第3章金屬材料31 教學(xué)指導(dǎo)1 教學(xué)要求本章重點(diǎn)闡明碳鋼的分類方法

1、第3章金屬材料31教學(xué)指導(dǎo)1教學(xué)要求本章重點(diǎn)闡明碳鋼的分類方法.txt不相信永遠(yuǎn)不擁有期待不需要諾言當(dāng)你不能再擁有的時(shí)候，唯一可以做的，就是令自己不要忘記。王子之所以能口奐酉星目垂美人是因?yàn)橥踝佑眯牧宋夷芸趭J酉星什么第3章金屬材料3.1教學(xué)指導(dǎo)1.教學(xué)要求本章重點(diǎn)闡明碳鋼的分類方法、成分和主要應(yīng)用，各類合金鋼的牌號(hào)、成分特點(diǎn)、熱處理工藝、組織、性能和應(yīng)用。簡(jiǎn)要闡述紹鑄鐵的牌號(hào)、成分、熱處理工藝、組織、性能及其應(yīng)用。一般介紹有色金屬的牌號(hào)

2、、成分、熱處理工藝、組織、性能及其應(yīng)用。2.教學(xué)目標(biāo)本章是工程材料課程的重點(diǎn)章。學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握各類碳鋼、合金鋼的鋼號(hào)、成分特點(diǎn)、熱處理工藝、組織、性能以及它們的應(yīng)用。熟悉鑄鐵的牌號(hào)、成分、熱處理工藝、組織及其應(yīng)用。一般了解有色金屬的牌號(hào)、性能特點(diǎn)和應(yīng)用。3.教學(xué)建議(1)金屬材料是工程上最常用的、最重要的工程材料。本章是課程的重點(diǎn)，要求學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)，認(rèn)真領(lǐng)會(huì)。一些常用金屬材料的牌號(hào)要熟記。(2)講授合金鋼內(nèi)容時(shí)可以安排一次討論。(3)組

3、織學(xué)生觀察、研究一臺(tái)車床或一輛汽車，分析金屬材料的應(yīng)用情況。加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。(4)指導(dǎo)學(xué)生瀏覽相關(guān)網(wǎng)站，收集金屬材料應(yīng)用有關(guān)資料，了解新的金屬材料研究情況，拓寬知識(shí)面。(5)建議本章學(xué)時(shí)：8～10學(xué)時(shí)。3.2習(xí)題參考答案1.解釋名詞熱硬性、石墨化、孕育（變質(zhì)）處理、球化處理、石墨化退火、固溶處理、時(shí)效答:熱硬性:熱硬性是指鋼在高溫下保持高硬度的能力（亦稱紅硬性）。熱硬性與鋼的回火穩(wěn)定性和特殊碳化物的彌散析出有關(guān)。石墨化:鑄鐵中碳原

4、子析出并形成石墨的過(guò)程稱為石墨化。孕育（變質(zhì)）處理:在液體金屬中加入孕育劑或變質(zhì)劑，以細(xì)化晶粒和改善組織的處理工藝。球化處理:在鐵水中加入球化劑，以獲得球狀石墨的處理工藝稱為球化處理。石墨化退火:使白口鑄鐵中的滲碳體分解成為團(tuán)絮狀石墨的退火過(guò)程。固溶處理:把合金加熱到單相固溶體區(qū)，進(jìn)行保溫使第二相充分溶解，然后快冷（通常用水冷卻），得到單一的過(guò)飽和固溶體組織的熱處理工藝。固溶處理可以使奧氏體不銹鋼獲得單相奧氏體組織，提高奧氏體不銹鋼的耐

5、蝕性。固溶處理也在有色金屬合金中得到應(yīng)用。有色金屬合金（如鋁合金）先進(jìn)行固溶處理獲得過(guò)飽和固溶體，然后再進(jìn)行時(shí)效處理，析出細(xì)小、均勻、彌散分布的第二相，提高合金的強(qiáng)度和硬度。時(shí)效:固溶處理后得到的過(guò)飽和固溶體在室溫下或低溫加熱時(shí)析出細(xì)小、均勻、彌散分布的第二相，合金硬度和強(qiáng)度明顯升高的現(xiàn)象稱為時(shí)效或時(shí)效硬化。2.填空題(1)20是（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)）鋼，可制造（沖壓件、焊接件、滲碳零件，如齒輪、銷).(2)T12是（優(yōu)質(zhì)碳素工具）鋼，可制造

6、（銼刀、刮刀等刃具及量規(guī)、樣套等量具).(3)按鋼中合金元素含量，可將合金鋼分為（低合金鋼)、(中合金鋼）和（高合金鋼）(6)奧氏體不銹鋼只能采用加工硬化提高強(qiáng)度。(對(duì))(7)奧氏體不銹鋼的熱處理工藝是淬火后低溫回火處理。(錯(cuò))(8)鑄鐵可以經(jīng)過(guò)熱處理改變基體組織和石墨形態(tài)。(錯(cuò))(9)可鍛鑄鐵在高溫時(shí)可以進(jìn)行鍛造加工。(錯(cuò))(10)石墨化的第三階段不易進(jìn)行。(對(duì))(11)可以通過(guò)球化退火使普通灰口鑄鐵變成球墨鑄鐵。(錯(cuò))(12)球墨鑄

7、鐵可通過(guò)調(diào)質(zhì)處理和等溫淬火工藝提高其機(jī)械性能。(對(duì))4.綜合分析題(1)說(shuō)出Q235A、15、45、65、T8、T12等鋼的鋼類、碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，各舉出一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。答:見(jiàn)表11.表11鋼牌號(hào)鋼類碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)用實(shí)例Q235A碳素結(jié)構(gòu)鋼0.14%～0.22%鋼筋、鋼板、鋼管等15優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼約0.15%沖壓件及焊接件，經(jīng)熱處理后可制造軸、銷等零件45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼0.42%～0.50%齒輪、軸類、套筒等零件65優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼0.62%～0.

8、70%彈簧T8碳素工具鋼0.75%～0.84%沖頭、鑿子、錘子等工具T12碳素工具鋼1.15%～1.24%銼刀、刮刀等刃具和量規(guī)、樣套等量具(2)為什么低合金高強(qiáng)鋼用錳作為主要的合金元素？答:我國(guó)的低合金結(jié)構(gòu)鋼基本上不用貴重的Ni、Cr等元素，而以資源豐富的Mn為主要元素。錳除了產(chǎn)生較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化效果外，因它大大降低奧氏體分解溫度，細(xì)化了鐵素體晶粒，并使珠光體片變細(xì)，消除了晶界上的粗大片狀碳化物，提高了鋼的強(qiáng)度和韌性，所以低合金高強(qiáng)鋼用

9、錳作為主要的合金元素。(3)試述滲碳鋼和調(diào)質(zhì)鋼的合金化及熱處理特點(diǎn)。答:滲碳鋼的合金化特點(diǎn)是加入提高淬透性的合金元素如Cr、Ni、Mn等，以提高熱處理后心部的強(qiáng)度和韌性加入阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大的元素如Ti、V、W、Mo等，形成穩(wěn)定的合金碳化物，并增加滲碳層的硬度，提高耐磨性。熱處理特點(diǎn)是滲碳后直接淬火，再低溫回火，得到的表面滲碳層組織由合金滲碳體與回火馬氏體及少量殘余奧氏體組成，心部多數(shù)情況為屈氏體、回火馬氏體和少量鐵素體。調(diào)質(zhì)鋼的合金化

10、特點(diǎn)是加入提高淬透性的合金元素如Cr、Mn、Ni、Si、B等，并可提高鋼的強(qiáng)度，加入防止第二類回火脆性的元素如Mo、W；熱處理特點(diǎn)是淬火（油淬）后高溫回火，得到的組織是回火索氏體。(4)有兩種高強(qiáng)螺栓，一種直徑為10mm，另一種直徑為30mm，都要求有較高的綜合機(jī)械性能：σb≥800MPaak≥600kJm2。試問(wèn)應(yīng)選擇什么材料及熱處理工藝？答:在滿足機(jī)械性能要求的基礎(chǔ)上，工件的尺寸還決定所選材料的淬透性能。對(duì)于直

11、徑為30mm的螺栓，選擇40Cr，熱處理工藝為850℃油淬，500℃回火；對(duì)于直徑為10mm的螺栓，選擇40MnVB或40MnB代替40Cr，可節(jié)約Cr且達(dá)到基本要求，熱處理工藝為850℃油淬，500℃回火。(5)為什么合金彈簧鋼以硅為重要的合金元素？為什么要進(jìn)行中溫回火？答:硅元素的主要作用在于提高合金的淬透性，同時(shí)提高屈強(qiáng)比。進(jìn)行中溫回火的目的在于獲得回火屈氏體組織，具有很高的屈服強(qiáng)度，彈性極限高，并有一定的塑性和韌性。(6)軸

12、承鋼為什么要用鉻鋼？為什么對(duì)非金屬夾雜限制特別嚴(yán)格？答:鉻能提高淬透性，形成合金滲碳體(FeCr)3C，呈細(xì)密、均勻分布，提高鋼的耐磨性，特別是疲勞強(qiáng)度，因此軸承鋼以鉻作為基本合金元素。軸承鋼中非金屬夾雜物和碳化物的不均勻性對(duì)鋼的性能，尤其是對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度影響很大，因?yàn)閵A雜物往往是接觸疲勞破壞的發(fā)源點(diǎn)，其危害程度與夾雜物的類型、數(shù)量、大小、形狀和分布有關(guān)。因此，軸承鋼對(duì)非金屬夾雜物限制特別嚴(yán)格。(7)簡(jiǎn)述高速鋼的成分、熱處理和性能特點(diǎn)