金属材料学课件 第一章 金属材料的合金化原理

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1、金属材料学MetalMaterials课程编号：0802102825主讲：伍玉娇材料学院关于本课程1.本课程的目的是讲授金属结构材料的物理冶金问题，使学生掌握金属及合金中的化学成分、组织结构、生产过程、环境对金属材料各种性能的影响的基本规律；掌握分析、解决各种金属材料的化学成分设计、生产、热处理和使用中的问题。材料学院2.课程的性质本课程是材料科学与工程专业的一门主要专业课。它的主要内容是金属材料的合金化基础理论，在论述常用类型金属材料的性能要求的基础上，分析各类工程结构钢、机械制造结构钢、工模具用钢、不锈钢、耐热钢和耐热合金、铸铁、有色金

2、属及其合金等的合金化特征、热处理工艺特点及选择材料与使用材料的原则和方法。材料学院3.课程内容金属材料的合金化基础理论，着重讨论了金属材料中的合金元素、合金钢的相组成与相变、合金元素对金属的强韧性和工艺性能等的影响、微量元素在金属材料中的作用。常用钢铁材料、有色金属及合金材料和新金属结构材料（包括工程构件钢、机械制造结构钢、工模具钢、不锈钢、耐热钢、铸铁、有色金属及合金）。材料学院4.学习要求掌握金属材料合金化原理、合金元素对钢相变、组织、性能影响的一般规律。掌握常用钢、铸铁、高温合金、有色金属等材料的牌号、成份、热处理规范、组织、力学性能

3、和用途。能够根据工程构件、机器零件（或工具）的服役条件，具有合理选用材料，正确确定热处理技术条件的知识。能对材料产品质量作初步分析，提出消除或预防热处理缺陷的措施。材料学院5.教材与参考书目录伍玉娇、周芳等编著。《金属材料学》，北京：北大出版社2011戴起勋主编。《金属材料学》北京：化学工业出版社2006吴承建、陈国良、强文江编著。《金属材料学》，北京：冶金工业出版社，2000。王笑天主编。《金属材料学》，北京：机械工业出版社，1993。王晓敏主编。《工程材料学》，北京：机械工业出版社，2002。6.作业及考核形式平时每章需完成一定量的思考

4、题和习题；成绩占总评成绩的15％；平时表现和课堂回答问题成绩占总评成绩的5%。期末闭卷笔试，成绩占总评成绩的80%。材料学院Chapter1金属材料的合金化原理材料学院Chapter1金属材料的合金化原理主要内容合金元素对铁碳相图的影响钢的合金化合金钢的编号方法基本概念合金元素对铁碳相图的影响Me在钢种的存在形式不同热处理状态Me的分布Me的偏聚Me对钢的相变影响Me对钢的性能的影响材料学院重点及基本要求1.了解合金钢发展历史；2.第二节是本章重点。要求全面掌握合金元素对钢的组织、热处理及性能的影响规律，掌握合金元素的加入对钢的基本强化机制

5、的影响；难点是合金元素对钢中基本合金相结构的影响3.掌握合金钢的分类、牌号。Chapter1金属材料的合金化原理材料学院Steelmakingflowlines1.1合金钢的发展历程Chapter1金属材料的合金化原理材料学院SteelFinishingflowlinesChapter1金属材料的合金化原理材料学院1.合金发展的先驱—法拉弟1820-1822年他就在钢中加入了镍、铬、铜、金、银、铂等合金元素，尽管他没有研究出适用的合金，但他仍不愧为一位伟大的冶金学家和合金钢研究的前驱。2．特殊钢到高速钢的发明人—R.Mushet他在1868

6、年发展出高钨自淬工具钢,当时称之为R.Mushet特殊钢,开创了高碳合金工具钢的新纪元。3．现代合金钢的奠基人—Hadfield他在1882年试制成功的高锰耐磨钢的成分是:C1.35%,Si0.69%,Mn12.76%。Chapter1金属材料的合金化原理材料学院4.廿世纪初的合金结构钢中碳合金结构钢的发展是从十九世纪末对镍钢进行的研制开始的。1878-1888年法国的冶金学家用锰脱氧成功地冶炼出可锻的铁镍合金及镍钢。5．现代合金钢21世纪，随着科学技术的发展和社会日益增长的需求，发展了高性能合金钢：从日本的“超级钢”，到现在的“高洁净、均

7、匀化、超细化”钢、低温钢、新型耐蚀钢、新型工具钢、新型热强钢、易切削非调质机械结构钢、热锻用非调质机械结构钢、抗震耐火钢、金属基梯度复合材料、金属间化合物材料、金属功能材料、金属环境材料等。Chapter1金属材料的合金化原理材料学院1.2合金元素对铁碳相图的影响Chapter1金属材料的合金化原理材料学院1.2.1基本概念1.合金元素（alloying-element）主要是Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Nb、Al、Cu、B、Re等。2.杂质元素（impurityelement）主要有Mn、Si、S、P、N、H、O、Sn、S

8、b、As、Bi等。3.微量元素（traceelement）含量在0.1%时就能显著影响钢的组织性能的若干元素，主要是Nb、Ti、V、Zr和B(0.001%)。4.碳化物形成元素与