课程名称：工程材料及成形技术基础
总学时： 64/48学时 (理论学时56/40)
适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程/汽车服务工程
一、课程的性质与任务
《工程材料及成型技术基础》是研究机械零件的材料、性能及成形方法的综合性课程，是高等工科师范院校机械工程专业必修的专业基础课，其内容包括工程材料和成形技术基础两部分。
本课程是在修完高等数学、大学物理（含实验）和机械制图等课程的基础上开设的。其任务是使学生掌握工程材料及成形技术的基本知识，为后继学习机械设计、模具制造工艺、先进制造技术和毕业设计等课程，培养专业核心能力；为今后从事职业学校机械类专业相关课程的教学，奠定必要的专业基础。
本课程教学开设了实验教学。通过实验教学，在巩固和验证课程的基本理论知识的同时，拓展学生的创新思维，着重培养学生实践动手能力和创新能力。
二、课程教学基本要求
1、获得有关材料学的基本理论与工程材料的一般知识，掌握常用工程材料的成分、热加工工艺与组织、性能及应用之间的相互关系，熟悉常用工程材料的种类、牌号与特点，使学生具备合理选用工程材料、热处理方法、妥善安排热处理工艺路线的基本能力。
2、初步掌握工程材料主要成形方法的基本原理与工艺特点，获得具有初步选择常用工程材料、成形方法的能力和进行工艺分析的能力。
3、具有综合运用工艺知识，初步分析零件结构工艺性的能力。
4、初步了解新材料、新技术、新工艺的特点和应用。
四、本课程的教学内容
绪论
一、材料科学的发展与地位：材料科学的发展通常是和人类文明联系在一起的。
古代文明：人类的发展史上，最先使用的工具是石器；新石器时代(公元前6000年～公元前5000年)烧制成陶器；东汉时期发明了瓷器；到了西汉时期, 炼铁技术又有了很大的提高，采用煤作为炼铁的燃料，这要比欧洲早1700多年。在河南巩县汉代冶铁遗址中，发掘出20
多座冶铁炉和锻炉。炉型庞大，结构复杂，并有鼓风装置和铸造坑。可见当年生产规模之壮观。
三次产业革命：
产业经济迅猛发展是以新材料的发现为依托的。如：半导体材料等。
知识经济时代：
进入21世纪，被称为现代科学技术四大支柱领域的材料、信息、能源和生物工程得到了前所未有的重视和发展。材料作为人类生产和社会发展的物质基础，占有十分重要的地位。
我国在新材料新工艺的研究和应用方面取得重大成果：航空、航天事业迅速崛起，带动航空、航天材料的发展。
北京奥运会主会场“鸟巢”结构设计奇特新颖，钢结构最大跨度达到343米。如果使用普通钢材，厚度至少要达到220毫米。这样一来，“鸟巢”钢材重量将超过8万吨。从工程的实际需求出发，Q460是最好的选择。需要的大约是4.3万吨高质量钢材 －－低合金高强
度钢 。二、材料分类： 材料按工业工程来分类：机械工程材料，土建工程材料，电子材料等等；
本课程主要涉及的是机械工程材料 三、金属材料及其学习方法金属材料的性能均其化学成分、显微组织及加工工艺之间的关系． 四、这门课的主要内容： 工程材料：金属材料（主要）、非金属材料（次要）
主线：性能与化学成分、组织和热处理工艺之间关系 成型技术：铸、锻、焊；非金属材料 实验： 性能测试、材料热处理
第一章 工程材料结构与性能
1.1 材料原子(或分子)的相互作用
各种工程材料是由各种不同的元素组成，由不同的原子、离子或分子结合而成。原子、离子或分子之间的结合力称为结合键。一般可把结合键分为离子键、共价健、金属键和分子键四种。
一、离子键
当周期表中相隔较远的正电性元素原子和负电性元素原子接触时，前者失去最外层价电子变成带正电荷的正离子，后者获得电子变成带负电荷的满壳层负离子。正离子和负离子由飞船 运载火箭
卫星 歼10战斗机
静电引力相互吸引；同时当它们十分接近时发生排斥，引力和斥力相等即形成稳定的离子键。NaCl、CaO、Al2O3等由离子键组成。
离子键的结合力很大，因此离子晶体的硬度高，强度大，热膨胀系统小，都是良好的绝缘体。在离子键结合中，由于离子的外层电子比较牢固地被束缚，可见光的能量一般不足以使其受激发，因而不吸收可见光，所以典型的离子晶体是无色透明的。
二、共价键
处于周期表中间位置的三、四、五价元素，原子既可能获得电子变为负离子，也可能丢失电子变为正离子。当这些元素原子之间或与邻近元素原子形成分子或晶体时，以共用价电子形成稳定的电子满壳层的方式实现结合。这种由共用价电子对产生的结合键叫共价键。
最具有代表性的共价晶体为金刚石。金刚石由碳原子组成，每个碳原子贡献出4个价电子与周围的4个碳原子共有，形成4个共价键，构成正四面体：一个碳原子在中心，与它共价的另外4个碳原子在4个顶角上。硅、锗、锡等元素也可构成共价晶体。属于共价晶体的还有SiC、Si3N4、BN等化合物。
三、金属键
周期表中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ族元素的原子在满壳层外有一个或几个价电子。原子很容易丢失其价电子而成为正离子。被丢失的价电子不为某个或某两个原子所专有或共有，而是为全体原子所公有。这些公有化的电子叫做自由电子，它们在正离子之间自由运动，形成所谓电子气。正离子在三维空间或电子气中呈高度对称的规则分布。正离子和电子气之间产生强烈的静电吸引力，使全部离子结合起来。这种结合力就叫做金属键。
在金属晶体中，价电子弥漫在整个体积内，所有的金属离子皆处于相同的环境之中，全部离子(或原子)均可被看成是具有一定体积的圆球，所以金属键无所谓饱和性和方向性。
金属由金属键结合，因此金属具有下列特性：
1. 良好的导电性和导热性。
金属中有大量自由电子存在，当金属的两端存在电势差或外加电场时，电子可以定向地流动，使金属表现出优良的导电性。金属的导热性很好，一是由于自由电子的活动性很强，二是依靠金属离子振动的作用而导热。
2. 正的电阻温度系数。
即随温度升高电阻增大。绝大多数金属具有超导性，即在温度接近于绝对零度时电阻突然下降，趋近于零。
3. 不透明并呈现特有的金属光泽。
金属中的自由电子能吸收并随后辐射出大部分投射到表面的光能。
4. 良好的塑性变形能力，金属材料的强韧性好。
金属键没有方向性，原子间也没有选择性，所以在受外力作用而发生原子位置的相对移动时，结合键不会遭到破坏。
四、分子键
原子或分子之间是靠范特瓦尔斯力结合起来，这种结合键叫分子键。
在含氢的物质，特别是含氢的聚合物中，一个氢原子可同时和两个与电子亲合能力大的、半径较小的原子(如F、O、N等)相结合, 形成所谓氢键。氢健是一种较强的、有方向性的范特瓦尔斯键。其产生的原因是由于氢原子与某一原子形成共价健时，共有电子向那个原子强烈偏移，使氢原子几乎变成一半径很小的带正电荷的核，因而它还可以与另一个原子相吸引。
1.2 晶体材料的原子排列
1.2.1 理想晶体结构
常见的金属晶体结构：
（1）体心立方晶格：
纯铁（912度以下）
Cr、M。、W、V、K等。（2）面心立方晶格
Cu、A1、Au、
（3）排六方晶格
•Be、Mg、Zn
1.2.2 实际晶体结构
1．单晶体与多晶体
单晶体：结晶方位完全一致的晶体称为“单晶体”：
单晶体具有各向异性多晶体：实际金属结构是有许多单晶体组成：晶粒。多晶粒组
成的晶体结构称为多晶体。多晶体呈现各向同性
2．晶体缺陷(I)点缺陷：间隙原子；置换原子；(2)线缺陷：即位错，在晶体中，有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。
(3)面缺陷：金属中的晶界和亚晶界1.3 合金的晶体结构
1.3.1 合金的相、组织及其关系
相是指合金中具有相同的物理、化学性能，并与其余部分以界面分开的物质部分
固态合金中有两类基本相：固溶体和金属化合物
组织：将一小块金属材料用金相砂纸磨
光后进行抛光, 然后用侵蚀剂侵蚀, 即
获得一块金相样品。在金相显微镜下观
察，可以看到金属材料内部的微观形貌。
这种微观形貌称做显微组织(简称组织)。
是合金的微观形态。
1.3.2 固溶体
置换固溶体
间隙固溶体
1.3.3 金属间化合物：
金属化合物一般熔点较高, 硬度高, 脆性大。合金中含有金属化合物时, 强度、硬度和耐磨性提高, 而塑性和韧性降低。
Fe3C是钢铁中的一种重要的间隙化合物，又称为渗碳体．具有复杂的斜方晶格，它作为强化相对钢铁材料的性能有重大的影响。
1.3.4 合金性能
实际金属的强化机制
1 固溶体与固溶强化－－－－点缺陷
2位错强化－－－－－－－－线缺陷
3细晶强化－－－－－－－－面缺陷
4化合物与第二相强化－－－体缺陷
1.4 高聚物的结构
1.4.1 大分子链的结构
线型结构：线型结构是由许多链节联成
一条长链
体型结构：体型结构是分子链与分子链
之间有许多链节相互交联在一起，形成网状或
立体结构
1.5 陶瓷的结构
1.7.工程材料的力学性能
常见的有强度(屈服强度、断裂强度、疲劳强度等)、硬度、塑性、冲击韧性和断裂韧性等。
强度：是指在外力作用下材料抵抗变形和断裂的能力，是材料最重要、最基本的力学性能指
标之一。
屈服强度：表示材料抵抗微量塑性的能力抗
拉强度：反映了材料产生最大均匀变形的抗
力
塑性：材料在外力作用下，产生塑性变形而
不断裂的性能称为塑性。
硬度：在外力作用下材料抵抗局部塑性变
形的能力。
（1）布氏硬度: HB /HBS
（2）洛氏硬度: HRC/HRB/HRA
（3）维氏硬度: HV
性能指标工程意义：结合材料的拉伸试验引出材料的抗拉强度和屈服强度的概念，这两个指标在工程设计中的意义。一个是设计机械零件的强度指标，一个是安全性指标（配合延伸率）。硬度是材料局部强度的指标。疲劳是材料在循环作用下的安全指标。断裂韧性也是材料安全性指标，这一指标更注重材料缺陷方面的安全性。
第二章金属材料的凝固与固态相变
2.1 纯金属的结晶
2.1.1 凝固的基本概念
结晶：原子由近程有序状态转变为长程有序状态的过程。
过冷度概念: 理论结晶温度T0与开始结晶
温度Tn之差叫做过冷度，用ΔT表示。
结晶的必要和充分条件是具有一定的过冷
度
2.1.2 金属的结晶
金属的结晶过程：形核和长大两个过程。
自发形核（均质形核）、非自发形核（异质形核）影响形核和长大的因素：(1)过冷度的影响(2)难熔杂质的影响晶粒大小及控制方法。
1)增大过冷度
2)变质处理2.1.3 材料的同素异构现象
晶体的同素异构：有些晶体随着外界条件(如温度、压力)
的变化而具有不同类型的晶体结构，称为同素异构现象。
铁发生同素异构转变，不仅晶体结构发生变化，而且体积
也发生改变，这是钢铁可进行热处理主要原因。
2.2 合金的凝固
2.2.1 二元合金相图与凝固
1． 匀晶相图；
两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图称为二元匀晶相图。
杠杆定律：
设合金的质量为Q 合金 , 其中 Ni 质量分数为b%, 在 T1温度时, L 相中的 Ni 质量分数为a%, α相中的Ni 质量分数为c%。
则合金中含Ni 的总质量=L 相中含Ni 的质
量+ α相中含Ni 的质量
即
因为
所以
化简后得
c-b 为线段 bc 的长度; b-a 为线段 ab 的长度。
故得：
或
这个式子与力学中的杠杆定律相似, 因而亦被称作杠杆定律。由杠杆定律不难算出合金中液相和固相在合金中所占的质量分数（即相对质量）分别为：
运用杠杆定律时要注意, 它只适用于相图中的两相区, 并且只能在平衡状态下使用。杠杆的两个端点为给定温度时两相的成分点, 而支点为合金的成分点。
2.共晶相图：
两组元在液态无限互溶，在固态有限溶解(或不溶)，并在结晶时发生共晶转变所构成的相图称为二元共晶相图
N
C E L βα+−−→←恒温共晶反应式
2.2.2 合金的性能与相图的关系
1．合金的使用性能与相图的关系；2．合金的工艺性能与相图的关系2.2.3 铸锭(件)的凝固
2.3 铁碳合金平衡态的相变基础
2.3.1 Fe—Fe3C相图
1．铁碳合金的相结构与性能
2．相图分析
3.相图中重要三条水平线
2.3.2 铁碳合金在平衡状态下的相变；
2.4 钢在加热时的转变
2.4.1 钢在实际加热时的转变点
2.4.2 奥氏体的形成过程及影响因素
1．奥氏体的形成过程；2．奥氏体形成的影响因素
2.5 钢在冷却时的转变
钢在奥氏体化后的冷却过程决定了冷却后钢的组织类型和性能。热处理时常用的冷却方式有两种：
一是等温冷却；二是连续冷却。
过冷奥氏体的转变可分为三种基本类型，即珠光体型转变(扩
散型转变)、贝氏体型转变(过渡型或半扩散型转变)和马氏体型转
变(无扩散型转变)。
2.5.1 过冷奥氏体等温转变图
C曲线的左边一条线为过冷奥氏体转变开始线，右边一条线为
过冷奥氏体转变终了线。该曲线下部还有两条水平
线，分别表示奥氏体向马氏体转变的开始温度Ms线和转变结束温
度Mf线。
1．含碳量的影响
2．合金元素的影响
3 奥氏体化温度和保温时间的影响
2.5.2 过冷奥氏体连续冷却转变图
2.5.3 过冷奥氏体的转变产物及性能
珠光体类型组织、贝氏体类型组织和马氏体类型
第三章金属材料的塑性变形
3.1 单晶体和多晶体的塑性变形
3.1.1单晶体的塑性变形
单晶体的塑性变形有两种,即滑移和孪生。
滑移是指在切应力作用下，晶体的一部分沿一定晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）相对于另一部分发生的滑动。
滑移是通过位错的运动来实现的。
孪生是指在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（孪晶面）和晶向（挛晶方向）相对于另一部分所发生的切变表现为各向同性特性
3.1.2 多晶体金属塑性变形的特点
1.晶粒取向对塑性变形的影响2．晶界对塑性变形的影响
细晶强化是金属的一种很重要的强韧化手段。表现为各向异性特性。大量的图标见讲稿。
3.2 金属的形变强化
3.2.1 形变强化现象
金属经过冷态下的塑性变形后其性能发生很大的变化，最明显的特点强度随塑性变形的增加而大为提高，其塑性却随之有较大的降低：这种现象称为“形变强化”，也称为加工硬化或冷作硬化。
3.2.2 塑性变形后金属的组织结构变化
3.2.3 塑性变形产生的残余应力
3.3 塑性变形金属在加热时组织和性能的变化
3.3.1 回复
加工硬化后的金属，在加热到一定温度后．原子获得热能，使原子得以恢复正常排列，消除了晶格扭曲．可使加工硬化得到部分消除。这一过程称为“回复”，这时的温度称为回复温度。
3.3.2 再结晶
当温度继续升高到该金属熔点热力学温度的0.4倍时，金属原子获得更多的热能，则开始以某些碎晶或杂质为核心结晶成新晶粒，从而消除了残余应力和加工硬化现象。这个过程称为再结晶，这时的温度称为最低再结晶温度
利用金属的形变强化可提高金属的强度，这是工业生产中强化金属材料的一种手段。在塑性加工生产中，加工硬化给金属继续进行塑性变形带来困难，应加以消除。常采用加热的方法使金属发生再结晶，从而再次获得良好塑性。
3.3.3 晶粒长大
3.3.4 冷变形和热变形
凡在金属的再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷加工；而在再结晶温度以上进行的塑性变形称为热加工。热加工通常不会带来强化效果。
3.5 金属纤维组织及其应用
为了获得具有最好力学性能的零件，在设计和制造零件时，都应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向一致，最大切应力方向与纤维方向垂直，并使纤维分布与零件的轮廓相符合，尽量使纤维组织不被切断。
3.4 塑性加工性能及影响因素
3.4.1 塑性加工性能及其指标
塑性加工性能常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。
3.4.2 塑性加工性能的影响因素
1．金属的本质：2．加工条件：
第四章金属材料热处理
金属材料的热处理是金属材料在固态下，通过适当的方式进行加热、保温和冷却．改变材料内部组织结构，从而改善材料性能的一种工艺方法，也称之为金属材料的改性处理。
4.1 退火与正火
在机械零件或工具的加工制造过程中，退火与正火常作为预备热处理。
4.1.1 退火
退火是将钢加热到预定温度，保温一定时问后缓慢冷却(通常随炉冷却)，获得接近于平衡组织的热处理工艺。
1．完全退火
2.球化退火
3.扩散退火（均匀化退火）
4.去应力退火
4.1.2 正火
正火是将钢加热到Ac3(亚共析钢)或Accm(共析
和过共析钢)
以上30—50 ℃，保温适当时间后在静止空气中冷却
的热处理工艺。
4.2 钢的淬火
淬火是将钢加热到Ac3或Ac1以上30~50度，经过保温后在冷却介质中迅速冷却的热处理工艺。
目的：淬火可以使钢件获得马氏体和贝氏体组织，以提高钢的力学性能。
淬火是强化钢件的最主要的而且是最常用的热处理方法。
亚共析钢的淬火加热温度为加热到Ac3以上
30~50度。淬火后的组织为均匀细小的马氏
体。过共析钢的淬火加热温度为Ac1以上
30~50度，淬火后的组织为均匀细小的马氏
体和粒状二次渗碳体，有利于增加钢的硬度
和耐磨性。
4.2.2 淬火冷却介质
4.2.3 淬火冷却方法
1．单介质淬火法
2．双介质淬火
3 马氏体分级淬火
4．贝氏体等温淬火
5．冷处理
4.3 钢的表面淬火
表面淬火方法是将淬火零件表层金属迅速加热至相变温度以上．而心部末被加热．然后迅速冷却，使零件表层获得马氏体而心部仍为原始组织的“外硬内韧”状态。
表面淬火法所用零件材料的含碳量:0.40％—0. 50％。
4.3.1 感应加热表面淬火
感应加热是将钢件置于通人交变电流的线圈中，由于电磁感应，钢件产生频率相同、方向相反的交变电流。由于集肤效应，集中在钢件表层的高密度电流．在具有较大电阻的钢件表层呈涡旋流动并产生热效应，将钢件表层迅速加热至淬火温度．而钢件中心电流几乎为零．温度变化很小，这时经喷水冷却．钢件表面快冷淬火，得到一定深度的马氏体层。低温回火。
4.3.2 火焰加热表面淬火
火焰加热表面淬火法是用乙炔—氧或其他可燃气体燃烧时形成的高温火焰将工件表面加热到相变温度以上，然后立即喷水淬火冷却的方法。
4.4 钢的回火
回火就是把经过淬火的零件重新加热到低于Ac1，的某一温度，适当保温后，冷却到室温的热处理工艺。
4.4.1 回火目的
4.4.2 回火组织转变及性能变化
1．钢在回火时的组织转变
2. 回火后的组织和性能
(1)回火马氏体(250 ℃以下)是由淬火马氏体分解的极细小的高度弥散的ε碳化物分布在针状的低过饱和固溶体基体上，并保持共格关系。 (2)回火托氏体(350~450 ℃)是由高度弥
散的渗碳体分布在铁索体基础上 (3)回火索氏体(500~650 ℃)是由较细的渗碳体颗粒分布在铁索体基体上。
硬度和强度随回火温度升高而下降．其塑性和韧性随回火温度升高而提高。其原因是由于回火温度的提高，产生马氏体分解．渗碳体析出和聚集长大，固溶强化消失，弥散强化减弱，内应力消除。
4.4.3 回火工艺及应用
1．低温回火2.中温回火3．高温回火
4.4.4 回火脆性
第一类回火脆性；第二类回火脆性
4.5钢的淬透性
钢的淬透性；
淬透层的深度；
钢的淬硬性
钢的淬透性的影响因素：影响钢的淬透性主要是钢的临界冷却速度
淬透性与选材的关系。
4.7 钢的化学热处理
化学热处理是将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使介质中的一种或几种元素原子渗入工件表面，以改变钢件表层化学成分和组织，进而达到改进表面性能，满足技术要求的热处理工艺。
化学热处理基本过程：
①化学介质的分解即活性原子的产生；②活性原子被钢件表面吸收和溶解；③活性原子由表面向内部扩散，形成一定的扩散层。
4.7.1 渗碳
将钢放入渗碳的介质中加热并保温，使活性碳原子渗入钢的表层的工艺称为渗碳。注意和表面淬火的区别
1．渗碳方法；2．渗碳工艺参数
渗碳时主要工艺参数是加热温度和保温时间。加热温度高可以使渗碳速度加快，但温度过高会使钢件品粒粗大，渗碳温度一般在900～950度。而渗碳后零件表面含碳量最好在0.85％。～1．05％范围内。
渗碳后的组织常用于渗碳的钢为低碳钢和低碳合金钢，如20、20Cr、20CrMnTi、12CrNi3等。渗碳后缓冷组织自表面至心部依次为：过共析组织（珠光体+碳化物）、共析组织（珠光体）、亚共析组织（珠光体+铁素体）的过渡区，直至心部的原始组织。
3.渗碳后的热处理
渗碳后的工件表面为过共析钢组织，其硬度和耐磨性满足不了零件要求，必须进行淬火和低温回火。
渗碳件在淬火后必须要进行低温回火，回火温度为150～200度，以减少应力和脆性。回火后零件表面组织为回火马氏体和渗碳体
4.7.2 渗氮
渗氮是在一定温度下(一般在Ac1，温度下)使活性氯原子渗人工件表面的化学热处理工艺4.8热处理零件的结构工艺性及技术条件标注
第六章金属材料
6.1 工业用钢概述
6.1.1 钢中杂质
锰、硅、硫、磷在钢中的分布、对性能的影响。
6.1.2 钢的分类与编号
1．钢的分类：（10min）
1）.按化学成分分类；2）.按质量分类；3）按用途分类
2.钢的编号（20min）
按碳含量、合金元素的种类和数量以及质量级别来编号：
1.普通碳素结构钢Q253-A.F
2.优质碳素结构钢45、40Mn
3.碳素工具钢T8或T10A
4.铸造碳钢
3．合金钢的编号
1）.低合金结构钢Q353-C
2）.合金结构钢60Si2Mn
3）.合金工具钢5CrMnMo
4）.特殊性能钢
6.2 合金元素在钢中的作用
6.2.1 合金元素对钢中基本相的影响（15min）
1．形成合金铁素体
2．形成碳化物
6.2.2 合金元素对铁碳相图的影响（10min）
6.2.3 合金元素对热处理及性能的影响（15min）
1．对钢在加热时奥氏体化的影响
2．对过冷奥氏体分解的影响
3．对回火转变的影响
6.3 结构钢
6.3.1 普通结构钢（10min）
普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢
1．成分特点
2．热处理特点
普通结构钢使用时一般不进行热处理，大多数是在热轧状态下或热轧后正火状态下使用。其组织为铁素体和少量珠光体
普通碳素结构钢：一般工程用热轧钢板、钢带、型钢、棒钢等
低合金高强度结构钢：这类材料是用来制造桥梁、船舶、大型钢结构
6.3.2优质结构钢（40min）
硫、磷含量均控制在0.035％以下
1．性能要求
2.成分特点
3.热处理特点
机器零件制造工艺流程一般为：下料毛坯成形(通常为锻造)预备热处理粗加工最终热处理精加工装配。
6.4 工具钢
6.4.1 性能要求
6.4.2 成分特点
6.4.3 锻造及热处理特点
6.5 特殊性能钢
特殊性能钢是指具有特殊的物理、化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢和耐磨钢等
6.5 特殊性能钢
特殊性能钢是指具有特殊的物理、化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢和耐磨钢等.
6.6 铸铁
6.6.1 铸铁的石墨化（20min）
6.6.2 常用铸铁（50min）
1.铸铁的组织、分类与牌号
铸铁的性能除了与成分及基体组织有关外，更主要的是取决于石墨的形态(形状、大小、数量、分布等)，因此，工业铸铁一般根据石墨的形态来进行分类。
2.成分特点
3．铸铁性能特点
4．热处理特点
5．铸铁的应用
6.6.3 合金铸铁（20min）
1．耐磨铸铁
2．耐热铸铁
3．耐蚀铸铁
6.7铝及其合金
6.7.1 纯铝
6.7.2 铝合金的分类
形变铝合金和铸造铝合金两大类
形变铝合金又可分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和锻造铝合金。
铝硅铸造铝合金：又称为硅铝明
6.8铜及其合金
6.8.1 纯铜
6.8.2 黄铜
黄铜是以锌作为主要合金元素的铜合金．通常把铜锌二元合金称为普通黄铜，用“黄”字汉语拼音字首“H”表示，其后附以数字表示平均含铜量。
6.8.3 青铜
6.9 轴承合金
锡基轴承合金
6.10新型金属材料
形状记忆合金
第七章铸造（金属液态成形）
7.1 砂型铸造（60min）
砂型铸造的工艺过程包括：混砂、造型和造芯、烘干、合箱、熔化与浇注、铸件的清理和检验等工序。
液态成形（铸造）的优点：
（1）适应性广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几乎不受限制）
（2）最适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵体、缸体等
（3）成本较低（铸件与最终零件的形状相似、尺寸相近）
主要问题：组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、气孔等缺陷产生，导致铸件力学性能，特别是冲击性能较低。
分类：铸造从造型方法来分，可分为砂型铸造和特种铸造两大类。
其中砂型铸造工艺如图7-1所示。
图7-1 砂型铸造工艺流程图
7.1.1 造型方法
造型是砂型铸造的重要工序，有手工造型和机器造型两类。
1.手工造型
手工造型特点：操作方便灵活、适应性强，模样生产准备时间短。但生产率低，劳动强度大，铸件质量不易保证。只适用于单件小批量生产。
各种常用手工造型方法的特点及其适用范围见下表：
表常用手工造型方法的特点和应用范围
2.机器造型：机器造型是指用机械设备实现紧砂和起模的造型方法。
机器造型特点：
大批量生产砂型的主要方法，能够显著提高劳动生产率，改善劳动条件，并提高铸件的
尺寸精度、表面质量，使加工余量减小。
1）. 基本原理图7-2所示为顶杆起模式震压造型机的工作过程。
填砂→震击紧砂→辅助压实→起模
2）.工艺特点机器造型工艺是采用模底板进行两箱造型。
模底板是将模样、浇注系统沿分型面与底板联结成一个整体的专用模具。造型后，底板形成分型面，模样形成铸型空腔。
3.造芯
用途：当制作空心铸件，或铸件的外壁内凹，或铸件具有影响起模的外凸时，经常要用到型芯，制作型芯的工艺过程称为造芯。型芯可用手工制造，也可用机器制造。形状复杂的型芯可分块制造，然后粘合成形。
注意：为了提高型芯的刚度和强度，需在型芯中放入芯骨；为了提高型芯的透气性，需在型芯的内部制作通气孔；为了提高型芯的强度和透气性，一般型芯需烘干使用。
7.1.2砂型铸造工艺
目的：为了获得健全的合格铸件，减小铸型制造的工作量，降低铸件成本，在砂型铸造的生产准备过程中，必须合理地制订出铸造工艺方案，并绘制出铸造工艺图。
铸造工艺图：在零件图中用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形，其中包括：铸件的浇注位置；铸型分型面；型芯的数量、形状、固定方法及下芯次序；加工余量；起模斜度；收缩率；浇注系统；冒口；冷铁的尺寸和布置等。铸造工艺图是指导模样（芯盒）设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。依据铸造工艺图，结合所选造型方法，便可绘制出模样图及合箱图。图7-3为支座的铸造工艺图、模样图及合箱图。
（一）浇注位置的选择
浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的位置，选择原则如下：
1．铸件的重要加工面应朝下或位于侧面
图7-4所示为车床床身铸件的浇注位置方案。由于床身导轨面是重要表面，不允许有明显的表面缺陷，而且要求组织致密，因此应将导轨面朝下浇注。
图7-5为起重机卷扬筒的浇注位置方案。采用立式浇注，由于全部圆周表面均处于侧立位置，其质量均匀一致、较易获得合格铸件。
1．铸件的大平面应朝下
型腔的上表面除了容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷外，大平面还常容易产生夹砂缺陷。因此，对平板、圆盘类铸件的大平面应朝下。
2．面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置
可以有效防止铸件产生浇不足或冷隔等缺陷。图7-6为油盘铸件的合理浇注位置。
3．对于容易产生缩孔的铸件，应将厚大部分放在分型面附近的上部或侧面
以便在铸件厚壁处直接安置冒口，使之实现自下而上的定向凝固。如前述之铸钢卷扬筒，浇注时厚端放在上部是合理的；反之，若厚端在下部，则难以补缩。
（二）铸型分型面的选择
铸型分型面的选择恰当与否会影响铸件质量，使制模、造型、造芯、合箱或清理等工序复杂化，甚至还可增大切削加工的工作量。
分型面的选择原则：
1．便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯。
图7-7为一起重臂铸件，按图中所示的分型面为一平面，故可采用较简便的分模造型；
一.单选题（共20题,52.0分） 1 ? A强度高,塑性也高些 ? B强度低,但塑性高些 ? C强度低,塑性也低些 ? D强度高,但塑性低些 正确答案：D 2 如果钢件有严重的碳化物网,应先进行_____________消除碳化物,然后再球化退火。 ? A去应力退火 ? B正火 ? C完全退火 ? D淬火 正确答案：B 3 弹簧的热处理工艺为_____________ 。 ? A淬火+中温回火
? B淬火+低温回火 ? C淬火+高温回火 正确答案：A 4 亚共析钢的正常淬火加热温度是_____________。 ? A Acm十(30-50℃) ? B Ac3十(30-50℃) ? C Ac1十(30-50℃) ? D Ac1一(30-50℃) 正确答案：B 5 45钢经过调质处理后得到的组织_________. ? A回火M ? B回火T ? C回火S ? D S 正确答案：C 6 GCr15是一种滚动轴承钢,其_________。
? A碳的含量为1%,Cr的含量为15% ? B碳的含量为0.1%,Cr的含量为15% ? C碳的含量为1%,Cr的含量为1.5% ? D碳的含量为0.1%,Cr的含量为1.5% 正确答案：C 7 金属型铸造主要适用于浇注的材料是_________。 ? A铸铁 ? B有色金属 ? C铸钢 正确答案：B 8 下列哪种铸造方法生产的铸件不能进行热处理,也不适合在高温下使用_________。 ? A金属型铸造 ? B压力铸造 ? C熔模铸造 正确答案：B 9
在冲裁过程中,能保证凸模与凹模之间间隙均匀,保证模具各部分保持良好的运动状态作用的零件是_________ 。。 ? A定位板 ? B卸料板 ? C导柱 ? D上模座板 正确答案：C 10 在测量薄片工件的硬度时,常用的硬度测试方法的表示符号是____________________。 ? A HB ? B HR ? C HV ? D HS 正确答案：C 11 过冷度越大,则____________________。 ? A N增大,所以晶粒细小 ? B N增大,所以晶粒粗大 ? C N减少,所以晶粒细小
工程材料及成形技术基础 一、工程材料的分类 工程材料是指用于建筑、道路、桥梁、机械等工程领域的材料。根据 其性质和用途，可以分为以下几类： 1. 金属材料：包括钢铁、铜、铝等，具有高强度和良好的可塑性。 2. 非金属材料：包括水泥、玻璃、陶瓷等，具有耐腐蚀性和耐高温性。 3. 复合材料：由两种或两种以上不同的材料组成，如玻璃钢等。 4. 塑料材料：包括聚乙烯、聚氯乙烯等，具有轻质和绝缘性能。 5. 纤维素材料：如木材、纸张等，具有良好的韧性和抗压能力。 二、工程材料的选用原则 在选择工程材料时，需要考虑以下几个方面： 1. 强度和刚度：根据使用环境和承受力量大小选择合适的强度和刚度。
2. 耐久性：考虑使用寿命长短以及环境因素对耐久性的影响。 3. 耐腐蚀性：根据使用环境选择具有良好耐腐蚀性的材料。 4. 经济性：在满足使用要求的前提下，尽可能选择成本低廉的材料。 5. 可加工性：考虑材料的可塑性和可加工性，以便进行成形和加工。 三、常用的成形技术 1. 锻造：通过对金属材料进行高温加热和压制，使其产生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零部件。 2. 拉伸：将金属材料拉伸至所需长度，并在拉伸过程中使其产生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零部件。 3. 压力加工：将金属材料置于模具中，在施加压力的同时进行变形，从而得到所需形状和尺寸的零部件。 4. 焊接：通过将两个或多个金属材料相互连接，在连接处产生化学键或物理结合，从而得到所需结构和尺寸的零部件。
5. 铸造：通过将液态金属倒入模具中，在冷却凝固后得到所需形状和 尺寸的零部件。 四、工程材料的应用 1. 钢铁材料：广泛应用于建筑、桥梁、机械等领域，如钢结构、钢管等。 2. 水泥材料：主要用于建筑和道路建设，如混凝土、水泥砖等。 3. 陶瓷材料：主要用于制作陶器、瓷器等装饰品和工业领域中的耐腐 蚀零部件。 4. 塑料材料：广泛应用于包装、电子设备外壳等领域。 5. 玻璃材料：主要用于建筑和装饰领域，如玻璃幕墙、玻璃门窗等。 综上所述，工程材料及成形技术基础是工程领域中不可或缺的一部分，正确选择合适的材料和成形技术不仅可以提高工程质量和效率，还可 以减少成本并保证使用寿命。
工程材料与成型技术 工程材料与成型技术是一门研究各种材料的物理、化学和力学性质，以及各种成型技术的原理和应用的学科。它的目的是为工程设计 和制造提供材料和加工方法的理论基础和实践指导。 工程材料的分类包括金属材料、非金属材料、复合材料和智能材 料等。其中，金属材料具有良好的导电性、热导性和机械强度，广泛 应用于建筑、机械制造和航空航天等领域。非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷和玻璃等，具有较好的隔热、耐腐蚀、耐磨损等性能，广泛 应用于化工、电子、医疗等领域。复合材料是多种材料的组合，具有 高强度、高刚性和轻量化的特点，被广泛应用于航空航天、汽车、体 育器材等领域。智能材料是指能对外界刺激做出反应的材料，包括形 状记忆合金、超导体、压电材料和光电材料等，被广泛应用于电子、 信息等领域。 成型技术是根据材料的性质和加工要求，采用适当的加工方法将 材料加工成所需形状的技术。主要包括铸造、锻造、冲压、挤压、注 塑和热处理等。其中，铸造是最古老的加工方法，适用于大批量生产 各种形状的金属铸件；锻造是将金属材料加热至一定温度后进行压制、挤压或拉伸等加工方法；冲压是将金属材料在模具中通过冲击力和压 力加工成所需形状的方法，适用于大批量生产各种形状的板材件和异 型件；挤压是将金属材料加热至一定温度后，在特定的模具上施加压 力挤出成形的方法，可连续生产各种不同形状的杆条、管材等；注塑 是将塑料加热至液态后，通过注射机将其注入模具中，冷却后得到所 需形状的塑料制品；热处理是通过加热、保温和冷却等工艺，改变材 料的组织和性能，使其符合要求的工作条件。 工程材料与成型技术的发展，不仅推动了工业技术的进步，也改 善了人们的生活质量。
教案 （理论课） 2010～2011学年第2学期 课程名称工程材料与成形技术基础教学系机械工程系 授课班级焊接091 主讲教师晏丽琴 职称讲师
培黎工程技术学院二○一一年二月 课程基本情况
系主任：年月日 目录 第一章绪论 第一节材料加工概述 一、材料加工概述 二、材料加工的基本要素和流程 第二节材料成形的一些基本问题和发展概况 一、凝固成形的基本问题和发展概况 二、塑性成形的基本问题和发展概况 三、焊接成形的基本问题和发展概况 四、表面成形的基本问题和发展概况 第三节本课程的性质和任务 绪论 学习思考问题 ·材料加工的基本要素和流程是什么？ ·材料成形存在的基本问题是什么? ·本课程的性质和基本任务是什么? 一、材料加工概述 任何机器或设备，都是由许许多多的零件装配而成的。这些零件所用材料有金属材料，也有非金属材料。零件或材料的加工方法多种多样，归纳起来有以下4类： (1)成形加工：用来改变材料的形状尺寸，或兼有改变材料的性能。主要有凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制和塑料成形等。 (2)切除加工：用于改变材料的形状尺寸，主要有车、铣、刨、钻、磨等传统的切削加工，以及直接利用电能、化学能、声能、光能进行的特殊加工，如电火花加：[、电解加工、超声加工和激光加工等。
(3)表面成形加工：用来改变零件的表面状态和(或)性能，如表面形变及淬火强化、化学热处理、表面涂(镀)层和气相沉积镀膜等。 (4)热处理加工：用来改变材料或零件的性能，如退火、正火、淬火和回火等。 根据零件的形状尺寸特征、工作条件及使用要求、生产批量和制造成本等多种因素，选择零件的加工方法，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。零件制成后再经过检验、装配、调试，最终得到整机产品。 二、材料加工的基本要素和流程 材料加工方法的种类虽然繁多，但通过对每种材料加工方法的过程分析表明，它们都可以用建立在少数几个基本参数基础上的统一模式来描述。该模式便于对各种加工方法进行综合分析和横向比较。 任何一种材料的加工过程，都是为了达到材料的形状尺寸或性能的变化。而为了产生这种变化，必须具备三个基本要素：材料、能量和信息（图1.2）。因而材料的加工过程，可以用相关材料流程、能量流程和信息流程来描述。 三大流程： 1.材料流程 表征加工过程特点的类型； 要改变形状尺寸和性能的材料状态； 能够用来实现这种形状尺寸和性能变化的基本过程； 2.能量流程 包括机械过程的能量流程，热过程能量：电能、化学能、机械能 3.信息流程 形状信息、性能信息
课程名称：工程材料及成形技术基础 总学时： 64/48学时 (理论学时56/40) 适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程/汽车服务工程 一、课程的性质与任务 《工程材料及成型技术基础》是研究机械零件的材料、性能及成形方法的综合性课程，是高等工科师范院校机械工程专业必修的专业基础课，其内容包括工程材料和成形技术基础两部分。 本课程是在修完高等数学、大学物理（含实验）和机械制图等课程的基础上开设的。其任务是使学生掌握工程材料及成形技术的基本知识，为后继学习机械设计、模具制造工艺、先进制造技术和毕业设计等课程，培养专业核心能力；为今后从事职业学校机械类专业相关课程的教学，奠定必要的专业基础。 本课程教学开设了实验教学。通过实验教学，在巩固和验证课程的基本理论知识的同时，拓展学生的创新思维，着重培养学生实践动手能力和创新能力。 二、课程教学基本要求 1、获得有关材料学的基本理论与工程材料的一般知识，掌握常用工程材料的成分、热加工工艺与组织、性能及应用之间的相互关系，熟悉常用工程材料的种类、牌号与特点，使学生具备合理选用工程材料、热处理方法、妥善安排热处理工艺路线的基本能力。 2、初步掌握工程材料主要成形方法的基本原理与工艺特点，获得具有初步选择常用工程材料、成形方法的能力和进行工艺分析的能力。 3、具有综合运用工艺知识，初步分析零件结构工艺性的能力。 4、初步了解新材料、新技术、新工艺的特点和应用。 四、本课程的教学内容 绪论 一、材料科学的发展与地位：材料科学的发展通常是和人类文明联系在一起的。 古代文明：人类的发展史上，最先使用的工具是石器；新石器时代(公元前6000年～公元前5000年)烧制成陶器；东汉时期发明了瓷器；到了西汉时期, 炼铁技术又有了很大的提高，采用煤作为炼铁的燃料，这要比欧洲早1700多年。在河南巩县汉代冶铁遗址中，发掘出20
第一章工程材料 常见的工程材料按组成可以进行如下分类： 1.金属材料 金属材料具有良好的力学性能、物理性能、化学性能以及工艺性能，是目前应用最广泛的材料。 2.高分子材料 高分子材料的原料丰富，成本低，加工方便。 3.无机非金属材料 无机非金属材料具有不可燃烧性、高耐热性、高化学稳定性、不老化性以及高的硬度和良好的耐压性。 4.复合材料 复合材料既有组成材料的特性，又具有组成后的新特性，且它的力学性能和功能可以根据使用需要进行设计、制造。 5.功能材料 功能材料是一种具有某种特殊物理性能、化学性能、生物性能以及某些功能之间可以相互转化的材料，是材料高性能化、功能化和复合化的产物。 一、使用性能 使用性能是指在服役条件下能保证安全可靠工作所必备的性能，其中包括材料的力学性能、物理性能、化学性能等。对绝大多数工程材料来说，其力学性能是最重要的使用性能。 1.静载时材料的力学性能包括强度、塑性和硬度。 2.其它载荷作用下的力学性能包括冲击韧性、断裂韧性、疲劳强度、磨损。 二、工艺性能 工艺性能是指材料的可加工性。其中包括锻造性能、铸造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性等。 一、金属的晶体结构 固体物质按其原子（或分子）的聚集状态分为晶体和非晶体两大类。 1.晶体是原子（或分子）在三维空间作有规律的周期性重复排列的固体，它具有固定的熔点、规则的几何外形和各向异性的特性。 2.非晶体是由原子（或分子）无规则地堆砌而形成的，它没有固定的熔点，且各向同性。 绝大多数金属都具有比较简单的晶体结构，其中最常见的金属晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方结构晶格3种类型。 二、金属的实际晶体结构 在实际金属中存在着晶体缺陷，这些缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷3种类型。 三、金属材料的结构特点 1.金属材料主要由金属晶体组成，对纯金属而言，其结构主要指晶体结构的类型，以及这些晶体的显微组织形态和缺陷状态。 2.机械工业中使用的金属材料主要是合金。合金是指由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的、具有金属特性的物质。常见的合金中存在的相可以归纳为两大类：固溶体和金属化合物。
工程材料与成形技术基础 一、工程材料的定义和分类 1.1 工程材料的定义 工程材料是指在各种工程项目中使用的各种物质，包括金属、非金属、有机材料等。 1.2 工程材料的分类 工程材料可以根据其组成、用途、特性等不同方面进行分类。常见的工程材料分类包括： 1. 金属材料 2. 粘土材料 3. 混凝土材料 4. 高分子材料 5. 玻璃材料 6. 陶瓷材料 7. 复合材料 二、工程材料的性能与选用 2.1 力学性能 工程材料的力学性能包括强度、刚度、韧性、硬度等指标，这些指标对于工程结构的安全性和可靠性至关重要。 2.2 耐久性 工程材料的耐久性是指其在不同环境下长期使用的能力，包括耐热性、耐寒性、耐腐蚀性等。 2.3 加工性能 工程材料的加工性能包括可塑性、可焊性、可锻性等指标，这些指标影响着工程材料的成形过程和成形性能。
三、工程材料的成形技术 3.1 塑性成形技术 塑性成形技术是指通过对工程材料的塑性变形来实现其形状的改变，常见的塑性成形技术包括挤压、拉伸、冲压、滚压等。 3.2 焊接技术 焊接技术是将两个或多个工程材料通过加热或加压的方式连接在一起，常见的焊接技术包括电弧焊、气体焊、激光焊等。 3.3 铸造技术 铸造技术是将熔化的工程材料倒入铸型中，通过凝固形成所需的形状，常见的铸造技术包括砂型铸造、压力铸造、熔模铸造等。 3.4 热处理技术 热处理技术是通过对工程材料的加热或冷却处理来改变其组织和性能，常见的热处理技术包括淬火、回火、退火等。 四、工程材料与成形技术的应用 4.1 汽车制造 工程材料与成形技术在汽车制造中起着重要作用，如汽车车身的制造和焊接、发动机零件的铸造等。 4.2 建筑工程 工程材料与成形技术在建筑工程中广泛应用，如混凝土构件的浇筑、钢结构的焊接、玻璃幕墙的制作等。
工程材料及成形技术基础第二版课程设计 一、设计背景与目的 工程材料及成形技术是机械工程专业的基础课程之一，其内容广泛，包括材料 结构、物理力学性质、材料加工成形、材料表面处理等方面的知识。本课程设计旨在让学生通过实践操作，充分掌握材料加工成形、金属和非金属材料结构和性能等方面的知识，培养学生的实践能力和创新精神。 二、课程设计内容 2.1 材料加工成形实验 本课程设计将设置多个材料加工成形实验，如普通车削、铣削、钻孔、磨削等，让学生对材料加工成形方式有更深入的了解。同时，学生将通过实际操作加深对机床结构及使用方法的理解。 2.2 金属材料结构和性质实验 本实验主要内容涉及金属材料的晶体结构、力学性质等方面。学生将通过对金 属材料的切割、打磨等方式，获得金属试样，并通过试验和实验数据分析，了解不同金属材料的结构与性质差异。 2.3 非金属材料结构和性质实验 本实验主要内容为非金属材料的结构和性质实验，包括塑料、陶瓷、复合材料等。学生将通过实验获取非金属材料试样，并通过试验和实验数据分析，了解不同非金属材料的结构与性质差异。
2.4 材料表面处理实验 本课程设计将设置多个材料表面处理实验，如镀铬、喷漆、氧化等，让学生对材料表面处理方式有更深入的了解。同时，学生将通过实际操作加深对设备、化学试剂等方面的理解。 三、实验操作流程 3.1 实验前准备 学生在实验开始前需要准备相应的实验设备和化学试剂，同时需要了解实验的目的和操作流程、注意事项等。 3.2 实验操作 学生根据实验要求进行操作，包括设备的操作、化学试剂的取用等。在实验过程中，学生需要遵守实验室的安全规定，加强安全意识。 3.3 实验数据记录和分析 学生需要将实验所得的数据和观察结果记录下来，并进行分析和总结。在分析和总结的过程中，学生需要结合实验理论知识进行思考和推理。 四、实验考核与评分 本课程设计的实验考核方式将包括实验报告和实验操作的成绩。学生需要按时完成实验报告并完成实验操作，按照标准规定进行评分。 五、总结与展望 工程材料及成形技术基础第二版课程设计的实验内容丰富、操作性强，通过实践操作，学生能够更加深入地了解材料加工成形、金属和非金属材料结构和性能等方面的知识。同时，本课程设计具有一定的创新性和拓展性，有助于学生培养实践
中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 _、课程介绍 1. 课程描述： 本课程是机械类专业的技术基础课，为机械设讣、机械制造工艺学等机械类专业课程提供工程材料及其成型技术等方面的基本知识。本课程的主要内容如下： （1）常用材料的成分、组织性能与成型工艺之间的关系及其用途。 （2）金属材料热处理（如：退火、正火、淬火、回火）和零件表面热处理的工艺特点及应用。 （3）常用工程材料的种类、牌号、性能及用途。 （4）常用工程材料成型工艺的种类、特点及其应用。 （5）典型机械零件材料及成型工艺的选用。 本课程学生应掌握材料与成型技术的基本原理、基本知识和工程应用的能力，了解工业产品的设讣、选材、加工三者之间的关系。为后续专业课学习和毕业后从事机械设计•和制造方面的工作打下一定的工程材料选择和应用的基础。 2. 设讣思路： 本课程以工程材料及其成型工艺为研究对象，用绕机械零部件设计和制造中的选材和成型两个主要环节，讲授工程材料及其成型工艺的基本知识，并将其应用到机械零部件的设讣和加工工艺中。实践环节以金属材料的硬度实验、铁碳合金平衡组织的金相分析实验、碳钢的热处理实验为主。通过学习本课程，使机械专业大学生了解工程材料的一般知识，了解常用材料的成分、组织性能与成型工艺之间的关系，培养学生具有使用和选择工程材料及成型工艺的能力，掌握制造金属零件基本成型工艺的基本知识。 开课依据：对毕业要求的能力支撑矩阵。 本课程是培养本科生从事机械设计和机械制造等领域丄作的专业基础课程，为达
成机械设计制造及其自动化专业毕业生能力矩阵1.4、1.6、2.1、2.2、2.3、2.5项要求见下 课程内容包括五个模块：工程材料的基础知识（工程材料的结构与性能、金属材料的凝固与固态相变）、金属材料热处理、金属材料、丄程材料的成型工艺、典型零件的材料及成型工艺选择。 （1）工程材料的基础知识 本模块内容为本课程的理论基础，重点讲授两部分内容： 1）工程材料的结构与性能：从丄程材料的微观结构探索其宏观性能，主要讲授原子（或分子）的相互作用、晶体材料和非晶态材料的原子排列等，并介绍工程材料的性能，为在机械设计中选择材料打下基础。 2）金属材料的凝固与固态相变：讲授纯金属和合金的结晶和凝固原理、铁碳合金平衡态的相变基础；特别讲授钢在加热时和冷却时的转变规律，为后续金属材料的热处理打好基础。 本模块的课程内容以课堂讲授为主，辅助以电子教案、多媒体课件和课程实验，重点强调丄程材料的理论知识的学习。根据课程内容，该部分安排两次实验：金属材料的硬度实验和铁碳合金平衡组织的金相分析实验，通过实验加深对理论学习内容的理解。 （2）金属材料热处理 本模块主要内容为金属材料热处理的基本概念及其在机械设讣和制造中的应用。重点讲授钢的退火、正火、淬火和回火“四把火”的基本原理与应用；同时介绍钢的化学热处理和表面淬火以及钢的淬透性、固洛热处理与时效强化等内容。本模块的课程内容以课堂讲授为主，辅助以电子教案、多媒体课件和课程实验，使大学生掌握金属材料热处理的基本原理及其应用，并利用课程实验，加深对热处理概念的理解，在机械设计和制造中得到实践。 （3）金属材料 本模块内容主要以工业用钢为研究对象，車点讲授结构钢、工具钢、特殊性能钢和铸铁的特点及其应用；介绍铝及其合金、铜及其合金、轴承合金的特点及其应用。本模块的
工程材料及成型技术课程 （Engineering Material and Processing） （36学时，工业工程专业适用） 一、简要说明 《工程材料及成型技术》是工业工程专业的必修课，36学时，2学分。 二、课程的性质，地位和任务 《工程材料及成型技术》是研究工程材料及其成形技术的综合性课程，是机械类、工业工程专业必修的技术基础课。 本课程包括工程材料及其选择、材料成形技术及其选择两大部分，使学生通过本课程的学习，达到以下目的： 1．获得工程材料性能及其改性和成型工艺的基本知识； 2．掌握工程材料及其主要成形方法的基本原理和工艺特点，具有合理选择零件材料，零件、毛坯成形方法以及工艺分析的初步能力； 3．具有应用工艺知识考虑零件结构设计工艺性的初步能力； 4．了解现代材料及其成形的新技术和发展方向。 为其它相关课程的学习和将来从事机械制造工作奠定基础。 三、教学基本要求和方法 本课程是一门密切联系工业生产实践的综合性技术基础课，课堂教学之前应具有一定的生产实践知识，因此学习本课程之前或在学习过程中应到机械制造厂进行一次多工种的金工实习，对于主要工种（如铸造、锻压、焊接、热处理、切削加工等）的基本操作应作全面了解和动手实践，以获得零件加工的感性知识。 在学习本课程之前，应先修完工程图学，工程力学，并完成金工实习，可与机械加工技术、机械原理、互换性原理等课程并行开课。 四、授课教材与主要参考书 教材： 材料及热加工，陈培里等，高等教育出版社，2006.8 参考书： 1．工程材料及成型技术基础，吕广庶，张远明主编，高教出版社，2001.8 2．热加工工艺基础张万昌主编，清华大学出版社， 3．材料科学与工程导论王高潮主编，机械工业出版社，2006 4．机械工程材料，沈莲主编，机械工业出版社，2003。 四、学分和学时分配 《工程材料及热处理》36学时，2学分，学时分配如下表。
工程材料与成形技术基础修订版教学设计 1. 课程介绍 本课程是工程材料与成形技术基础的修订版教学设计，旨在为学生提供工程材料和成形技术方面的基础知识。主要涉及工程材料的性能与选用、材料成型理论和工艺、热处理以及焊接等内容。通过学习，学生将能够掌握工程材料的基本分类、性能和选择方法，了解各种常用成型工艺的原理和应用，掌握热处理的基本方法和计算，以及理解焊接的原理和常用焊接工艺。 2. 课程内容与教学目标 2.1 课程内容 •工程材料分类、性能和选用 •材料成型理论和工艺 •热处理基本方法和计算 •焊接原理和常用焊接工艺 2.2 教学目标 •掌握工程材料的基本分类、性能和选择方法； •理解材料成型的原理和应用； •掌握热处理的基本方法和计算； •理解焊接的原理和常用焊接工艺。 3. 教学方式与方法 本课程采用多种教学方式和方法，以提高学生的学习效果和学习兴趣。具体教学方式和方法如下：
3.1 讲授 采用授课的方式，传授基础知识和理论，并注重与实际工程实践结合，使学生 更好地理解和掌握知识点。 3.2 观摩 通过观看相关视频和图片，让学生直观了解材料成型的原理和工艺流程。 3.3 实验 通过实验，让学生亲身体验不同成型工艺的特点和工艺流程，进一步巩固和加 深理解。 3.4 讨论 组织讨论，倡导学生自主思考和探究，鼓励学生提出不同的看法和见解，推动 学生之间的互动交流。 4. 课程评估 为了监测和评估学生学习效果，本课程采用多种评估方式。具体评估方式如下： 4.1 平时作业 考核学生对知识点的理解程度和掌握情况。 4.2 课堂测试 通过简答题、选择题等形式测试学生对知识点的掌握情况。 4.3 期末论文 要求学生针对学习的知识点进行深入研究并撰写论文，考核学生的研究和分析 能力。
工程材料及成形技术_电子教材 工程材料及成形技术是现代制造业中不可或缺的一部分，它涵盖了材料科学和工程学的多个方面，包括材料性能、制造工艺、成形技术、加工过程、产品设计等。作为电子教材，它具有很多优势，可以满足学生跨地区、跨时间的学习需求，同时也可以有效提高学习效率。 工程材料是制造工业的基础，包括各种金属、塑料、陶瓷、玻璃等材料，它们的性质决定了产品的质量和性能。电子教材可以更加直观的展示这些材料的物理性质、化学性质和力学特性，让学生能够更好的理解和应用这些知识，从而提高产品设计、制造和维护的能力。 制造工艺和成形技术是工程材料应用的关键，包括铸造、锻造、压铸、注塑、拉伸等技术。通过电子教材的方式，学生能够更加直观地观察各种材料在不同制造工艺和成形技术下的变化，进而更好的掌握各种技术的应用和优劣。 随着技术不断发展，现代制造业中出现了越来越多的高新技术材料，如高强度钢、复合材料、纳米材料、高温合金等，这些材料的性能和应用十分复杂，需要专业的知识和技能才能应对。通过电子教材，学生可以更加深入地了解这些新型材料的研发过程、性能特点以及其在不同领域的应用。 另外，工程材料和成形技术的应用不仅涵盖制造工业，还渗透到了生活和社会的各个领域。例如，建筑材料、医疗设备、
航空航天等领域都离不开工程材料和成形技术的支持。通过电子教材，学生还可以深入了解材料对社会发展的重要性和应用的广泛性。 总之，工程材料及成形技术虽然是一个冷门学科，但其应用却十分广泛，相应的知识和技能也十分重要。通过电子教材的方式，可以更加方便地获取这些知识和技能，并将其应用到实践中，为学生未来的职业生涯提供更多帮助。
工程材料及材料成型技术 工程材料及材料成型技术是现代工程领域中不可或缺的重要组成 部分。它们的应用范围广泛，涉及到建筑、交通、电子、航空航天等 多个行业，对于保障工程质量和推动科技进步起着至关重要的作用。 工程材料是指在工程施工和日常使用中所需要的各种材料，包括 金属材料、非金属材料、高分子材料等。这些材料需要具备一定的力 学性能、物理性能、化学性能和耐久性，以满足各种工程要求。在选 择工程材料时，需要考虑材料的成本、可用性、可再生性等因素，以 及其与环境的适应能力。 材料成型技术则是将原材料经过一系列的工艺加工，制成所需形 状和尺寸的过程。常见的材料成型技术包括锻造、压铸、注塑、挤压等。这些技术的选择取决于材料的性质和工程需求。例如，在金属加 工中，找到合适的温度和变形速率可以改善材料的塑性，提高成形质量；而在塑料加工中，注塑技术可以大幅提高产品的生产效率和质量。 工程材料及材料成型技术的研究和应用对于提高工程质量和降低 生产成本具有重要意义。首先，优选合适的工程材料可以提高工程的 耐久性和安全性，减少维修和更换的频率，降低维修成本。其次，借 助材料成型技术可以降低产品的生产成本，提高生产效率。例如，通 过合理的模具设计和优化的注塑工艺，可以大幅提高塑料产品的生产 速度，减少废品率。
在实际工程应用中，我们应该根据不同的工程项目和要求选择合适的工程材料和材料成型技术。首先，需要通过对项目的需求分析和材料性能对比，确定最适合的工程材料。其次，根据材料的特点和工程要求，选择合适的材料成型技术。在材料成型过程中，需要对工艺参数进行合理的调整和控制，以保证产品的质量和性能。 工程材料及材料成型技术的研究和应用离不开不同学科领域的共同努力。在材料科学、机械工程、化学工程等领域的交叉研究中，我们可以不断推动这些技术的发展和创新。通过使用先进的材料和成型技术，我们可以为各个行业提供更高质量的产品和更可持续的解决方案。 综上所述，工程材料及材料成型技术在现代工程领域中具有重要地位和广泛应用。选择合适的工程材料和材料成型技术，是保证工程质量和推动科技进步的关键。通过不断的研究和创新，我们可以为工程领域带来更高效、更环保、更可持续的解决方案。
工程材料与成形技术论文 陶瓷的性能及其成形技术 院（系）：工业中心 专业：机械设计制造及其自动化 班级：096001 学生：张湘君 学号：090605132 指导教师：宁生科 2011年11月
陶瓷的性能及其成形技术 摘要 各种功能陶瓷及高温结构陶瓷在工业生产中广泛应用。陶瓷材料具有优异的耐高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘等特性，使其在许多重要领域得到了越来越广泛的应用。本文对陶瓷及物理性能和力学性能以及成形技术进行了详细的介绍。对陶瓷的功能和用途有一定的了解，这些材料在实际应用中有极大的作用。 关键词：组织结构，力学性能；物理性能；分类；成形
目录 1 绪论.................................................................. 错误！未定义书签。 1.1前言 (3) 1.2本文主要研究内容 (3) 2 工业陶瓷及成形 (3) 2.1陶瓷的组织结构及性能 (4) 2.1.1陶瓷的组织结构 (4) 2.1.2陶瓷的性能 (4) 2.2陶瓷的成形 (6) 2.2.1成形方法 (6) 参考文献 (9)
绪论 1.1前言 20世纪后期随着许多新技术(如电子技术、空间技术、激光技术、计算机技术等)的兴起，以及基础理论(如矿物学、冶金学、物理学等)和测试技术(如电子显微镜技术、X射线衍射技术和各种频谱仪等)的发展，人们对材料结构和性能之间的关系有了深刻认识。通过控制材料的化学成分和微观组织结构，研制出了许多具有不同性能的陶瓷材料，如各种功能陶瓷(电子材料、光导纤维、敏感陶瓷材料)及高温结构陶瓷。与传统陶瓷材料相比其强度得到了成百上千倍的提高，再加上陶瓷材料本身具备的优异的耐高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘等特性，使其在许多重要领域得到了越来越广泛的应用。 1.2本文主要研究内容 本文通过对陶瓷材料的陶瓷的组织结构及力学性能、化学性能、物理性能和成形技术。对陶瓷性能的研究可以使陶瓷更广泛地应用于切屑加工，航空航天，日常用品等各个领域。陶瓷的成形技术随着工业化水平的提升也有了巨大的突破。先进的成形技术，如直接凝固注模成形，温度诱导成形，电泳沉积成形，凝胶注模成形，水解辅助固化成形，压滤成形等制备工艺的发展是传统陶瓷工艺的革命，使的更多高性能结构陶问世。 2 工业陶瓷及成形 陶瓷是由天然或人工合成的粉状矿物原料和化工原料组成,经过成形和高温烧结制成的,由金属和非金属元素构成化合物反应生成的多晶体相固体材料。
制造工程基础——工程材料及成型技术 1.知道物质粒子键合方式与性质的相互关系； 离子键：无方向性，熔点、强度、硬度高，膨胀低，塑性差，不导电 共价键：有方向性，熔点、强度、硬度高，膨胀低，塑性差，不导电 金属键：无方向性，塑性较好，导电、导热 分子键：无方向性，熔点高，绝缘 2.纯金属与合金的晶体结构的不同； 纯金属有体心立方，面心立方，密排六方晶格；合金为相结构，有金属固溶体和金属化合物 3.分析陶瓷材料的结构及性能； 以共价键、离子键结合，存在晶体相和玻璃相、气相，不导电，强度低，热稳定性和力学性能差4.复合材料的组成结构及特点。 由基体和增强体或增强相组成，基体和增强体间有界面，增强体模量、强度高，耐磨、耐热，主要用于承受负荷；基体有粘附特性；界面结合力有特殊要求 5.主要工程材料的力学性能指标及其定义； 强度：材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力； 弹性与刚度：材料抵抗弹性变形的能力； 塑性：产生塑性变形而不被破坏的能力； 硬度，抵抗其他物体压入其表面的能力；耐磨度，在一定的摩擦条件下抵抗磨损的能力。 6.材料比强度与比刚度在结构设计中的实际意义。 在既要求提高材料的强度、刚度，又要求减轻质量时用以选择材料的标准。 7.可以绘出铁碳合金相图，说明主要点、线的含义，写出包晶反应、共晶反应和共析反应；可以说明碳含量对碳钢组织和性能的影响；说明铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体； 包晶反应：一个液相和一个固相在恒温下生成另一个固相的转变，即L+α->β 共晶反应:液相在恒温下同时生成两个固相的转变，即L->α+β 共析反应：在高温时通过匀晶转变或包晶转变形成固溶体，冷却至某一温度时固溶体又分解形成两种新的固相的转变。 铁素体碳溶解于α铁或δ铁中形成的固溶体 奥氏体碳溶解于γ铁中形成的固溶体 渗碳体Fe3C 珠光体 莱氏体 碳含量对碳钢组织和性能的影响：亚共析钢随含碳量的增加珠光体数量增多，强度、硬度上升，而塑性、韧性下降。过共析钢性能受二次渗碳体的影响，当C %>1%后，含碳量的增加，脆性增大。 8.钢的热处理定义及其基本类型；分析表面热处理的原理及作用。 钢的热处理定义：将钢在固态下通过加热、保温和冷却，改变其内部结构，以获得所需性能的一种工艺方法。其基本类型有普通热处理（退火，正火，淬火，回火），表面热处理（表面淬火，化学热处理），特殊热处理（磁场，形变热处理）。 表面热处理的原理及作用：各类零件的服役条件不同，零件各部分性能要求也不同，因此可以只对
第一章工程材料 1）固体材料的主要性能包括力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能力学性能包括弹性、强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度、蠕变和磨损 2）材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力最常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度 固态物质按原子的聚集状态分为晶体和非晶体 常见的晶格类型:体心立方格，面心立方格，密排六方晶格 3）晶格缺陷:点缺陷，面缺陷，线缺陷 4）细化液态金属结晶晶粒的方法:增加过冷度，变质处理，附加振动 5）合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成的具有金属性质的物质 组元:组成合金的最基本、最独立的物质 二元合金:由两种组元组成的合金相:合金中成分相同、结构相同，并与其他部分以界面分开的均匀组成部分组织:一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体 6）固态合金中的相可分为固溶体和金属化合物 固溶体分为间隙固溶体和置换固溶体 7）固溶强化:当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象 弥散强化:金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，使合金的强度、硬度、耐热性和耐磨性明显提高 8）铁碳合金的基本相有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体和低温莱氏体 9）铸铁的类型铸铁分为一般工程应用铸铁和特殊性能铸铁一般工程性能铸铁按石墨形貌不同分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁 10）影响石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 11）钢的热处理:将固态钢采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织结构与性能的一种工艺 热处理分为普通热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热处理（表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗）及特殊热处理（形变热处理等） 12）铁碳合金相图（分析题）P32 第二章铸造成形 1）铸件的生产工艺方法按充型条件不同分为重力铸造、压力铸造、离心铸造按形成铸件的铸型分为砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造、磁型铸造等 2）影响金属充型能力的因素和原因①合金的流动性②浇注温度③充型能力④铸型中的气体⑤铸型的传热系数⑥铸型温度⑦浇注系统的结构⑧铸件的折算厚度⑨铸件复杂程度 影响原因①流动性好，易于浇出轮廓清晰，薄而复杂的铸件，有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除，易于对铸件补缩 ②浇注温度越高，充型能力越强 ③压力越大，充型能力越强，但压力过大或充型速度过高会发生喷射、飞溅和冷隔④铸型中的气体能产生气膜，减少摩擦阻力 ⑤传热系数越大，铸型的激冷能力越强，金属液于其中保持液态的时间越短，充型能力下降 ⑥温度越高，液态金属与铸型的温度就越小，充型能力越强 ⑦结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差 ⑧折算厚度大，散热慢，充型能力好 ⑨结构复杂，流动阻力大，铸型充填困难 3）金属的凝固方式:逐层凝固方式，体积凝固方式，中间凝固方式
PPT填空题和简答题 1一、填空题 1、金属结晶包括形核与长大两个过程。 3、晶粒和晶粒之间的界面称为晶界。 4、在结晶过程中，细化晶粒的措施有提高冷却速度、变质处理、振动。 5、由于溶质原子的溶入，固溶体发生晶格畸变，变形抗力增大，使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。 6、常见的金属晶格类型体心立方、面心立方和密排立方。 7、在晶体缺陷中，点缺陷主要有空位、间隙原子、置换原子，线缺陷主要有刃型位错、螺型位错，面缺陷主要有晶界、亚晶界 8、金属结晶时，实际结晶温度必须低于理论结晶温度，结晶过冷度主要受冷却速度影响。 9、当金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度及耐磨性明显提高，这一现象称为固溶强化。 10.再结晶退火的前提是冷变形＋足够高的温度，它与重结晶的区别在于无晶体结构转变。 1.奥氏体的晶格类型是面心立方。 2.铁素体的晶格类型是体心立方。 11.亚共析钢的室温组织是F+P 。 1.钢的淬透性是指钢淬火时所能达到的最高硬度值。 23．渗碳钢渗碳后的热处理包括淬火和低温回火，以保证足够的硬度。 24.在光学显微镜下观察，上贝氏体显微组织特征是羽毛状，下贝氏体显微组织特征呈针状。 5.零件失效的基本类型为_表面损伤、过量变形、断裂。 2.线型无定型高聚物的三种力学状态为玻璃态、高弹态、粘流态。 1、一个钢制零件，带有复杂形状的内腔，该零件毛坯常用铸造方法生产。 2、金属的流动性主要决定于合金的成分 3、流动性不好的铸件可能产生冷隔和浇不足缺陷。 4、铸造合金充型能力不良易造成冷隔和浇不足等缺陷， 12.过共析钢的室温组织是P+Fe3C 。 13.共晶反应的产物是Ld 1. 20钢齿轮、45钢小轴、T12钢锉的正火的目的分别是：提高硬度，满足切削加工的要求、作为最终热处理，满足小轴的使用要求、消除网状渗碳体。 2、在正火态的20钢、45钢、T8钢；、T13钢中，T8 钢的σb值最高。 3、在正火态的20钢、45钢、T8钢；、T13钢中，T13钢的HBS值最高。 4、为使钢得到理想的耐磨性，应进行淬火加低温回火。 5、为使钢获得理想的弹性，应进行淬火加中温回火。 6、为保证钢的综合性能，淬火后应进行高温回火。 7.为改善低碳钢的切削性能，常采用的热处理为正火或退火。 8.为改善高碳钢的切削性能，常采用的热处理为退火。 9.轴类等重要零件的最终热处理常为调质。 10.冷冲模等常用的最终热处理为淬火加低温回火。 11.汽车变速齿轮等常用的最终热处理为渗碳、淬火加低温回火。 12.机床变速齿轮等常用的最终热处理为调质加表面淬火。 13.钢的常规热处理（四把火）是指退火、正火、淬火、回火。
有时候,一件事情看来太容易了,那往往不是真的。 (0)绪论 材料的分类及在机械工程技术中的应用、材料科学的发展、本课程的目的、 任务和学习方法。 (一)金属材料的力学性能 1、了解相关力学性能; 2、理解强度、刚度、弹性、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度的概念; 3、理解σb、σs、σ0.2、HBS(W)、HRC、HRA、HV、δ、δ5、ψ、σ-1等 的含义。 (二)金属及合金的晶体结构与结晶 1、晶体与非晶体,及其特点;掌握晶格、晶胞、晶格常数、晶面和晶向。 2、掌握晶体的3种类型:体心、面心、密排六方;及其相关知识,如原子个 数、致密度、属于此类型的金属。 3、理解单晶体与多晶体;掌握晶体缺陷的3种类型:点缺陷、线缺陷、面缺陷;并能举例;位错(密度)。 4、金属结晶、过冷(度)现象、晶粒大小、金属结晶过程(形核与长大)、晶粒大小、细化晶粒的方法、铸锭组织(3个晶区)、同素异晶转变。 5、合金、组元、组织、相的基本概念、合金的相结构、固溶体(概念、种类(置换与间隙固溶体、有限与无限固溶体)、固溶强化)、金属化合物(概念、特点)、机械混合物。
6、冷、热变形加工的划分标志;实例。 (三)铁碳合金相图 1、纯铁的同素异构转变、二元合金相图基本知识、匀晶相图、共晶相图分析;合金的组成与组织。 2、铁碳合金的基本组织:铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体;铁碳合金的基本相:铁素体、奥氏体、渗碳体。 3、铁碳合金相图(默画)分析:共晶反应、共析反应、相图中点、线的含义,特别是重要的点、线;铁碳合金的分类及室温组织。 4、典型合金结晶过程:共析钢、亚共析钢、过共析钢的结晶过程;共晶白口铁、亚共晶白口铁、过共晶白口铁的结晶过程。 5、铁碳合金成分、组织和性能之间的关系,相图的应用。 6、钢的表面淬火:基本原理、应用。 7、钢的化学热处理:概念、渗碳、氮化。 (五)钢 1、钢的分类(按用途、品质(S、P)、含碳量、合金元素分) 2、常用元素和杂质对钢性能的影响:Si、Mn、S、P非金属类杂物的影响。 机设09~1 徐健14 ~ 1 3、合金元素在钢中的作用:合金元素在钢中存在形式;合金元素对相图影响; 合金元素对钢热处理的影响。