金属材料及热处理 第2版 教学课件 作者 王英杰 37491金属材料及热处理 第2版.ppt

《金属材料及热处理》教案 （第二版） 主编：王英杰 绪论●材料是人类社会发展重要的物质文明基础 ●金属材料的生产和应用是人类社会发展的重要里程碑。 ●我国是世界上使用金属材料最早的国家之一。●2008年我国钢铁产量突破了5亿吨，成为国际钢铁市场上举足轻重的“第一力量”。 ●学习本课程的基本要求 （1）了解金属材料的晶体结构、化学成分、组织及性能之间的密切关系； （2）了解金属材料和非金属材料的分类、牌号、性能、用途之间的相互关系，熟悉常用金属材料的选用原则，做到灵活应用； （3）了解常用金属材料的热处理工艺原理、特点及其应用，熟悉典型零件的热处理方法； （4）了解金属材料的基本防护原理和方法； （5）了解与本课程有关的新技术、新工艺、新设备、新材料的发展概况； （6）了解各种加工工艺方法对零件结构工艺性的一般要求，丰富实践经验，做到灵活应用。 （7）善于利用图书馆和互联网提供的信息资源，拓展知识面。 第一章 金属材料与机械制造过程概述第一节 金属材料分类第二节 钢铁材料生产过程概述第三街 机械制造过程概述 第一节 金属材料分类 第二节 钢铁材料生产过程概述●钢铁材料是铁和碳的合金。●钢铁材料按其碳的质量分数w（C）(含碳量)进行分类，可分为工业纯铁（w（C）＜0.0218%）；钢（w（C）=0.0218%～2.11%）白口铸铁或生铁（w（C）＞2.11 %）。●生铁是由铁矿石经高炉冶炼获得，它是炼钢和铸造生产的主要原材料。 一、炼铁●高炉炼铁的炉料主要是铁矿石(Fe2O3、Fe3O4)、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）。 ●从铁的氧化物中提炼铁的过程称为还原过程。炼铁的实质就是从铁矿石中提取铁及其有用元素并形成生铁的过程。 ●高炉冶炼出的铁不是纯铁，其中含有碳、硅、锰、硫、磷等杂质元素，这种铁称为生铁。 ●生铁可分为铸造生铁和炼钢生铁两类。 二、炼钢●炼钢是利用不同来源的氧（如空气、氧气）来氧化炉料（主要是生铁）所含杂质的提纯过程。●炼钢过程基本上是一个氧化过程。 现代炼钢方法主要有氧气转炉炼钢法和电弧炉炼钢法。 ●按钢液脱氧程度的不同，钢可分为特殊镇静钢(TZ)、镇静钢(Z)，半镇静钢(b)和沸腾钢(F)四种。 ●钢锭或连铸坯经过轧制后，最终形成板材、管材、型材、线材及其它类型钢材。 第三节 机械制造过程概述  机械产品的制造过程一般分为设计、制造和使用三个阶段。 第二章 金属的性能第一节 金属力学性能第二节 金属的物理性能、化学性能和工艺性能 第一节 金属力学性能 一、强度与塑性 ●金属在力的作用下，抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。●金属材料抵抗拉伸力的强度指标主要有:屈服强度、规定残余延伸强度、抗拉强度等。●塑性是指金属在断裂前发生不可逆永久变形的能力。●表征材料塑性大小的主要力学性能指标有：拉伸后的断后伸长率和断面收缩率。 二、硬度 ●硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，也是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。●硬度测定方法有压入法、划痕法、回弹高度法等。 ●在压入法中根据载荷、压头和表示方法的不同，常用的硬度测试方法有布氏硬度(HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。 (一)布氏硬度  布氏硬度的标注方法是：测定的硬度值应标注在硬度符号“HBW”的前面，如450HBW5/750、 250HBW 10/1000/30。(二)洛氏硬度  洛氏硬度的标注方法是：测定的硬度数值写在符号“HR”的前面，符号“HR”后面写使用的标尺，如60HRC。(三)维氏硬度  标注方法与布氏硬度相同。硬度数值写在符号“HV”的前面，试验条件写在符号“HV”的后面，如600HV30、600HV30/20。 三、韧性 (一)一次冲击试验●韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 ●夏比摆锤冲击试样有V型缺口试样和U型缺口试样两种。 （二）多次冲击试验●金属材料在多次冲击下的破坏过程是由裂纹产生、裂纹扩张和瞬时断裂三个阶段组成。其破坏是每次冲击损伤累积发展的结果，不同于一次冲击的破坏过程。●研究结果表明：在小能量多次冲击条件下，金属材料的多次冲击抗力大