5>强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。金属的强度对金属的加工和金属制品的使用有什么意义？<6>在力—伸长曲线上指出金属在静态拉应力作用下的弹性和刚度行为、塑性和强度行为、屈服和强化行为、缩颈和破断行为等。并指出如何确定σp0.2、σs、σr0.2、σb、δ、ψ。<7>屈服点与抗拉强度之比称为屈强比。从使用可靠性考虑，屈强比小一点好还是大一点好？从强度

7、利用率考虑，屈强比大一点好还是小一点好？一般来说，金属材料的屈强比大一点好还是小一点好？2)静态压应力的状态<1>金属在静态压应力作用下可能表现出哪些行为？有无弹性和刚度行为？塑性和强度行为？屈服和强化行为以及破断行为？<2>布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等都属于压痕硬度。布氏、维氏的原理与洛氏有什么区别？维氏硬度测试的硬度值为什么比较精确？<3>在生产中为什么广泛采用硬度试验而不采用拉伸试验？<4>为什么说硬度是一项使用性能指标，又是一项工艺性能指标？<5>耐磨性是指机械零件工作表面抵抗磨损的能力。一般来说，耐磨性与硬度之间具有何种关系？(

8、2)金属动态力学行为极其判据1)冲击力作用状态<1>机械零件受冲击力的破坏作用比静拉伸力大的多。金属在冲击力作用下表现出哪些力学行为？<2>金属在断裂前吸收变形能量的能力称为韧性