工程材料第3章金属材料内容整理
- 格式:pptx
- 大小:1.17 MB
- 文档页数:21
清华大学《工程材料》第5版教材简介《工程材料》第5版教材由清华大学材料学院朱张校教授、姚可夫教授主编,清华大学出版社出版。
《工程材料》第5版教材目录如下:绪论0.1中华民族对材料发展的重大贡献0.2材料的结合键0.3工程材料的分类第1章材料的结构与性能特点1.1金属材料的结构与组织1.2金属材料的性能特点1.3高分子材料的结构与性能特点1.4陶瓷材料的结构与性能特点第2章金属材料组织和性能的控制2.1纯金属的结晶2.2合金的结晶2.3金属的塑性加工2.4钢的热处理2.5钢的合金化2.6表面技术第3章金属材料3.1碳钢3.2合金钢3.3铸钢与铸铁3.4有色金属及其合金第4章高分子材料4.1工程塑料4.2合成纤维4.3合成橡胶第5章陶瓷材料5.1普通陶瓷5.2特种陶瓷第6章复合材料6.1复合材料的复合原则6.2复合材料的性能特点6.3非金属基复合材料6.4金属基复合材料第7章功能材料及新材料7.1电功能材料7.2磁功能材料7.3热功能材料7.4光功能材料7.5隐形材料及智能材料7.6纳米材料第8章零件失效分析与选材原则8.1机械零件的失效8.2机械零件失效分析8.3机械零件选材原则第9章典型工件的选材及工艺路线设计9.1齿轮选材9.2轴类零件选材9.3弹簧选材9.4刃具选材第10章工程材料的应用10.1汽车用材10.2机床用材10.3仪器仪表用材10.4热能设备用材10.5化工设备用材10.6航空航天器用材附录1金属材料室温拉伸试验方法新、旧国家标准性能名称和符号对照表附录2金属热处理工艺的分类及代号(摘自GB/T 12603—2005) 附录3常用钢的临界点附录4钢铁及合金牌号统一数字代号体系(摘自GB/T 17616—1998)附录5国内外常用钢号对照表附录6常用铝及铝合金状态代号与说明(摘编自GB/T 16475—2008)附录7若干物理量单位换算表附录8工程材料常用词汇中英文对照表参考文献本教材有以下特点:(1)体系科学合理,内容丰富新颖,实例丰富。
某些性能,在碳钢基础上有意加入一定量合金元素所获得的铁基合金。
钢低合金钢合金钢刃具钢模具钢量具钢工 具 钢不锈钢耐热钢耐磨钢特 殊 性能 钢挤压模具低合金钢中合金钢合金钢高合金钢≤0.025特级优质钢≤0.030高级优质钢≤0.035优 质 钢≤0.045普通质量钢P平炉炼钢平炉钢转炉钢电炉钢按 炉 别 分齿轮齿轮具刀采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、特性和工艺方法时,一般从代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母含量依次下降,质量提高。
●脱氧方法符号: 沸腾钢镇静钢—Z;半镇静钢特殊镇静钢—TZ。
●如碳素结构钢牌号表示为Q235AF、Q235BZ板钢*说明:通常情况下,屈服强度值小300MPa时为碳素结构钢,大于300MPa时为低合金高强度钢。
热连轧钢板齿方钢轮加工钢带08F 、10b 。
●③ 高级优质钢在钢号后加字母A ,如20A 。
(0.8%C)。
●*说明:碳素工具钢都是优质以上质量的。
高级优质钢在钢号后加“A”,如T8A。
丝锥锉刀4. 合金结构钢●该类钢的牌号由“数字+元素+数字”三部分组成。
●前两位数字表示平均碳含量的万分之几●合金元素以汉字或化学元素符号表示●是百分之几*高速钢不标含碳量,如W6Mo5Cr4V2(含** 含铬量小于1%时,在含铬量(以千分之一为单位数字“0”,如Cr06铣刀1.5%。
●渗碳轴承钢牌号的表示方法与合金结构钢相同,仅在牌号头部加字母“G”,“G20CrNiMo”。
……涡轮叶片铸钢件2.5吨大齿轮铸件●工艺性能以可焊性、淬透性为主。
●合金结构钢除少量为中高合金钢外,都是低合金钢.铜陵长江公路大桥热轧钢板铆接、黄河小浪底枢纽工程螺纹钢螺纹钢理:不进行专门热处理,热轧空冷态下使用。
用状态下组织:F+P圆钢冷成型性能2、化学成分特点●⑴低碳:≤0.2%C ●⑵合金元素:主要是低合金高强钢合金元素细化晶粒作用数热轧空冷后使用少数可用正火+高温回火处理。
●4、钢种、牌号与用途:南京长江大桥的压力容器。
第一章 合金化原理主要内容 :碳钢中的常存杂质 碳钢的分类 碳钢的用途1.2 钢的合金化原理:① Me 在钢中的存在形式 ②Me 与铁和碳的相互作用 ③Me 对Fe-Fe3C 相图的影响 ④Me 对钢的热处理的影响 ⑤Me 对钢的性能的影响1.3合金钢的分类概念:⑴合金元素 :特别添加 到钢中为了保证获得所要求的组织结构、 物理、化学和机 械性能的化学元素。
⑵杂质:冶炼时 由原材料以及冶炼方法、工艺操作而 带入 的化学元素。
⑶碳钢: 含碳量在 0.0218-2.11% 范围内的铁碳合金。
⑷合金钢:在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢。
① 低合金钢: 一般指合金元素总含量小于或等于 5%的钢。
② 中合金钢: 一般指合金元素总含量在 5~10%范围内的钢。
③ 高合金钢: 一般指合金元素总含量超过 10%的钢。
④ 微合金钢: 合金元素(如 V,Nb,Ti,Zr,B ) 含量小于或等于 0.1%,而能显著影响 组织和性能的钢。
1.1 碳钢概论1. 锰( Mn )和硅( Si )⑴Mn :W Mn %<0.8 % ①固溶强化 ②形成高熔点 MnS 夹杂物(塑性夹杂物),减 少钢的热脆 (高温晶界熔化,脆性↑) ;⑵Si :W Si %<0.5% ①固溶强化 ②形成 SiO2 脆性夹杂物;⑶Mn 和 Si 是有益杂质 ,但夹杂物 MnS 、SiO2将使钢的疲劳强度和塑、韧性下降 。
2. 硫(S )和磷( P )⑴S :在固态铁中的 溶解度极小 , S 和 Fe 能形成 FeS ,并易于形成 低熔点共晶 。
发生热脆 ( 裂) 。
⑵P :可固溶于α -铁,但剧烈地降低钢的韧性,特别是 低温韧性 ,称为冷脆。
磷 可以提高钢在大气中的抗腐蚀性能 。
⑶S 和 P 是有害杂质 ,但可以 改善钢的切削加工性能 。
3.氮( N )、氢( H )、氧( O )⑴N :在α -铁中可溶解, 含过饱和 N 的钢析出氮化物—机械时效或 应变时效(经 变形,沉淀强化,强度↑,塑性韧性↓,使其力学性能改变) 。
第三章《铁金属材料》教学设计第二节金属材料第一课时铁合金铝和铝合金教学思路问题线活动线任务类型关键能力培养指向核心素养培养意图生活中的眼镜介绍,1.你希望你的眼镜架有什么性能?学生思考并回答。
观察体验证据推理。
培养学生发现与提出问题的能力?进一步培养学生利用各种证据(已有知识、生活经验、文献查询)进行推理的能力和意识。
1.眼镜架选什么材料更好?2.合金为什么比纯金属更坚硬?驱动学生思考它们微观结构的差异。
学生结合铁、铝等金属性能思考回答。
观察体验证据推理。
观察微观认知模型。
化学方法和分析能力。
宏观辨识到微观探析的学科素养培养。
从眼镜架材料看人类对材料的认识、改造和使用问题2:你认为哪种材料更适合作为眼镜架?问题1:你希望你的眼镜架有什么性能?问题3:阅读教材,小组讨论选择适宜作眼镜架的材料?问题4:铝合金为何耐腐蚀?能否耐强酸、强碱腐蚀?问题5:了解还有哪些新型合金?问题6:设想未来的眼镜架还可能使用哪些材料?从眼镜架材料看人类对材料的认识、改造和使用第三章第二节金属材料【学习目标】1.结合生活中常见合金的认识经验,阅读教材中合金的结构介绍,了解合金的概念,并能联系纯金属和合金的微观结构解释二者性能的差异。
2.以铁合金为例,能从元素组成上对合金进行分类,并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系,强化结构决定性能、性能决定用途的观念。
3.了解储氢合金、钛合金等新型合金,感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。
【学习过程】活动一:自主学习展示1.合金的概念和特性概念由两种或两种以上的________(或_____________)熔合而成的具有_____________________特性的物质,如导电性、导热性等。
性能硬度硬度一般____________它的纯金属成分熔点熔点一般_______________它的成分金属与纯金属材料相比,合金具有优良的______________________________2.合金的形成条件形成条件合金是金属在_________状态时相互混合形成的,熔化时的温度需达到成分金属中熔点_____________的金属的熔点,但又不能高__________成分金属中沸点__________的金属的沸点。