金属材料及热处理 第2版 教学课件 作者 王英杰 37491金属材料及热处理 第2版.ppt

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1、《金属材料及热处理》教案（第二版）主编：王英杰绪论●材料是人类社会发展重要的物质文明基础●金属材料的生产和应用是人类社会发展的重要里程碑。●我国是世界上使用金属材料最早的国家之一。●2008年我国钢铁产量突破了5亿吨，成为国际钢铁市场上举足轻重的“第一力量”。●学习本课程的基本要求（1）了解金属材料的晶体结构、化学成分、组织及性能之间的密切关系；（2）了解金属材料和非金属材料的分类、牌号、性能、用途之间的相互关系，熟悉常用金属材料的选用原则，做到灵活应用；（3）了解常用金属材料的热处理工艺原理、特点及其应用，熟悉典型零件的热处理方法；（4）了解金属

2、材料的基本防护原理和方法；（5）了解与本课程有关的新技术、新工艺、新设备、新材料的发展概况；（6）了解各种加工工艺方法对零件结构工艺性的一般要求，丰富实践经验，做到灵活应用。（7）善于利用图书馆和互联网提供的信息资源，拓展知识面。第一章金属材料与机械制造过程概述第一节金属材料分类第二节钢铁材料生产过程概述第三街机械制造过程概述第一节金属材料分类第二节钢铁材料生产过程概述●钢铁材料是铁和碳的合金。●钢铁材料按其碳的质量分数w（C）(含碳量)进行分类，可分为工业纯铁（w（C）＜0.0218%）；钢（w（C）=0.0218%～2.11%）

3、白口铸铁或生铁（w（C）＞2.11%）。●生铁是由铁矿石经高炉冶炼获得，它是炼钢和铸造生产的主要原材料。一、炼铁●高炉炼铁的炉料主要是铁矿石(Fe2O3、Fe3O4)、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）。●从铁的氧化物中提炼铁的过程称为还原过程。炼铁的实质就是从铁矿石中提取铁及其有用元素并形成生铁的过程。●高炉冶炼出的铁不是纯铁，其中含有碳、硅、锰、硫、磷等杂质元素，这种铁称为生铁。●生铁可分为铸造生铁和炼钢生铁两类。二、炼钢●炼钢是利用不同来源的氧（如空气、氧气）来氧化炉料（主要是生铁）所含杂质的提纯过程。●炼钢过程基本上是一个氧化过程。现代炼钢方法主

4、要有氧气转炉炼钢法和电弧炉炼钢法。●按钢液脱氧程度的不同，钢可分为特殊镇静钢(TZ)、镇静钢(Z)，半镇静钢(b)和沸腾钢(F)四种。●钢锭或连铸坯经过轧制后，最终形成板材、管材、型材、线材及其它类型钢材。第三节机械制造过程概述机械产品的制造过程一般分为设计、制造和使用三个阶段。第二章金属的性能第一节金属力学性能第二节金属的物理性能、化学性能和工艺性能第一节金属力学性能一、强度与塑性●金属在力的作用下，抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。●金属材料抵抗拉伸力的强度指标主要有:屈服强度、规定残余延伸强度、抗拉强度等。●塑性是指金属在断裂前发生不可逆永久变形的

5、能力。●表征材料塑性大小的主要力学性能指标有：拉伸后的断后伸长率和断面收缩率。二、硬度●硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，也是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。●硬度测定方法有压入法、划痕法、回弹高度法等。●在压入法中根据载荷、压头和表示方法的不同，常用的硬度测试方法有布氏硬度(HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。(一)布氏硬度布氏硬度的标注方法是：测定的硬度值应标注在硬度符号“HBW”的前面，如450HBW5/750、250HBW10/1000/30。(二)洛氏硬度洛氏硬度的标注方法是：测定的

6、硬度数值写在符号“HR”的前面，符号“HR”后面写使用的标尺，如60HRC。(三)维氏硬度标注方法与布氏硬度相同。硬度数值写在符号“HV”的前面，试验条件写在符号“HV”的后面，如600HV30、600HV30/20。三、韧性(一)一次冲击试验●韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。●夏比摆锤冲击试样有V型缺口试样和U型缺口试样两种。（二）多次冲击试验●金属材料在多次冲击下的破坏过程是由裂纹产生、裂纹扩张和瞬时断裂三个阶段组成。其破坏是每次冲击损伤累积发展的结果，不同于一次冲击的破坏过程。●研究结果表明：在小能量多次冲击条件下，金属材料的多次冲击抗力大

7、小，主要取决于金属材料强度的高低；在大能量多次冲击条件下，金属材料的多次冲击抗力大小，主要取决于金属材料塑性的高低。四、疲劳(一)疲劳现象●循环应力和应变是指应力或应变的大小、方向，都随时间发生周期性变化的一类应力和应变。●零件在循环应力作用下，经过一定时间的工作后会发生突然断裂，这种现象称为金属的疲劳。●金属在疲劳断裂时不产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的。●金属疲劳断裂的断口一般由微裂源、扩展区和瞬断区组成。(二)疲劳强度●金属在循环应力作用下能经受无限多次循环，而不断裂的最大应力值称为金属的疲劳强度。即金属在循环应力作用的循环次数值N无穷大