金属材料学知识点总结ppt课件.ppt

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1、在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确知识点梳理和总结王永强王永强金属材料学金属材料学安徽工业大学安徽工业大学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（MSEMSE）在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确不锈钢和耐热钢不锈钢和耐热钢4钢的合金化原理1工程结构和机械制造结构钢2工模具钢工模具钢35有色金属合金及新型金属材料6铸铁铸铁三、课程的主要内容三、课程的主要内容第第第第1 1 1 1章章章章-金属材料学的核心金属材料学的核心金属材料学的核心金属材料学的

2、核心第第第第2-32-32-32-3，7 7 7 7章章章章第第第第4 4 4 4章章章章第第第第5-65-65-65-6章章章章第第第第8 8 8 8章章章章第第第第9-159-159-159-15章章章章在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确一、金属材料学科定位与分类一、金属材料学科定位与分类材料能源信息材料材料 Materialsl 是人类用于制造生活和生产工具赖以生存和发展的重要物质基础；l 是当今社会物质文明进步的根本性支柱之一；l 是国民经济、国防及其他高新技术产业发展不可或缺的物质基础。在整堂课的教学中，刘教师

3、总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1.1.材料科学与工程、金属材料学材料科学与工程、金属材料学材料科学与工程(MSEMaterials Science and Engineering)：l 关于材料成分、制备与加工、组织结构与性能以及材料使用性能诸要素和它们之间相互关系的有关知识的开发与应用的科学。材料科学与工程专业（一级学科一级学科）：l 材料物理与化学l 材料学l 材料加工工程l 金属材料l 无机非金属l 高分子材料二二级级学学科科在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1

4、.1.材料科学与工程、金属材料学材料科学与工程、金属材料学金属材料学：l 从科学意义上与材料科学与工程的定义是一致的，只不过研究对象限于金属材料金属材料。l 金属材料学科属于应用科学基础范畴，它以凝聚态物理和物理化学、晶体学为基础理论，结合冶金、机械、化工等学科知识，去探讨金属材料的成分(compositons)、工艺(processes)、组织结构(microstructure)、性能及使用性能(properties、performance)之间的内在规律，并联系具体器件或构件的使用功能，力求能用经济合理的办法制备出来。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的

5、梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确确立确立确立确立两个关系：两个关系：两个关系：两个关系：性能与成分、组织结构间的关系；组织结构与成分和加工工艺间的关系材料科学与工程的材料科学与工程的材料科学与工程的材料科学与工程的主要任务主要任务主要任务主要任务加工工艺加工工艺材料成为工业产品的桥梁材料成为工业产品的桥梁化学成分化学成分最本质因素最本质因素性能性能材料应用的基础材料应用的基础材料应用的基础材料应用的基础组织结构组织结构最直接因素最直接因素 改改改改变变变变材材材材料料料料的的的的化化化化学学学学成成成成分分分分改改改改进进进进材材材材料料料料的的的的合合合合成与工艺。成与工艺。成与工艺。成

6、与工艺。提高材料性能的途径提高材料性能的途径提高材料性能的途径提高材料性能的途径1.1.材料科学与工程、金属材料学材料科学与工程、金属材料学在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.2.金属材料分类金属材料分类金属材料结构材料功能材料传统材料新型材料在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.2.金属材料分类金属材料分类金属材料黑色黑色金属金属有色有色金属金属在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题

7、也很明确CompositionsSynthesisProcessingMicrostructurePropertiesPerformance金属材料成分、组织、制备、性能金属材料成分、组织、制备、性能在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确金属材料的性能金属材料的性能力力学学性性能能物物理理性性能能化化学学性性能能工工艺艺性性能能使用性能一、金属材料性能一、金属材料性能在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确u 使使用用性性能能：指指金金属属材材料料制制成成零

8、零件件后后为为保保证证其其正正常常工工作作及及一一定定使使用用寿寿命命应应具具备备的的性性能能。包包括括力力学学性性能能、物理性能物理性能和和化学性能化学性能。u 工工艺艺性性能能：指指金金属属在在加加工工成成零零件件或或构构件件过过程程中中应应具具备备的的适适应应加加工工的的性性能能。包包括括冶冶炼炼性性能能、铸铸造造性性能能、锻锻压压性性能能、切切削削加加工工性性能能、焊焊接接性性能能及及热热处处理理工工艺艺性能性能等。等。一、金属材料性能一、金属材料性能 使用性能使用性能是保证能不能使用；工艺性能工艺性能是保证能不能生产和制造的问题。两者有时是一致的，有时互相矛盾。在整堂课的教学中，刘教

9、师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 力学性能力学性能 指金属指金属在力的作用下在力的作用下所所显示出的与弹性和非弹性反应相关或显示出的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力涉及应力-应变关系的性能，如应变关系的性能，如强度强度、塑性塑性、弹性、硬度、韧性、疲劳等、弹性、硬度、韧性、疲劳等力学性能是选择和使用结构金属材料的重要依据。金属材料的力学性能金属材料的力学性能在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确二、金属材料的制备二、金属材料的制备制备（加工）工艺制备（加工）工艺 冶炼与凝

10、固 成型与热处理冶金与凝固理论塑性成型与固态相变理论在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确其他热处理其他热处理普通热处理普通热处理表面热处理表面热处理热热处处理理退火退火(annealing)正火正火(normalizing)淬火淬火(quenching)回火回火(tempering)真空热处理真空热处理形变热处理形变热处理激光热处理激光热处理控制气氛热处理控制气氛热处理表面淬火表面淬火感应加热、火焰加热、感应加热、火焰加热、电接触加热等电接触加热等化学热处理化学热处理渗碳、氮化、碳氮渗碳、氮化、碳氮共渗共渗、渗其他元素等、

11、渗其他元素等整体热整体热处理处理二、金属材料的制备二、金属材料的制备在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确淬火淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于是将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速速 度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺.淬火是应用最广的热处理淬火是应用最广的热处理工艺之一。工艺之一。l淬火目的是为获得马氏体淬火目的是为获得马氏体组织，提高钢的性能。组织，提高钢的性能。钢的淬火与回火在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，

12、所提出的问题也很明确淬透性淬透性与淬硬性与淬硬性M量和硬度随量和硬度随深度的变化深度的变化淬透性淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。l淬硬层深度淬硬层深度是指由是指由工件表面到半马氏工件表面到半马氏体区体区(50%M+50%P)的深度。的深度。l淬硬性淬硬性是指钢淬火是指钢淬火后所能达到的最高后所能达到的最高硬度，即硬化能力硬度，即硬化能力.在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 淬火加高温回火的热处理称作淬

13、火加高温回火的热处理称作调质处理调质处理，简称调质，简称调质.广泛用于各种结构件如轴、齿广泛用于各种结构件如轴、齿轮等热处理。也可作为要求较轮等热处理。也可作为要求较高精密件、量具等预备热处理高精密件、量具等预备热处理。适用于各种高碳适用于各种高碳钢、渗碳件及表钢、渗碳件及表面淬火件。面淬火件。应用应用获得良好的综合力学性能，即获得良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时，具有在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。良好的塑性和韧性。提高提高 e及及 s，同时使工件具有同时使工件具有一定韧性一定韧性。在保留高硬度、高在保留高硬度、高耐磨性的同时，降耐磨性的同时，降低内应力。低内应力。回火

14、目的回火目的S回回 T回回 M回回 回火组织回火组织500-650350-500150-250 回火温度回火温度 高温回火高温回火 中温回火中温回火 低温回火低温回火 适用于适用于弹簧热处理弹簧热处理钢的淬火与回火回火回火是指将淬火钢加热到是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷以下的某温度保温后冷却的工艺。却的工艺。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确钢的淬火与回火在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确三、金属材料的组织结构三、金属材料的组织结构Fe

15、-Cr-Ni合金合金宏观组织宏观组织微观组织微观组织铁素体相铁素体相奥氏体相奥氏体相双相组织合金合金 组织组织 相相核电站主管道在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确三、金属材料的组织结构三、金属材料的组织结构合金相金属化合物固溶体组元 1（纯金属）组元 N（纯金属）常见金属结构BCC FCC HCP在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确材料结构原子结构原子结构原子的空原子的空间排列间排列 显微组织显微组织 三、金属材料组织与结构三、金属材料组织与结构晶晶

16、态态非非晶晶态态在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确三、金属材料的组织结构三、金属材料的组织结构相、组织、固溶体、金属化合物、相、组织、固溶体、金属化合物、珠光体、马氏体、奥氏体、铁素体珠光体、马氏体、奥氏体、铁素体在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1)碳碳素素钢钢：含含C量量大大于于0.0218 wt.%而而小小于于2.11 wt.%、除除Fe、C和和限限量量的的Si、Mn、P、S等等杂杂质质外外，不不含含其其他他合合金元素的钢。金元素的钢。低低碳

17、碳钢钢C0.25%；中中碳碳钢钢C=0.25%-0.60%；高高碳碳钢钢C0.60%。2)合合金金钢钢：在在碳碳素素钢钢基基础础上上为为改改善善钢钢的的某某些些性性能能而而有有目目的的地地添添加加的的适适量量的的一一种种或或多多种种合合金金元元素素而而构构成成的的钢钢种种。低低合合金金钢钢（Me总总5%）、中中合合金金钢钢（5%Me总总5%）。1、按成分分类、按成分分类钢铁材料钢铁材料在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、按用途分类按用途分类 结构钢结构钢 包包括括工工程程结结构构钢钢（碳碳素素结结构构钢钢和和低低合合金

18、金高高强强度度钢钢）和和机机械械制造结构钢制造结构钢（优质碳素结构钢和合金结构钢）。（优质碳素结构钢和合金结构钢）。钢铁材料钢铁材料 工模具钢工模具钢可可分分为为碳碳素素工工具具钢钢和和合合金金工工具具钢钢。或或者者刃刃具具钢钢、冷冷变变形形模模具钢、热变形模具钢和量具钢等。具钢、热变形模具钢和量具钢等。特殊性能钢特殊性能钢主要为不锈耐蚀钢和耐热钢，均为合金钢。主要为不锈耐蚀钢和耐热钢，均为合金钢。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3、按冶金质量分类、按冶金质量分类 普通钢：普通钢：S0.055%，P0.045%。优质钢：优质钢：S0.035%，P0.035%。高级优质钢：高级优质钢：S0.030%，P0.030%。特级优质钢：特级优质钢：S0.020%，P0.025%。注：碳素钢有普通级，而合金钢没有普通级。注：碳素钢有普通级，而合金钢没有普通级。钢铁材料钢铁材料