金属材料学（全套课件691p）

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1、1金属材料学2教材1.《金属材料学》吴承建、陈国良、强文江编著2.《钢铁材料学》章守华、吴承建主编3.《合金钢》章守华主编3考核1.期末考试采用闭卷笔试。2.成绩评定：期末考试占70％，平时成绩占30％。3.平时成绩由考勤、作业、笔记、回答问题等部分组成。4绪论一、本课程主要内容1、钢铁材料(1)合金化原理①合金元素在钢中与Fe，C的相互作用。②合金元素在相变中的作用。5(2)各类钢铁材料2、有色金属材料介绍铜合金、铝合金、镁合金、钛合金的特点及应用。6二、研究思路使用条件→性能要求→组织结构→化学成分↑生产工艺1、化学成分：碳含量；合金元素种类及含量。2、生产工艺：(1)材料生产的

2、全过程。7(2)不同钢种生产过程中的特殊问题。如工程结构钢的带状组织，轴承钢的夹杂物，高碳钢的碳化物不均匀性等。(3)不同钢种的热处理特点。不同的合金元素，对淬火加热温度、冷却方式、回火温度、回火冷却方式等热处理工艺制度的不同影响。8关键：对具体问题进行具体分析固溶强化：1、回火马氏体：碳室温使用；高温使用。2、铁素体、奥氏体：合金元素强化效率；价格；对其它性能的影响。93、金属材料的性能(1)使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作用的能力。①力学性能②化学性能③物理性能10(2)工艺性能：金属材料适应实际生产工艺要求的能力。主要包括：铸造性；锻造性；深冲性；冷弯性；切削性；淬透性；焊

3、接性等。11使用性能是保证能不能使用，而工艺性能是保证能不能生产和制造的问题。两者既有联系又有不同，有时是一致的，有时互相矛盾。12如建造九江长江大桥15MnVN钢的焊接性。如含铜时效钢06MnNiCuNb，淬透性好，强度高，可焊性好。σb：690MPa，σ0.2：620MPa，δ：23%，Ψ：80%，-40℃ak:255j。13二.钢铁材料的分类非合金钢低合金钢合金钢高温合金铸钢铸铁141、钢：以铁为主要元素，含碳量一般在2%以下，并含有其它元素的金属材料。注：在铬钢中含碳量可能大于2%，但2%通常是钢和铸铁的分界线。2、高温合金：不以碳作为主要在强化元素，通常也不以铁作为基体。1

4、53、铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金，其杂质含量比钢高。4、合金元素：为了提高钢的某些性能，有目的地在钢中加入的、含量在一定范围内的元素。165、杂质元素：由于冶炼工艺、原料等原因，不可避免地存在于钢中的元素，含量要求低于某一标准值。(1)常存元素：Si，Mn，S，P，N，H，O(2)残余元素：Cr，Ni，Mo，W，Cu，V，Ti176、非合金钢：内涵比“碳素钢”广泛，不但包括“碳素钢”，还包括电工用纯铁（C<0.02%称纯铁）、原料纯铁、及其他专用的具有特殊性能的非合金钢。187、低合金钢Mn，Cr，Cu，Mo，Ni，Si，Ti，V，W等元素含量在非合金钢和合金钢含量之间。1

5、920我国低合金钢从50年代开始研制，生产。目前标准牌号约100个，以Mn为主，重点牌号为16Mn，有些加入微量元素Mo，V，Nb，Cu，N，Re等。如按照国际标准划类，16Mn等这类钢只能划为“非合金钢”，与我国历史、现状和发展前途不适应。21三、合金钢分类1、按质量等级分类(1)优质钢：结构钢：S≤0.045%，P≤0.040%。工具钢：S≤0.030%，P≤0.035%。(2)高级优质钢：S≤0.020%，P≤0.030%。注：非合金钢，低合金钢中还含普通质量钢。222、按金相组织分类(1)按退火组织亚共析钢，共析钢，过共析钢，莱氏体钢。(2)按正火组织分类珠光体钢，贝氏体钢，

6、马氏体钢，奥氏体钢。23(3)按加热和冷却时有无相变及室温组织分类铁素体钢：加热和冷却时始终为铁素体。奥氏体钢：加热和冷却时始终为奥氏体。24半铁素体钢：加热和冷却时，只有部分发生α/γ相变，其它部分始终保持铁素体。半奥氏体钢：加热和冷却时，只有部分发生α/γ相变，其它部分始终保持奥氏体。253、按合金元素总量分类低合金：总量<5%中合金：总量5～10%高合金：总量>10%264、按用途分类(1)结构钢工程结构用合金钢机械制造用合金钢(2)工具钢(3)不锈钢、耐热钢27四、合金钢和低合金钢编号方法编号方法：碳含量＋合金元素种类和数量＋质量碳含量：区分不同钢种的主要标志。281、合金元

7、素种类和数量：种类：用化学符号表示数量：<1.5%，不表示1.5～2.5%，用2表示2.5～3.5%，用3表示（以下类推）2、质量：高级优质钢加A，其余不表示。293、碳含量：不同钢种有不同表示方法（区分不同钢种的主要标志）(1)低合金钢和合金结构钢如：40Cr，42CrMo，09CuPTi，15MnVN，15MnVB。①含C量以0.01%为单位，用两位数字表示。30②有时两个钢种，其中一个主要合金元素含量不同，但都小于1.5%，其余成分相同，此时含量较高