金属材料与热处理教案

金属材料与热处理教案

课程名称金属材料与热处理教师XX

审批意见

绪论

章：

节

§1-1金属的晶体结构

内容

08机械维修1、2授课日期2008.9.10

授解擞2授就法讲授法

仪WflMK

1、了解金属的晶体结构；

教学

2、掌握纯金属的结晶过程。

目的

要求

重点：金属晶格的三种类型

教学重点和难点

难点：金属界晶的基本过程。

课堂练习题

作业布置习题册一、1,2、3二、1-5三、1四、1、五、1、5

教学内容、方法和过程附记

1、学习本课程的目的

金属材料：是现代机械制造业的基本材料，广泛地应用在制造生产和商品。

檄理人&3的^法很多，都是由加热、保温、冷4U三邠介段细心

因此只有认真的学好金属材料及热处理这门课程"能更好的掌握金属材料的仪

用性能和工艺性能，为以后的工作和学习打下良好的基础，

2、本课程的基本内容

本教材的内容大致分为四个部分：飙的性能,金属学的基础知识,钢的热处理和

常用的金属材料。另外教材还简单的介绍了钢的火花鉴别以及非金属材料等内容。其中,

每一个部分都有其独立性，有它自己解决的问题，但各部分之间又有内在的联系，这是

一门系统性很强的学科，每一部分的内容相辅相成，同样重要。

金属材料与热处理时从生产实践中发展起来的一门学科，他也是一门与生产实践联举例：普通的玻

系紧密的课程，因此在学习过程重要理论联系实际，培养同学们分析问题和解决问题的璃、松香、树脂

能力。3、金属材料与热处理的发展史举例：固态金属、

金属材料的使用在我国具有较悠久的历史，如：公元16世纪，到公元前合金

1066年的殷商时代，我国已经大量的使用青铜器，比较有名的由重达875公

斤的司母戊大方鼎的造型，体积已经说明当时实用金属材料的高超技术。战

国后期，铸铁也得到了迅速发展，与国外相比，我国铸铁生产比西方早100

年。

在热处理方面，西汉时期就有了利用水淬火的记载，出土的许多文物如：

刀、剑经过金相检验，也可以证明有比较成熟的热处理方法。

教学内容、方法和过程附记

4、金属材料在工业上的应用

目前的机械工业部门所用的材料90%以上是金属材料，金属材料已经广

泛的用于我国的工、农业生产当中。

随着科学技术的不断发展，新产品、新工艺、新材料也不断的出现，如:

纳米材料、航空航天的特殊材料。但与发达国家比较我们国家还存在差距，

因此，我们要不断的探索，不断的创新。

1.1金属的晶体结构

本节课我们首先分析晶体与非晶体的不同点，然后在此®础上介绍晶做i构的基

础知识。

一、晶体育非晶体

非晶体：在物质内部，凡是原子呈无序堆积的状况称为非晶体

晶体：在物质内部，凡是原子有序、有规则的排列的物体称为晶体。

晶体与非晶体的本质区别：过去我们把天然的、外形规则的物体都认为是晶体，

规则的外形只是内部结构规则的特殊反映形式之一，并不能完全代表其实质，自然界

中有许多晶体往往具有规则的外形，但是晶体的外形不一定都是规则的，所以晶岫

非晶体的本质区别:在于其内部组织的排列是否有序。

晶体：有固定的熔点，在不同的方向具有不同的性能（各向异性）非晶体：没有

固定的熔点，各个方向具有相同的性能（各向同性）

二、晶体结构的基本知识

晶体的结构是指：物体内部原子扫例的状态，为了对晶体的结构有充分的认识，必须

了解与晶体有关的基础知识，如：晶格、晶胞、晶面、晶向

教学内容、方法和过程附记

1、晶格和晶胞

晶体内部原子是按一定的几何规律排列的，为了便于理解，把原子看作

一个小球，则晶体就是由这些小球有规律地堆积而成的物体。如图：2-1所挂图2T

小O

为了形象的表示晶体内部原子排列规律，可以将原子简化成一个点，用

假想的线将这些点联接起来，构成有明显规律性的空间格架。挂图：晶格晶胞示

晶格：这种表示原子在晶体中排列规律的空间架格叫做晶格。意图

晶胞：能够完整的反映晶格特征的最小几何单元称为晶胞。

2、晶面和晶向

晶面：在晶体中由一系列原子组成的平面。

晶想：通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的一

定方向，称为晶向。挂图：立方晶各种

由于同一晶格的不同晶面和晶向上原子排列的疏密程度不一样，因此原的一些晶面

子的结合力就不一样。从而在不同晶面和晶向上显示出不同的性能，这就是

晶体具有各向异性的原因。

三、金属晶格的类型

金属得晶各类型很多，但绝大多数（85%）术语以下三种类型。

1、体心立方晶格

它的晶胞是一个立方体。原子位于立方体的八个顶角上和立方体的

中心，如图2-5所示，如：铭、钮、铝、铝，a-Fe等金属。

教学内容、方法和过程附记

2、面心立方晶格

它的晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶角和立方体六个面的

中心，如图：2-6所示，如：铝、铜、铅、银等。

3、密排立方晶格

它的晶胞是一个六棱柱，原子排列在柱体每个顶角上和下底的中心，另

外三个原子排列在柱体内，如图：2-7所示，如：镁、镀、锌。

金属结晶时过冷度的大小与冷却速度有关，冷却速度越快，金属的过冷

度越大，金属的实际结晶温度越低，过冷度越大。

举例：

小结：本节课我们着重讲述了晶体育非晶体、晶体的结构的基础知识、

特别是金属晶格结构的三种类型、过冷现象、过冷度。

作业布置：见首页

课程名称金属材料与热处理教师XX

章§1-2纯金属的结晶

审批意见

节

内容

08机械维修1、2授即期2008.9.12

■数2讲授法

仪陶短挂图纯金属结晶过程示意图，单晶体和多晶体结构示意图

1、掌握掌握纯金属的结晶过程。

教学

2、理解晶粒大小对金属力学性能的影响。

目的

3、掌握金属晶体结构的缺陷

要求

重点:纯金属结晶的基本过程。

教颗点和难点

难点:金属晶体结构的缺陷

课堂练习题

—：4,5、6、7、8、9、10二：6、7、8、9,10、11

三：1,2、3、4四：2、3五1、2、3、4、5、6

教学内容、方法和过程附记

一、组织教学（2分）

检查学生的出勤情况，对学生的课前准备和学生的思想情况做出简单评论。

二、新课导入

回慨止一次课的内容，以提问的形式检查上节课学生的掌握情况,举实例过渡性的、

有技巧得到如本次课要学习的内容。提问：晶体、非

三、新课嘏晶体、晶格、晶

二、§1-2纯金属的结晶胞、晶格类型

一、纯金属的结晶过程：

液态金属的结晶过程是在一定过冷度的条件下才能进行的。结晶过程

是晶粒的形成与长大的过程。晶核：

晶粒：外形不规则而内部原子排列规则的小晶体成称为晶粒。

晶界：晶粒与晶粒之间的分界面称为晶界。挂图：2-12

单晶体：结晶后只有一个晶粒的晶体称为晶界。2-13

多晶体：如果结晶后的晶体是由许多位向不同的晶粒组成，则称为多晶

体。

二、晶粒大小对金属力学性能的影响

金属晶粒大小对金属的力学性能有着重要的影响，一般情况下，细晶粒

金属有较高的强度和韧性，为了提高金属的力学性能，必须控制结晶后晶粒形核率：单位时

大小，形核率越高，晶粒的长大速度越小，则结晶后的晶粒越小，因此细化间单位体积内所

晶粒的根本途径是控制形核率及长大速度，常用的细化晶粒的方法有三种：形成的晶核数目

1、增加过冷度纯金属的结晶过程：

教学内容、方法和过程附记

液态金属的结晶过程是在一定过冷度的条件下才能进行的。结晶过程是

晶粒的形成与长大的过程。

晶粒：外形不规则而内部原子排列规则的小晶体成称为晶粒。

晶界：晶粒与晶粒之间的分界面称为晶界。

单晶体：结晶后只有一个晶粒的晶体称为晶界。挂图：2-15

多晶体：如果结晶后的晶体是由许多位向不同的晶粒组成，则称为多晶2-16

体。

三、晶粒大小对金属力学性能的影响

金属晶粒大小对金属的力学性能有着重要的影响，一般情况下，细晶粒

金属有较高的强度和韧性，为了提高金属的力学性能，必须控制结晶后晶粒

大小，形核率越高，晶粒的长大速度越小，则结晶后的晶粒越小，因此细化

晶粒的根本途径是控制形核率及长大速度，

常用的细化晶粒的方法有三种：

1、增加过冷度

2、变质处理（液态金属加入变质剂）

3、振动处理

四、晶体结构的缺陷

晶体缺陷：晶体中出现各种不规则的原子堆积现象叫做晶体缺陷。

教学内容、方法和过程附记

挂图：图2-19

常见的晶体缺陷：

纯铁的冷却曲线

1、空位、间隙原子和置代原子

2、位错：晶体中某处有一列或者若干列原子发生有规律的错排现象叫

做位错。

韧形位错，螺形位错

特点：容易在晶体内移动，金属材料的塑性变形是通过位错运动来实

现的。

3、晶界和亚晶界

1139℃912℃

3-Feoy-Feoa-Fe

课堂小结：本节课我们着重讲述了晶体育非晶体、晶体的结构的基础知

识、特别是金属晶格结构的三种类型、过冷现象、过冷度。

作业布置：见首页

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章§2-1金属材料的损坏与塑性变形

审批意见

节

内容

08机械维修1、2授课日期2008.9.17

2讲授法

1、了解金属塑性变形的基本原理；

教学

2、冷塑性变形对金属性能与组织的影响。

目的

要求

重点：单晶体塑性变形在实现方式和多晶体变形的特点

教学重生和难点

难点：理解产生加工变形的原因。

课堂练习题

作业布置习题册一、1,2、3二、1-3三、1四、1、2

教学内容、方法和过程附记

一、组织教学（2分）

检查学生的出勤情况，对学生的课前准备和学生的思想情况做出简单评论。

二、新课导入

回顾上一次课的内容,以提问的形式检查上节课学生的掌握情况,举实例过渡性的、

有技巧得到如本次课要学习的内容。

三、新®讲授

§2-1金属材料的损坏与塑性变形

上一个章节我们共同学习了塑性变形，为什么要研究塑性变形呢？因为在

生产实际中存在许多塑性变形有关的问题。

举例：为了使金属材料形成我们所需要的零件，如锄头（形状和尺寸）我

们采用锻造、轧制、冲压、冷拉等加工方法。

举例：锄头

这些加工方法都是借助一定的工具和强大的外力使金属进行塑性变形，获

铁铲、角铁

得形状和尺寸。还可以使金属的硬度和强度提高。因此我们要研究更好的运

用好塑性变形的生产服务。

金属的塑性变形

塑性变形：不能随载荷的去除而消失的娜

金属在外力的作用下首先发生：弹性变形、弹性和塑性变形、变形增大、断裂。所

回忆

以变形分为三个连续的阶段：

r■性变形

4弹塑变形（三个连续的阶段）

k裂

弹性变形的本质：外力克A田京子之间的作用力，是原子的距离发生改变，（组是和性

能不发生变化）

教学内容、方法和过程附记

一、单晶体的塑性变形

实际使用的金属材料，一般情况下是多晶体，为了便于理解，首先从单

晶体开始，然后再分析复杂的多晶体。挂图3-2

单晶体的塑性变形主要以滑移的方式进行的。即：晶体的一部分沿一定

得晶面和晶向相对于另一部分发生滑移。

力必须：相互平行、方向相反的切应力（T）而且切应力必须达到一定

的才能滑移。

垂直该晶面的正应力只能引起伸长或收缩。

当原子滑移到新的平衡位置时，晶体变产生了微量的塑性变形，许多晶

面的滑移总和变产生了宏观的塑性变形。

研究表明：滑移优先晶体中一定的晶面和晶向

晶体中能够发生滑移的晶面和晶向，我们称为滑移面和滑移向。

一般来讲，滑移面和滑移向越多，塑性越好

实践证明：滑移是借助位错的移动来实现的。（展开）

二、多晶体的塑性变形见挂图：3-4

多晶体育单晶体比较，并无本质上的区别，每个晶粒的塑性变形仍然移3-5

滑移位主要方式进行，由于晶界和晶向不同，故变形较为复杂。

多晶体的塑性变形的特点：

1、晶粒位向的影响

由于多晶体晶粒的位向不同，在外力的作用下，有的晶粒处于有利于滑

移的位置，有的处于不利于滑移的位置，而受到的阻

教学内容、方法和过程附记

力或者约束，时多晶体的塑性变形呈逐步扩展和不均匀形式，其结构是

产生内应力。

2、晶界的作用见图3-6

由于晶界的存在，在变形处出现竹节现象，阻碍滑移，晶界变大，晶体

的塑性变形抗力增大。

3、晶粒大小的影响

一定体积的晶体内，晶粒数目越多，晶界越多，晶粒就越细而且不同位

向的晶粒也越多，因而抗拒变形的能力也越大，因此有较强的塑性和韧性。

同样变形条件下，晶粒越细，变形量可分散到更多的晶粒内进行，不会

绪论：晶粒越细的

集中在少数晶粒上而严重变形。

金属，不但有较高

晶粒越细，晶界越多，越曲折，从而在断裂前出现较大的塑性变形，表强度而且还有较强

的塑性和韧性。

现出较好的塑性和韧性。

冷塑性变形对金属性能和组织的影响

一、冷塑性变形对金属性能和组织的影响

1、金属材料经冷塑性变形后，除了形状和尺寸发生变化外，影响挂图：3-7

3-8

性能的结果随着变形程度的增加，变形阻力加大，强度硬度升

高，塑性、韧性下降，产生了加工硬化。

2、在实际中，加工硬化是工业中提高强度、硬度、耐磨性的手段,

这是有利的一方面,另外,塑性变形时由于各部分变形不均匀,

产生残余应力，因该退火处理予以清除。

教学内容、方法和过程附记

二、冷塑性变形对金属组织就够的影响

主要表现在两各方面：

1、产生纤维组织，力学性能由方向性

如：纵向强度和塑性大于横向

2、由于变形增大，时金属变形抗力增大，产生加工硬化。

课堂小结：总结本节课的内容

作业布置：见首页

课程名称金属材料与热处理教师XX

.-rfr*.

早

§2-2金属的力学性能审批意见

节

内容

08机械维修1、2班授课日期2008.9.19

2授课取去讲授法

图31-1自备图

1、是学生理解本课程的基本内容；

2、明确本课程的目的：

教学

3、掌握金属的力学性能。

目的

要求

重点：金属材料和热处理的概念：

教学重生和难点

难点：载荷的分类方式和作用形式。

CT=C'练习

课堂练习题

S

习题册一、、、、

作业布置134

四、1、五、5

教学内容、方法和过程附记

一、组织教学（2分）

检查学生的出勤情况，对学生的课前准备和学生的思想情况做出简单评论。

二、新课导入

回顾上一次课的内容，以提问的形式检查上节课学生的掌握情况，举实例过渡性

的、有技巧得到如本次课要学习的内容。

三、新课i腰

第一章金属的性能

金属性能的分类

［物理性能

,,使用性能\化学性能

|〔力学性能

1（铸造性能

【锻造性能

1焊接性能

〔切削性能

教学内容、方法和过程附记

在机械设备及工具的设计，制造中选用金属材料时，大多以其力学性能

为主要依据，因此掌握金属材料的力学性能时非常重要的。

力学性能：制在外利作用下所表现出来的性能

「强度

力学性能塑性

《硬度

冲击韧性

1疲劳强度

载荷：金属材料在加工及DCmAX住T/力*1乂的外力。

r静载荷

载荷J冲击载荷按作用性质不同

1交变载荷

静载荷：大小不变或者变化翅程缓慢的载荷。

冲击载荷：在短时间内以较高的速度作用于零件上的载荷。

交变载荷：大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷。

载荷J拉伸载荷按作用形式不同

压缩载荷

［弯曲载荷

剪切载荷

图示说明：见教材扛融胡姓

扭转载荷

教学内容、方法和过程附记

变形：金属材料受载荷的作用而产生的几何形状和尺寸的变化叫做变形。

r弹性变形：随载荷的去除而消失的变形。

1塑性变形：不随载荷的去除而消失的变形。

内力：金属受外力作用时，为保持不变在材料内部作用着与外力相对抗

的力。

应力：单位面积上受到的内力。

F

a-一

S

强度：

1、定义：金属在静载荷的作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度,

符号。

2、分类：根据载荷作用方式不同：

C抗拉强度：一般情况下多以抗拉强度作为判断金属强度高低的

指标

抗压强度

\抗弯强度

抗剪强度

抗扭强度

抗应强度一般由拉伸试验测得，需要拉伸实样

一、力一伸长曲线：

拉伸试验时，通过拉伸试验机将载荷和试样伸长量的变化自动记录下来绘制

成拉伸曲线。

如图：见教材

教学内容、方法和过程附记

如图所示是低碳钢的力一拉伸曲线，也叫拉伸曲线图。纵坐标表示力F

单位为N,横坐标表示伸长量单位mm,从图中可以看出：自备挂图

(1)oe一弹性变形阶段：

此阶段的变形是弹性变形，如果此时卸载，试验将恢复原来的形状，

这种随载荷的存在而存在，随载荷的去除而消失的变形称为弹性变形。挂图

(2)es-屈服阶段：挂图

当载荷超过。再卸载时，试样的伸长只能部分恢复，而保留一部分残

余变形，这种不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。当载荷继续增

加fs时，图上出现平台或锯齿状。这种在载荷不增加或略减小的情况下，试

样还继续伸长的现象叫作屈服。屈服后试样开始有明显的变形。

(3)sb一强化阶段

在屈服阶段以后，如果继续加载，试样将继续伸长。随着变形的不断加

大，试样变形的抗力不断加大，这种变形称为形变强化(也叫硬化)此阶段

的变形量均匀。A是试样的最大载荷。

(4)bz—颈缩阶段(局部变形阶段)

当载荷达到F-后试样的直径局部发生收缩，称为颈缩。由于缩颈处横截面

积不断减小，拉伸试样所需的载荷也减小此时的变形伸长主要集中在缩颈部

位，直到断裂。

工程上使用的脆性材料，不仅没有屈服现象而且也不会产生缩颈。如

铸铁。

教学内容、方法和过程附记

二、强度的衡量指标；

常用的衡量指标有屈服点和抗拉强度。

1、屈服点：在拉伸试验过程中，载荷保持恒定。试样仍能继续伸长的

应力称为屈服点。用。s表示。

S。

2、屈服强度：屈服强度是针对没有屈服现象的金属材料而言的。国标

规定，以试样标准的塑性伸长量为2%倍的L时的应力作为规定残余应力（或

称为屈服强度）用。0.2表示。

0

02S。

3、抗拉强度：材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗来强度，用％

表示，它是机械零件设计和选材的重要依据。

。尸竺

S。

三、塑性：金属材料在载荷的作用下都会产生变形，在载荷的作用下金

属材料就会折断，检查断面的结果，我们会发现被测材料发生了变形，有的

材料变形较大，有的材料变形较小，变形大的我门说塑性好，变形下的塑性

差

塑性：断裂前金属材料产生永久变形的能力。塑性的衡量指标也是由拉

伸试验测得，常用伸长率和断面收缩率来表示。

1、伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率,

用符号6表示.

教学内容、方法和过程附记

5=-^_5LX100%

4

由公式可知：

2、断面收缩率（中）：试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横

截面积的百分比称为断面收缩率。

力=由一包*loo%

断面收缩率的数值越大，表示断裂前产生的塑性变形量越大，塑性越好。

例：有一直径4,TO廊，4=io0mm的低碳钢试样，拉伸试验测得

Fs=21KN居=29KNdl=5.65nvn6=138〃vn

求o,,ob,6,0。

解：略

小结：略

作业：见首页

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审批意见

章

节§2-2金属的力学性能（二）

内容

08机械维修1、2授课日期2008.9.24

2^^去讲授法

图2-7用金刚石圆锥体试验图2-7HRC-50硬度计

1、使学生理解硬度是衡量金属材料软硬程度的标志；

教学

2、要求学生掌握测定硬度的方法；

目的

3、掌握常用硬度的分类。

要求

重点：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的区别；

猾重点和难点

难点：测定硬度的方法。

课堂练习题

习题册一、9、10二、4、5、6、7、8、9

作业布置

三、3、4、5五、4

教学内容、方法和过程附记

一、组织教学（2分）

检查学生的出勤情况，对学生的课前准备和学生的思想情况做出简单评论。

二、新课导入

回顾上一次课的内容,以提问的形式检查上节课学生的掌握情况,举实例过渡性的、

有技巧得到如本次课要学习的内容。提问：强度的衡

三、新®讲授量指标及表示方

§2-2金属的力学性能法

一、硬度提问：塑性的衡

硬度是金属材相颇局部塑性变形的能九它是衡量金属材料软硬程度的一种性能量指标及表示方

指标。法

硬度材料低抗部娜特^是塑性娜、压痕、或^痕的能力。

硬度的测试方法很多，最常用的有布氏硬度试验法，洛氏硬度献法、和维氏硬度举例：铝、钢被同

躁发三种。样的物件压入表面

1、布氏硬度后，变形不同，引

⑴、测试原理：入硬底

t

压头

(\

小T

4-C-4--卜，一/

1__I―_仁症口一试样'1

教学内容、方法和过程附记

布氏硬度的测试原理是：是一定直径的球体，以规定的试验压力压入试

样表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬强调：HBS钢球

度，布氏硬度值使用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示，用符号IIBW硬质合金

HBS(HBW)来表示。

p2p

HBS(HBW)=—=0.102------------；-----------.

S7rDkD-^D--d2)

HBS(HBW)用钢球试验时的布氏硬度值

F表示试验力NS球面压痕表面积D球面直径

d表示压痕平均直径

有公式可以看出，当F、D一定时，HBS仅与d的大小有关。d减小，HBS课堂练习：

越大，也及时说硬度越大。通常布氏硬度不用计算，而是用放大镜观测直径,查布氏硬度值

经过查表二获得。P141

查表：见附录2

(2)布氏硬度的表示方法：

如：170HBS10/1000/30

布氏硬度值钢球球体直径试验力试验力保持时间

530I1BW5/750/_

布氏硬度值硬质合金球球体直径试验力未注时间10T5s

(3)应用范围：适用于测定会铸铁、有色金属、各种软钢等硬度不高布氏硬度适用于较

的金属材料。软的材料

(4)优点：能较准确的反映金属材料的平均性能

缺点：操作时间较长，费时，测量高硬度材料不准确

不易测量成品荷薄壁件。

教学内容、方法和过程附记

二、洛氏硬度

(1)洛氏硬度试验原理：采用金刚石锥体或淬火钢球压头，压入金属

表面后，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕深度来计算硬

度。

P__________Fi挂图：2-7

Ld十

e越大，则被测金属的硬度越低，为了符合数值越大，硬度越高的习惯,

改用常数k-e来表示硬度的大小，并用0.002mm压痕深度作为一个硬度单位,

计算公式如下：

HR=-^-

0.002

HR------洛氏硬度值

K--------常数(金刚石为0.002,钢球为0.26)

e--------压痕深度

注：洛氏硬度由洛氏硬度计测得，没有单位,试验时硬度值直接从硬度

计中读取。

(2)常用洛氏硬度标尺及适用范围

常用洛氏硬度标尺是ABC三种，C最为广泛

见P10表1-2

表示方法：45HRC表示有C标尺测定的洛氏硬度值为45适用于较硬的材料

适用范围：范围大，可测很软很硬的材料

教学内容、方法和过程附记

(3)优点：操作简单迅速，可直接读数，压痕小，测量范围大。

缺点：内部组织不均匀要确平均值

3、维氏硬度

(1)试验原理：与布氏硬度基本相同，将相对面夹角为136度的正四

棱锥金刚石压头压入工件表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量

表面压痕对角线长度来计算硬度。

见图：P11图1-8

维氏硬度用HV来表示

=0.18914-

d2

d-----表示压痕对角线的平均值mm

在实际工作中，和布氏硬度一样，其值也是查表获得的。

(2)表示方法：

640HV30_

维是硬度值试验力10-15S可以深略

(3)优点：可测较薄的材料，如表面渗碳、渗氮的材料，准确度高。

缺点：测量对角线较繁，对工件表面要求较高。

教学内容、方法和过程附记

一、冲击韧性

冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力

在实际工作中，零件往往要受至肿击载荷的作用，制造这类零件所用的金属材料,

其性能不能单纯ffl静载荷作用下的指标来衡量，必须考虑齐康冲击韧性的能力。

目前，常用一触锤冲击弯曲t懒来测定金属材料的冲击韧性。提问：

1、

必须采用标准试样，常用的标准试样有10X10X35的U型缺口，和V型缺口试样。

2、冲击试验的原理和方法：

原理：利用能量守恒定律颐，试样被冲断过程中吸收的能量等于摆锤冲击前后的

势能差。举例：活塞、冲床

方法：将待测金属材料的试样，置于试验机架上，试样缺口应背向摆锤同，引入冲击载荷

冲击方向，将摆锤升高一定高度获得一定的势能后，使其自由落下，冲断后,

原有的事能与剩余势能差极为试样吸收的功。用A,表示。

4=GHt-GH2

见挂图

式中：---------冲击韧性J

G-------摆锤重量N

H1------初始高度M

H2------冲断后试样回升高度M

冲击韧度：4=△幺（冲击吸收功除以试样缺口出的界面计

5。

教学内容、方法和过程附记

强调：钢球

ak-------冲击韧度HBS

HBW硬质合金

Ak冲击吸收功

S。-------试样缺口处的截面积

由上式可以看出，氏冲击韧度增大，表示材料冲击韧性好。

注意：V型缺口表示方法4仙，aKV课堂练习：

查布氏硬度值

U型缺口表示方法从初，aKU

P141

3、小能量多次冲击试验

在实际工作中，绝大多数零件试在小能量多次冲击中受到破坏，很少试

因为一次大能量冲击受到破坏。因此，对于这一类零件需要采用小能量多次

冲击试验来检验这类金属的抗冲击性能。

实践证明：金属材料受大能量的冲击载荷作用时，其冲击抗力主要取决

于冲击韧度处的大小，而在小能量多次冲击条件下，

见P14图1-12

教学内容、方法和过程附记

其冲击抗力主要取决于材料的强度和塑性。

二、疲劳强度

1、疲劳强度的概念

交变应力：许多零平中在工作中各点的应力随时间作周期性的变化，这

种随时再1作周期性变化的应力称为交变应力。

疲劳：在交变应力孑j作用下，虽然零件所受的应力低于材料的屈服点,

但经长4j■间的工作后产生裂纹或完全断裂的现象称为金属

疲劳。

2、疲劳破坏的特征

(1)疲劳断裂之七有明显的塑性变形，没有预兆，而是突然破坏。

(2)引起疲劳困T裂的应力很低，低于材料的屈服点。

(3)疲劳破坏白勺宏观断口有两部分组成：疲劳裂纹的策源地以及

扩展区和羞之后断裂区。

3、疲劳曲线和疲劳本及限

疲劳曲线：是指交变应力与循环次数的关系的曲线。

k

£

II■1N

教学内容、方法和过程附记

曲线表明：金属承受交变应力越小，则断裂前的应力循环次数越多，反

之，则越少0

疲劳极限：是金属材料在无限赐教变应力作用下而不被破坏的最大应

力。

疲劳极限的数值越大，材料抵抗疲劳破坏的能力越大。

小结：到目前为止，力学性能的五个方面已经全部结束了，在课本P15表

1-3有总结同学们可以复习！

作业：见首页

课程名称金属材料与热处理教师XX

章§3-1合金及其组织

审批意见

节§3-2铁碳合金的基本组织与性能

内容

08机械维修1、2授课日期2008.9.26

2授课方法讲授法

图3T固熔体结构示意图

图3-2形成固熔体的晶格畸变

1、了解合金的概念及合金组织的基本类型

教学

2、掌握固熔体中，溶解度与原子半径、元素周期位置及晶格类型的

目的

关系以及温度的关系。

要求

耨重点和难点重点：组元及合金的晶格类型。

课堂练习题

作业布置习题册一、三、五

教学内容、方法和过程附记

一、组织教学（2分）

检查学生的出勤情况，对学生的课前准备和学生的思想情况做出简单评论。

二、新课导入

回顾上一次课的内容,以提问的形式检查上节课学生的掌握情况,举实例过渡性的、

有技巧得到如本次课要学习的内容。

三、新®讲授

§3-1合金及其组织

合金：一种元