中职机械基础导学案-工程材料03.doc

机械基础导学案 编制 审核 时间 年 月 日 编号 NO.003章节名称第四章工程材料 第一节金属材料的性能学习目标1、 掌握钢的分类方法、类型及应用。2、 掌握钢的用途。学习重点难点学习重点钢的分类、分类方法。学习难点钢的质量分数。知识链接 金属碳是钢中最主要的元素之一，对钢的性能起着决定性作用，尤其是对钢的力学性能的影响更为显著，在碳的质量分数小于0.77%的碳钢中，随碳的质量分数增加，钢的强度和硬度将升高，而塑性和韧性将降低。当碳的质量分数超过1.%，以后，硬度虽继续升高，但强度、塑性和韧性都降低，脆性增大。 材料分为黑色金属和有色金属两大类，常用的黑色金属主要有钢和铸铁两种；常用的有色金属有铝和铜两种。本节学习钢的分类。自主学习 一、钢中的部分元素钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、和磷等元素。 和 是有益元素， 和 是有害元素。硅能提高钢的 ，使钢具有极高的 ；锰能提高钢的 和 ；磷和硫都是有害元素，降低钢的 性，使钢变脆。 1、有益元素：锰和硅 锰：锰在碳钢中作为杂质存在是一般含量0.8%，是在炼钢时作为脱氧剂加入钢中的。其脱氧能力较好，能防止形成FeO；Mn还能与S化合成MnS（1620）铁为1538，提高钢的强度和硬度。消除硫的有害影响。 硅：硅的脱氧能力比Mn强，可以防止形成FeO，改善钢质，硅可溶于铁素体提高钢的强度、硬度和弹性，但使钢的塑性和韧性降低。 2、有害杂质：硫和磷 硫：在固态下，硫在铁素体中的溶解度极小，在钢中主要以FeS的形态存在。FeS塑性差，强度低，所以含S量高的钢，脆性大。更严重的是，FeS和Fe能形成低溶点的（985）的共晶体分布在奥氏体晶界上，当砚钢加热到1100-1200进行锻、轧等压力加工时，由于低熔点的共晶体熔化而使钢在热加工过程中沿着晶界开裂，这种现象称为钢的“热脆”。但是，硫对钢也有有利的作用。如钢中含有一定数量的硫以后，能改善钢的切削加工性能，在进行切削加工的过程中易于断屑。因此，工业上，常在炼钢时有意地提高钢的含硫量，制成适合自动车进行高速切削用的易发切钢，发改善切削加工性能，降低刀具磨损。 磷：钢中的磷主要来自炼钢生铁，对钢的性能也产生较大的影响。磷在高温时溶解一铁中，面低温时则以Fe3P（硬脆化合物）的形式析出于晶界上，削弱了晶界的强度，降低了金属的塑性和韧性。而且温度越低，脆性越明显。这种在常温下出现的脆性称“冷脆性”。2、 钢的分类 1、按化学成分分类：（1）碳素钢：简称碳钢。除铁、碳外主要含有少量Si、Mn及P、S等杂质，这些总含量不超过2%，按含 的不同分为： 低碳钢碳的质量分数Wc 。中碳钢碳的质量分数 。合金钢：为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入了合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其 的不同，可以分为：低合金钢合金元素的质量分数 。 中合金钢合金元素的质量分数 。高合金钢合金元素的质量分数 。 （2）按品质分类 按照钢中含杂质元素-硫（S）和磷（P）的含量可分为普通钢、优质钢、高级优质钢。 普通钢钢中含杂质元素 ，Wp0.045%，Ws0.05%。优质钢钢中含杂质元素 ，Wp、Ws均0.04%) 高级优质钢钢中含杂质元素 ，Wp0.03%，Ws0.030%。通常在高级优质钢号的后面加“ ”或汉字“ ”以便识别。 （3）按用途分类： 结构钢：主要用于 。 工具钢：主要用于 。特殊性能钢：具有 的钢材。 探究提升1. 金属材料分为 和 两大类。2. 钢的主要元素除铁、碳外，还有 、 、 、和 等元素。其中 和 是有益元素， 和 是有害元素。当堂达标1.硅能提高钢的 ，使钢具有极高的 ；锰能提高钢的 和 ；磷和硫都是有害元素，降低钢的 性，使钢变脆。2.钢的分类可以按 、 、 。3.结构钢主要用