工程材料课程复习市公开课获奖课件

1、工程材料课程总复习第1页第1页使用性能工艺性能纯金属合金工业用钢有色金属及其合金铸铁结晶塑性变形热处理第2页第2页第一章 金属材料机械性能复习本章为概述，复习以前学过相关金属力学性能、物理性能、化学性能相关知识。要求掌握关于金属材料性能基本表示办法动载、静载、冲击、周期性交变载荷、高温及其它硬度测量及表示办法复习机械工程材料第3页第3页使用性能 1.力学性能刚度：材料抵抗弹性变形能力。指标：弹性模量E强度：材料抵抗变形和破坏能力。指标：b、s、0.2、-1塑性：材料断裂前承受最大塑性变形能力。指标：、硬度：材料抵抗局部塑性变形能力。指标：HB、HRC冲击韧性：材料抵抗冲击破坏能力。指标：k断裂

2、韧性：材料抵抗内部裂纹扩展能力。指标：K1C 2.化学性能：材料化学稳定性，包括耐蚀性和抗氧化性 3.耐磨性：材料抵抗磨损能力。第4页第4页工艺性能铸造性能：液态金属流动性、填充性、收缩率、偏析倾向。铸造性能：成型性与变形抗力。切削性能：对刀具磨损、断屑能力及导热性。焊接性能：产生焊接缺点倾向。热处理性能：淬透性、耐回火性、二次硬化、回火脆性等。第5页第5页第一章练习1.金属材料机械性能指标主要有那几项？（定义，如什么叫强度，什么叫刚度，强度、硬度、刚度之间关系及与组织关系）2.惯用测量硬度办法有几种？其应用范围如何？（如淬火钢、表面化学热处理件、软材料、硬材料用什么办法测硬度） 3.有一碳钢

3、制支架刚性不足，有些人要用热处理强化办法；有些人要另选合金钢；有些人要改变零件截面形状来处理。哪种办法合理？为何？4.由拉伸试验能够得出哪些力学性能指标？在工程上这些指标是如何定义？ 复习机械工程材料第6页第6页第二章 晶体结构与结晶复习本章从金属键原子结合方式出发，简朴简介金属宏观性能与微观结构之间关系以及金属晶体形成过程。目的要求：建立金属晶体概念，区别晶体与非晶体，单晶体与多晶体；定性阐明金属键与金属特性之间关系；熟悉金属中常见三种金属晶体结构及其特性参数，建立金属中多型性概念；理解实际金属晶体结构，金属晶体缺点类型理解金属结晶基本过程复习机械工程材料第7页第7页纯金属晶体结构 抱负金属

4、晶体、晶格、晶胞、晶面(晶面族)、晶向(晶向族)典型金属晶体结构，晶向（面）指数 实际金属多晶体结构：晶粒、晶界晶体缺点：点缺点、线缺点、面缺点、体缺点 细晶强化通过细化晶粒来提升强度、硬度和塑性、韧性办法第8页第8页三种常见纯金属晶体结构Mg、Zn-Fe、Ni、Al-Fe、Cr、W常见金属31212滑移系底面对角3 3 2滑移方向六方底面1111 41106滑移面0.740.740.68致密度12 128配位数6 42原子个数原子半径a、caa晶格常数密排六方面心立方体心立方第9页第9页第二章练习1.晶体与非晶体定义及最主线区别。 2.简述金属常见三种晶体结构基本特点。 3.晶体缺点有哪些？

5、 4.过冷度与冷却速度有何关系？为何金属结晶一定要有过冷度？它对晶粒大小有何影响？5.在实际应用中，细晶粒金属材料往往含有较好常温力学性能。结晶过程中如何细化晶粒？6.惯用纯金属Fe、Cu、Al室温下晶体结构是什么？固态Fe有 几种同素异构体？7. 液态金属结晶基本过程以及典型铸锭组织是什么？复习机械工程材料第10页第10页第三章复习第三章金属塑性变形与再结晶 简介金属塑性变形基本概念，主要变形方式，加工硬化本质与实际意义。 目的要求：理解金属变形主要方式滑移主要特点；结识多晶体金属塑性变形特点，晶界与晶粒位向对塑性变形影响；加工硬化现象及其在实际中意义；再结晶概念与应用冷、热加工区别复习机械

6、工程材料第11页第11页第三章练习1.与单晶体塑性变形相比较，阐明多晶体塑性变形特点以及影响多晶体塑性变形主要原因。 2.金属塑性变形后组织和性能会有什么改变？变形强化 3.用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热至1000 ，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳断裂，为何？ 4.为何铸造合金常选取靠近共晶成份合金、要进行压力加工合金常选取单相固溶体成份合金？ 5. 影响金属再结晶后晶粒大小主要原因是什么？6. 再结晶温度是如何定义，又受什么原因影响？7. 金属铸件可否通过再结晶退火细化晶粒？复习机械工程材料第12页第12页第四、五章复习第四章 二元合金 简介合金相结构概念，结识二元合金

7、相图，学会使用杠杆定律。 第五章 铁碳合金 牢固掌握铁碳合金中存在各种相和组织，以及它们本质、性质、结构、形成条件。弄清相关合金相结构和组织基本概念；理解合金相结构分类，固溶体与化合物区别；学会分析二元合金相图，正确标注相图各区域相和组织，正确应用杠杆定律计算平衡相和组织相对量；理解非平衡结晶特点和各种偏析初步掌握相图与合金性能之间定性关系复习机械工程材料第13页第13页合金晶体结构 基本概念合金、合金系、相、组织、状态 合金相结构固溶体 固溶强化金属化合物 金属化合物形态（基体、晶界网状、晶内片状、颗粒状）对性能影响 弥散强化 纯金属结晶结晶条件(过冷)、结晶基本过程(形核、长大) 纯金属固

8、态相变：同素异构转变第14页第14页合金相图 二元合金相图 匀晶L 共晶L+ 共析 + 包晶L+杠杆定律：只适合用于两相区枝晶偏析、比重偏析、包晶偏析铁碳合金相图分析 合金中固态相变 固溶体转变：AF 共析转变：AP(F+Fe3C) 二次析出：AFe3C 奥氏体化 过冷奥氏体转变 固溶处理+时效第15页第15页第四、五章练习1.分析含碳量为0.20%，0.40%，0.8%铁碳合金从液态缓冷到室温时结晶过程和室温组织，分别计算含碳0.40%铁碳合金在室温下相相对量和组织相对量。 2.何谓相组成物和组织组成物？请举例说明之 。亚共析钢自高温迟缓冷却至室温其相组成物为FP，这种说法是否正确？3.相、

9、组织，固溶体、化合物定义。 4.铁碳合金中共有五种不同形态渗碳体，按照形成温度由高到低写出他们名称。5.比较退火状态下 45 钢、 T8 钢、 T12 钢硬度、强度和塑性高低，简述原因。复习机械工程材料第16页第16页第四、五章练习6.同样加热到1000以上，为何钢能铸造而铸铁不能铸造？7.简述钢分类编号办法。8.阐明45号钢成份特点以及室温平衡组织。按用途分类属于哪一类钢，按成份分类又属于哪一类钢？典型热处理方式以及处理后组织是什么？9. 普通碳素结构钢如何编号？Q235表示什么含义？10.碳含量对钢强度、硬度、塑形如何影响？11.碳素工具钢适合做什么零件？12.熟悉铁碳相图，并理解含碳量与

10、机械性能关系复习机械工程材料第17页第17页第六章 钢热处理复习热处理原理部分 以C曲线为中心，以钢化学成份，组织结构转变与性能间关系为主线。即：钢在加热时奥氏体形成，钢在冷却使过冷奥氏体转变热处理工艺部分 主要是正确选择热处理工艺办法和参数。熟记各种热处理定义、目的、办法、适应范围理解钢中常见组织本质及其金相形态与性能特性复习机械工程材料第18页第18页热处理工艺工艺目的加热温度组织退火1.调整硬度,便于切削加工2.细化晶粒,为最后热处理作组织准备亚共析钢 Ac3+3050共析钢 Ac1+3050过共析钢 Ac1+3050 F+P P P球正火1.低中碳钢同退火2.过共析钢：消除网状二次渗碳

11、体3.普通件最后热处理亚共析钢 Ac3+3050共析钢 Ac1+3050过共析钢 Accm+3050 0.6%C, F+S 0.6%C，S S S淬火取得马氏体组织亚共析钢 Ac3+3050共析钢 Ac1+3050过共析钢 Ac1+3050 0.5%C, M 0.5%C, M+Ar M+Ar M+Ar+Fe3C粒第19页第19页热处理工艺(续)工艺目的加热温度组织回火1.消除内应力，减少变形2.取得所需要性能。低温回火 150250中温回火 350500高温回火 500650 (调质)亚共析,共析钢：M回过共析钢:M回+Ar(少)+Fe3C粒 T回 S回表面淬火表面取得马氏体组织，并取得表硬里

12、韧性能。预备热处理：调质或正火适合用于中碳钢 0.40.5%C表面：M回心部： S回(调质) 或F+S(正火)渗碳提升表面含碳量，取得表硬里韧性能。渗碳温度:900950淬火温度： 表面Ac1+3050 心部Ac3+3050适合用于低碳钢 0.10.25%C表面：M回+Ar(少)+Fe3C粒心部：M回+F M回第20页第20页第六章练习1.化学热处理包括那几种基本过程？惯用化学热处理办法有哪几种？2.T12钢经淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？T12钢淬火后分别在200、400、600回火又得到什么组织？3.锯条、弹簧和主要轴在淬火后普通分别应进行什么回火热处理，并简述理由。 4.试比

13、较索氏体与回火索氏体，马氏体与回火马氏体之间，在形成条件、金相形态与性能上主要区别。 5.试述固溶强化、加工硬化和弥散强化强化原理。 复习机械工程材料第21页第21页第六章练习6.钢淬透性是怎样定义，和淬硬性有什么区分？碳含量对淬透性以及淬硬性影响分别是什么？7.学会使用等温C曲线和连续冷却C曲线分析不同热处理工艺条件下钢室温组织。8.钢表面淬火普通用于什么场合，通常选取什么钢种，进行怎样热处理，最终组织是什么？举例说明9.钢化学热处理普通用于什么场合，通常选取什么钢种，进行怎样热处理，最终组织是什么？举例说明10.熟悉各种热处理工艺定义、目标及应用范围。复习机械工程材料第22页第22页第七章

14、 工业用钢复习理解碳钢与合金钢特点，熟悉钢分类与编号办法，基本做到从钢牌号能够推断出它属于哪一类钢种，大约成份和主要用途；熟悉典型工业用钢工作条件、性能特点、化学成份、惯用热处理、典型钢种及主要用途复习机械工程材料第23页第23页典型工业用钢钢种C%典型牌号合金元素作用热处理使用状态下组织性能用途碳素结构钢0.4Q195Q235热轧空冷F+P塑性,焊接性好建筑结构低合金高强度钢0.2Q345(16Mn)Mn:强化F,增长P,减少脆转温度热轧空冷F+P塑性,焊接性好桥梁,船舶, 容器渗碳钢0.10.252020Cr20CrMnTiCr,Mn:提升淬透性,强化F,Ti:细化晶粒渗碳+淬火+低温回火

15、表面：M回+ A (少许)+颗粒状Fe3C心部：M回+F表硬里韧轴、齿轮调质钢0.30.54540Cr40CrNiMoCr,Ni:提升淬透性,强化F,Mo:预防第二类回火脆性调质S回良好综合力学性能轴、齿轮弹簧钢0.60.90.450.765Mn60Si2MnCr,Mn:提升淬透性,强化F；Si:提升屈强比淬火+中温回火T回高s/b高-1弹簧第24页第24页典型工业用钢(续)钢种C%典型牌号合金元素作用热处理使用状态下组织性能用途滚动轴承钢0.951.10GCr15Cr:提升淬透性,耐磨耐蚀性球退+淬火+低温回火M回+ A(少许)+颗粒状Fe3C高耐磨高-1足够ak滚动轴承耐磨钢1.01.3Z

16、GMn13Mn:形成A组织水韧处理表：M+碳化物心：A高耐磨耐冲击铲齿，履带板碳素工具钢0.651.35T7T13球退+淬火+低温回火M回+ A(少许)+颗粒状Fe3C高硬度高耐磨冲子、丝锥、锉刀低合金工具钢0.751.59SiCrSi、Cr：提升淬透性球退+淬火+低温回火M回+ A(少许)+颗粒状Fe3C高硬度高耐磨低速刃具高速钢0.71.5W18Cr4VCr:提升淬透性；W、V：提升热硬、耐磨性锻、退火、淬火+三次回火M回+ A(少许)+颗粒状碳化物高热硬高硬度高耐磨高速刃具第25页第25页第七章练习1.简述钢分类及编号办法。2.指出下列钢号属于什么钢？各符号代表什么？Q235、20CrN

17、i、T8、T10A、08Al、16Mn、W6Mo5Cr4V2、Cr12MoV、60Si2Mn。 3.为下列工件选择适当材料及热处理办法 工件：发动机连杆螺栓、发动机排气阀门弹簧、镗床镗杆、压铸模、车辆缓冲弹簧、滚动轴承、螺丝刀、高速粗车铸铁车刀、普通机床地脚螺栓、拉伸试棒材料：38CrMoAl、40Cr、45、Q235、50CrVA、T7、Gr15、W18Cr4V、60Si2Mn、3Cr2W8V4. 典型零件选材及处理办法，如机床主轴、机床齿轮、汽车齿轮、镗床镗杆等。复习机械工程材料第26页第26页第八十章复习铸铁 有色金属及其合金 非金属材料理解各种材料牌号及特点、主要用途；弄清铸铁石墨化过

18、程，掌握铸铁石墨形态与性能之间关系；普通理解各种有色金属及非金属材料复习机械工程材料第27页第27页铸铁铸铁名称牌号举例取得办法组织热处理用途灰铸铁HT250(最低抗拉强度为250MPa)液态金属石墨化+孕育处理基体(F、P、F+P) +片状石墨去应力，消除白口，表面淬火机床床身可锻铸铁KTZ450-06 (最低抗拉强度为450MPa,最低延伸率为6%)白口+石墨化退火基体(F、P) +团絮状石墨石墨化退火车轮壳，管接头球墨铸铁QT500-7(最低抗拉强度为500MPa,最低延伸率为7%)液态金属石墨化+球化处理+孕育处理基体(F、P、F+P) +球状石墨可进行各种热处理柴油机曲轴第28页第28页有色金属及其合金合金牌号举例牌号含义性能用途铝合金LF55号防锈铝合金耐蚀、塑性好冷成型件LY1111号硬铝合金强硬度高冲压模锻件LC44号超硬铝合金高强受力大结构件LD77号锻铝合金可锻、耐温锻件ZL1022号Al-Si铸造合金耐蚀,铸造性好汽缸、活塞ZL2011号Al-Cu铸造合金