金属材料与热处理

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1、金属材料与热处理讲授人：曹学锋一、金属材料的分类二、金属材料与机械产品制造简介三、金属材料的性能四、非合金钢及分类五、钢材的热处理六、合金钢的分类与编号七、铸铁八、非铁金属及其合金（有色金属）九、金属材料的选择与分析目录一、金属材料的分类1.材料发展与社会进步有着密切关系,它是衡量人类社会文明程度的标志之一，金属材料是现代文明的基础。石器时代→青铜器时代→铁器时代2.目前，人类还处在金属器时期。虽然无机非金属材料、高分子材料的使用量与日俱增，但在可预见的时期内，仍不会改变这种状况。3、从总产量来看，钢

2、铁材料的产量占绝对优势，占世界金属总产量的95％，而且有许多良好的性能，能满足大多数条件下的应用，价格低廉。4、在世界金属矿储量中，铁矿资源虽然比较丰富和集中，但就世界地壳中金属矿产储量来讲，则非铁金属矿储量大于铁矿储量，如铁只占5.1％，而非铁金属中铝为8.8％．镁为2.1％，钛为0.6％。5、本节课主要讲述铁及铁合金。一、金属材料的分类一、金属材料的分类黑色金属有色金属金属材料铸铁钢工程构件用钢机器零件用钢工具钢特殊性能用钢(不锈钢及耐热钢)轻金属(铝,镁,钛)重金属(铜,锌,铅,镍)贵重金属(金

3、,银)稀有金属(钨钼钒铌钴)放射金属(镭铀钍)结构金属材料功能金属材料二、金属材料与机械产品制造简介2.本课程的主要内容金属材料的合金化基础理论碳钢、合金钢铸铁有色金属及合金金属材料的基本概念金属材料是由金属元素或以金属元素为主要材料构成的并具有金属特性的工程材料。金属材料纯金属合金二、金属材料与机械产品制造简介金属材料的分类金属材料黑色金属有色金属非合金钢低合金钢合金钢铸铁滑动轴承合金钛及钛合金其他非铁合金铜及铜合金铝及铝合金机械产品的制造过程机械产品加工工艺铸造压力加工焊接粉末冶金切削加工特种加工

4、熔焊压焊钎焊金属材料的性能力学性能物理性能化学性能化学性能三、金属材料的性能1、力学性能力学性能指金属在力的作用下所显示出的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能，如弹性、强度、硬度、塑性、韧性等三、金属材料的性能1.1强度与塑性三、金属材料的性能强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。1.2塑性指标塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。1.3硬度1、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关

5、。2、硬度的测试方法布氏硬度洛氏硬度维氏硬度肖氏硬度三、金属材料的性能1.4韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。常用一次摆锤冲击弯曲，试验来测定金属材料的冲击韧性。冲击试样冲击试样的原理及方法：冲击韧度越大，表示材料的冲击韧性越好。小能量多次冲击试验三、金属材料的性能1.5疲劳强度疲劳概念：在交变应力作用下，零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。三、金属材料的性能疲劳破坏的特征①疲劳断裂时无明显的宏观朔性变形，断裂前

6、没有预兆，而是突然破坏；②引起疲劳断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点；③疲劳破坏的宏观断口由两部分组成。2.物理性能密度熔点导热性导电性热膨胀性磁性三、金属材料的性能3.化学性能耐蚀性抗氧化性化学稳定性三、金属材料的性能4.金属的工艺性能工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的应能力。三、金属材料的性能4.1铸造性能：金属（材料）及合金在铸造工艺中获得优良铸件的能力称为铸造性能。4.2锻造性能：用锻压成形方法获得优良锻件的难易程度称为锻造性能。铸铁不能锻压。4.3焊接性能：大量接性能是指金属材料对焊

7、接加工的适应性。4.4切削加性能：切削加工（性能）金属材料的难易程度称为切削加工性能。三、金属材料的性能一、硅1、来源：炼钢后期作脱氧剂带入；2、对钢的性能影响：提高钢的强度、硬度；3、是钢中的有益元素。二、锰1、来源：炼钢脱氧剂。2、对钢的性能影响：提高钢的强度与硬度。3、是钢中的有益元素四、非合金钢及分类非合金的种类及影响三、硫1、来源：生铁带入；2、对钢的性能影响：对钢造成热脆性；3、是钢中的有害元素。四、磷1、来源：生铁带入；2、对钢的性能影响，对钢造成冷脆性；3、是钢中的有害元素。四、非合金

8、钢及分类1、按钢的含碳量分类：1、低碳钢：C≤0.25%2、中碳钢：0.25%＜C＜0.6%3、高碳钢：C≥0.6%四、非合金钢及分类2、按钢的质量分类：1、普通钢：S≤0.05%，P≤0.045%2、优质钢：S≤0.035%，P≤0.035%]3、高级优质钢：S≤0.025%，P≤0.025%四、非合金钢及分类3、、按钢的用途分类：1、结构钢：主要用于制造各种机械零件和工程构件。C＜0.7%2、工具钢：主要用于制造各种刀具、模具和量具。其含碳量大于0.