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本课程学习的意义 目的与方法 金属工艺学是一门讲授制造金属零件方法的综合性技术课程，它主要讲授各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互联系；金属零件的加工工艺过程和结构工艺性；常用金属材料性能对加工工艺的影响；工艺方法的综合比较等。 金属工艺学既是机械制造的基础，又 是机械设计的基础。本课程主要有两大部 分组成：热加工和冷加工 学习本课程必须坚持技术应用的学习 理念，要有博学强记的基本能力。 此外，加强自身修养，不断完善个人品 德、不断提升个人素质。 零件的生产工艺过程 1.1.1 金属材料的力学性能 1.2 金属及合金的晶体结构 基本概念 金 属 的 结 晶 金 属 的 结 晶 金 属 的 结 晶 金 属 的 结 晶 金属的同素异构转变 1.3 合 金 的 结 构 概念 合金、组元、相； 固溶体：置换固溶体、间隙固溶体； 金属化合物； 固溶强化的概念。 1.3.1 合金的结构——概念 1.3.2 合金的结构——固溶体 1.4 二元合金状态图 1.5 铁碳合金 1.5.1 铁碳合金的基本组织 两种反应： 1.5.2 铁碳合金状态图分析 铁碳合金相图中主要特性点的含义 相图中主要线的含义 ACD线—液相线 是不同成分铁碳合金开始结晶的温度线。 AECF线—固相线 各种成分的合金均处在固体状态。结晶温度终止线。 ECF水平线—共晶线 含碳量为4.3%的液态合金冷却到此线时，在1148 ℃由液态合金同时结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共晶反应。 PSK水平线—共析线（A1线） 含碳量为0.77%的奥氏体冷却到此线时，在727 ℃同时析出铁素体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共析反应。 GS线—（A3线） 是冷却时奥氏体转变为铁素体的开始线。 ES线—称Acm线 是碳在奥氏体中的溶解度线，实际上是冷却时由奥氏体中析出二次渗碳体的开始线。 典型合金结晶过程分析 1.5.3 铁碳合金状态图分析 过共析钢结晶过程分析 把各合金的结晶开始温度点连接起来，即为液相线；把结晶终了温度点连接起来，即为固相线。这样就构成了Pb-Sb二元合金相图。 思 考 题 1 在纯金属的冷却曲线上为什么会出现一水平台阶？ 2 为什么晶粒越细小其力学性能越好？ 3 如果结晶时晶核不多而生长速度快，则结晶后的晶粒是粗还是细？ 本节重点：铁碳合金状态图在铸造、 压力加工、焊接中的应用； 本节难点：铁碳合金状态图的理解； 铁碳合金由于其资源广泛、冶炼方便、价格低廉、性 能优越，在工业生产中广泛使用。 铁素体：碳溶解在α—Fe中的间隙固溶( F）。塑性 （δ=45-50%）、韧性好，强度、硬度低。 奥氏体：碳溶解在γ —Fe中的间隙固溶体（A）。塑 性好。 渗碳体：铁与碳形成的金属化合物（Fe3C）。硬度很 高（HBW=800），塑性、韧性几乎为零。 珠光体：是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体 与渗碳体的共析体（P）。 莱氏体：是液态铁碳合金发生共晶转变所形成的奥氏 体与渗碳体的共晶体（Ld）。硬度高，塑性 差。 1148 ℃ 1、共晶反应 一定成分的液相在一定的温度下同时结晶出两种成分和结构均不相同的固相的反应。 L 4.3%c A2.11%c+Fe3C6.69%c 共晶反应的产物即莱氏体 Ld=(A2.11%c+Fe3C6.69%c) 2 、共析反应 一定成分的固相在一定的温度下同时析出两种成分和结构均不相同的 新的固相的反应。 A2.11%c 727 ℃ F0.02%c+Fe3C6.69%c 共析反应的产物即珠光体 P＝F0.02%c+Fe3C6.69%c 渗碳体的熔点 共晶点 共析线 共析点 纯铁的熔点 共晶线 ACD线—液相线 AECF线—固相线 碳在奥氏体中的最大溶解度 A3线 Acm 纯铁的熔点 共晶点 渗碳体的熔点 碳在奥氏体中的最大溶解度 α-Te γ-Te同素异晶转变点 碳在铁素体中的最大溶解度 共析点 碳在铁素体中的溶解度 0 4.3 6.69 2.11 0 0.02 0.77 0.0008 1538 1148 1227