金属材料与热处理校本教材(上交材料).docx

目录绪论一、金属材料与热处理的发展史三、本课程的主要内容及学习目的二、金属材料与热处理在现代科学技术中的作用和地位金属的性能 金属及金属材料的分类金属的力学性能第三节 金属的工艺性能第二章 金属的晶体结构与结晶第一节 金属的晶体结构第二节 金属的结晶第三节 金属的同素异构转变第三章 铁碳合金第一节 铁碳合金的基本组织第二节 铁碳合金相图及其应用第四章 碳素钢第一节 杂质元素对碳素钢性能的影响第二节 碳素钢的分类第三节 碳素钢的牌号、性能及用途第五章 钢的热处理第一节 钢在加热时的组织转变第二节 钢在冷却时的组织转变钢的退火与正火钢的淬火第五节 钢的回火第六章 合金钢第一节 合金元素对钢的影响第二节 合金钢的分类和牌号第三节 合金结构钢第四节 合金工具钢第五节 特殊性能钢第七章 铸 铁第一节 铸铁的基础知识第二节 灰铸铁第三节 可锻铸铁第四节 球墨铸铁第八章 有色金属及其合金第一节 铝及铝合金第二节 铜及铜合金第三节 钛及钛合金金属材料与热处理绪论1.金属材料与热处理的发展史人类社会发展的历史证明，材料是人类生存、发展以及改造自然的物质基础，材料是人类文明大厦的基石。纵观人类利用材料的历史，在遥远的古代，我们的祖先是以石器为主要工具;公元前4300年，人类就能够使用自然的金、铜，并有一些锻打、热加工等形式的工艺。人类最早使用的铁是陨铁，是从篝火中发现的。铁的熔炼大约在公元前2800年，最早生产钢的年代难以确定，最初的钢是由熟铁渗碳得到的。人类使用铁器的时间在世界各地有所不同，我国在公元前6世纪已经出现了生铁制品。金属材料的使用，在人类社会发展史中具有划时代的意义。2.金属材料与热处理在现代科学技术中的作用和地位当今国际社会公认，材料、能源和信息技术是现代文明的三大支柱。从现代科学技术发展史中可以看到，每一项重大的技术发明往往都有赖于新材料的发展。在人类使用的众多材料中，金属材料以其所特有的各种优异性能，被广泛地应用于生活和生产中，是现代工业和科学技术领域不可缺少的重要材料。在21世纪金属材料仍将占有重要地位，其主要原因是:①金属材料资源丰富，在相当长时间内不会枯竭，在海洋和地壳深处都还蕴藏着大量的金属矿物有待开发;②金属材料有非常成熟的生产工艺、相当大的生产规模、相当多的生产加工设施和长期的使用经验，已经成为国民经济和社会发展的重要基础材料;③金属材料具有优异的综合性能，是高分子材料和陶瓷材料无法替代的;④金属材料仍具有很大的改进和发展空间，其新技术和新产品在不断增加，材料质量在不断提高。热处理是通过改变金属材料的组织或改变表面成分及组织，使其性能发生变化的一种加工工艺。热处理是决定产品性能、寿命和可靠性的关键，热处理水平是制造业竞争力的核心要素之一。利用热处理技术优势，充分发挥材料潜力，引领新产品的开发是装备制造业自主创新的重要途径。然而，我国热处理水平与国际先进水平存在很大差距，热处理技术落后已成为我国制造业由大变强的瓶颈。抓好热处理是我国制造业由大变强的必由之路。3.本课程的主要内容及学习目的本课程的主要内容由金属的性能、金属学、热处理、金属材料几部分组成。根据培养高级技工人才的需要，还对机械零件的选材、工艺路线分析、典型零件热处理分析及热处理设备和新工艺等方面作了适当的介绍。本课程的学习目的包括以下几个方面:(1)在金属性能方面 掌握金属材料的力学性能，即在外力作用下所表现出来的性能，了解金属材料的工艺性能。(2)在金属学方面 了解金属和合金的组织结构、结晶过程以及二元合金相图、铁碳合金及其相图的基本理论，为进一步学习热处理和金属材料知识打下基础。(3)在热处理方面掌握钢铁热处理的基本原理和方法以及热处理工序在零件加工过程中的作用和位置，以便能根据零件的技术条件选定热处理方法，合理安排零件的加工路线。(4)在金属材料方面 掌握常用的碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等材料的成分、组织、性能和用途的基本知识，以便能合理选用金属材料并确定其工艺路线。第一章 金属的性能知识目标:·掌握金属材料的力学性能。·熟悉金属材料的工艺性能。技能目标:·掌握金属材料力学性能的衡量指标，包括强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。·正确分析影响金属材料工艺性能的因素。金属材料是现代机械制造业的基本材料，由于它具有许多良好的性能，被广泛地应用于各个领域。金属材料的性能包含使用性能和工艺性能两个方面。所谓使用性能，是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，它包括物理性能(密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等)和力学性能等。金属材料使用性能的好坏决定了它的使用范围与使用寿命，其中力学性能是零件设计和选材时的主要依据。所谓工艺性能，是指金属材料在加工制造过程中所表现出来的