《数控加工机械基础习题集》参考答案
项目一常用金属材料
课题一碳钢
任务一碳钢
一、填空题
1. 2.11%，硅，锰，硫，磷
2.≤0.25，0.25%-0.60，≥0.60
3.机械零件和工程结构件；刀具、模具和量具
4．屈服点；屈服点数值；质量等级；沸腾钢
5．0.45，中碳，优质，结构
6．工具，高碳，高级优质
7．优质碳素结构，普通碳素结构，碳素工具
8．白
9．
10.车削、铣削、镗削、刨削、磨削及钳工。硬度、韧性，好
11.170~230，刀具易磨损，加工效率低；易产生粘刀现象，且表面粗糙度也差。
12.Ｑ195 Ｑ235-A.F 08 65Mn 45 20
13. T7 T10 T12
二、选择题
1．D 2．A、B、C、C，3．D 4．A 5．A 6．C 7．B 8．C 9．A 10．B 11．B 12．B 13．A 14．B
三、下列说法你认为对的打√，错的打×。
1．×2．√3．× 4．× 5．√
四、含碳量小于2．11%的铁碳合金称为碳钢。具有良好的力学性能和工艺性能，且冶炼方便，价格便宜。
五、
六、碳素工具钢具有较高的硬度和耐磨性，随含碳量的增加，其硬度和耐磨性逐渐增大，韧性逐渐下降。牌号采用T+数字表示。牌号共有T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13。
七、选用Ｑ235—A.F
八、反复锻钉，主要目的是形成锻造流线，使曲线分布合理，提高力学性能。其次通过锻造使晶粒细化，并消除组织缺陷。
九、易切削钢是指在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，以改善其切削性的钢。特点是：对刀具有润滑作用，切削抗力小，易断屑，加工表面粗糙度值小，生产效率高。
十、略
任务二力学性能
一．填空题
1．
2．变形断裂屈服强度抗拉强度
3．塑性变形，伸长率断面收缩率
4．金属材料抵抗其它更硬物体压入表面的。布氏硬度、洛氏硬度维氏硬度
5．冲击载荷a K
6．降低，降低，降低，变差，变差，增大
7．5，强度硬度，塑性韧性
8、强度、塑性、硬度、韧性
9、
二、选择题
1．C 2．C 3．A 4．B 5．C 6．E 7．A 8．B 9．D 10.D
三、下列说法你认为对的打√，错的打×
1．√2．√3．√4．√5．×6．× 7．√ 8．√ 9．√ 10．√
四、
1．e点o e阶段
2．es发生屈服现象，sb强度逐步提高
3．好。
五、
1．随着含碳增加，钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低。但当钢的含碳量大于0.9%时，使钢的强度有所降低。
2．塑性、韧性最好提Ｑ195，强度最大的是T8A，硬度最大的是T13。
3．钢的含碳量一般不超过1.4%后，塑性、韧性均为零，这样的钢已无实用价值。
六、强度大的金属材料用于制造机械设备时，可减轻自重，减少制造成本。用于制造运输机械时，可以大大提高运载能力，节约能源，提高工作效率。
七、
1．塑性好的是10钢。
塑性差的是65钢。
强度高的是45钢。
2．塑性好的金属可以发生大量塑性变形而不破坏，便于通过塑性变形加工，制成形状复杂
的零件；塑性好的金属在受力过大时，由于首先产生塑性变形而不致发生突然断裂，使用比较安全。
八、冲击韧性。
九、在交变应力作用下，零件的工作应力低于材料的屈服点，但仍会发生突然断裂的现象称为金属的疲劳断裂。产生疲劳断裂的主要原因是材料的表面或内部有缺陷（如划痕、夹杂等），交变应力的反复作用下产生了微裂纹，并随着应力循环周次的增加，裂纹不断扩展，使零件实际承受载的面积不断减少，直至减少到不能承受外加载荷的作用时，零件即发生突然断裂。
课题二合金钢
任务一合金结构钢
一、填空题
1．一种多种。金属元素，非金属元素。
2．低合金钢、中合金钢、高合金钢；优质合金钢、特质合金钢；合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢
3．平均含C 0.60%、Si 2.0%、Mn 1.0%；
平均含C 0.9%、Mn 2.0% 、V 1.0%；
平均含C ≥1.0%、Cr 12.0%。
4．重要的机械零件工程结构件。重要的工具。
5．合金调质钢，提高强度，淬透性，调质处理。
6．滚动轴承，滚动轴承，量
7．40Cr 60Si2Mn 20CrMnTi GCr15
二、选择题
1．Ｄ2．Ｄ3．B 4．Ｃ5．Ｃ
三、下列说法你认为对的打√，错的打×
1．×2．√3．√4．×5．√6. √ 7. × 8. √
四、为改善钢的性能，特意加入一种或数种合金元素的钢。力学性能好，红硬性高，易淬透，并具有一些特殊的物理、化学性能。
五、
1．
2．桥梁用钢的强度不断增大。
六、
1．低合金高强度钢。Q460表示屈服点为460MPa的低合金高强度钢。
2．
七、进行化学成分检测，含有铬元素的是40Cr钢，无铬元素的是40钢；分别制成标准的拉伸试样，进行调质处理后，测得强度、硬度大的是40Cr钢，低的是40钢；放到砂轮机上磨削，火束呈直线关流线的是40钢，火束中夹有波浪流线的是40Cr钢；根据国家钢材颜色标记鉴别：白+蓝的为40钢，另一种为40Cr。
任务二合金工具钢
一、填空题
1．淬硬性、淬透性、耐磨性，刃具钢、模具钢量具钢
2．冷作模具钢、热作模具钢，锻造、冲压、切型
3．高硬度高耐磨性
4．高速。硬度耐磨性，600，车刀
5．高速钢
6．9CrSi W18Cr4V Cr12
二、选择题
1．Ｄ2．C 3．A 4．Ｃ5．C
三、下列说法你认为对的打√，错的打×
1．×2．√3．×4．×5．×
四、通常采用钨系高速钢制造，如W18Cr4V、W18Cr4VCo5等。高速钢具有高的强度、硬度、耐磨性和较高的红硬。
五、T9A为碳素工具钢，而9SiCr为合金刀具钢，热处理后具有高的强度、硬度、耐磨性，故9SiCr制造的刀具用寿命要长。
任务三特殊性能钢
一、填空题
1．不锈耐酸钢、耐热钢耐磨钢
2．不锈钢，耐酸钢
3．0.3、13。≤0.06、18.0、9.0
4．强度
5．ZGMn13，铸造。坦克履带、挖掘机铲齿
二、选择题
1．Ｄ2．C 3．C 4．B
三、用铁磁性区分，能被磁铁吸住的是1Cr13，没有铁磁性的是1Cr18Ni9。
四、耐酸钢，0Cr18Ni9、1Cr18Ni9
五、高锰钢极易产生加工硬化，难于进行切削加工，故应尽量避免对铸件进行加工。
课题三铸铁
一、填空题
1．2.11%，2.0%~4.0%，灰铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁球墨铸铁
2．白口铸铁、灰口铸铁麻口铸铁
3．渗碳体（Fe3C）。银白，硬度高、脆性大
4．片状石墨
5．灰铸铁可锻铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁。HT300 KTH300-06 QT400-15 RuT300 6．差铸造性、切削加工性、减摩、减振小的缺口敏感性差
7．抗拉强度为250 MPa的灰铸铁
8．白口铸铁件，高温石墨化退火，团絮
9．差，好
10．bσ为350 MPa、δ为10%的黑心可锻铸；bσ为450 MPa、δ为6%的珠光体可锻铸铁11．球化处理、孕育处理，球状
12．好，相媲美。铸造性、切削加工性、减摩、减震
13．球墨，400 MPa、18%
14．bσ为300 MPa的蠕墨铸铁
15．HT200 KTH350-10 QT700-2 RuT300
二、选择题
1．B 2．B 3．B 4．B 5．Ｄ6．Ｄ7．C 8．C
三、下列说法你认为对的打√，错的打×
1．√2．×3．×4．√5．× 6．√ 7．× 8．× 9．√
四、含碳量大于2.11%的铁碳合金。铸造性好、切削加工性好、减摩、减震、缺口敏感性小。
九、灰铸铁组织中的片状石墨割裂金属基体的连续性，使灰铸铁的切屑易脆断，且石墨对刀具有一定的润滑作用，使刀具磨损减小。
十、因灰铸铁组织中的片状石墨割裂金属基体的连续性，使灰铸铁的切屑易脆断，且石墨对
刀具有一定的润滑作用，使刀具磨损减小，故灰铸铁的切削加工性能比碳钢好。
因灰铸铁流动性好，收缩性小，且熔点比碳钢低，结晶区间小，故灰铸铁的铸造性能比碳钢好。
十一、这是因为灰铸铁组织中出现硬度很高的白口铸铁（Fe3C）组织的缘故。进行高温退火处理，以降低硬度。
课题四有色金属
一、填空题
1．一层致密的氧化膜（AI2O3）
2．变形铝合金铸造铝合金
10．H90 H7O H62
11．软基体上均匀分布着硬质点，硬基体上均匀分布着软质点
12．与轴颈磨合，承受轴的冲击，被磨损的凹陷面储存润滑油；支承轴颈
二、选择题
1．Ｄ2．Ｄ3．A 4．B 5．Ｄ6．A 7．C 8．A 9．Ｄ10．C
三、下列说法你认为对的打√，错的打×
1．×2．×3．×4．√5．× 6．√ 7．√
四、AI-Cu-Mg-Zn系合金。热处理后强度高（抗拉强度可达680 MPa），比强度已相当于超高强度钢（一般指σb＞1400MPa的钢），故名超硬铝。但耐蚀性较差。
五、H7O表示含70%Cu、30%Zn的普通黄铜。塑性好，其塑性超过纯铜。
六、软基体上均匀分布着硬质点或硬基体上均匀分布着软质点。锡基轴承合金、铅基轴承合金和铝基轴承合金。
课题五硬质合金
一、填空题
1．难熔金属碳化物微米级，钴或镍、钼
2．
3．耐热钢、高锰钢、不锈钢
4．物理气相沉积化学气相沉积
二、选择题
1．C 2．A 3．Ｄ4．Ｄ5．A
三、下列说法你认为对的打√，错的打×
1．√2．×3．×4．√5．√
四、钨钴类硬质合金、钨钛钴类硬质合金、钨钽钴类硬质合金和钨钛钽钴类硬质合金。
其特点有：
1．硬度高（HRA86～93，相当于HRC69～81），红硬性高（900 ℃～1 000 ℃），耐磨性好，抗压强度高（可达6000 MPa）；
2．抗弯强度低（只有高速钢的1/2～1/3），韧性差（只有淬火钢的30%～50%），导热性差；
3．耐腐蚀性好，抗氧化性良好；
4．线膨胀系数小。
材料名称密度(克/厘米3) 灰口铸铁6.6~7.4 白口铸铁7.4~7.7 可锻铸铁7.2~7.4 铸钢7.8 工业纯铁7.87 普通碳素钢7.85 优质碳素钢7.85 碳素工具钢7.85 易切钢7.85 锰钢7.81 15CrA铬钢7.74 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 38CrA铬钢7.8 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 铬镍钨钢7.8 铬钼铝钢7.65 含钨9高速工具钢8.3 含钨18高速工具钢8.7 高强度合金钢7.82 轴承钢7.81 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr14、Cr17 7.7 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 7铝青铜7.8 19-2铝青铜 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 10-4-4铝青铜7.46 铍青铜8.3 3-1硅青铜8.47 1-3硅青铜8.6 1铍青铜8.8 0.5镉青铜8.9 0.5铬青铜8.9 1.5锰青铜8.8 5锰青铜8.6 白铜B5、B19、B30、BMn40-1.5 8.9 BMn3-12 8.4 BZN15-20 8.6 BA16-1.5 8.7 BA113-3 8.5 纯铝2.7 防锈铝LF2、LF43 2.68
LF3 2.67 LF5、LF10、LF11 2.65 LF6 2.64 LF21 2.73 硬铝LY1、LY2、LY4、LY6 2.76 LY3 2.73 LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 2.8 LY9、LY12 2.78 LY16、LY17 2.84 锻铝LD2、LD30 2.7 LD4 2.7 灰铸铁HT100～HT350 6.6--7.4 白口铸铁S15、P08、J13等7.4--7.7 可锻铸铁KT30-6～KT270-2 7.2--7.4 铸钢ZG45、ZG35CrMnSi等7.8 工业纯铁DT1--DT6 7.87 普通碳素钢Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 7.85 优质碳素钢05F、08F、15F 10、15、20、25、30、35、40、45、50 7.85 碳素工具钢T7、T8、T9、T10、T12、T13、T7A、T8A、T9A、T10A、T11A、T12A、T13A、T8MnA 7.85 易切钢Y12、Y30 7.85 弹簧钢丝Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ7.85 低碳优质钢丝Zd、Zg 7.85 锰钢20Mn、60Mn、65Mn 7.81 铬钢15CrA 20Cr、30Cr、40Cr 38CrA 7.74 7.82 7.80 铬钒钢50CrVA 7.85 铬镍钢12CrNi3A、20CrNi3A 37CrNi3A 7.85 铬镍钼钢40CrNiMoA 7.85 铬镍钨钢18Cr2Ni4WA 7.8 铬钼铝钢38CrMoA1A 7.65 铬锰硅钢30CrMnSiA 7.85 铬锰硅镍钢30CrMnSiNi2A 7.85 硅锰钢60Si2nMnA 7.85 硅铬钢70Si2CrA 7.85 高强度合金钢GC-4、GC11 7.82 高速工具钢W9Cr4V W18Cr4V 8.3 8.7 轴承钢GCr15 7.81 不锈钢0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 Cr14、Cr17 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr18Ni11Nb 1Cr23Ni18、Cr17Ni3Mo2Ti 1Cr18Ni11Si4A1Ti
课题1 金属材料（一） 几种重要的金属 知识梳理 1.金属材料：包括纯金属和它们的合金。 2.金属材料的发展史：商朝，人们开始使用青铜器，春秋时期开始冶铁，战国时期开始炼钢，铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。 3.金属的物理性质：大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大，熔沸点较高，具有良好的延展性和导电性、导热性，在室温下除汞为液体，其余金属都是固体。 4.物质的性质在很大程度上决定了它们的 用途，当然还需考虑价格，资源，是否美观，使用是否便利，废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 基础过关 知识点1 金属材料的发展和利用 1. （2020成都）下列成都出土的文物中，不属于金属材料的是 A. 东汉说唱俑 B. “郫”字青铜戈 C. 龙纹铅饼币 D. 黄金面具 【答案】A 【解析】A、该物品的材料是陶瓷，属于无机非金属材料，选项正确； B、青铜是一种合金，属于金属材料，选项错误； C、铅是一种金属，属于金属材料，选项错误； D、黄金是一种金属，属于金属材料，选项错误，故选A。2.人类使用金属的历史，由早到晚的顺序正确的是（B） A.铁→铜→铝 B.铜→铝→铁 C.铜→铁→铝 D.铁→铝→铜知 知识点2 金属共有的物理性质和用途 3（2020河南）金属材料在生产，生活中使用广泛。下列金属的用途利用了金属导电性的是 A.铜制电线 B.铁质铁锅 C.金制项链 D.铝制饮料罐 【答案】 A 【解析】性质决定用途，金属能用于作导线，正是利用了金属的导电性。故选A。4（2019·常州市）铜能被加工成7微米厚的超薄铜箔，说明铜具有良好(C) A. 导电性 B. 导热性 C. 延展性 D. 耐酸性 5.通常状况下，颜色呈紫红色的金属是（ C ） A．铁 B．银 C．铜 D．铝 6.金属、金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。下列说法中不正确的是（C） A、钨的熔点高，可用作灯丝 B、铁具有良好的导热性，可以用于只在炊具 C、银的导电性好，常用来做导线 D、金光泽好，耐磨，易加工，常用来做金饰品。 7下列有关“金属之最”描述中，属于金属物理性质的是（） A．钙是人体中含量最多的金属元素B．铁是世界年产量最高的金属 C．铝是地壳中含量最多的金属 D．银是最好的导电导热金属 【解析】物质的物理性质是指不需要通过化学变化表现出来的性质，据此
名称代号单位意义 比例极限σp Mpa材料在受力拉伸过程中，应力与应变保持正比关系的最大应变值屈服点σs Mpa材料在受力过程中，开始产生显著塑性变形的最小应力值 屈服强度σ0.2Mpa 材料在受力过程中，所产生的塑性变形达到测定长度的0.2％时的应力值 抗拉强度σb Mpa材料在拉伸过程中，从开始到散裂时所达到的最大应力值 抗压强度σbc Mpa材料在拉伸过程中，从开始到断裂期间内所达到的最大应力值 抗弯强度σbb Mpa 在与轴线（材料）相垂直的力作用下，材料呈现弯曲直至破坏时所到达的最大应力值 延伸率δ％材料在拉断后，其测定部分的塑性伸长与原来测定部分长度的百分比 断面收缩率ψ％材料在拉断后，其断裂处横截面积的缩减量与原来的横截面积的百分比 扭转比例极限J p Mpa材料在扭转过程中的规定比例极限值 扭转屈服强度J0.3Mpa 材料在扭转过程中，所产生的部分残余剪应变量达到测定量的0.3％时的计算剪应力 扭转强度Jb Mpa材料在扭转过程中，达到断裂时的最大扭矩计算而得的最大剪应力 σ-1光滑试样承受对称弯曲应力时，在重复或交变情况下，于规定周期 次数内不发生断裂所承受的最大应力 J-1光滑试样承受对称扭转应力时，在重复或交变情况下，于规定周期 次数内不发生断裂所承受的最大应力 HB硬度表示材料抵抗物体压入其表面的能力 HRC HRB HRA用于硬度极高的材料（如硬质合金钢） HV锥式硬度 HS当工件最终表面不允许留下任何痕迹（如钢球或金刚石压痕）时， 如如轧辊辊身和辊径处，采用HS 冲击韧性A k 试样在一次摆锤冲击弯曲试验中冲折时所消耗的功除以试样断裂处原横截面积所得的商 金属材料机械性能代号 Mpa 疲劳极限 HB>450或试样过小，改用洛式硬度（HR）。分别用HRA、HRB 、HRC三种标度表示：标度C用于硬度很高的材料（如：淬火 钢）；标度B用于硬度较低的材料（如：退火钢、铸铁） 硬度Mpa
课题1金属材料教学设计 【教学设计思路】 根据课程标准要求，关于金属材料的学习，在认知领域的教学属于知道和了解水平，且学生已有关于金属和合金的不少生活常识，学习难度不大。为维护课标的严肃性，教学忌拔高知识难度，但在教学中，对于过程与方法，情感态度与价值观可考虑加强一些。使学生在学习过程中去深刻感知金属的物理性质及合金的巨大使用价值。从方法和情感层面获得加强和熏陶，不失为一种教学创新。这样做对知识学习而言，可以变枯燥为生动；对过程与方法而言，可以获得实验探究、调查研究、归纳分析等训练；还可透过关于中国冶金发展史的学习对爱国情感的熏陶等等。同时，本课题教材联系学生生活常识较多。为扩大学习成果，在课前、课中及课后力求安排一些学生活动，以激发化学学习的持久兴趣及升华科学情结。因此，本课题的教学，以指导学生探究学习、发展学生认知能力为出发点及归宿而设计。 【教学目标】 知识与技能： 1、通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 2、了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。 3、认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。 过程与方法： 1、引导学生自主实验探究金属的物理性质（重点探究导电、导热性等）。 2、通过讨论探究物质的性质与用途的关系，培养学生综合分析问题的能力。 3、通过查阅合金的资料，培养学生独立获取知识的能力。
情感态度与价值观： 1、通过实验探究活动让学生体验成功的喜悦，逐步养成在学习过程中敢于质疑敢于探究的良好品质。 2、通过调查考察认识化学科学的发展在开发新材料提高人类生存质量方面的重大意义和贡献。 【教学重点】 1、引导自主探究金属的物理性质。 2、在交流学习中认识常见的合金并了解其广泛的用途。 【教学方法】 引导实验探究；指导调查考察，收集资料整理归纳；组织小组讨论交流及分享等。 【仪器、药品及其它】 1、学生收集日常生活中的金属材料。 2、学生查阅有关金属材料发展前景资料。 3、酒精灯、火柴、干电池、导线、小灯泡、砂纸、铜丝、铁丝、铝丝、铁架台、黄铜、铜、焊锡、锡、铁片、铅、铝片、铝合金。 4、教师制作多媒体课件。 【教学设计】
金属材料力学性能最常用的几项指标 硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。 对于金属材料的硬度，至今在国内外还没有一个包括所有试验方法的统一而明确的定义。就已经标准化的、被国内外普通采用的金属硬度试验方法而言，金属材料硬度的定义是:材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种测试方法是最长用的，它们是金属硬度检测的主要测试方法。而洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检测，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的及不可移动工件的硬度检测。 1.布氏硬度计原理 对直径为D的硬质合金压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验
常用国内外钢材牌号对照表 中国 美国 日本 德国 英国 法国 前苏联 国际标准化组织 GB AST JIS DIN 、DINEN BS 、BSEN NF 、NFEN ΓOCT ISO 630 品 名 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 Q195 Cr.B Cr.C SS330 SPHC SPHD S185 040 A10 S185 S185 CT1K П CTlC П CTl ПC Q215A Cr.C Cr.58 SS 330 SPHC 040 A12 CT2K П—2 CT2C П—2 CT2ПC —2 Q235A Cr.D SS400 SM400A 080A15 CT3K П—2 CT3C П—2 CT3ПC —2 E235B Q235B Cr.D SS400 SM400A S235JR S235JRGl S235JRG2 S235JR S235JRGl S235JRG2 S235JR S235JRGl S235JRG2 CT3K П—3 CT3C П—3 CT3ПC —3 E235B Q255A SS400 SM400A CT4K П—2 CT4C П—2 CT4ПC —2 普 通 碳 素 结 构 钢 Q275 SS490 CT5C П—2 CT5ПC —2 E275A
中国 美国 日本 德国 英国 法国 前苏联 国际标准化组织 GB AST JIS DIN 、DINEN BS 、BSEN NF 、NFEN ΓOCT IS0 630 品 名 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 08F 1008 1010 SPHD SPHE 040A10 80K П 10 1010 S10C S12C CKl0 040A12 XCl0 10 C101 15 1015 S15C S17C CKl5 Fe360B 08M15 XCl2 Fe306B 15 C15E4 20 1020 S20C S22C C22 IC22 C22 20 25 1025 S25C S28C C25 IC25 C25 25 C25E4 40 1040 S40C S43C C40 IC40 080M40 C40 40 C40E4 45 1045 S45C S48C C45 IC45 080A47 C45 45 C45E4 50 1050 S50C S53C C50 IC50 080M50 C50 50 C50E4 优 质 碳 素 结 构 钢 15Mn 1019 080A15 15r
金属材料力学性能 Prepared on 24 November 2020
常见的金属材料力学性能一. 金属材料相关概念 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式的外力作用。这就要求金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不被破坏的能力；这种能力就是金属材料的力学性能。诸如金属材料的强度、刚度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料在外力下表现出来的力学性能的指标。 强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。一般用单位面 积所承受的作用力表示，符号为σ，单位为MPa。 工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用σs表示。抗拉强度是指金属材料在拉力作用下，被拉断前所承受的最大应力值，用σb表示。 对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，则用抗拉强度作为其设计的依据。 刚度 刚度是指金属材料在外力载荷作用下抵抗弹性变形的能力。对于机械零件要求较高的尺寸稳定性时，需要考虑刚度指标。 硬度 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。
几种常用金属材料力学性能一览表 注：1.上表中材料的强度数值仅供参考，在不同的热处理工艺及环境下其对应的强度值不同。 二.材料的失效与许用应力 通常将材料的强度极限与屈服极限统称为材料的极限应力，用σu 表示。对于脆性材料强度极限为其唯一强度指标；对于塑性材料，其屈服应力小于强度极限，通常以屈服应力作为极限应力。 为了机械零件使用的安全性，对于机械构件要有足够的强度储备。因此，实际是使用的最大应力值必须小于材料的极限应力。最大使用应力称为许用应力，用[σ]表示。许用应力与极限应力的关系如下： [σ]= σu n ， σu ={ σs σb 式中，n 为大于1的因数，称为安全因数。对于塑性材料n 为，σu=σ s ；对于脆性材料n 为，σu=σb 。 强度条件 σmax =（F A ）max ≤[σ] 式中，F ，机械零件所承受的最大载荷作用力，单位N ；
简介：1. 45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例 1. 45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。 主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。 2. Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢。 主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 3. 40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。 主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。 4. HT150——灰铸铁。应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等 5. 35——各种标准件、紧固件的常用材料 主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件 6. 65Mn——常用的弹簧钢。应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。 7. 0Cr18Ni9——最常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛，如食品用设备，一般化工设备，原于能工业用设备 8. Cr12——常用的冷作模具钢（美国钢号D3，日本钢号SKD1) 特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12钢碳含量高达2.3%，所以冲击韧度较差、易脆裂，而且容易形成不均匀的共晶碳化物；Cr12钢由于具有良好的耐磨性，多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等
项目一常用金属材料 参考答案 一、填空题 1．铁碳 2.11% 2．硫（S）磷（P）普通钢优质钢高级优质钢磷（P）硫（S） 3．低碳钢中碳钢高碳钢 0.25%~0.60% 4．235MPa A 结构 5. 工具高碳高级优质 6．沸腾钢镇静钢特殊镇静钢 7．塑性硬度韧性疲劳强度 8．提高下降 9．硬度韧性好 10. 低合金钢中合金钢高合金钢合金结构钢合金工具 钢特殊性能钢 11. 高速钢硬度耐磨性红硬性钻头和车刀 12. 0.10%~0.25% 淬透性 13. 合金调质钢调质（淬火+高温回火） 14. 9SiCr 15.高硬度高耐磨性高的尺寸稳定性足够的韧性 16．黑心可锻铸铁最低抗拉强度为300MPa 伸长率为6% 17.软基体硬质点硬基体软质点锡基轴承合金铅基轴承 合金 18. 铸造变形 19. 钴（Co）镍（Ni）粘结剂粉末冶金 YG YT YA YW 20. 物理气相沉积化学气相沉积 二、选择题 1.B 2.B 3.C 4.A 5.D 6.B 7.C 8.A 9.A 10.B 11.D 12.D 13.C 14.A 15.C 16.C 17.B 18.D
19.D 20.C 21.C 22.A 23.B 24.D 25.B 26.D 27.A 28.A 29.B 30.A 31.A 32.B 33.B 34.A 35.B 36.B 37.B 38.C 39.B 40.A 41.B 42.A 43.B 44.B 45.C 46.C 47.B 48.A 49.B 50.A 51.B 52.B 53.C 54.D 55.B 三、是非题 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.√ 7.× 8.√ 9.×10.× 11.× 12.× 13.× 14.√ 15.× 16.× 17.× 18.√ 19.√ 20.× 四、填表
课题1 金属材料 一、学习目标 1．通过日常生活广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 2．了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。 3．知道合金的组成，了解生铁和钢等重要合金。 4．会区别纯金属和合金，认识合金比纯金属具有更广泛的用途。 二、知识准备 请列举你知道的一些金属材料 列举生活中常见的金属铁、铜、铝的有关知识 铁： 铜： 铝： 人类历史上使用铁、铜和铝等金属材料的先后顺序是怎样的？ 三、学习探究 [自主学习] 阅读课本第2-3页内容，思考以下问题： 1、金属材料的种类有哪些？ 2、跟非金属相比，金属具有哪些相似的物理性质？ 3、通过课本第3页表8-1及生活经验完成第4页中的讨论。 4、说出你所知道的金属之最。
[交流学习] 小组内交流讨论：物质性质与用途之间的关系。 [精讲点拨]并不是所有含金属元素的物质都是金属材料，例如铁矿石中含有铁元素但不是金属材料，在考虑物质的用途时，不光要考虑其性质，还需要考虑价格、资源存量、是否美观，使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 [跟踪练习] 1、某物质为金属材料，则该物质（） A．一定是单质B．一定是化合物 C．一定是混合物D．可能是单质或混合物 2、下列物质的性质都属于金属物理性质的是（） ①导电性②熔点低③延展性④导热性⑤有光泽 A．①②⑤B．①③④⑤C．②④⑤D．②③⑤ 3、铝通常用作电线、电缆是利用它的性；细铁丝、薄铁片用力就可弯成各种形状，这说明铁具有的性质；铁锅、铝壶可用来烧水是利用它们的性；金块可以轧成很薄的金箔，这是利用了金的性 [自主学习] 阅读课本第4-5页，思考以下问题： 1．什么是合金？合金是纯净物吗？ 2．铁常见的两种合金是什么？其组成如何？ [观察思考] [交流学习] 1．通过观察[表8-2]你得出什么结论？
常用金属材料的基本限制条件 工程上的实际应用环境条件是十分复杂的，不同的介质、介质温度、介质压力等操作条件的组合，构成了无数个选材条件。就常见的选材条件来说，要想在这里逐一给出其选材结论是不现实的，它也正是各个设计院或工程公司一直致力研究的问题。在这里将换一种方式，以材料为主体，应用金属理论、腐蚀理论以及工程理论来确定各种常用材料的使用限制条件。工程上，压力管道选材除了要确定材料牌号外，还要确定材料标准，因为不同的材料标准，对材料质量的要求是不一样的。 1一般限制条件 在进行工程材料选用时，首先应遵循下列一些原则。 1.1满足操作条件的要求 a．根据操作条件判断该管道是不是压力管道，属于那一类压力管道。 不同类别的压力管道因其重要性不同，发生事故带来的危害程度不同，故对材料的要求也不同。一般情况下，高类别的压力管道(如一类压力管道)从材料的冶炼工艺到最终产品的检查试验都比低类别的压力管道要求高。 b.应考虑操作条件对材料的选择要求。不同的材料对同一腐蚀介质的抗腐蚀性能是不相同的。在腐蚀环境中，选用材料应避免灾难性的腐蚀形式(如应力腐蚀开裂)出现，而对均匀腐蚀，一般至少应限定在"耐腐蚀"级，即最高年腐蚀速率不超过0.5mm； c.介质温度也是选用材料的一个重要参数。因为温度的变化会引起材料的一系列性能变化，如低温下材料的脆性，高温下材料的石墨化、蠕变等问题。很多腐蚀形态都与介质温度有密切的关系，甚至是腐蚀发生的基本条件。因此压力管道的选材应满足温度的限制条件。 1.2满足材料加工工艺和工业化生产的要求 a．理想的材料应该是容易获得的，即它应具有良好的加工工艺性、焊接性能等。 例如，对于一些腐蚀环境，选用碳钢和不锈钢复合制成的压力管道及其元件来代替纯不锈钢材料无疑是经济适用的，但由于许多制造厂的复合工艺不过关，使用中屡次出现问题，从而给复合材料的应用带来了限制，尤其是碳钢与0Cr13的复合板材因现场焊接质量不容易保证，以致工程上不敢使用或者说不敢大量使用它。 b.工程上的材料应用是系列化、标准化的。 它不像在实验室中，可以做到少量、理想化的材料应用。将材料标准化、系列化便于大规模生产，减少材料品种，从而可以节约设计、制造、安装、使用等各环节的投入，同时也将大大降低生产成本。 所以工程上应首先选用标准材料，对于必须选用的新材料，应有完整的技术评定文件，并经过省级及其以上管理部门组织技术鉴定，合格后才能使用。 对于必须进口的材料，应提出详细的规格、性能、材料牌号、材料标准、应用标准等技术要求，并按国内的有关技术要求对其进行复验，合格以后才能使用。 1.3符合既适用又经济的要求 这是一个很原则的问题，实际操作起来是很复杂的。它要求材料工程师须运用工程学、材料学、腐蚀学等方面的知识综合判断。这样的问题有时是可以定量计算的，有时则是不可以定量计算的。一般情况下，应从以下几个方面来考虑： a.腐蚀方面 1）对于局部腐蚀，若通过其它措施(如工艺防腐措施)能防止或控制局部腐蚀的发生，特别是突然性、灾难性的局部腐蚀发生，就可以采用价格比较低的材料。否则，必须选用高级但价格高的材料。 2）对均匀腐蚀，在腐蚀环境比较恶劣的情况下，若选用低级但价格便宜的材料，其腐蚀速
金属材料机械性能检测 抗拉强度（tensile strength） 试样拉断前承受的最大标称拉应力。 抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。符号为RM，单位为MPA。 试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度或者强度极限（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为： σ=Fb/So 式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）；So--试样原始横截面积，mm2。 抗拉强度（Rm）指材料在拉断前承受最大应力值。 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。 单位:kn/mm2(单位面积承受的公斤力) 抗拉强度：Tensile strength. 抗拉强度=Eh，其中E为杨氏模量，h为材料厚度 目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用万能材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定! 屈服强度（yield strength） 屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。 yield strength，又称为屈服极限，常用符号δs，是材料屈服的临界应力值。
项目一常用金属材料 一、填空题 1. 钢和铁都是主要由和两种元素组成的合金。理论上是将含 碳量在以下的称为钢，以上的称为铁。 2．钢的质量是根据和的含量划分为、 和的，其中使钢冷脆，使钢热脆。 3．钢按照含碳量分为、和。中碳钢的含碳量 是。 4．Q235A的屈服强度为，质量等级为级，按用途分属于 钢。 5．T12A钢按用途分属于钢，按含量分属于钢，按质量分属 于钢。 6．按照脱氧方法的不同，钢可分为、和。7．金属材料的力学性能包括强度、、、、等。8．随着含碳量的增加，碳钢的强度、硬度，塑性、韧性。 9．通常用和来衡量金属材料切削加工性的好坏，中碳钢的切 削加工性要比低碳钢（好、差）。 10.合金钢种类很多，通常按合金元素含为、、 三种；按特性和用途又分为、、三种。 11.W18Cr4V是钢，当其切削温度高达600℃，它仍能保持高 和，即具有高的，主要用于制造。 12.合金渗碳钢的含碳量是，常添加元素Cr以提高。 13.40Cr是典型的，其最终热处理为。 14.丝锥形状复杂，具有一定的耐磨性，常用低合金工具钢制造。 15.量具是用来度量工件尺寸的工具，如卡尺、块规、塞规及千分尺等，要求具 有、、和。 16.KTH300-06表示。 17.轴承合金的理想组织是上均匀分布着或上均匀分 布着。常用的轴承合金主要有、和铝基轴
承合金。 18.根据合金元素的含量和加工工艺性能特点，铝合金可分为铝合金和铝合金两类。 19.硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)为主要成分，以 或、钼（Mo）为，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的制品。常见的硬质合金种类有、、和。 20.目前涂层刀具的涂层方法有法和法两种。 二、选择题 1．材料的塑性越好，则材料的（）越好。 A.铸造性能 B.锻造性能 C.切削加工性 D.热处理性能2．现需测定某淬火钢的硬度，一般应选用（）来测试。 A.布氏硬度计 B.洛氏硬度计 C.维氏硬度计 D.肖氏硬度3．制造凿子等受冲击的工具可选用（）。 A.T13钢 B.30钢 C.T8钢 D.10钢 4．05-15号优质碳素结构钢一般涂上（）色，便于和其它材料区分。 A.白色 B.白色+棕色 C.绿色 D.棕色+绿色 5. 硬质合金中钨钛钽钴类的代号是（）。 A.YG B.YT C.YA D.YW 6. 铝合金中用于飞机蒙皮的是（）。 A.防锈铝合金 B.硬铝 C.超硬铝 D.锻铝 7. 滚动轴承钢GCr15的铬含量为（）。 A. 0.015% B. 0.15% C. 1.5% D. 15% 8. 使钢产生热脆的元素是（）。 A. S B. Si C. P D. Mn 9. 黄铜是铜与元素的合金（）。 A. Zn B. Si C. Ni D. Mn 10.下列（）用作齿轮材料需渗碳、淬火和低温回火。 A.HT250 B.20CrMnTi C.QT600-3 D.38CrMoAl 11.合金弹簧钢的含碳量一般为（）。
GG25 HT250 C Si Mn P S (參考) % Hardness HB 30 - ≥250 - 180-225 GG20 HT200 C Si Mn P S (參考) ～～～1≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 - ≥200 - - ASTM A126B C Si Mn P S Cr Ni Mo - - - ≤≤- - - 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 - ≥214 - - GGG40 EN-GJS-400-15 EN-JS1030 GB/T 1348 QT400-15 C Si Mn P S (參考) ～～3 ≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30≥250 ≥400 ≥15 130～180 EN-GJS-400-18 EN-JS1025 GB/T 1348 QT400-18 C Si Mn P S (參考) ～～≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30≥250 ≥400 ≥18 130～180 ASTM A536 65-45-12C Si Mn P S (參考) % Hardness HB 30≥310 ≥448 ≥12 -
ASTM A536 60-40-18 C Si Mn P S (參考) ～～≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 ≥275 ≥414 ≥18 - ASTM A395 65-45-15 C Si Mn P S Cr Ni Mo ≥3≤-≤----0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30≥310 ≥450 ≥15 156～201 65Mn GB/T 711 C Si Mn P S Cr Ni Cu ～～～≤≤≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 ≥430 ≥735 ≥9 ≤229 Q235A C Si Mn P S Cr Ni Mo ～≤～≤≤- 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Reduc. Area % ≥235 375～500 26 - 閥門常用材料標準
知识点1：金属材料的发展史 （1）青铜器时代：青铜是人类社会最早使用的金属材料，大约在公元前16世纪商朝开始出现青铜器。 （2）铁器时代：铁器是继青铜器之后使用的又一种金属材料，在公元前8世纪的西晚期开始使用。 （3）铝：由于铝的密度小且具有抗腐蚀等优良性能，在很多领域都有广泛的应用。现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。 （4）新型金属材料：如高温合金、形状记忆合金、水磁合金等。 1、人类使用金属的历史，由早到晚的顺序是（） A．铝铜铁B．铜铁铝 C．铁铜铝D．铜铝铁 1、人类很久以前就能够使用铜材料，而铝材料是近一百多年才使用，原因是（） A．铝材料性能不好B．铝材料价格太贵 C．铝化学性质活泼，难冶炼D．铝的冶炼材料太少 知识点2：金属材料 （1）金属材料包括纯金属和它们的合金。金属用品是由金属材料制成的，日常生活中用到的刀、剪等都是由金属材料制成的。 （2）纯金属和合金都具有金属特性，我们可以利用金属材料的特性来区分常见的金属和非金属。 （3）纯金属是纯净物，合金是混合物。 （4）有些物质虽然含有金属元素，但不是金属材料。如氧化铝、氢氧化铝等，它们不具有金属的物理特性，如不具有金属光泽、不导电、不导热、无延展性等。 1、下列物质中，属于金属材料的是（） A．氧化铁B．金刚C．铝D．碳 1、下列说法错误的是（） A．NO2和Fe2O3都是氧化物
B．青铜和铁都是合金 C．空气和海水都是混合物 D．金刚和墨都是由碳元素组成的单质 知识点3：金属物理性质的相似性和差异性 （1）金属的物理通性：①具有金属光泽。②密度较大。③熔点、沸点较高。④具有良好的导电、导热能力。⑤具有良好的延展性。 （2）某些金属的物理特性，如铁、铝等大多数金属都呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色；常温下，铁、铝等大多数金属都呈固态，但汞呈液态。 注意：颜色和光泽一般指金属为块状时表现出来的外观特性，当金属为粉末状时，一般显黑色，纯净的铁片、银片都是银白色的，但铁粉、银粉是黑色的。 1、下列性质中属于金属的物理性质的是（） ①有光泽②导电性③熔点低④延展性⑤导热性⑥不易导电 A．①②③⑥B．①②④⑤ C．①③⑤D．②③⑥ 1、某新型“防盗玻璃”具有多层结构，每层的中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与 玻璃相连的警系统就会立刻报警。“防盗玻璃”能报警，这利用了金属的（） A导电性 B.延展性 C.弹性D导热性 知识点4：金属之最 地壳中含量最高的金属元素——铝； 人体中含量最高的金属元素——钙； 目前世界上年产量最高的金属——铁； 导电、导热性最好的金属——银； 延展性最好的金属——金； 硬度最高的金属——铬； 熔点最高的金属——钨； 熔点最低的金属——汞； 密度最大的金属——锇； 密度最小的金属——锂。
1H410000机电工程技术 1H411000机电工程项目常用材料及工程设备 机电工程项目是指按照一定的工艺和方法。将不同规格，型号、性能、材质的设备、管路、线路等有机组合起来，满足使用功能要求的项目。 设备是指各类机械设备、静置设备、电气设备、自动化控制仪表和智能化设备等； 管路是指按等级使用要求．将各类不同压力、温度、材质、介质、型号、规格的管道与管件、附件组合形成的系统； 线路是指接等级使用要求，将各类不同型号、规格、材质的电线电缆与组件、附件组合形成的系统。1H411010机电工程项目常用材料 机电工程项目常用材料有金属材料．非金属材料和电工线材。 本目重点是:掌握机电工程项目常用金属材料的类型及应用, 掌握机电工程项目常用电气材料的类型及其应用， 熟悉机电工程项目常用非金属材料的类型及应用。 1H411011掌握机电工程项目常用金属材料的类型及应用 金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。 机电工程常用的金属材料主要是制造各种大型金属构件的用钢。如建筑、机电、冶金、石化、电力以及锅炉压力容器、压力管道等工程的用钢。 本条主要知识点是：黑色金属材料的类型及应用．有色金属材料的类型及应用。 一、黑色金属材料的类型及应用 (一)碳素结构钢（普碳钢） 碳素结构钢按照碳素结构钢屈服强度的下限值将其分为4个级别，其钢号对应为 Q195、Q215、Q235和Q275，其中Q代表屈服强度，数字为屈服强度的下限值。 碳素结构钢具有良好的塑性和韧性，易于成形和焊接，常以热轧态供货，一般不再进行热处理，能够满足一般工程构件的要求，所以使用极为广泛。 如机电工程中常见的各种型钢、钢筋、钢丝等，优质的碳素钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强度螺栓及预应力锚具等。
课题1 金属材料 教学目标 知识技能：使学生了解金属的物理性质，了解常见合金的成分性能和用途。 能力培养：通过情景设置，使学生具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题。通过学生动手实验，培养学生的实验能力和分析问题的能力。 科学品质：通过实验激发学生学习化学的兴趣，培养学生实事求是的科学态度。培养学生将化学知识应用于生活实践的意识，能够对与化学有关的社会问题和生活问题做出合理 的解释。 科学方法：指导学生用实验的方法认识事物的性质，培养学生科学的认知方法。 美育渗透：从生活中的金属制品，感受其丰富多彩的形状、颜色美。 重点 1、金属材料的物理性质 2、物质性质与用途的关系 难点 1、培养学生运用探究方法得出相关结论的能力 2、提高学生综合分析问题的能力 教学方法 采用实验探究法：按照问题—实验—观察—分析—结论的程序实行探究式讨论教学。 仪器、药品 铁片、铜片、铝片、干电池、小灯泡、导线、酒精灯、火柴、砂纸、黄铜、铜，与钛
【板书设计】 第八单元课题1 金属材料 一、物理性质 1、共性：常温下大部分为固体（汞是液体），有金属光泽，大多为电和热的良导体， 有延展性，密度较大，熔点教高。 2、特性： 二、性质决定用途 三、合金 1、常见合金──生铁和钢。 2、常见合金的主要成份、性能和用途。 课题2 金属的化学性质 教学目标 1、知识与技能 （1）知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应。 （2）初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应，以及与盐溶液的置换反应，能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。 （3）能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单地判断，并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。 2、过程与方法 （1）认识科学探究的基本过程，能进行初步的探究活动。 （2）课堂中，教师组织、引导和点拔，学生通过实验探究和讨论交流，认识金属的 化学性质及其活动性顺序。 （3）初步学会运用观察、实验等方法获取信息，并能用图表和化学语言表达有关的 信息。 （4）初步学会运用比较、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，使学生逐步形成 良好学习习惯和方法。 3、情感态度与价值观 （1）通过对五彩纷呈的化学现象的观察，激发学生的好奇心和求知欲，发展学习化 学的兴趣。 （2）培养学生的合作意识以及勤于思考、勇于创新实践、严谨求实的科学精神。 （3）了解化学与日常生活和生产的密切关系，提高学生解决实际问题的能力。 （4）在有趣的实验与老师的点拨中轻松掌握化学知识，体验到学习的快乐。 教学重点 金属活动性顺序。 教学难点
金属材料性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。 ???? 材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。 ???? 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 ???? （一）、机械性能 ???? 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 ??? 1 、强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 ??? 2 、屈服点（бs ）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值，单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 3 、抗拉强度（бb ）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 4 、延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。 ?? 5、断面收缩率（Ψ）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。??? 6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ） ??? 7 、冲击韧性（ Ak ）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳 / 厘米 2 （ J/cm 2 ） . （二）、工艺性能 ???? 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 8 、铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力；偏析指化学成分不均性。 9 、焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。 10 、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11 、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。 12 、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 13 、锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。 （三）、化学性能 ???? 指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 14 、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15 、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回 金属材料的检验