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“工程材料基础”课程教学大纲英文名称：Fundamentals of Engineering Materials课程编号：MATL300102（10位）学时：52 （理论学时：44 实验学时：8 上机学时：课外学时：（课外学时不计入总学时））学分：3适用对象：本科生先修课程：大学物理、材料力学使用教材及参考书：[1] 沈莲，范群成，王红洁.《机械工程材料》.北京：机械工业出版社，2007.[2] 席生岐等。
《工程材料基础实验指导书》.西安：西安交通大学出版社.2014[3] 朱张校等。
《工程材料》.北京：清华大学出版社.2009一、课程性质和目的（100字左右）性质：专业基础课目的：为机械、能动、航天、化工等学院本科生讲解材料的基础理论和工程应用，使学生了解材料的成分-组织-结构-性能的内在关系，培养学生根据零构件设计的性能指标选择合适材料，做到“知材、懂材”并能合理使用材料。
二、课程内容简介（200字左右）工程材料基础是面向机类、近机类及口腔医学专业开设的材料基础理论课程。
课程主要向学生讲授典型零件的失效方式及抗力指标、金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料、功能材料的基本知识，使学生掌握材料成分-工艺-组织-性能的内在关系，掌握工程材料实际应用的原则，培养学生“知理论、懂性能、会选材”的基本能力和素质。
课程实验主要包括金相试样制备和显微镜使用、铁碳合金组织的观察与分析、碳钢热处理与性能综合实验。
一、教学基本要求(1) 了解机械零构件的常见失效方式及其对性能指标的要求。
(2) 掌握碳钢、铸铁、合金钢、有色金属的成分、组织、热处理、性能特点及工程应用的基本知识。
(3) 掌握陶瓷材料、高分子材料、复合材料、功能材料的成分、组织、性能特点及常用材料的种类和用途。
(4) 学生具有根据零构件的服役条件、失效方式和性能要求选择材料及编写冷热加工工艺路线的基本能力。
(5) 了解新材料、新工艺的基本概况及发展趋势。
《机械工程材料》机械工业出版社第版内容总结《机械工程材料》机械工业出版社第3版目录第一章机械零件的失效分析第二章碳钢第三章钢的热处理第四章合金钢第五章铸铁第六章有色金属及其合金第七章高分子材料第八章陶瓷材料第九章复合材料第十章功能材料第十一章材料改性新技术第十二章零件的选材及工艺路线第十三章工程材料在典型机械和生物医学上的应用第一章机械零件的失效分析第一节零件在常温静载下的过量变形失效：零件若失去设计要求的效能变形：材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化弹性变形：能够恢复的变形塑性变形：不能恢复的变形一、工程材料在静拉伸时的应力-应变行为1.低碳钢的应力-应变行为变形过程：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形2.其他类型材料的应力-应变行为纯金属脆性材料高弹性材料二、静载性能指标1.刚度和强度指标（1）刚度指零（构）件在受力时抵抗弹性变形的能力单向拉伸（或压缩）时：E=σ/ε=εA F / ，即EA=F/ε 纯剪切时：G=τ/γ=γτAF / ，即GA=F τ/γ弹性模量E （或切变模量G ）是表征材料刚度的性能指标（2）强度指材料抵抗变形或断裂的能力指标有：比例极限σp ，弹性极限σe ，屈服强度σs ，抗拉强度σb ，断裂强度σk2.弹性和塑性指标（1）弹性指材料弹性变形大小弹性能u ：应力-应变曲线下面弹性变形阶段部分所包围的面积u=21σe εe=E e 221σ （2）塑性指材料断裂前发生塑性变形的能力断后伸长率： %10000?-=L L L δ 断面收缩率： %10000?-=A A A ψ ψδ、越大，材料塑性越好3.硬度指标表征材料软硬程度的一种性能布氏硬度HBW （硬质合金球为压头）洛氏硬度HRC （锥角为120°的金刚石圆锥体为压头）维氏硬度HV （锥角为136°的金刚石四棱锥体为压头）三、过量变形失效零件的最大弹性变形量△l 或θ（扭转角）必须小于许可的弹性变形量。
一、前言随着我国经济的快速发展，机械制造业在国民经济中的地位日益重要。
为了提高学生的实践能力，培养适应社会发展需求的高素质人才，学校组织学生进行机械实习。
本文将介绍机械实习报告的参考文献，以供同学们参考。
二、机械实习报告参考文献1. 《机械设计手册》（第四版），机械工业出版社，2012年该书是一本经典的机械设计手册，涵盖了机械设计的基本原理、计算方法和设计实例。
书中详细介绍了各种机械零部件的结构、性能、选型和计算方法，对于机械实习报告的撰写具有重要的参考价值。
2. 《机械制造工艺学》（第二版），机械工业出版社，2010年该书主要介绍了机械制造的基本原理、工艺方法、设备和工艺流程。
书中详细阐述了各种机械加工方法、热处理工艺和装配工艺，对于机械实习报告的撰写具有重要的指导意义。
3. 《机械制造技术基础》，高等教育出版社，2008年该书系统地介绍了机械制造技术的基本知识，包括机械制造工艺、设备、材料、质量控制等方面。
书中通过大量的实例，阐述了机械制造技术在实际生产中的应用，对于机械实习报告的撰写具有重要的参考价值。
4. 《机械工程材料》，化学工业出版社，2011年该书详细介绍了机械工程材料的分类、性能、选用原则和加工工艺。
书中涵盖了金属、非金属、复合材料等多种材料的性能和加工方法，对于机械实习报告的撰写具有重要的参考价值。
5. 《机械设计规范》（GB 50095-2011）该书是我国机械设计领域的权威规范，规定了机械设计的基本原则、计算方法和设计要求。
对于机械实习报告的撰写，可以参考该书中的相关规范，确保设计方案的合理性和可靠性。
6. 《机械设计手册》（第二版），机械工业出版社，2008年该书是一本实用性很强的机械设计手册，详细介绍了各种机械零部件的结构、性能、选型和计算方法。
书中还收录了大量的设计实例，对于机械实习报告的撰写具有重要的参考价值。
7. 《机械制造工艺学》（第一版），机械工业出版社，2005年该书主要介绍了机械制造工艺的基本原理、工艺方法、设备和工艺流程。
机械工程材料机械工业出版社第版内容总结文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）《机械工程材料》机械工业出版社第3版目录第一章机械零件的失效分析第二章碳钢第三章钢的热处理第四章合金钢第五章铸铁第六章有色金属及其合金第七章高分子材料第八章陶瓷材料第九章复合材料第十章功能材料第十一章材料改性新技术第十二章零件的选材及工艺路线第十三章工程材料在典型机械和生物医学上的应用第一章机械零件的失效分析第一节零件在常温静载下的过量变形失效：零件若失去设计要求的效能变形：材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化弹性变形：能够恢复的变形塑性变形：不能恢复的变形一、工程材料在静拉伸时的应力-应变行为1.低碳钢的应力-应变行为变形过程：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形2.其他类型材料的应力-应变行为纯金属脆性材料高弹性材料二、静载性能指标1.刚度和强度指标（1）刚度指零（构）件在受力时抵抗弹性变形的能力单向拉伸（或压缩）时：E=σ/ε=εAF / ，即EA=F/ε纯剪切时：G=τ/γ=γτAF / ，即GA=F τ/γ弹性模量E （或切变模量G ）是表征材料刚度的性能指标（2）强度指材料抵抗变形或断裂的能力指标有：比例极限σp ，弹性极限σe ，屈服强度σs ，抗拉强度σb ，断裂强度σk2.弹性和塑性指标（1）弹性指材料弹性变形大小弹性能u ：应力-应变曲线下面弹性变形阶段部分所包围的面积 u=21σe εe=E e 221σ （2）塑性指材料断裂前发生塑性变形的能力断后伸长率： %10000⨯-=L L L δ 断面收缩率： %10000⨯-=A A A ψ ψδ、越大，材料塑性越好3.硬度指标表征材料软硬程度的一种性能布氏硬度HBW （硬质合金球为压头）洛氏硬度HRC （锥角为120°的金刚石圆锥体为压头）维氏硬度HV （锥角为136°的金刚石四棱锥体为压头）三、过量变形失效零件的最大弹性变形量△l 或θ（扭转角）必须小于许可的弹性变形量。
机械工程材料期末总结引言：机械工程材料是一门涉及了机械工程中所应用的各种材料的课程，包括基础材料知识、材料性能、材料选择与应用等方面。
本学期，我们学习了金属材料、塑料、复合材料、陶瓷材料等多种类型的材料，通过实验和课堂学习，深入了解了机械工程材料的特性与应用。
在这篇总结中，我将回顾本学期的学习内容，并总结所获得的知识与经验。
一、金属材料金属材料是机械工程中最常用的一种材料，具有优异的机械性能和导热性能。
在本学期的学习中，我们了解了金属材料的晶体结构、相图和固溶强化等基础知识，掌握了金属材料的加工性和热处理方法。
金属材料的应用广泛，例如在机械结构、汽车制造和航空航天等领域。
1.1 金属材料的晶体结构金属材料的晶体结构对其性能有重要影响，我们学习了常见的晶体结构，如面心立方、体心立方和密排六方等。
了解晶体结构有助于理解金属的力学性能和变形行为。
1.2 相图和固溶强化我们学习了金属材料的相图，了解了相变和固溶强化的原理。
通过固溶强化，可以提高金属材料的强度和硬度，提高其耐热性和耐腐蚀性，扩大其应用范围。
1.3 金属材料的加工性能金属材料的加工性能是指其在加工过程中的变形能力和可塑性。
我们学习了金属的塑性变形和脆性断裂等基本概念，了解了金属材料的加工方法，如冷加工和热加工。
了解金属材料的加工性能有助于优化加工过程，提高产品的质量和效率。
1.4 金属材料的热处理方法金属材料的热处理是通过控制其冷却速度和温度来改变其组织结构和性能的方法。
我们学习了常见的热处理方法，如退火、淬火和回火等。
了解热处理方法有助于优化材料的性能，提高其使用寿命和可靠性。
二、塑料材料塑料材料是一类具有可塑性和可加工性的有机材料，具有重量轻、绝缘性能好等特点。
我们在本学期学习了塑料材料的种类、性能和加工方法。
2.1 塑料材料的种类塑料材料根据其结构和特性可以分为热塑性塑料和热固性塑料两类。
常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等；常见的热固性塑料有环氧树脂和酚醛树脂等。
《机械工程材料》教学大纲课程名称：机械工程材料适用班级：2018级机械设计制造及其自动化、2018级车辆工程教材：于永泗，齐民. 机械工程材料(第十版) [M]. 大连：大连理工大学出版社.二、课程目标《机械工程材料》是机械设计制造及其自动化专业的一门学科基础课，在培养学生合理运用机械工程材料基本知识及原理的能力方面占有重要地位。
本课程的任务是通过课堂教学，使学生能获得机械工程材料有关的基本知识和原理，培养学生初步具有能合理选用机械工程材料、制定热处理工艺路线的能力，支撑专业学习成果中相应指标点的达成。
课程目标对学生能力要求如下：课程目标1. 深刻理解金属和合金组织结构、结晶过程以及二元合金相图，掌握铁碳合金相图的基本理论，掌握常用钢铁材料的成分、组织、性能和用途基本知识，培养学生产品制造时应用工程材料基本知识和原理的能力。
课程目标2. 掌握钢铁材料热处理的基本原理、工艺方法和应用范围，初步具有合理选用材料和热处理方法，确定零件热处理工序位置的能力。
三、教学内容与课程目标的关系课程教学内容与课程目标的关系以分析题与计算题为主，针对课程内容适时进行讨论。
五、教学方式与考核方式教学方式：面授辅导、平时作业考核方式：考勤、作业和考试主要参考书：1. 鞠鲁粤. 工程材料与成形技术基础[M]. 北京：高等教育出版社，2010.2. 周凤云. 工程材料及应用[M]. 武汉：华中科技大学出版社，2014.3. 陈积伟. 工程材料[M]. 北京：机械工业出版社，2006.4. 丁仁亮. 工程材料[M]. 北京：机械工业出版社，2006.练习题1. 灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁在组织上的根本区别2. T10钢和10钢的含碳量区别3. 晶粒大小对金属的性能有什么影响？细化晶粒的方法有哪几种？4. 按回火温度高低，回火可分为哪几类？主要的温度区间、回火后的得到的组织、性能和用途是什么？5. 再结晶的含义6. 实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？7. 固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？8. 普通灰口铸铁与球墨铸铁在石墨形态、机械性能和应用方面的主要区别。
机械工业出版社《机械工程材料》习题解答第一章金属材料的力学性能P20—211.拉伸试样的原始标距为50mm，直径为10mm，拉伸试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若断后的标距为79mm，缩颈区的最小直径为4.9mm，求该材料伸长率A和断面收缩率Z的值（计算结果保留两位小数）。
已知：L0=50mm ；L u= 79mm；d0=10mm ；d1 =4.9mm求：A=？和Z=？解：1）、A=（L u- L0）/L0×100%=（79-50）/50×100%=58%2）、A0=（π/4）d02=(3.14/4)×102=78.5mm2A u =( π/4)d12=(3.14/4)×4.92=18.8mm2Z=（A0- A u）/ A0×100%=（78.5-18.8）/78.5×100%=76%答：该材料伸长率为58%、断面收缩率为76%。
2．现有原始直径为10mm圆形长、短试样各一根，经拉伸试验测得伸长率A11.3、A均为25%。
求两试样拉断后的标距长度，两试样中哪一根的塑性好？已知：d0=10mm、A11.3=A=25%，L10=10d0=10×10=100mm、L5=5 d0=5×10=50mm求L u10、L u5解：依据A=（L u- L0）/ L0×100%，推导出L u =（1+A）L0则L u10=（1+A）L10=（1+25%）×100=125mmL u5=（1+A）L5= (1+25%)×50=62.5mm短试样拉伸时应该比长试样大20%，所以长试样塑性好。
答：长、短两试样拉断后的标距长度分别为125、62.5mm，长试样塑性好。
3.一根直径2.5mm，长度3m的钢丝，承受4900N载荷后有多大的弹性变形？已知：d0=2.5mm,L0=3m=3000mm,F=4900N,E=210000Mpa求△L解：S0=（π/4）d02=（3.14/4）×2.52=4.9mm2σ=F/ S0=4900/4.9=1000Mpa,ε =σ/E=1000/210000=4.8×10-3。
机械设计参考文献
以下是一些机械设计方面的参考文献：
1. 《机械设计手册》（机械工业出版社）
作者：孟宪义
简介：该书是一本全面介绍机械设计理论和方法的参考书，包括机械设计的基本原理、设计方法、设计计算、零件的选型和标准等内容。
2. 《机械设计基础》（高等教育出版社）
作者：赵春霞、王玲
简介：该书介绍了机械设计的基本原理和方法，包括力学、材料力学、机械设计基础、轴系设计、连接设计、机构设计等内容，适合初学者学习机械设计的入门参考书。
3. 《机械设计》（清华大学出版社）
作者：周文君、常国栋、刘守昆
简介：该书介绍了机械设计的基本知识和设计方法，包括创新设计、机械运动学与动力学、机械设计基础、机械零件设计、机械装置设计等内容，适合机械工程专业的学生和工程师参考。
4. 《机械设计》（中国机械工业出版社）
作者：何昌树、郝晓磊、李文义
简介：该书介绍了机械设计的基本理论和设计方法，包括机械设计的基本原理、设计计算、零件设计、机构设计、机械装置设计等内容，适合机械工程专业的学生和工程师参考。
5. 《机械设计习题集》（机械工业出版社）
作者：潘德舟、张鹏
简介：该书是一本机械设计方面的习题集，包括机械设计的基本原理、设计计算、零件设计、机构设计等习题，适合学生和工程师进行机械设计的习题练习和实践。
以上是一些机械设计方面的参考文献，可以根据自己的需求选择合适的进行参考和学习。
《工程材料力学性能》课后答案机械工业出版社 2008第2版第一章 单向静拉伸力学性能1、 解释下列名词。
1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。
3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b 的台阶。
8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。
11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等2、 说明下列力学性能指标的意义。
答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数σr ——规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
《机械工程材料》机械工业出版社第3版目录第一章机械零件的失效分析第二章碳钢第三章钢的热处理第四章合金钢第五章铸铁第六章有色金属及其合金第七章高分子材料第八章陶瓷材料第九章复合材料第十章功能材料第十一章材料改性新技术第十二章零件的选材及工艺路线第十三章工程材料在典型机械和生物医学上的应用第一章机械零件的失效分析第一节零件在常温静载下的过量变形失效：零件若失去设计要求的效能变形：材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化弹性变形：能够恢复的变形塑性变形：不能恢复的变形一、工程材料在静拉伸时的应力-应变行为1.低碳钢的应力-应变行为变形过程：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形2.其他类型材料的应力-应变行为纯金属脆性材料高弹性材料二、静载性能指标1.刚度和强度指标（1）刚度指零（构）件在受力时抵抗弹性变形的能力单向拉伸（或压缩）时：E=σ/ε=εAF / ，即EA=F/ε纯剪切时：G=τ/γ=γτA F / ，即GA=F τ/γ弹性模量E （或切变模量G ）是表征材料刚度的性能指标（2）强度指材料抵抗变形或断裂的能力指标有：比例极限σp ，弹性极限σe ，屈服强度σs ，抗拉强度σb ，断裂强度σk2.弹性和塑性指标（1）弹性指材料弹性变形大小弹性能u ：应力-应变曲线下面弹性变形阶段部分所包围的面积u=21σe εe=E e 221σ （2）塑性指材料断裂前发生塑性变形的能力断后伸长率： %10000⨯-=L L L δ 断面收缩率： %10000⨯-=A A A ψ ψδ、越大，材料塑性越好3.硬度指标表征材料软硬程度的一种性能布氏硬度HBW （硬质合金球为压头）洛氏硬度HRC （锥角为120°的金刚石圆锥体为压头）维氏硬度HV （锥角为136°的金刚石四棱锥体为压头）三、过量变形失效零件的最大弹性变形量△l 或θ（扭转角）必须小于许可的弹性变形量。
即△l ≤[△l]或θ≤[θ]材料的弹性模量E(或切变模量G)越高，零件的弹性变形量越小，刚度越好通常材料的熔点越高，弹性模量也越高弹性模量对温度很敏感，随温度升高而降低第二节 零件在静载荷冲击载荷下的断裂一、 韧断和脆断的基本概念韧性断裂:断裂前发生明显宏观塑性变形脆性断裂：断裂前不发生塑性变形断裂过程均包含裂纹形成和扩展两个阶段二、 冲击韧性及衡量指标A K 、a K冲击韧性：材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力冲击吸收功A K ，单位J冲击韧度a K =A K /F K ，单位J ·cm -2 。
F K 为断口处截面积材料的冲击吸收功随试验温度降低而降低（低温脆性现象）三、 断裂韧性及衡量指标 K IC断裂韧度K IC ，材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
单位MPa ·m 1/2或MN ·m -3/2裂纹尖端应力场强度因子K I 、零件裂纹半长度a 、零件工作应力σ之间的关系：K I =Y σa 1/2Y=1~2，为零件中裂纹的几何因子。
当K I ≥K IC 时，零件发生低应力脆性断裂当K I ＜K IC 时，零件安全可靠K I =K IC ，是零件发生低应力脆性断裂的临界条件最大承载能力 σc=2/1Ya K IC 零件允许存在的裂纹最大尺寸2a ca c =( K IC /Y σ)2四、 影响脆断的因素因素有：加载方式、材料本质、温度、加载速度、应力集中及零件尺寸1.加载方式和材料本质零件在外力作用下，内部个点应力状态可用三个主应力表示。
σ1>σ2>σ3τmax=(σ1-σ3)/2σmax=σ1-v(σ2+σ3)v 为泊松比软性系数 α=τmax/σmaxα越大，应力状态越软，脆断倾向越小。
2.温度和加载速度3.应力集中4.零件尺寸零件截面积尺寸越大，越易发生脆断。
第三节零件在交变载荷下的疲劳断裂一、疲劳的基本概念疲劳断裂：零件在交变载荷下经过较长时间的工作而发生断裂的现象。
二、疲劳断口的特征三阶段：裂纹形成、扩展和最后断裂断口形貌：疲劳源区、疲劳裂纹扩咱区、最后断裂区三、疲劳抗力指标及其影响因素第四节零件磨损失效基本类型：粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、麻点磨损（即接触疲劳）第五节零件的腐蚀失效高温氧化腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀第二章碳钢第一节纯铁的组织和性能一、纯铁的结晶1.过冷现象和过冷度过冷现象：实际结晶过程中，实际开始结晶温度Tn总是低于理论结晶温度To的现象。
过冷度△T=To-Tn冷却速度越大，过冷度越大2.结晶过程——形核与长大二、纯铁的晶体结构1.晶体结构的基本概念晶体结构类型：体心立方结构、面心立方结构、密排六方结构2.晶体缺陷点缺陷、线缺陷、面缺陷3.纯铁的晶体结构及同素异构转变液态—1538℃—δ-Fe体心立方—1394℃—γ-Fe面心立方—912℃—α-Fe体心立方铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体奥氏体：碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体C相图第三节 Fe-Fe3相图：表示合金在缓慢冷却的平衡状态下相或组织与温度、成分间关系的图形符号温度℃ wc(%) 说明A 1538 0 纯铁熔点B 1495 0.53 包晶反应时液态合金的浓度C 1148 4.30 共晶点，D 1227 6.69 渗碳体熔点（计算值）E 1148 2.11 碳在γ-Fe中的最大溶解度F 1148 6.69 渗碳体）G 912 0 α-Fe—γ-Fe同素异构转变点（A3H 1495 0.09 碳在δ-Fe中的最大溶解度J 1495 0.17 包晶点K 727 6.69 渗碳体N 1394 0 γ-Fe —δ-Fe 同素异构转变点（A 4）P 727 0.0218 碳在α-Fe 中的最大溶解度S 727 0.77 共析点Q 室温 0.0008 碳在α-Fe 中的溶解度(1)包晶转变（HJB 线）δH +L B →γJ 1495℃(2)共晶转变（ECF 线）Lc →γE +Fe 3C 1148℃Ld 莱氏体γE +Fe 3C(3)共析转变（PSK 线）γs →αp+Fe 3C 727℃P 珠光体αp+Fe 3C典型铁碳合金结晶过程1）工业纯铁（wc<0.0218%）铁素体和少量三次渗碳体2)钢（wc 为0.0218~2.11%）亚共析钢（wc<0.77%）铁素体和珠光体共析钢（wc=0.77%）珠光体过共析钢（wc>0.77%）珠光体和二次渗碳体3)白口铸铁（wc 为2.11%~6.69%）压共晶白口铸铁（wc<4.3%）珠光体、二次渗碳体和莱氏体共晶白口铸铁（wc=4.3%）莱氏体过共晶白口铸铁（wc>4.3%）一次渗碳体和莱氏体第六节压力加工对钢组织和性能的影响一、冷压力加工对钢组织和性能的影响组织变化：各晶粒会被拉长或压扁为细条或纤维状，称为纤维组织。
渗碳体阻碍变形。
性能变化：硬度、强度升高，塑性、韧性降低。
（加工硬化）二、冷变形钢在加热过程中组织和性能的变化随加热温度升高：（1）回复去应力退火（2）再结晶内应力完全消除。
再结晶退火（3）晶粒长大三、热压力加工对钢组织和性能的影响1.热加工与冷加工的区别热加工：高于再结晶温度的压力加工冷加工：低于再结晶温度的压力加工2.热压力加工钢的组织和性能钢的热加工是在奥氏体状态下进行的，晶粒细小，钢中夹杂物会沿变形方向分布成“流线”，纵向力学性能显着大于横向。
第七节碳钢的分类、牌号及用途1.普通碳素结构钢 Q+数字一般不经热处理Q195、Q215、Q235薄板、钢筋、焊接钢管，用于桥梁、建筑等结构，制造普通铆钉、螺钉、螺母Q255、Q275 轧制成型钢、条钢、钢板作结构件，连杆、齿轮、联轴器、销2.优质碳素结构钢两位数字一般要经过热处理08、08F、10、10F，冷轧成薄板。
仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲压件，如汽车车身、拖拉机驾驶室。
15、20、25，活塞销、样板30、35、40、45、50，（淬火+高温回火）轴类零件，如40、45钢常用于汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮等55、60、65 ，（淬火+中温回火）弹簧3.碳素工具钢T+数字热处理（淬火+低温回火）第三章钢的热处理第一节钢在加热时的转变用铝脱氧的钢为本质细晶粒钢，用Si、Mn脱氧为本质粗晶粒钢钢加热时缺陷：过热、氧化、脱碳本质粗晶粒钢：有些钢的奥氏体晶粒随加热温度升高会迅速长大本质细晶粒钢：有写钢的奥氏体晶粒不容易长大，加热到更高温度时才开始迅速长大。
第二节奥氏体转变图马氏体：转变在连续冷却过程中在Ms~Mf温度范围内进行的。
奥氏体等温转变图，奥氏体连续冷却转变图，临界冷却速度：v冷却速度线恰好与奥氏体等温转变图中的转变开始线相切，临表示奥氏体在冷却时中途不发生转变，而直接转变为马氏体组织的最小冷却速度。
第三节钢的普通热处理一、退火将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度进行冷却1.完全退火以上30~50℃，保温一定时间后十分缓慢地冷却至500℃以下，然后空加热至AC3冷。
室温下组织：铁素体，珠光体目的：改善组织，细化晶粒，降低硬度，改善切削加工性2.球化退火以上30~50℃，保温一定时间后十分缓慢地冷却至600℃以下，然后空加热至AC1冷。
得到组织：球状珠光体目的:降低硬度，改善切削加工性，并为淬火做准备3.去应力退火缓慢加热至500~650℃，保温一段时间，缓慢冷却至200℃以下，然后空冷组织和性能无明显变化，残留应力得到松弛二、正火加热至AC3或Accm以上30~80℃，保温后，空冷。
与退火区别：冷却速度较快，组织较细，目的：细化组织，适当提高硬度和强度三、淬火加热至AC1或AC3以上30~50℃，保温一定时间后快速冷却，以获得马氏体（或下贝氏体）。
目的：获得马氏体（或下贝氏体）淬火冷却速度必须大于临界冷却速度v临淬火方法：单液淬火法、双夜淬火法、分级淬火法、等温淬火法淬透性：钢在淬火时获得淬硬层深度大小的能力淬透性测定：临界直径法、顶端淬火法影响淬透性的因素：临界冷却速度v临，奥氏体等温转变图位置越靠右，则v临越小，淬透性越大。
淬透性最好的碳钢是共析钢四、回火点以下某一温度，保温一定时间后冷却至室温将淬火钢重新加热至A1目的：降低淬火钢的脆性，减小或消除内应力，使组织趋于稳定并获得所需力学性能（1）低温回火 150~250℃,高硬度和高耐磨性，内应力和脆性降低得到回火马氏体组织M回应用于工模具和滚动轴承，渗碳和表面淬火的零件（2）中文回火 350~500℃得到回火托氏体T，具有一定的韧性和高的弹性极限及屈服强度回各类弹簧（3）高温回火 500~650℃（调质处理）得到回火索氏体S，适当的强度，足够的塑性和韧性，良好的综合力学性能回轴、齿轮、连杆、螺栓第四节钢的表面热处理一、表面淬火将工件表面快速加热到奥氏体区，在热量尚未传到心部时立即迅速冷却，使表面得到一定深度的淬硬层，而心部仍保持原始组织的一种局部淬火方法二、表面化学热处理“表硬心韧”1.渗碳使工件热处理后表面具有高的硬度和耐磨性，而心部具有一定的强度和较高的韧性固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳锻造→正火→机械加工→渗碳→淬火→低温回火→精加工→成品2.渗氮提高工作表面硬度，耐磨性，疲劳强度和耐蚀性以及热硬性渗氮后不再进行淬火、回火处理锻造→退火（或回火）→粗加工→调质→半精加工→去应力退火→粗磨→渗氮→精磨（或研磨）→成品3.碳氮共渗第五节钢的特种热处理一、真空热处理二、可控气氛热处理三、形变热处理第四章合金钢第一节概述一、合金元素在钢中的作用1.合金元素改善钢的热处理工艺性能（1）细化奥氏体晶粒（2）提高淬透性（3）提高回火抗力，产生二次硬化，防止第二类回火脆性回火抗力：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力2.合金元素提高钢的使用性能（1）合金元素使钢得到强化固溶强化，第二相强化，细晶强化（2）合金元素使钢获得特殊性能1）形成稳定的单相组织2）形成致密氧化膜和金属间化合物二、合金钢的分类及牌号1.合金结构钢牌号：数字+合金元素符号+数字前面数字表示钢的平均碳的质量分数的万分数后面数字表示合金元素平均质量分数的百分数，当合金元素的平均质量分数<1.5%时，牌号中只标明合金元素，而不标含量。
