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包头职业技术学院 钢材质量检验 课教案 No 1 授课日期201103班 级509331509332基本课题 第一章 概论（6学时） 课题要求 1、重点理解掌握钢材的分类编号知识； 2、了解钢材的检验手段及原理； 章节内容（提要） 第一节 钢的分类及编号一、 钢的分类二、 钢的编号方法第二节 常用钢材一、钢材生产知识二、常用钢材三、钢材的表面缺陷第三节 钢材的检验一、 检验项目二、 检验标准作 业 (1)钢号识别：CY3F, Q235-AF, Y25Mn, 18CrNiW2，40Cr, 40W200 （2） 锻造与拉拔的性能区别？ （3）塔形车削发纹检验与断口检验的区别？ 教师：石继东 2011年 3月 日 第一章 概论第一节 钢的分类及编号第三节 钢的分类（一） 按化学成分分类（1） 碳素钢（2） 合金钢（二） 按钢的质量分类（1） 普通质量钢（2） 优质钢（3） 高级优质钢（三） 按金相组织分类（1） 按照平衡状态和退火组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢和莱氏体钢。（2） 按照正火组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。（3） 按照热及冷却时有无相变和室温时的金相组织可分为铁素体钢、奥氏体钢和复相钢。（四） 按冶炼方法分类（1） 按冶炼设备分类，可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。（2） 按钢的脱氧程度和浇注制度不同，又可将其分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。（五） 按用途分类1、 结构钢（1） 用做工程结构的钢。（2） 用作各种机器零部件的钢。2、 工具钢3、 特殊性能钢第四节 钢的编号方法（一） 结构钢1、 碳素结构钢（1） 甲类钢（2） 乙类钢（3） 特类钢2、 优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢3、 低合金高强度结构钢4、 合金结构钢和合金弹簧钢5、 其他结构钢（1） 易切削钢（2） 非调质机械结构钢6、 轴承钢（1） 高碳铬轴承钢（2） 渗碳轴承钢（3） 高碳铬不锈轴承钢和高温轴承钢（二） 工具钢1、 碳素工具钢2、 合金工具钢和高速工具钢（三） 特殊性能钢1、 不锈钢和耐热钢2、 电工用硅钢（1） 电工用热轧硅钢（2） 电工用冷轧无取向硅钢和取向硅钢（3） 电讯用取向高磁感硅钢练习题：(1)钢号识别：CY3F, Q235-AF, Y25Mn, 18CrNiW2，40Cr, 40W200 (2)镇静钢的含义？ （3）沸腾钢的含义？第二节 常用钢材一、 钢材生产知识1、 轧制2、 锻造3、 拉拔二、 常用钢材（1） 重轨（2） 轻轨（3） 大型型钢（4） 中型型钢（5） 小型型钢（6） 线材（7） 钢带（8） 中厚钢板（9） 薄钢板（10） 硅钢板（11） 优质型材（12） 无缝钢管（13） 焊接钢管（14） 冷弯型管（15） 其他钢材（16） 金属制品三、 钢材的表面缺陷（一） 型钢表面缺陷（1） 折叠（2） 划痕（3） 结疤（4） 麻面（5） 凹坑（6） 分层（7） 凸泡和气泡（8） 表面裂纹（9） 裂缝（10） 烧裂（11） 表面夹杂（12） 耳子（13） 扭转（14） 弯曲（15） 断面形状不正确（16） 角不满（17） 拉穿（二） 线材的表面缺陷（1） 耳子（2） 折叠（3） 结疤（4） 开裂（5） 不圆度和公差出格（三） 管材的表面缺陷1、 无缝钢管的表面缺陷（1） 内折（2） 直道内折（3） 外折（4） 轧折（5） 发纹（6） 撕破（7） 过热及过烧（8） 离层（9） 轧疤（10） 麻面（11） 直道（12） 凹面（13） 凹坑（14） 矫凹（15） 擦伤（16） 弯曲2、 焊接钢管的常见表面缺陷（1） 分层（2） 粘疤（3） 孔洞（4） 开焊（5） 局部搭焊（6） 焊沟（7） 塌焊（8） 管缝错位练习题：（1）什么是再结晶退火，什么时间用？ （2） 锻造与拉拔的性能区别？ （3）冷拔工艺要求？（4）折叠与结疤的区别？第三节 钢材的检验三、 检验标准四、 检验项目（1） 化学成分（2） 宏观检验（3） 金相组织检验（4） 硬度（5） 拉伸试验（6） 冲击试验（7） 工艺性能检验（8） 物理性能检验（9） 化学性能试验（10） 无损检验（11） 规格尺寸检验（12） 表面缺陷检验（13） 包装和标志练习题：（1）拉伸试验的指标？（2）什么是宏观检验？（3）塔形车削发纹检验与断口检验的区别？包头职业技术学院 钢材质量检验 课教案 No 2 授课日期201103班 级509331509332基本课题 第二章 钢的化学成分检验 （10学时） 课题要求 1、重点掌握钢材仪器分析的类型原理； 2、了解 火花的构成、形成原因； 章节内容（提要）第一节 化学分析法重量分析法；滴定分析法一、 碳的测定二、硫的测定三、磷的测定四、硅的测定五、锰的测定六、铬和镍的测定第二节 仪器分析一、 光谱分析二、光电比色分析三、极谱分析四、电子探针X射线显微分析第三节 钢材材料的火花鉴别一、 实验设备与操作注意事项二、火花的组成、形状及形成的原因作 业 1、光谱分析的原理？ 2、火花的组成？ 教师： 石继东 2011 年 3 月 日第二章 钢的化学成分检验第一节 化学分析法重量分析法滴定分析法（1） 比色法（2） 电导法一、 碳的测定（一） 燃烧-气体容量法1、燃烧-气体容量法原理 2、试剂与仪器（1）试剂（2）仪器3、操作步骤（二）燃烧非水滴定法1、燃烧非水滴定法原理2、试剂与仪器（1）试剂（2）仪器3、操作步骤二、硫的测定（一） 燃烧碘酸钾法1、燃烧碘酸钾法原理2、试剂与仪器（1）试剂（2）仪器3、操作步骤（1）准备工作（2）碘酸钾标准溶液浓度标定（3）测定（二）氧化铝色层分离硫酸钡重量法1、氧化铝色层分离硫酸钡重量法原理2、试剂与仪器（1）试剂（2）仪器3、操作步骤（1）称样（2）测定（3）计算三、磷的测定（一）磷钼蓝光度法1、磷钼蓝光度法原理2、试剂与仪器（1）试剂（2）仪器3、操作步骤（二）磷钼酸铵滴定法1、磷钼酸铵滴定法原理2、试剂3、操作步骤（1）称样（2）试样分解（3）沉淀（4）滴定（5）计算四、硅的测定（一）硅钼蓝光度法1、硅钼蓝光度法原理2、试剂与仪器（1）试剂（2）仪器3、操作步骤（二）硅氟酸加滴定法容量法1、硅氟酸加滴定法原理2、试剂3、操作步骤五、锰的测定（一）过硫酸铵容量法1、过硫酸铵容量法原理2、试剂3、操作步骤（1）Na3AsO3-NaNO2标准溶液的标定（2）测定（二）过硫酸铵氧化光度法1、过硫酸铵样内化光度法原理2、试剂3、操作步骤（1）称样（2）测定（3）工作曲线的绘制六、铬和镍的测定（一）铬1、银盐过硫酸铵氧化滴定法2、二苯偕肼光度法（二）镍1、重量法2、滴定法3、光度法练习题;(1)燃烧非水滴定法原理?(2)磷钼蓝光度法原理？（3）过硫酸铵氧化光度法原理？第二节 仪器分析一、 光谱分析（一） 发射光谱分析1、 摄谱法光谱分析2、 光电直读法光谱分析（二） 原子吸收光谱分析（三） X射线荧光光谱分析二、光电比色分析三、极谱分析四、电子探针X射线显微分析第三节钢材材料的火花鉴别一、 实验设备与操作注意事项（一） 实验设备（二） 标准样块（三） 操作注意事项（1） 工作场地应有一定亮度，但又不能太亮，也不能太暗。（2） 试样与砂轮接触应有适当的压力，压力过大砂轮易磨损且火花过密；压力过小，火花的形态又不能完全表现出来。（3） 磨削试样时应使火花束大致向水平方向发射，这有利于观察火花束的各部分。（4） 工作时最好带上护目眼睛，工作量大时还应带上口罩以防飞扬铁末的损害。二、火花的组成、形状及形成的原因1、 火花的组成和形状2、 火花形成原因五、 碳钢火花特征包头职业技术学院 钢材质量检验 课教案 No 3 授课日期201104班 级509331509332基本课题 第三章 钢的宏观检验（10学时） 课题要求 1、酸浸实验的原理。 2、断口检验的的要点。 3、钢材塔形发纹酸浸检验的原理。 章节内容（提要）第一节 钢锭的组织及其宏观缺陷一、镇静钢二、连铸坯三、沸腾钢第二节 酸浸实验一、 试样制备二、试样方法三、常见宏观组织和缺陷第三节 断口检验一、 取样和试样制备二、钢材断口组织及断口评定三、碳素钢和低合金钢断口组织及评定第四节 钢材塔形发纹酸浸检验方法一、试样制备二、发纹的显示三、发纹的检验和结果评定第五节 硫印试验作 业1、气泡类型分别是？ 2、断口检验的定义？ 3、常见的宏观组织和缺陷都包括那些，共有几种？ 教师：石继东 2011 年 04月 日第三章 钢的宏观检验第一节钢锭的组织及其宏观缺陷一、 镇静钢1、 偏析2、 缩孔3、 疏松4、 气泡二、 沸腾钢1、 坚壳带2、 蜂窝气泡带3、 中心坚固带4、 二次气泡带5、 锭心带三、 连铸坯1、 内部裂纹（1） 中间裂纹（2） 中心线裂纹（3） 对角线裂纹和角部裂纹（4） 矫直与弯曲裂纹2、 中心偏析3、 中心疏松4、 连铸坯中心线附近的V形点状偏析练习题：（1）连铸坯产生断面的原因及结构优点？（2）气泡类型分别是？第二节 酸浸实验一、 试样制备1、 取样2、 检验面的制备二、试样方法1、热酸浸蚀试验法2、冷酸浸蚀试验法3、电解酸蚀法三、常见宏观组织和缺陷1、一般疏松2、中心疏松3、锭型偏析4、斑点状偏析5、白亮带6、中心偏析7、帽口偏析8、皮下气泡9、残余缩孔10、翻皮11、白点12、轴心晶间裂纹13、内部气泡14、异金属夹杂物15、非金属夹杂物及夹渣练习题：（1）白亮带长生的原因及特点？（2）常见的宏观组织和缺陷都包括那些，共有几种？第三节 断口检验一、 取样和试样制备二、钢材断口组织及断口评定1、纤维状断口2、结晶状断口3、瓷状断口4、台状断口5、撕痕状断口6、层状断口7、缩孔残余断口8、白点断口9、气泡断口10、内裂断口11、非金属夹杂物和夹渣断口12、异金属夹杂物断口13、黑脆断口14、石状断口15、萘状断口三、碳素钢和低合金钢断口组织及评定1、纤维状断口2、结晶状断口3、发纹断口4、裂缝断口5、异金属夹杂断口6、非金属夹杂及夹渣断口7、气泡断口8、缩孔残余断口练习题：（1）断口检验的定义？第四节 钢材塔形发纹酸浸检验方法一、试样制备二、发纹的显示三、发纹的检验和结果评定练习题：（1）发纹检验项目包括那些？第五节 硫印试验第四章 金相检验第一节 金相试样的制备一、取样和镶样二、试样的研磨（1）机械抛光（2）化学抛光（3）电解抛光三、金相组织显示练习题;(1)细磨的目的，要求？（2）浸蚀步骤？第二节 金相显微结构一、金像显微镜的基本原理二、显微镜的鉴别率、景深和像差1、显微镜的鉴别率2、景深三、金相显微镜的构造1、照明系统2、光学系统3、机械系统四、显微镜的使用五、测微目镜的校正第三节 金像摄影与暗室操作一、金像摄影装置二、底片的选择（1）感色性（2）感光速度（3）分辨率（4）伸缩性（5）反差性三、显微摄影技术要点1、对试样的要求2、目镜和物镜的选择3、底片的曝光四、暗室操作技术1、显影（1）显影液（2）显影操作2、定影（1）定影液（2）定影操作3、印相与放大（1）相纸选择（2）印相操作（3）放大第四节 脱碳层深度测定使用金相法时，脱碳层判定的根据：（1）全脱碳层（2）部分脱碳层（3）总脱碳层使用金相法测定脱碳层深度提出几点注意事项：（1）试样的抛光面应为横截面，并必须垂直于钢材表面。（2）取样时要注意到容易发生脱碳的部位。（3）GBT2241987方法标准中规定，对每一试样，在最深均匀脱碳区的一个显微镜市场内，随即进行最少五次测量，取平均值作为总脱碳层深度。（4）小试样要检测整个周边；对于大试样，为保证取样具有代表性，可截取试样同一截面的几个部分，以保证检测周长不小于35mm.（5）试样的腐蚀，可以较检验一般金相组织时深一些。（6）测定脱碳层，一般是在100倍金相显微镜下进行的，必要时也可选用其他倍数。第五节 晶粒度检验一、奥氏体晶粒显示的方法1、渗碳法2、氧化法3、网状铁素体法4、网状渗碳体法5、网状珠光体法6、晶粒边界腐蚀法二、晶粒度的测定1、比较法2、面积法3、截点法第六节 钢中非金属夹杂物的检验一、钢中非金属夹杂物的种类和特征（1）外来夹杂物（2）内生夹杂物二、夹杂的金相鉴定方法（1）制备试样（2）明场观察（3）暗场观察（4）偏光观察三、夹杂物的评级第七节 钢中化学成分偏析的检验一、亚共析钢的带状组织1、概述2、评级原则二、工具钢的碳化物不均匀度1、概述2、评级原则三、网状碳化物1、概述2、评级原则A碳素工具钢B合金工具钢C铬轴承钢四、球化组织1、概述2、评级原则A碳素工具钢球化组织B合金工具钢球化组织五、带状碳化物1、概述2、评级原则六、碳化物液析1、概述2、评级原则七、石墨碳1、概述2、评级原则八a相1、概述2、试样制定和a-相的显示3、a-相的测定和评级第五章 力学性能检验第一节 硬度试验一、布氏硬度二、洛氏硬度三、维氏硬度四、显微硬度五、肖氏硬度六、里氏硬度（1）D型冲击装置（2）DC型冲击装置（3）D+15型冲击装置（4）C型冲击装置（5）G型冲击装置（6）E型冲击装置第二节 拉伸试验一、拉伸试样的制备1、取样部位2、拉伸试样（1）棒材试样（2）板材试样二、钢材硬度指标1、规定非比例伸长应力2、规定总伸长应力3、规定残余伸长应力4、屈服点5、抗拉强度三、钢材塑性指标1、伸长率2、断面收缩率四、强度和塑性的测定1、规定非比例伸长应力的测定2、规定总伸长应力的测定3、规定残余伸长应力的测定4、屈服点、上屈服点、下屈服点的测定（1）图解法（2）指针法5、抗拉强度的测定6、伸长率的测定（1）屈服点伸长率的测定（2）最大力下的总伸长率和最大力下的非比例伸长率的测定。1）直测法2）移位法7、断面收缩率的测定第三节 金属高温拉伸试验一、高温短时拉伸试验1、试样2、试样加热和温度测量3、性能测定二、高温蠕变试验（一）蠕变速度（二）蠕变强度（三）蠕变试验方法1、试样2、试样设备3、试样操作三、高温持久强度试验（一）试样和试验方法1、试样2、试样方法（二）持久强度的评定（1）由金属材料的检验规程规定，给出其材料的试验温度和应力。（2）持久强度极限。（三）持久强度性能指标表示方法1、持久强度极限2、持久断后伸长率3、持久断面收缩率第四节 冲击试验一、冲击试样二、室温冲击试验三、低温冲击试验四、高温冲击试验五、多次冲击试验第六章 工艺性能检验第一节 钢的淬透性试验一、工具钢淬透性试验方法二、钢的末端淬火试验第二节 焊接性能试验一、钢的抗裂倾向试验方法1、Y形坡口对接裂缝试验（1）试样（2）试验方法（3）结果评定2、刚性固定对接裂缝试验（1）试样（2）试验方法（3）检查结果3、十字形接头裂缝试验（1）试样（2）试验方法（3）检查二、焊接接头试验方法1、试样2、试验方法3、结果评定（1）试样的抗拉强度（2）弯曲试样（3）试样的冲击（4）宏观金相检验标准（5）微观金相检验的合格标准第三节 金属切削性能试验一、试样要求二、试验方法三、结果评定第四节 磨损试验一、试样要求二、试验方法三、磨损值的测定第五节 金属弯曲试验一、试样要求二、试验方法三、结果评定第六节 金属反复弯曲试验一、试样要求二、试验方法三、结果评定第七节 金属线材反复弯曲试验一、试样要求二、试验方法三、结果评定第八节 金属线材扭转试验一、试样要求二、试验方法三、结果评定第九节 金属线材缠绕试验一、试样要求二、试验方法（1）自身缠绕（2）芯棒缠绕（3）缠绕松解（4）缠绕、松解再缠绕（5）缠绕拉伸三、结果评定第十节 金属项锻试验一、试样要求二、冷顶锻试验三、热顶锻试验四、结果评定第十一节 金属杯突试验一、试样要求二、试验方法三、结果评定第十二节 金属管材工艺性能试验一、金属管液压试验1、试样要求2、试验方法3、结果评定二、金属管扩口试验1、试样要求2、试验方法3、结果评定三、金属管缩口试验1、试样要求2、试验方法3、结果评定四、金属管弯曲试验1、试样要求2试验方法3、 结果评定五、金属管卷边试验1、试样要求2、试验方法3、结果评定六、金属管压扁试验1、试样要求2、试验方法3、结果评定第七章 物理性能检验第一节 密度测定一、密度的测定公式二、高精度密度测量公式三、密度测量方法第二节 膨胀系数测定一、概述二、膨胀系数的测量方法（一）简易机械式膨胀仪（二）光学热膨胀仪1、普通光学膨胀仪2、示差光学膨胀仪三、膨胀分析法的应用1、钢在加热及冷却过程中临界点的测定2、测定钢的过冷奥氏体等温转变曲线第三节 电阻率测定一、概述二、电阻率的测定（一）伏安法（二）电位差计法（三）电桥法1、单电桥法2、双电桥法三、电阻分析法的应用（一）淬火钢回火时组织转变分析（二）过冷奥氏体分解的研究第四节 热分析法一、热分析简介二、热分析法的应用1、绘制合金状态图2、临界点热效应的测定3、马氏体转变点Ms的测定4、等温转变曲线的测定5、连续冷却转变曲线的测定第五节 热点势测定一、金属的热电现象（一）塞贝克效应（二）珀尔贴效应（三）塞贝克效应的物理意义三、热电势的测定1、电位差计算2、示差测量法四、利用热电势分析马氏体分解第六节 磁性能测定一、基本概念（一）磁场和磁感应强度（二）磁介质和磁导率（三）顺磁质、抗磁质和铁磁质（四）磁场强度（五）磁化强度和磁化率（六）磁化曲线和磁滞回线二、磁性能测定方法（一）直流冲击测定法（二）铁心损耗及交流磁感应测定法（三）弱磁材料磁化率及磁导率测定法（四）电工钢片中频磁性能测定法（五）热磁仪测量法（六）感应式热磁仪法第八章 钢的化学性能检验第一节 晶间腐蚀试验一、晶间腐蚀1、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀2、铁素体不锈钢的晶间腐蚀二、晶间腐蚀试验方法1、草酸电解浸蚀试验（1）试验溶