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大一金属工艺学知识点总结金属工艺学是工程学中的一门重要学科，主要研究金属材料在工艺加工过程中的表面组织和性能变化规律。
作为材料科学与工程专业的一部分，金属工艺学的学习对于培养学生的实践能力和专业知识至关重要。
本文将总结大一学生在金属工艺学方面需要掌握的一些基本知识点。
一、金属材料的性质和分类金属材料是金属元素构成的一类材料，具有导电、导热、延展性和塑性等特点。
根据其结晶形态和成分，金属材料可以分为纯金属和合金两大类。
纯金属指的是成分只包含一种金属元素的材料，如铜、铁等；而合金则是由两种或多种金属元素混合而成的材料，如钢、铝合金等。
二、金属工艺学的主要内容金属工艺学的研究内容非常广泛，主要包括金属材料的组织和性能变化、金属材料的加热和冷却过程、金属材料的热处理和表面处理等。
在这些内容中，我们重点介绍金属材料的组织和性能变化。
1. 金属材料的晶体结构金属材料的晶体结构是由金属原子的排列方式所决定的。
常见的金属晶体结构有面心立方结构、体心立方结构和简单立方结构。
不同的晶体结构会影响金属材料的性能。
2. 金属材料的常见变形方式金属在加工过程中主要通过塑性变形、断裂和破坏等方式来改变形状。
常见的金属变形方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切和滚压等。
3. 金属材料的冷加工和热加工冷加工和热加工是金属工艺学中常用的两种加工方式。
冷加工是在室温下进行的金属材料变形，如拉丝、轧制等；热加工则是在高温下进行的金属材料变形，如锻造、热轧等。
两种加工方式各有优缺点，需要根据具体情况选择。
4. 金属材料的热处理热处理是通过对金属材料进行加热和冷却的工艺，来改变金属材料的组织和性能。
常见的热处理方法有退火、淬火和回火等。
不同的热处理方法可以使金属材料的硬度、强度、韧性等性能得到调节。
5. 金属材料的表面处理金属材料的表面处理可以提高其耐腐蚀性、耐磨性和美观度等。
常见的表面处理方法有电镀、喷涂、化学处理等。
三、金属工艺学的应用金属工艺学的应用非常广泛，涉及到制造业的各个领域。
第一页（名词解释）1细晶强化2固溶强化：3同素异晶转变4回火5淬火6表面淬火7化学热处理8铸造9塑性变形10自由锻11充型能力12冷变形强化13镦粗14拔长15表面粗糙度16缩孔17缩松18金属材料的焊接性第二页19 等温转20 回弹21 焊接（简答题）1三种回火的用途2硫磷的危害性3钢号含义; 4含碳量为1%的钢从液态到室温的结晶过程与室温组?第三页5.什么是同素异晶转变?请描述纯铁的这个过程.6.什么是细晶强化?细晶铸态金属的措施有哪些?7.强化的五个途径8.淬火的缺陷和防止9、什么是退火？什么是正火？两者的特点和用途有什么不同？10、为什么铸造是毛坯生产中的重要方法?结合具体示例分析之。
第四页11、什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？不同化学成分的合金为何流动性不同？为什么铸钢的充型能力比铸铁差? 12、某定型生产的薄铸铁件，投产以来质量基本稳定，但最近一时期浇不足和冷隔缺陷突然增多，试分析其原因？13、既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能力，但为什么又要防止浇注温度过高？14、缩孔和缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止15优质铸件是指铸件16影响充型能力的因素17铸造合金的收缩第五页18、某铸件时常产生裂纹缺陷，如何区分其裂纹性质？如果属于热裂，该从那些方面寻找产生原因？19.影响充型能力的因素20.灰铸铁的性能和特点? 21、（1）球墨铸铁是如何获得的？（2）球墨铸铁有何组织和球墨铸铁的性能？22.什么是冷变形强化及其消除方法，利与弊?第六页23、同种金属材料分别经过冷、热变形，其组织和性能有何差异？何谓金属再结晶？24、何谓金属冷变形和热变形？25终锻模膛和预锻模膛的区别26、说明金属锻造性（可锻性）的意义，有哪些影响因素？第七页27 金属塑性变性的特点。
28.从金工角度分析"趁热打铁"29冷热加工的不同? 30、纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？涉及纤维组织的加工的原则31、浇注位置的选择原则是什么？第八页32、铸型分型面的选择原则是什么？33.药皮的作用。
《金属工艺学》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解金属的晶体结构及其性质；（2）掌握金属的熔炼、铸造、锻造、热处理等加工工艺；（3）熟悉金属材料的性能及应用。
2. 过程与方法：（1）通过观察、实验等方法，探究金属的晶体结构；（2）运用比较、分析等方法，了解不同金属加工工艺的特点；（3）运用实践操作，掌握金属加工的基本技能。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对金属材料的兴趣和好奇心；（2）培养学生珍惜资源、保护环境的意识；（3）培养学生团结协作、勇于创新的品质。
二、教学内容1. 金属的晶体结构（1）金属晶体的特点；（2）金属晶体的结构类型；（3）金属晶体的性质。
2. 金属的熔炼与铸造（1）金属的熔炼工艺；（2）金属的铸造方法；（3）铸造缺陷及防止措施。
3. 金属的锻造与热处理（1）金属的锻造工艺；（2）金属的热处理方法；（3）热处理变形及控制。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）金属的晶体结构及其性质；（2）金属的熔炼、铸造、锻造、热处理等加工工艺；（3）金属材料的性能及应用。
2. 教学难点：（1）金属晶体结构的微观解释；（2）金属加工工艺的原理及操作。
四、教学方法1. 讲授法：讲解金属的晶体结构、熔炼、铸造、锻造、热处理等基本概念和原理；2. 演示法：展示金属加工工艺的实验操作；3. 实践法：学生动手进行金属加工实践；4. 讨论法：引导学生探讨金属加工工艺的优化和创新。
五、教学准备1. 教材：《金属工艺学》；2. 实验器材：金属样品、显微镜、铸造模具、锻造设备等；3. 辅助材料：PPT、视频、图片等。
六、教学过程1. 引入新课：通过展示金属材料的日常生活用品，引发学生对金属工艺学的兴趣。
2. 讲解与演示：讲解金属的晶体结构，演示金属的熔炼、铸造、锻造、热处理等工艺过程。
3. 实践操作：学生动手进行金属加工实践，掌握金属加工的基本技能。
4. 讨论与交流：引导学生探讨金属加工工艺的优化和创新，分享学习心得。
金属工艺学重点知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1、什么是铸造合金的收缩性有哪些因素影响铸件的收缩性答：合金在从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩小的现象称为收缩。
从浇注温度冷却到室温分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。
铸件收缩的大小主要取决于合金成分、浇注温度、铸件结构和铸型。
2、铸件中产生缩孔和缩松的主要原因是什么生产工艺上有哪些预防措施答：铸件中产生缩孔和缩松的主要原因是固态收缩。
为了减小铸件内应力，在铸件工艺上坷采取同时凝固原则。
所谓同时凝固原则，就是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固。
此外，还可以采取去应力退火或自然时效等方法，将残余应力消除。
3、什么是铸件的冷裂纹和热裂纹防止裂纹的主要措施有哪些答：如果铸件内应力超过合金的强渡极限时，铸件便会产生裂纹。
裂纹分为热裂和冷裂两种。
（1）热裂：热裂实在凝固后期高温下形成的，主要是由于收缩收到机械阻碍作用而产生的。
它具有裂纹短、形状曲折、缝隙宽、断面有严重氧化、无金属光泽、裂纹沿晶界产生和发展等特性，在铸钢和铝合金铸件中常见。
防止热裂的主要措施是：除了使铸件结构合理外，还应合理选用型砂或芯砂的防结剂，以改善其退让性；大的型芯可采用中空结构或内部填以焦炭；严格限制铸钢和铸铁中硫的含量；选用收缩率小的合金。
（2）冷裂：冷裂是在较低温度下形成的，常出现在铸件受拉伸部位，特别是有应力集中的地方。
其裂缝细小，成连续直线状，缝内干净，有时呈轻微氧化色。
壁厚差别大，形状复杂或大而暴的铸件易产生冷裂。
因此，凡是能减少铸件内应力或降低合金脆性的因素，都能防止冷裂的形成。
同时在铸铜和铸铁中严格控制合金中的磷含量。
4、什么是砂型铸造的手工造型和及其造型各有什么特点答：（1）手工造型：指全部用手工或手动工具完成的造型工序。
手工造型按起模特点分为整模、挖沙、分模、活块、嵌箱、三箱等造型方法.手工造型方法比较灵活，适用性较强，生产准备时间较短，但生产率低、劳动强度大，铸件质量较差。
《金属工艺学》授课教案一、课程概述1.1 课程定位《金属工艺学》是工科类院校材料科学与工程专业的一门重要专业基础课程，旨在培养学生掌握金属材料的性能、制备工艺及应用等方面的基本理论、基本知识和基本技能。
1.2 课程目标通过本课程的学习，使学生了解金属材料的组成、性能及应用；掌握金属材料的制备工艺，如熔炼、铸造、轧制、锻造、焊接、热处理等；培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续专业课程的学习和将来的工作打下基础。
二、教学内容2.1 金属材料的基本知识2.1.1 金属的晶体结构2.1.2 金属的物理性能2.1.3 金属的化学性能2.2 金属的制备与加工工艺2.2.1 熔炼与铸造2.2.2 轧制与拉拔2.2.3 锻造与冲压2.2.4 焊接与切割2.2.5 热处理与表面处理2.3 金属材料的性能及应用2.3.1 力学性能2.3.2 物理性能2.3.3 化学性能2.3.4 应用领域三、教学方法3.1 授课方式采用课堂讲授、实验演示、案例分析、小组讨论等多种教学方式相结合，以提高学生的学习兴趣和参与度。
3.2 教学工具利用多媒体课件、实物模型、实验设备等教学工具，直观展示金属材料的制备工艺和性能特点。
3.3 实践环节安排实验课程，使学生在实践中掌握金属工艺学的知识和技能。
四、教学评价4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等，占总评的40%。
4.2 考试成绩包括期末考试和课程设计，占总评的60%。
五、教学计划5.1 课时安排共计32课时，其中理论授课24课时，实验授课8课时。
5.2 授课安排第1-8课时：金属材料的基本知识第9-16课时：金属的制备与加工工艺第17-24课时：金属材料的性能及应用第25-32课时：实验及课程设计六、教学活动设计6.1 理论授课6.1.1 金属材料的基本知识：通过PPT展示金属的晶体结构、物理性能和化学性能，结合实际案例进行讲解，让学生了解金属的基本特性。
6.1.2 金属的制备与加工工艺：讲解各种金属制备和加工工艺的基本原理、方法和应用，通过图片和视频展示工艺过程，使学生能够直观地理解。
《金属工艺学》授课教案一、教学目标1. 让学生了解和掌握金属的性能、分类和特点。
2. 使学生了解金属的加工工艺，如铸造、锻造、焊接和热处理等。
3. 培养学生对金属工艺学的兴趣和实际操作能力。
二、教学内容1. 金属的性能：介绍金属的物理性能、化学性能和机械性能等。
2. 金属的分类：介绍常用金属的种类、特点和应用。
3. 金属的加工工艺：介绍铸造、锻造、焊接和热处理等基本工艺。
三、教学重点与难点1. 教学重点：金属的性能、分类和加工工艺。
2. 教学难点：金属的性能指标及其意义，金属加工工艺的原理和应用。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解金属的性能、分类和加工工艺。
2. 采用案例分析法，分析金属加工实例，提高学生的实际操作能力。
3. 采用讨论法，引导学生探讨金属工艺学的发展趋势。
五、教学准备1. 教案、教材、课件等教学资源。
2. 金属样品、图片等教学辅助材料。
3. 计算机、投影仪等教学设备。
六、教学过程1. 引入新课：通过展示金属制品图片，引导学生思考金属在日常生活和工业中的应用，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解金属的性能：介绍金属的物理性能、化学性能和机械性能等，并通过实例说明这些性能在实际应用中的重要性。
3. 讲解金属的分类：介绍常用金属的种类、特点和应用，让学生了解金属材料的多样性。
4. 讲解金属的加工工艺：介绍铸造、锻造、焊接和热处理等基本工艺，并通过图片和视频展示这些工艺的过程。
5. 案例分析：分析金属加工实例，让学生了解金属加工工艺在实际生产中的应用。
6. 课堂互动：引导学生积极参与课堂讨论，探讨金属工艺学的发展趋势。
七、课堂练习（1）金属的硬度越大，其强度也越高。
（2）铸造是一种金属加热熔化后，倒入模具中冷却成型的工艺。
（3）热处理是一种改变金属组织，提高其性能的方法。
（1）下列哪种金属属于有色金属？（A. 铜B. 铁C. 铝D. 钢）（2）下列哪种加工方式属于热加工？（A. 铸造B. 锻造C. 焊接D. 冷加工）八、课后作业1. 复习课堂内容，整理金属的性能、分类和加工工艺的相关知识。
⾦属⼯艺复习重点及答案⾦属⼯艺期末复习要点1．钢的热处理⼯艺⼀般由哪三个阶段组成？加热、保温、冷却2. 钢的普通热处理包括什么？退⽕、正⽕、淬⽕、回⽕3.调质的定义是什么？⽬的是什么？淬⽕和⾼温回⽕的综合热处理⼯艺。
⽬的是得到强度、塑性都⽐较好的综合机械性能4.什么叫回⽕?回⽕⽬的是什么？将经过淬⽕的⼯件重新加热到AC1以下某温度，保温后冷却到室温的热处理⼯艺。
⽬的是消除淬⽕时产⽣的内应⼒，以降低钢的脆性，防⽌产⽣裂纹，同时也使钢获得所需的⼒学性能。
5.什么叫淬⽕？淬⽕⽬的是什么？钢的淬⽕是将钢加热到临界温度Ac3或Ac1以上30~50度，保温后在淬⽕介质中快速冷却，以获得马⽒体组织的热处理⼯艺。
⽬的是使过冷奥⽒体进⾏马⽒体转变，得到马⽒体组织，然后配合以不同温度的回⽕，以⼤幅提⾼钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等。
6.什么是加⼯硬化？加⼯硬化在⼯业⽣产中有何实际意义？⾦属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升⾼，⽽塑性和韧性降低的现象。
意义：能显著提⾼⾦属材料、零件和构件的表⾯强度；可提⾼零件和构件的安全度；可得到截⾯变形均匀⼀致的冷冲压件；7.钢按化学成分分类分为哪⼏种？按⽤途分为哪⼏种？按质量分为哪⼏种？①碳素钢、合⾦钢。
②结构钢、⼯具钢、特殊性能钢。
③普通钢、优质钢、⾼级优质钢。
8. 现有20CrMnTi钢(0.2﹪C)齿轮和45钢(0.45﹪C)齿轮各⼀只,为使齿轮得到外硬内韧的性能,问各应怎样进⾏热处理？20CrMnTi钢(0.2﹪C)齿轮应进⾏渗碳、淬⽕、低温回⽕, 45钢(0.45﹪C)齿轮应进⾏表⾯淬⽕。
9.45、T10A、T12分别是什么材料？在机械制造中常⽤来制造什么零件或⼯具？45是优质碳素结构钢，含碳量万分之45。
常⽤来制造轴类、连杆、重要螺栓等。
T10A是⾼级优质碳素⼯具钢，常⽤来制造丝锥、板⽛等钳⼯切削⼑具。
T12是优质碳素⼯具钢，常⽤来制造锉⼑。
10.什么叫完全退⽕？什么叫球化退⽕？什么叫低温退⽕？①完全退⽕：把亚共析钢加热到Ac3、Ac1以上30～50℃，经过保温后缓慢冷却下来。
第一章一．切削运动 1.定义：要想加工出不同的表面，工件和刀具之间必须具有定的相对运动，才能保证完整的加工出各种表面，这种运动叫做切削运动。
2.主运动：是切下切屑最基本的运动进给运动：使金属层不断投入切削，从而加工出完整表面的运动。
二.切削用量三要素 1.切削速度：单位时间内工件与刀具沿主运动方向的相对位移 2.进给量：工件或刀具在单位时间内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移 3.切削深度：待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。
三.切削层几何参数 1.切削厚度：两相邻加工表面之间的垂直距离2.切削宽度：沿主刀刃度量的切削层的尺寸3.切削面积：切削层在垂直于切削速度的截面内的面积。
四.刀具材料及刀具角度对材料的基本要求：1.较高的硬度2.较高的强度及韧性3.较好的耐磨性4.良好的耐热性5.良好的工艺性6经济性。
常用刀具材料：1.碳素工具钢2.合金工具钢3.高速钢4.硬质合金五.车刀切削部分的组成（三面两刃一尖）：前刀面主后刀面副后刀面主切削刃副切削刃刀尖六.标注角度 1.前角：主剖面中测量的前刀面与基面的夹角 2.后角：主剖面中测量的，主后刀面与切削平面之间的夹角 3.主偏角：主切削刃在基面上投影与进给反方向所夹的角度4.副偏角：副切削刃在基面上投影与进给方向所夹的角度 5.刃倾角：切削平面中测量的，主切削刃鱼基面之间的夹角。
各角度的作用：1.前角：可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前刀面的摩擦阻力，从而减小了切削力.切削热和功率。
选择原则：锐字当先，锐中求固 2.后角：减小刀具后刀面与加工表面之前的摩擦，并且配合前角调整切削刃的锋利与强固。
选择原则：保证加工质量和刀具耐用度的前提下，取小值。
3.主偏角：影响切削层截面形状的几何参数，影响切削分力的变化副偏角：减小副切削刃和副后刀面与已加工表面摩擦的作用主偏角还和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度。
选择原则：在不产生振动的条件下，取小值。
机加基础-(1)试说明下列加工方法的主运动和进给运动：①车端面——主：工件旋转，进给：刀具沿端面向内运动。
②在车床上钻孔——主：工件的旋转，进给：钻头的直线移动③在车床上镗孔：主：工件的旋转，进给：镗刀的直线运动。
④在钻床上钻孔——主：钻头的旋转，进给：钻头的直线移动。
⑤在镗床上镗孔——主：镗刀的旋转，进给：镗刀的直线运动。
⑥在牛头刨床上刨平面——主：刨刀的直线运动，进给：工件的直线运动⑦在龙门刨床上刨平面——主：工作台与工件间的往复运动，进给：返回行程中才有刀架运动。
⑧在铣床上铣平面——主：铣刀旋转，进给：工件直线移动。
⑨在平面磨床上磨平面——主：砂轮的旋转，进给：工件平面的运动。
⑩在内圆磨床上磨孔——主：工件的旋转，进给：砂轮的旋转进给。
（4）对刀具材料的性能有哪些基本要求？①较高的硬度②足够的强度和韧度③较高的耐磨性④较高的耐热性⑤较好的工艺性（5）高速钢和硬质合金在性能上的主要区别是什么？各适合制造何种刀具？主要区别：高速钢是含W,Cr.V等合金元素较多的合金工具钢。
硬质合金钢是以高硬质高熔点的金属碳化物（wcTic等作基体以金属Co等作粘合剂）用粉末冶金的方法制成的一种合金高速钢的耐热性和耐磨性，虽低于硬质合金钢，但强度和韧度却高于硬质合金，工艺性能较硬质合金好，而且价格比硬质合金低，硬质合金钢允许的切削速度比高速钢高数倍刀具：硬质合金钢制成各种形式的刀片，焊接或机械夹固在车刀、刨刀、铣刀等的刀柄上使用高速钢广泛地用制造形状较为复杂的各种刀具，如麻花钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具等。
（6）简述车刀的前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的作用。
前角，它的大小根据工件材料、刀具材料和加工性质来选择。
当取较大前角时，切削刃锋利，切削轻快，即切削层材料变形小，切削力也小，但当前角过大时，切削刃和刀头的强度、散热条件和受力状况变差、使刀具磨损加快，耐用度降低，甚至崩刃损坏。
后角，后角的主要作用是减少刀具后面与工件表面的摩擦，并配合前角改变切削刃的锋利与强度，后角大，摩擦小，切削刃锋利，但后角过大将使切削刃变弱，散热条件变差，加速刀具磨损；后角过小，虽切削刃强度增加，散热条件变好，但摩擦加剧。
金属材料导论合金的定义：一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔炼或烧结制成的具有金属特性的一、炼铁：1.原料：①空气－提供氧气，助燃作用。
②铁矿石－铁（有贫矿和富矿之分）我国常用的是Fe2O3（赤铁矿）、Fe3O4（磁铁矿）、Fe2O3.3H2O（褐铁矿）、（伴随着SiO2、MnO、S、P等杂质）。
③焦炭－还原剂、提供热能（炼焦厂生产）。
C＋O2→CO2＋Q、 CO2＋C→CO＋Q Fe2O3＋CO→Fe＋CO2↑＋Q④熔剂→造渣剂，去除杂质，（石灰厂生产）CaCO3（石灰石）、CaO（生石灰）（举例：家用磷钒净水作用）。
CaCO3→CaO＋CO2↑CaO＋SiO2→CaSiO3（↑）CaO＋FeS→CaS （↑）＋FeO FeO+CO→……2.设备：高炉。
（衡量质量指标系数：焦炭比）。
组成：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。
3.产品：①生铁：炼钢制造铁制品等。
②高炉煤气：日用燃料等。
③炉铁渣：水泥、玻璃（提纯）。
金属材料的力学性能（机械性能）使用性能：物理性能、化学性能、力学性能（机械性能）。
工艺性能：热处理性能、铸造性能、焊接性能、锻造性能、切削加工性能。
力学性能的定义：材料在外力作用下，表现出（静载荷、动载荷、交变载荷）的性能。
一、强度与塑性概念：静载荷、应力试验：拉伸实验试样－低碳钢、L0＝5d0、L0＝10d0 GB（6397－86）分析：（从中导出材料的强度和塑性）P：F e、ΔL e。
S：F S、ΔL s。
S'→Fs'、ΔL s→ΔL s'。
b→ΔL b、F→F b。
………（1）F＝0、ΔL＝0（2）F≤F e、ΔL o～e≤ΔL e F o～e＝ΔL o～e×tgα＝ΔL o～e×KO～ΔL e：弹性变形阶段。
（3）F e<F<Fs 、ΔL e<ΔL<ΔL s F e～s≠ΔL e～s×tgαΔL e～ΔL s塑性变形阶段（永久变形）（微量塑性变形）。
（4）F＝Fs> Fs' 、ΔL=ΔL s→ΔL s' ，S屈服点（“屈服”现象）。
ΔL s→ΔL s' 塑性变形阶段（屈服变形）（5）F s'<F<F b 、ΔL s'<ΔL<ΔL bΔL s'～ΔL b塑性变形阶段（大量塑性变形阶段）（6）F＝F b 、ΔL=ΔL b ，F b最大载荷、b缩颈点。
（7）F k<F<F b、ΔL b<ΔL<ΔL k ，塑性变形（“缩颈”现象（8）F＝F k 断开。
1.强度：定义：塑性变形、断裂的能力。
衡量指标：屈服强度、抗拉强度。
（1）屈服点：定义：发生屈服现象时的应力。
公式：σs＝F s/A o（MPa）F s－材料发生屈服现象时的力。
S o－材料的原始横截面面积。
条件屈服强度规定：σr0.2＝F0.2/A o(无明显的屈服现象的材料)应用：汽缸盖和汽缸体之间的密封性（螺栓联接）超过螺栓材料本身的屈服强度。
（2）抗拉强度：定义：最大应力值。
公式：σb＝F b/A o F b－最大的载荷。
S o －材料的原始截面面积。
应用：汽缸的密封、钢绳吊重物、机车的牵引等。
σs/σb屈强比：越小，可靠性越高；越大，可靠性越低。
2.塑性：定义：发生塑性变形，不破坏的能力。
衡量指标：伸长率、断面收缩率。
（1）伸长率：定义：公式：δ＝（L1－L0）/L0×100％L1－拉断后的长度。
L0－原来的试样长度。
注意：长、短试样测出的δ值不相等（比较大小，要同样的试样）。
L0＝5d0 δ5 L0＝10d0δ10＝δδ5>5% －塑性材料、δ5<5％－脆性材料。
45：δ5≈18.7% δ1<δ5（2）断面收缩率：定义：公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％S0－原截面面积。
S1－断口处断面面积。
Ψ值越大，塑性越好。
总结：δΨ越大，塑性越好，越易变形但不会断裂。
硬度：抵抗更硬物体压入的能力。
衡量：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
1.布氏硬度：HB试验：GB84。
一定直径的钢球HBS（硬质合金HBW），规定的载荷及时间HB＝F/S (N/mm2) <650（1）应用范围：铸铁、有色金属、非金属材料。
（2）优缺点：精确、方便、材料限制、非成品检验和薄片。
2.洛氏硬度：HR、（HRA、HRB、HRC）试验：GB83。
一定锥形的金刚石（淬火钢球），在规定载荷和时间后，测出的压痕深度差即硬度的大小（表盘表示）。
一般通常习惯用HRC（无单位）。
（1）应用范围：钢及合金钢。
(2）优缺点：测成品、薄的工件，无材料限制，但不精确。
总结：数值越大，硬度越高。
但相互之间不能比较，必须查表为同单位才行韧性:金属材料断裂前吸收变形能量的能力。
冲击韧度：定义：抵抗冲击载荷而不破坏的能力。
衡量指标：αk＝A k/A （J/cm2）αk－一次性冲击试验的标准。
多次冲击：A k↓→σs、σb。
A k↑→Ψ、δαk和温度有关：温度越低，αk越小。
（低温易冲断）脆性临界转变温度。
四、疲劳强度，概念：交变载荷、疲劳现象试验：疲劳实验法。
衡量指标：疲劳强度σ-1。
钢：107、有色金属：108。
σmax=σ-1一、金属的结晶:结晶：液态金属凝结成固态金属的现象。
概念：理论结晶温度－金属在无限缓冷冷却下结晶得到的结晶温度To。
（计算出来的）实际结晶温度－金属以实际冷却速度冷却结晶得到的结晶温度Tn。
（实际测量出来的）（平时浇注的温度）一、金属结晶的过冷现象：过冷现象：金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn<To。
过冷度：To＝Tn＝∆T（变量）。
冷却速度越大，过冷度越大。
金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn<To。
过冷度：To＝Tn＝∆T（变量）。
冷却速度越大，过冷度越大。
金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn<To。
过冷度：To＝Tn＝∆T（变量）。
冷却速度越大，过冷度越大。
1.在ab段：金属均呈现液体，2.在bc段：液体中某些原子结成晶核（自发晶核）（晶坯）晶核不断长大形成枝晶直到晶粒。
3.在cd段：每一个晶核形成一个晶粒，从而形成含有多晶体的金属固体。
概念：晶粒、晶界。
晶核－枝晶－晶粒－多晶体。
晶核－枝晶－晶粒晶界；晶粒。
晶粒越多，晶界也越多，则晶粒移动所受的阻力越大，宏观来看，材料越不容易发生变形，即材料的硬度越高，强度越好。
总1.5％，其后的数表示其百分含量。
最后标“A”则称为高级优质合金结构钢（滚动轴承钢除外）。
2.合金工具钢当含碳量≥1.0％时，不标含碳量数当含碳量<1.0％时，起首数表示含碳量的千分之几。
合金元素同上。
CrWMn：C≥1.0％、Cr、W、Mn<1.5结：晶粒越小，则材料的力学性能越好。
采用的主要途径是：晶核数目越多－晶粒越多－晶粒越细小，从而提高材料的力学性能。
（1）提高过冷度：（>107℃/s 非晶态金属）实验测出：冷却速度越大，生核速率越大>长大速率。
（2）变质处理（孕育处理）：在液态金属中，加入一些细小的金属粉末（变质剂）（孕育剂）形成非自发晶核，使晶核数目增多，晶粒变细小。
（3）机械振动：使枝晶破碎成为几个晶核，使晶核数目增多（超生波振动等）。
二、纯金属的晶体结构概念：原子球、结点、晶格、晶胞、晶格常数（a、b、c、α、β、γ）致密度：晶胞中原子占有的体积与晶胞体积之比。
纯金属的晶格类型：1.体心立方晶胞:例如：纯铁（α-Fe）912℃↓、W、Mo、V、Cr（β－Ti）882℃↑立方体: a＝b＝c ；α＝β＝γ＝90º原子数：8×1/8＋1＝2 致密度：0.68原子的晶格结构不同，则性能不同，即使原子的晶格结构相同，但由于原子的质量不同，性能也不同。
2.面心立方晶格立方体a＝b＝c α＝β＝γ＝90º原子数：8×1/8＋6×1/2＝4 致密度：0.74 举例：铜：a＝b＝c=3.608×108、铜原子M＝63.54×1.67×10－24g 铜原子的直径：D＝2.5505Å，计算铜的密度？纯铁（γ－Fe）912～1394℃、Al、Cu、Ag、Mn等。
三、纯铁的同素异晶转变（举列钻石和石墨）纯铁：α－Fe→（912℃）γ－Fe（1394℃）→δ-Fe（1538℃）→L 二次结晶或重结晶。
第二节铁碳合金的基本组织元素（金属＋非金属）共为108种，而纯金属一般共为83种。
Fe：HB80、σb＝200MPa、C：HB3、σb≈0 。
Fe＋C组成的合金化合物：HB800、σb=400MPa。
Al：HB25、σb＝80MPa。
Al＋Mg＋Mn组成的铝合金化合物：HB70、σb＝280MPa。
而工业中的金属材料均为合金。
合金：定义；金属元素同另一种或几种金属元素或非金属元素组成的具有金属特性的新材料。
金属特性：导电性、导热性、塑性、光泽。
一、固溶体：定义：溶质原子进入溶剂中，依然保持晶格类型的金属晶体。
置换固溶体：d质/d剂>0.85。
（胖子到教室形象举例）晶格歪扭、畸变，晶体缺陷。
无限置换固溶体：Cu＋Ni有限置换固溶体：Cu+Zn温度越高，则溶解度（固溶量）越大。
间隙固溶体：d质/d剂<0.59。
（瘦子到教室形象举例）晶格歪扭、畸变，晶体缺陷。
只能形成有限固溶体：C→α－Fe、727℃0.0218％。
因形成固溶体使材料强度、硬度升高的现象－固溶强化。
（合金的好处）1.铁素体F：C→α－Fe中形成的固溶体。
单相、层片状、体心立方晶格。
20℃0.0008％C （工业纯铁）。
727℃0.0218％C 。
机械性能：δ＝30～50％、ψ＝70～80％、αku＝160～200J/cm2、σb＝180～280MPa、HBS50～80 （770℃↓磁性）。
（应用简略提一下）（饱和的盐水凝固点－21℃、其沸点108℃。
饱和NaOH溶液沸点314℃。
）2.奥氏体A：C→γ－Fe中形成的固溶体。
单相、层片状、面心立方晶格。
727℃0.77%C、1148℃2.11%C。
机械性能：δ＝40～60％、σb＝400～50MPa、HBS＝170～220、抗磁性。
（应用提一下）二、金属化合物（中间相）（强化相）形成：温度降低时析出的一种新材料。
Fe3C、Fe2.4C、VC、WC、CuZn、Cu21Zn22 σ↑、HRC↓、δ↓、ψ↓、αku↓。
渗碳体C：F＋C层片相间叠加。
硬度极高，而塑性、韧性极低。
三、机械混合物：定义：α－固溶体＋β－固溶体＋…＋α－金属化合物＋β－金属化合物珠光体P：F＋Fe3C 两相，机械混合物。
0.77％C。
