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金属工艺学 《金属工艺学》是一门以研究有关制造金属机件工艺方法的综合性技术学科。 第一篇 工程材料导论 热加工：铸造、锻造、焊接（热处理） 冷加工：车、铣、钻、刨、磨、滚． 工程材料：用于工程结构和机器零件的材料。 黑色金属：钢、铸铁 有色金属：除钢铁以外的金属 三大固体材料：金属、陶瓷、有机高分子材料． 1金属材料的主要性能 使用性能：反映金属材料在使用过程中所表现的特性。物理、化学、机械（力学） 工艺性能：反映金属材料在加工过程中所表现的特性。可锻性、可铸性、可焊性、可切削性。 一、金属材料的机械性能 金属及其合金在外力作用下所表现出来的特性 外力：拉、压、弯、扭、剪；大小、方向、作用点 １、一个概念 物体受力就变形。 ２、二种变形 （１）弹性变形：在外力作用下，产生变形，外力去掉，变形消失。 （２）塑性变形：在外力作用下，产生变形，外力去掉，变形残留。 ３、三个阶段 （１）弹性变形阶段ｏｅ （２）塑形变形阶段ｅｋ （３）断裂阶段（局部塑形变形）ｂｋ 4、五种常见的机械性能指标 （１）强度：金属材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。σb （２）硬度：金属材料抵抗硬的物体压入其表面的能力。ＨＢ （３）刚度：金属材料在外力作用下，抵抗产生弹性变形的能力。 Ｅ （４）塑性：材料断裂前发生不可逆永久变形的能力。δ、ψ （５）冲击韧性：抵抗冲击载荷而不破裂的能力。 ακ 2 铁碳合金 2.1 纯铁的晶体结构及同素异晶转变 一、金属的结晶 １、结晶的概念 金属从液态转变为固态的过程。 ２、结晶过程 原子从不规则到规则。晶核的生成；晶核的长大，晶核不断的生成；晶核不断的长大，直到耗尽液态合金。 ３、晶粒大小 晶粒越细，材料的强度、硬度越高；塑性韧性也好。 细化晶粒的方法增加过冷度，变质处理，附加振动。 二、纯铁的晶体结构 １、晶体的概念 晶体：原子在空间有规则的排列 晶格：把晶体内部各原子的中心用一假想的直线连接起来，所形成的空间格子。 晶胞：晶格中能代表晶格类型的最小单元。 ２、常见的晶格类型 （１）体心立方晶格 （２）面心立方晶格 三、纯铁的同素异晶（构）转变 重结晶 金属在固态下，晶格类型随温度变化的现象。 2.2铁碳合金的基本组织 合金的概念 由一种金属元素与一种或几种其它元素组成的，具有金属特性的物质。 组元：组成合金的最基本的、独立的物质 相：金属或合金中，化学成分、晶体结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀部分。 组织：在显微镜下所观察到的金相试样的形貌。（晶粒大小、形态和分布情况） 一、固溶体 当合金由液态结晶为固态时，组元间仍能互相溶解，并能保持某一组元晶格的均匀固体。 置换固溶体（有限固溶体、无限固溶体） 间隙固溶体 畸变 固溶强化 １、铁素体：碳溶于α－Ｆｅ中形成的固溶体。F σb≈250 Mpa δ=45%~50% ２、奥氏体：碳溶于γ－Ｆｅ中形成的固溶体。A 二、化合物 金属化合物：合金的各组元发生化合作用，生成一种晶体结构不同于任一组元，并具有金属特性的新相。 渗碳体：铁和碳形成的金属化合物。 Fｅ３C 三、机械混合物 机械混合物：由两种或两种以上的相，机械的混合在一起而形成的一种多相组织。 1、 珠光体： 铁素体和渗碳体组成的机械混合物。P 2、莱氏体 高温莱氏体：奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。Ld 低温莱氏体：珠光体和渗碳体组成的机械混合物 。 Ld’ 2.3铁碳合金状态图 一、铁碳合金状态图的建立 合金系 熔点和生成物都有变化 二、铁碳合金状态图的分析 １、状态图中的主要点和线 ２、结晶过程分析 3、铁碳合金的分类 工业纯铁：C＜０．０２１８％ 钢 共析钢：C＝０．７７％ 亚共析钢：０．０２１８％＜C＜０．７７％ 过共析钢： ０．７７％＜C＜２．１１％ 白口铸铁 共晶白口铸铁：C＝４．３％ 亚共晶白口铸铁： ２．１１％＜C＜４．３％ 过共晶白口铸铁： ４．３％＜C＜６．６９％ 2.4 工业用钢简介 一、钢的分类 １、按冶炼方法分：平炉钢、转炉钢、电炉钢 ２、按脱氧程度分；沸腾钢、镇静钢、半镇静钢 ３、按含碳量分：低碳钢、高碳钢、中碳钢 ４、按质量分：普通碳钢、优质碳钢、高级优质碳钢 ５、按用途分：结构钢、工具钢 二、碳素钢 1、普通碳素结构钢：五类２０种。Q235 2、优质碳素结构钢：０８、１0、 15、· · · · · · 85. 3、碳素工具钢：T7、T8、T9、 · · · · · · T13 三合金钢 1、合金结构钢 低合金结构钢、合金结构钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢、易切削结构钢。 2、合金工具钢 高速工具钢、硬质合金 3、特殊性能钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁性材料 3钢的热处理 3.1 概述 将钢在固态下，加热到一定温度，经过保温，适当的冷却速度冷却，以改变其内部组织，从而获得所需