金属材料与热处理

第一章金属材料与热处理

金属材料是现代机械制造工业所需要的最主要材料之一。它不但具有制造机器所需要的物理、化学和力学性能，而且还具有较简单的成形方法和良好的成形工艺性能，因此，金属材料在机械设备中所占的比例约在80％以上：

金属材料的性能主要与其成分、组织和表面结构特性有关。热处理就是通过改变金属材料的组织或改变表面成分和组织来改变其性能的一种热加工工艺。

第一节金属材料的主要性能

金属材料获得广泛的应用，不仅是由于它的来源丰富，而且还由于它具有优良的使用性能与工艺性能。使用性能包括力学性能和物理、化学性能。工艺性能则是指金属是否易于加工成形的性能。它们是进行设计、选材和制定工艺的依据。

一、力学性能

金属材料的力学性能是指金属在外力作用’F所表现出来的特性。

1．强度

强度是指金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。金属材料的强度和塑性指标是通过拉伸试验测定的。图1-1为低碳钢材料试样的拉伸曲线。

(1)弹性极限σe 弹性变形是指金属材料承受载荷时产生变形，卸载后又恢复原状的行为。弹性极限是指金属材料保持弹性变形时的最大应力。

σe=Pe/Fo(MPa)

式中：户。——弹性极限载荷，N；

Fo-试样原始截面积，咄2。

(2)屈服极限，，当载荷增加到尸。时，拉伸曲线上出现了平台，此时载荷虽然不增加，试样却继续产生塑性变形，这一现象称为屈服现象。屈服极限是指金属材料开始发生屈服现象时的应力。

σs=PS/Fo(MPa)

式中：Ps——产生屈服现象时的载荷，N。

工程上使用的金属材料，大多数没有明显的屈服现象，对此类材料，工程规定产生0．2％塑性变形时的应力作为屈服极限，用0.2表示，称为条件屈服极限。

绝大多数机器零件在使用过程中不允许产生明显的塑性变形，所以，屈服极限dD(o2)是设计机器零件和选择、评定金属材料性能的重要指标。

(3)强度极限ob 强度极限是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力。

ob=PD/Fo(MPa)

式中：Ph——试样拉断前所承受的最大载荷，N。

脆性材料在拉仲试验时02也很难测出。因此，选用脆性材料制作机器零什时，常以ob作为选材和

设计的依据。

2．塑性

塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破断的能力。常用的塑性指标有延伸率J和断面收缩率扒

J和沪的数值越大，表示金属材料的塑性越好，丁程上一般把J，5％的材料称为塑性材料，把J《5％的材料称为脆性材料。

金属材料的塑性对零件的成形加工和使用的安全性有着重要的意义。塑性好的金属材料能通过塑性变形顺利地实现成形加工。另外，拉伸试验表明，经过明显塑性变形之后的金属材料得到强化，因此，材料塑性好的机器零什万一超载时，能避免突然断裂。

3．硬度

硬度是指金属材料表面抵抗外物压人的能力，或者说是金属材料在局部体积内抵抗变形，特别是塑性变形的能力。硬度是一个反映金属材料弹性、塑性、韧性和强度等一系列物理特性的综合力学性能指标。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

(1)布氏硬度布氏硬度的测定是用一定的载荷P，将直径0的钢球压人被测材料的表面，以载荷压痕面积之比作为硬度值。用HB表示。

布氏硬度的优点是测量方法简单，数值较准确，但是压痕较大，不适宜检查成品和太薄的零件。常用于调质钢、正火钢、退火钢和铸铁件，硬度范围为HBl40—450。HB值越大，材料就越硬。

(2)洛氏硬度最常用的洛氏硬度是HRC。压头采用顶角120°的金刚石圆锥，载荷为1500N，根据压痕的深度，可在硬度计上直接读出它的硬度值。这种硬度值标准适用于调质钢和淬火钢等较硬的材料，硬度范围为HRC20-67。

洛氏硬度法操作简便、效率高、压痕小，常用于成品检验。缺点是因为压痕小读数重复性差，故需多测几点，取其平均值。

(3)维氏硬度维氏硬度压头采用面夹角为136°的金刚石四棱锥体。载荷根据不同要求从50-200N 加以选择。从硬度计上的显微镜测出压痕对角线长度d，查表即可得出维氏硬度值HV。

第二章铸造成形技术

铸造是将液态金属浇注到具有与零件形状及尺寸相适应的铸型空腔中，待冷却凝固后，获得一定形状和性能的零件或毛坏的方法。用铸造方法所获得的零件或毛坯，称为铸件。铸件通常要经过机械加工后，才能作为机器零件使用。如果采用精密的铸造方法或者对零件表面质量要求不高时，铸件也可以不经加工而直接使用。与其他成形方法相比，铸造生产具有下列特点。

1)成形方便，适应性广

铸件的轮廓尺寸可由几毫米到数十米；壁厚由几毫米到几百毫米；质量由几克到几百吨。可以制造外形复杂，尤其是具有复杂内腔的铸件。例如，机床床身、内燃机的缸体和缸盖、箱体等的毛坯均为铸件。铸造的适应性也很广，可用于铸铁、铸钢、铸铜、铸铝等，其中铸铁材料应用最广泛。既可用于单件小批

量生产，也可用于成批及大批量生产。

2)成本低廉、生产周期短

铸造生产使用的原材料来源方便，成本低，而且易于回收使用。铸件的形状和尺寸与零件较接近，减少了金属材料的消耗量，并节省了切削加工的工时。铸造生产不需要大型、精密的没备，生产周期较短。

3)铸造生产劳动强度大，生产条件差，铸件的质量不稳定

目前广泛使用的砂型铸造，大多属于手工操作，工人的劳动强度大，生产条件差，铸造过程中产生的废气、粉尘等对周围环境造成污染。铸造生产工序较多。一些工艺过程较难控制，铸件中常有一些缺陷(如气孔、缩孔等)，而且内部组织粗大、不均匀，使得铸件质量不够稳定，废品率较高，其力学性能不如同类材料的锻件高。随着现代科学技术的不断发展，以及广泛采用新工艺、新技术、新材料、新设备，实现了机械化及自动化生产，使铸造劳动条件大大改善，环境污染得到控制，铸件质量和经济效益亦在不断提高。

第一节合金的铸造性能

合金的铸造性能，是合金在铸造生产中表现出来的工艺性能。它对是否易于获得合格铸件有很大影响。合金铸造性能是选择铸造合金，确定铸造工艺方案及进行铸件结构设计的重要依据。合金的铸造性能主要指合金的充型能力、收缩、吸气性等。本节主要分析它们对铸件质量的影响，结合铸件主要缺陷的形成及其防止，加以论述，为选择铸造合金和铸造方法打好基础。其主要内容及其相互间的联系如图2-1所示。

一、合金的充型能力

合金的充型能力是指液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、尺寸完整、轮廓清晰铸件的能力。充型能力首先决定于液态金属本身的流动能力(即内因)，同时又受铸型性质、浇注条件、铸件结构(即外因)等因素的影响。因此，充型能力是上述各种因素的综合反映。影响合金

充型能力的主要因素有：

1．合金的流动性

合金的流动性是液态合金本身的流动能力，它是影响充型能力的主要因素之—。流动性越好，液态合金充填铸型的能力越强，越易于浇注出形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件；利于液态合金中的气体和熔渣的上浮和排除；易于对液态合金在凝固过程中所产生的收缩进行补缩如果合金的流动性不良，铸件易产生浇不足、冷隔等铸造缺陷。

合金的流动性大小，通常以浇注的螺旋试样长度来衡量。如图2-2所示，螺旋上每隔50一有一个小凸点作测量计算用。在相同的浇注条件F浇注出的试样越长，表示合金的流动性越好。

不同合金的流动性不同。表2—1列出了常用铸造合金的流动性。由表2-1可见，灰口铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。

第三章压力加工成形技术

第一节压力加工方法

压力加工是在外力作用下，使金属坯料产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的一种加工方法：压力加工主要依靠金属的塑性变形而成形，因此要求金属材料必须具有良好的塑性。工业用钢和大多数有色金属及其合金均具有一定的塑性，能在热态或冷态F进行压力加工。压力加工可生产出各种不同截面的型材(如板材、线材、管材等)和各种机器零件的毛坯或成品(如轴、齿轮、汽车大梁、连杆等)。现将各种压力加工方法简单介绍如下。

一、型材生产方法

1．轧制生产

借助于坯料与轧桃之间的摩擦力，使金属坯料连续地通过两个旋转方向相反的轧辊的孔隙而受压变形的加工方法称为轧制，见图3，1a)轧制示意图。合理设计轧辊上的孔型，通过轧制可将金属钢锭加工成不同截面形状的原材料，如图3—1b)所示，轧制出的型材。

2．挤压生产

将金属坯料放人挤压模内，使其受压被挤出模孔而变形的加工方法称为挤压。生产中常用的挤压方法主要有两种。

(1)正挤压金属流动方向与凸模运动方向相一致的称为止挤压，如图3—2a)所示。

(2)反挤压金属流动方向与凸模运动方向相反的称为反挤压，如图3—2b)所示。

在挤压过程中，坯料的横截面依照模孔的形状缩小，长度增加，从而获得各种复杂截面的型材或零件，如图3-3所示。挤压不仅适用于有色金属及其合金，而且适用于碳钢、合金钢及高合金钢。对于难熔合金，如钨、钼及其合金等脆性材料也能适用。根据挤压时，金属材料是否被加热，挤压又分为热挤压和冷挤压。

第四章焊接成形技术

焊接是现代制造技术中重要的金属连接方法。焊接过程的实质是利用加热或加压等手段，使分离的金属材料达到原子间的结合，从而形成我们所需要的金属结构。

金属构件的连接方式有多种形式，除焊接外，经常采用的还有铆接、粘结、螺栓连接等方式，如图4-1所示，其中焊接构件强度高、密封性好、工艺简便，且可以焊接复杂的构件。

焊接方法种类很多，应用广泛。如在汽车、造船、锅炉、压力容器、桥梁、建筑、飞机制造、电子等工业部门广泛应用焊接技术，据估计，世界上钢产量的50％—60％钢材，要经过焊接才能最终投入使用。

按照焊接过程的物理特点不同和所采用能源的性质，可将焊接方法分为熔焊、压焊、钎焊三大类。常用焊接方法如图4-2所示。

熔焊：其特点是将焊接接头处加热到熔化状态，并加入(或不加入)填充金属，经冷却结晶后形成牢固的接头，而将两部分被焊金属焊接成为一个整体。

压焊：其特点是在焊接过程中对工件加压(加热或不加热)，并在压力作用下使金属接触部位产生塑性变形或局部熔化，通过原子扩散，使两部分被焊金属连接成一个整体。

钎焊：其特点是把熔点比母材金属低的填充金属(简称钎料)熔化后，填充接头间隙并与固态的母材相互扩散从而实现连接的焊接方法。

第一节焊条电弧焊

焊条电弧焊是利用手工操纵电焊条进行焊接的电弧焊方法。它是利用焊件与焊条之间产生的电弧热量，将焊件与焊条熔化，待冷却凝固后形成牢固接头。

一、焊接电弧

焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质中长时间而稳定的放电现象，即在局部气体介质中有大量电子(或离子)流通过的导电现象。焊条电弧焊的一个电极是焊条。

1．焊接电弧的构造

焊接电弧是由阴极区、阳极区、弧柱区三部分组成，如图4-3所示。

电弧引燃后，弧柱中亢满了高温电离气体，放出大量的热能和强烈的光。电弧热量的多少是与焊接电流和电压的乘积成正比的。电流越大，电弧产生的热量越多。在焊接电弧小，电弧热量在阳极区生的较多，约占总热量的42％；阴极区因放出大量电子需消耗一定能量，所以产生的热量就较少，约占38％左右；其余的20％左右是在弧柱中产生的。焊条电弧焊只有65％—80％的热量用于加热和熔化金属，其余热量则散失在电弧周围和飞溅的金属液滴中。

在采用钢焊条焊接钢材时，阴极区温度约为2600K；阴极区温度约为2400K；电弧中心区温度最高，能达到6000～8000K。

2．焊接电弧的极性及应用

山于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定的差异，在使用直流电焊机焊接时，有止接和反接两种方法，如图4-4所示。

正接法：如图44a)所示，焊件接电源正极，焊条接电源负极，此时，阳极区在被焊件上，温度较高，适用于焊接较厚的焊件。

反接法：如图44b)所示，焊件接电源负极，焊条接电源正极，此时，阳极区在焊条上，阴极区在工件上，因阴极区温度较低，故适用于焊接较薄焊件。

当采用交流电焊机焊接时，因电流的极性是变化的，所以两极加热温度基本一样，都在粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。它既是一种生产特殊材料的方法，又是一种少切削、无切削生产金属零件的工艺，在机器制造业中有广泛的应用。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此也叫金属陶瓷法。

第五章粉末冶金及其成形技术

第一节粉末冶金材料

一、金属粉末性能

金属粉末的性能对其成形和烧结过程以及制品的性能都有重大影响。金属粉末的基本性能大体上可分为：化学成分、物理性能和工艺性能。

1．化学成分

金属粉末的化学成分一般是指主要金属或组分、杂质以及气体含量。

金属粉末主要金属的纯度一般不低于98％—99％。

氧化物是金属粉末中最常存在的夹杂物，可分为易被氢还原的金属氧化物(铁、铜、钨、钴、钼等的氧化物)和难还原的氧化物(如铬、锰、硅、铝等的氧化物)。不管哪种氧化物都使金属粉末的压缩性变坏，增大压模的磨损。但是，有时含有少量的易还原金属氧化物，有利于金属粉末的烧结，而难还原金属氧化物却不利于烧结。总的来说，金属粉末的氧化物含量越少越好。

金属粉末中的主要气体杂质是氧、氢、一氧化碳及氮，这些气体杂质使金属粉末脆性增大，使压制性及其他性能变坏，特别是使一些难熔金属与化合物(如钛、铬、碳化物、硼化物、硅化物)的塑性变坏。加热时，气体强烈析出，这也可能影响压坯在烧结时的正常收缩过程。因此，一些金属粉末往往要进行真空脱气处理，以除去气体杂质。

2．物理性能

粉末的物理性能主要包括颗粒形状与结构，颗粒大小和粒度组成，此外还有颗粒的比表面积，颗粒的密度、显微硬度等等。

金属粉末的颗粒形状直接影响粉末的流动性、松装密度、气体透过性、对压制性和烧结体强度均有显著影响。颗粒形状通常有球状、树枝状、针状、海绵状、粒状、片状、角状和不规则状，它主要由粉末的生产方法决定，同时也与制造过程的工艺参数以及物质的分子和原子排列的结晶几何学因素有关。

金属粉末的颗粒大小对其压制成形时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有重大影响，通常情况下可用筛测定颗粒大小，将颗粒的大小用若干目来表示。

粒度分布是指大小不同的颗粒级的相对含量，也称作粒度组成，它对金属粉末的压制和烧结都有很大影响。

3．工艺性能

粉末的工艺性能包括松装密度、流动性、压缩性与成形性。工艺性能也主要取决于粉末的生产方法和粉末的处理工艺(球磨、退火、加润滑剂、制粒等)。

松装密度是指金属粉末在规定条件下，自由流人一定容积的容器时，单位体积松装粉末的质量。松装密度是金属粉末的一项主要特性，它取决于材料密度、颗粒大小、颗粒形状和粒度分布。松装密度对粉末成形时的装粉与烧结极为重要，一般粉末压制成形时，是将一定体积或重量的粉末装入压模中，然后压制到一定高度或施加一定压力进行成形，若粉末的松装密度不同，压坯的高度或孔隙度就必然不同。所以松装密度是压模设计的一个重要参数。

粉末流动性是50z粉末从标准的流速漏斗(又称流速计)流出所需的时间，单位为s／50go流动性与粉末体和颗粒的性质有关，一般讲，等轴状粉末、粗颗粒粉末流动性好。另外，流动性还受颗粒间黏附作用的影响，因此，颗粒表面如果吸附水分、气体或加入成形剂会降低粉末的流动性。粉末流动性直接影响压制操作的自动装粉和压件密度的均匀性，因此是实现自动压制工艺中必须考虑的重要工艺性能。

压缩性是指金属粉末在压制过程中的压缩能力。它取决于粉末颗粒的塑性，并在相当大的程度上与颗粒的大小及形状有关。一般用在一定压力下压制时获得的压坯密度来表示。

成形性是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末得以成形的最小单位压制力表示，或者用压坯的强度来衡量。

二、金属粉末的制备

金属粉末可以是纯金属粉末，也可以是合金、化合物或复合金属粉末，一般由专门生产粉末的工厂按规格要求来供应，其制造方法很多，采用的有以下几种：

1．机械方法

对于脆性材料通常采用球磨机破碎制粉；另外一种应用较广的方法是雾化法，它是使熔化的液态金属从雾化塔上部的小?L中流出，同时喷人高压气体，在气流的机械力和急冷作用下，液态金属被雾化、冷凝成细小粒状的金属粉末，落人雾化塔下的盛粉桶中。

2．物理方法

常用蒸气冷凝法，即将金属蒸气冷凝而制取金属粉末。例如，将锌、铅等的金属蒸气冷凝便可以获得相应的金属粉末。

3．化学方法

常用的化学方法有还原法、电解法等。

还原法是从固态金属氧化物或金属化合物中还原制取金属或合金粉末。它是最常用的金属粉末生产方法之一，方法简单，生产费用较低。如铁粉和钨粉，便是由氧化铁粉和氧化钨粉通过还原法生产的。铁粉生产常用固体碳将其氧化物还原，钨粉生产常用高温氢气将其氧化物还原。

电解法是从金属盐水溶液中电解沉积金属粉末。它的成本要比还原法和雾化法高得多，因此，仅在特殊性能(高纯度、高密度、高压缩性)要求时才使用。

值得指出的是，金属粉末的各种性能均与制粉方法有密切关系。

第六章工程塑料及其成形技术

第一节工程塑料

塑料是以天然或人工合成树脂为基本成分加入各种添加剂组成的高分子材料。在塑料中凡能用来制作机械零件或工程结构的塑料称为工程塑料。塑料由于具有原料广泛、易于加工成形、价廉物美，同时具有优良的物理、化学和力学性能。因此它不仅广泛地应用于人们的生活之中，而且还广泛地应用于电子、仪器仪表、家用电器、工业、农业、医药、化工和国防等领域。随着科学技术的进步，塑料的品种规格越来越多，应用范围日益扩大。据有关资料报道，预计到2010年，世界的塑料产量将与钢铁相等。这足以说明塑料已成为重要的基础材料之一。

一、高分子化合物

高分子化合物是由一种或多种简单低分子化合物聚合而生成的分子量特别大的有机化合物的总称，又称为聚合物或高聚物。高分子化合物的分子量一般大于1000以上，例如聚苯乙烯的分子量为10 000—300000，聚氯乙烯分子量为20 000～160 000。

高分子化合物分为天然化合物和人工合成化合物(合成材料)两种。天然化合物如天然橡胶、松香、纤维素、蛋白质等；人工合成化合物如塑料、合成橡胶、合成纤维等。天然化合物的应用一般很少，人工合成化合物的应用十分广泛。

高分子合成材料虽然是分子量很大的材料，但是它是由许多单体(低分子)用共价键连接(聚合)起来的大分子化合物。例如聚氯乙烯就是由氯乙烯单体聚合反应而得到的高聚物。

1．高聚物的结构和聚集态结构

高聚物的结构可分为两种类型，即均聚物和共聚物：均聚物只含有一种单体链节，若干个链节用共价键按一定方式重复连接起来形成均聚物；共聚物是由两种以上不同的单体链节聚合而成。

均聚物的结构有4种形式：线型(伸直)、线型(蜷曲)、支链型和网型，如图6-1所示。线型高聚物的特点是可溶、可熔，即它可以溶解一些有机溶剂，加热可以熔化。基于这一特点，线型高聚物易于加工，可以反复使用。如聚氯乙烯、聚苯乙烯等。支链型高聚物的性能与线型基本相同。网型高聚物是在两根长链之间由若干个支链把它们交联起来，构成一个网似的形状。如果这种网状的支链向空间发展的话，便得到体型高聚物结构。这种高聚物的特点是在任何情况下都不熔化，也不溶解。成形加工只能在形成网状结构之前进行，—一经形成网状结构，就不能再改变其形状。这种高聚物具有形状稳定、耐热和耐溶剂作用的优点。如热固性塑料(酚醛、脲醛等塑料)就属于这一类。

共聚物的高分子排列形式可分为无规则型、

交替型、嵌段型和接枝型，如图6-2所示。图中将Ml和M2两种不同结构的单体分别以有斜线的圆圈和空白圆圈表示。

因为共聚物能把两种或多种不同特性的单体综合到一种聚合物中来，使共聚物在实际应用上具有十分重要的意义。人们常把共聚物称为非金属的合金。例如汽车用的有机玻璃(聚甲苯丙烯酸甲脂)，使用温度10)t左右。可是同10％—15％的甲基丙酸共聚后，使用温度可提高到160℃。又如ABS塑料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯二元共聚物。它具有强度高、耐热、耐冲击、耐油、耐腐蚀及易加工的综合性能。

高聚物的聚集态结构是指高聚物材料本身内

金属材料与热处理含答案

金属材料与热处理含答 案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气 态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。

1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（） A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 D.以上答案都对 7.做疲劳试验时，试样承受的载荷为（）。

《金属材料与热处理》课程教学大纲

《金属材料与热处理》课程教学大纲 一、课程性质、目的和任务 属材料与热处理是一门技术基础课。其要紧内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。 二、教学差不多要求 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的差不多知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列差不多要求： (1)了解金属学的差不多知识。 (2)掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。 (3)了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。 (4)了解热处理的一般原理及其工艺。 (5)了解热处理工艺在实际生产中的应用。 三、教学内容及要求 绪论 教学要求： 1、明确学习本课程的目的。 2、了解本课程的差不多内容。 教学内容： 1、学习金属材料与热处理的目的 2、金属材料与热处理的差不多内容 3、金属材料与热处理的进展史

4、金属材料在工农业生产中的应用 教学建议： 1、结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。 2、展望金属材料与热处理的进展前景。 第一章金属的性能 教学要求： 1、掌握金属的力学性能，包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳等概念及各力学性能的衡量指标。 2、了解金属的工艺性能。 教学内容： §1—1 金属的力学性能 一、强度 二、塑性 三、硬度 四、冲击韧性 五、疲劳强度 §1-2金属的工艺性能 一、铸造性能 二、锻造性能 三、焊接性能 四、切削加工性能

第二章金属的结构与结晶 教学要求： 1、了解金属的晶体结构。 2、掌握纯金属的结晶过程。 3、掌握纯铁的同素异构转变。 教学内容： §2-1 金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 二、晶体结构的概念 三、金属晶格的类型 §2—2纯金属的结晶 一、纯金属的冷却曲线及过冷度 二、纯金属的结晶过程 三、晶粒大小对金属力学性能的阻碍 ＊四、金属晶体结构的缺陷 §2—3 金属的同素异构转变 教学建议： 1、晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。 2、讲透同素异构转变与结晶过程之间的异同点。 ＊第三章金属的塑性变形与再结晶 教学要求： 1、了解金属塑性变形的差不多原理。

(完整版)金属材料与热处理题库及答案

金属材料与热处理（第五版）练习题及答案第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。( √) 3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 9、钢水浇铸前加入钛、硼、铝等会增加金属结晶核，从而可细化晶粒。( ×) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √)

13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √) 14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多，金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √)

《金属材料与热处理》课程标准

《金属材料与热处理》课程教学标准 【课程名称】金属材料与热处理 【课程代码】C2-2-1 【适用专业】模具设计与制造 机械制造与自动化 数控技术 【学时数】48 【学分数】3 【开设时间】模具设计与制造第二学期 机械制造与自动化第三学期 数控技术第二学期 一、课程概述 “金属材料与热处理”是一门制造类专业群的平台课程，是在明确学院办学定位，分析专业群发展方向的前提下，通过对我院机械制造类重点专业职业岗位进行整体调研与分析的基础上，采用模块课程开发的方式形成的、适用于机械制造类专业群开设的综合性课程。 通过本课程的学习使学生获得常用工程材料及成型工艺方法的基础知识，培养学生综合运用材料及成型工艺知识进行选择材料与改性方法、选择毛坯生产方法以及工艺路线分析的初步能力，并未学习其他有关课程和从事工业工程生产第一线技术工作奠定必要的基础。 本课程注重培养学生解决生产具体工艺问题的能力；着重培养学生在机械制造领域内进行选择和判断能力；并培养高职应用型人才的技术文化修养。 二、课程模块组成 1.工程材料的基础知识 2.金属材料及热处理 3.非金属材料（在汽车上的应用） 4.毛坯成型工艺与方法选择

二、培养目标 1．方法能力目标 （1）熟悉工程材料与材料成型工艺技术在机械制造过程中的地位和作用，具有现在制造过程的完整概念。 （2）通过在金相显微镜下观察铁碳合金的室温组织和力学实验，掌握金属材料的成分、组织、结构与性能之间的关系，培养透过现象看本质的能力； （3）给出知识目标，采用问题引入，培养自主学习获取信息的能力和独立思考的能力。 （4）通过完成各项目任务，让学生在学习中享受成功的喜悦，激发学习兴趣，从而培养学生勤奋好学的习惯； （5）通过实验培养学生的动手能力、实验技能、评价执行结果的能力。 2．社会能力目标 （1）具有良好的人文素质和职业道德，善于沟通协作，团队意识强； （2）养成严谨细致、一丝不苟的工作作风； （3）具有热爱科学、实事求是的学习态度，具有创新意识和创新精神； （4）通过学习有关的新材料、新技术、新工艺及其发展概况，使学生获得更多的专业知识及行业知识，使学生具备博学多识的特质。 3．专业能力目标 （1）熟悉材料的种类、牌号、成分、性能、改性方法和用途。 （2）具备阅读金属材料热处理报告的能力； （3）熟悉常用金属材料的性能、用途、材料主要质量问题和提高产品质量的途径； （4）主动了解金属材料的基础理论的发展； （5）了解与本课程有关的新材料、新技术、新工艺及其发展概况； （6）多种途径获取信息和处理信息的能力。 三、与前后课程的联系 1.前修课程的联系 前修课程是《机械制图》,学习本课程之前要去工厂见习，对机械制造具有一定的感性认识,学习《机械制图》课程，熟悉典型零件形状，具有一定的图示能力、识图能力、以及绘图的实际技能。 2．与后继课程的关系 本课程阐述的金属材料及热处理的知识贯穿机械设计和制造的全过程，设计时，要根据机械零件的使用条件和性能要求选材；制造时，要根据材料的制造工艺合理安排热处理。更

(完整版)金属材料与热处理题库

《金属材料与热处理》期末复习题库 一、填空 1．晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。 2．常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。 3．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 4．根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。 5．置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。 6．合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。 7．同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。 8．晶体与非晶体最根本的区别是原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质，而非晶体则不是。 9．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。 10．位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错，多余半原子面是刃型位错所特有的。 11．点缺陷有空位、间隙原子和置换原子等三种；属于面缺陷的小角度晶界可以用位错来描述。 12.人类认识材料和使用材料的分为石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代四个历史阶段。 13.金属材料与热处理是研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的课程。 14.金属是由单一元素构成的具有特殊光泽、延展性、导电性、导热性的物质。 15.合金是由一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法合成的具有金属特性的物质。 16.金属材料是金属及其合金的总称。 17.金属材料的基本知识主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。 18.金属的性能只要介绍金属的力学性能和工艺性能。 19.热处理的工艺包括退火、正火、淬火、回火、表面处理等。 20。物质是由原子和分子构成的。 21.物质的存在状态有气态、液态和固态。 22. 物质的存在状态有气态、液态和固态，固态物质根据其结构可分为晶体和非晶体。 23自然界的绝大多数物质在固态下为晶体。所有金属都是晶体。 24、金属的晶格类型是指金属中原子排列的规律。 25、一个能反映原子排列规律的空间架格，成为晶格。 26、晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。 27、能够反映晶体晶格特称的最小几何单元成为晶胞。 28、绝大多数金属属于体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种简单晶格。 29、只由一个晶粒组成的晶体成为单晶体。 30、单晶体的晶格排列方位完全一致。单晶体必须人工制作。 31、多晶体是由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的小晶体组成的。 32、小晶体成为晶粒，晶粒间交界的地方称为晶界。 33、普通金属材料都是多晶体。 34、晶体的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。 35、金属的结晶必须在低于其理论结晶温度条件下才能进行。 36、理论结晶温度和实际结晶温度之间存在的温度差成为过冷度。 37、过冷度的大小与冷却速度有关。 38、纯金属的结晶是在恒温下进行的。 39、一种固态金属，在不同温度区间具有不同的晶格类型的性质，称为同素异构性。 40、在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为金属的同素异构性。 41、纯铁是具有同素异构性的金属。

金属材料与热处理(含答案)

《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。 1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（）

金属材料与热处理技术专业简介

金属材料与热处理技术专业简介 专业代码560107 专业名称金属材料与热处理技术 基本修业年限三年 培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握金属材料、热处理工艺制定及实施、生产管理与质量管理等基本知识，具备热处理操作、热处理工艺编制及实施、基本的热处理工装设计、设备保养与维护等能力，从事热处理生产操作、热处理工艺设计和实施、金属材料管理等方面工作的高素质技术技能人才。 就业面向 主要面向机械、航天航空、核工业、船舶制造、军工等企事业单位，在金属材料管理选择、金属材料改性等技术领域，从事热处理生产操作、热处理工艺设计和实施、金属材料管理、产品检验、车间生产管理等工作。 主要职业能力 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2.具备编制与实施常用热处理方法的工艺及工艺规程的能力； 3.具备常用工装夹具设计的能力； 4.具备常用热处理设备安装、调试、维修和技术改造的能力； 5.具备对金属制品进行金相分析、化学分析和力学性能检测的能力； 6.具备选用各种金属材料的能力； 7.具备分析、解决热处理现场技术问题的能力； 8.掌握常用热处理方法。

核心课程与实习实训 1.核心课程 机械制图及 CAD、机械设计基础、机械制造基础、金属学及金属材料、显微组织分析技术、材料成型与控制基础、金属力学性能测试技术、热加工检测技术、热处理原理及工艺等。 2.实习实训 在校内进行机加工、钳工、材料成型与控制、金相组织分析、金属力学性能测试、机械设计基础课程设计、热处理操作技能、热处理工艺设计、应用软件技术等实训。 在机械、核工业、军工等企业进行实习。 职业资格证书举例 热处理工金相分析员 衔接中职专业举例 金属热加工金属表面处理技术应用 接续本科专业举例 金属材料工程材料成型及控制工程

(完整版)金属材料与热处理题库及答案

金属材料与热处理习题及答案 第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。(×) 3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √) 13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √)

14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多，金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √) 31、晶体有规则的几何图形。( √) 32、非晶体没有规则的几何图形。( √)

金属热处理基础知识大全

金属热处理基础知识大全 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 1．金属组织 金属：具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。 合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。 固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。 化合物：合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。 机械混合物：由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。 铁素体：碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 奥氏体：碳在g-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。 珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%） 莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。 随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。 1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。 1850～1880年，对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。

《金属材料与热处理》教学大纲.doc

《金属材料与热处理》教学大纲 一、说明 1、课程的性质和内容 金属材料与热处理是一门技术基础课。其主要内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。 2、课程的任务和要求 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理 论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求: （1）了解金属学的基本知识。 （2）掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。 （3）了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。 （4）了解热处理的一般原理及其工艺。 （5）了解热处理工艺在实际生产中的应用。 3、教学中应注意的问题 （1）认真贯彻理论联系实际的原则，注重学生素质的全面提高。 （2）在组织教学时，应根据所学工种，结合实际生产，选择不同的学习内容，有“*”的为选学内容。 （3）加强实验和参观，增强感性认识和动手能力。 （4）有条件的可辅以电化教学，是教学直观而生动。 二、教学要求、内容、建议及学时分配。（总学时80课时，开课时间为：高 一上期） 绪论总学时1 教学要求 1、明确学习本课程的目的。 2、了解本课程的基本内容。 教学内容

1、学习金属材料与热处理的目的。 2、金属材料与热处理的基木内容。 3、金属材料与热处理的发展史。 4、金属材料在工农业生产中的应用。 教学建议 1、结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。 2、展望金属材料与热处理的发展前景。 第一章金属的结构与结晶总学时2 教学要求 1、了解金属的晶体结构。 2、掌握纯金属的结晶过程。 3、掌握纯铁的同素异构转变。 教学内容 §1-1金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 二、晶体结构的概念 三、金属晶格的类型 § 1-2纯金属的结晶 一、纯金属的冷却曲线及过冷度 二、纯金属的结晶过程 三、晶粒大小对金属力学性能的影响 四、金属晶体缺陷 § 1-3金属的同素异构转变 教学建议 1、晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。 2、讲透同素异构转变与结晶过程之间的异同点。

金属材料及热处理教学计划

金属热处理工培训计划 1.培训目标 1.1总体目标 培养中级技术工人所必须的一门技术基础课。其内容包括金属的机械性能、金属学的基础知识及金属材料等部分。并达到一定熟练程度。 1.2理论知识培训目标 (1)本课程的任务是使学生掌握金属材料和热处理的基础知 识，为学习各门专业工艺学课及今后从事生产技术工作打下必要的基础。 (2) 通过本课程的教学，应使学生达到下列基本要求： ①基本掌握常用金属材料的牌号，成分，性能及应用范围。 ②了解金属材料的内部结构，以及成分，组织和性能三者之间的一般关系。 ③懂得金属材料热处理的一般原理。 ④明确热处理的目的，了解热处理的方法及实际应用。 1.3操作技能培训目标 ①会评价工程材料力学性能指标。 ②运用Fe-Fe3C平衡相图解决工程问题； ③能为工程零件及结构正确选材； ④能为工件制定的热处理工艺参数。 2.教学要求 2.1理论知识要求

2.1.1职业道德 2.1.2会评价工程材料力学性能指标。 2.1.3运用Fe-Fe3C平衡相图解决工程问题； 2.1.4能为工程零件及结构正确选材； 2.1.5能为工件制定的热处理工艺参数。 2.1.6热处理工艺管理知识。 2.1.7热处理各种淬火介质的冷却性能知识。 2.1.8热处理辅助设备、控温仪表知识。 2.1.9.热处理质量检验及校正知识。 2.2操作技能要求工装制作基础知识 (1)识图及绘图。 (2)钳工操作一般知识。 电工知识 (1)通用设备常用电器的种类及用途。 (2)电气传动及控制原理基础知识。 (3)安全用电知识。 安全文明生产与环境保护知识 (1)现场文明生产要求。 (2)安全操作与劳动保护知识。 (3)环境保护知识。 质量管理知识

金属材料与热处理第六版习题册答案

金属材料与热处理习题册答案 绪论 一、填空题 1、成分、组织、热处理、性能之间。 2、石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、 人工合成材料时代。3、成分、热处理、性能、性能。 二、选择题： 1、A 2、B 3、C 三、简答题 1、掌握金属材料与热处理的相关知识对机械加工有什么现实意义？ 答：机械工人所使用的工具、刀夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理后相关知识，对我们工作中正确合理地使用这些工具，根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺必能的方法都具有非常的现实意义。 2、如何学好《金属材料与热热处理》这门课程？ 答：在学习过程中，只要认真掌握重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际，认真完成作业和实验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。 第一章金属的结构和结晶 1-1金属的晶体结构 一、填空题 1、非晶体晶体晶体 2、体心立方面心立方密排立方体心立方面心立方密排立方 3、晶体缺陷点缺陷面缺陷 二、判断题 1、√ 2、√ 3、× 4、√ 三、选择题 1、A 2、C 3、C 四、名词解释 1、晶格与晶胞：P5 答：将原子简化为一个质点，再用假想的线将它们连接起来，这样就形成了一个能反映原子排列规律的空间格架，称为晶格；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。 3、单晶体与多晶体 答：只由一个晶粒组成称为单晶格，多晶格是由很多大小，外形和晶格排列方向均不相同的小晶格组成的。 五、简答题书P6 □ 1-2纯金属的结晶 一、填空题

金属材料与热处理教案

金属材料与热处理教案 第一教案 A：课题：绪论 B：课型：新课 C：教学目的与要求 1、了解学习本课程的目的 2、了解本课程的基本内容及其发展史 3、了解金属材料在各行业中的应用 D：教学重点与难点 无 E：教学过程 绪论 一、学习本课程的目的 本课程是研究金属材料的成份、组织、热处理与金属材料的性能间的关系和变化规律的学科。 二、本课程的基本内容 1、主要内容： 包括金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理和金属材料等。 2、金属的性能主要介绍： （1）金属的力学性能和工艺性能； （2）金属学基础知识讲述金属的晶体结构、结晶及金属的塑性变形，铁碳合金的组织及铁碳合金相图； （3）钢的热处理讲述热处理的原理和工艺； （4）金属材料讲述碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等金属材料的牌号、成分、组织、热处理、性能及用途。 3、学习本课程的方法 理论联系实际、注意观察现实生活中所接触到的金属材料。三、金属材料与热处理的发展史

金属材料的使用在我国具有悠久的历史。 四、金属材料在工业农业上的应用。 F：小结 G：布臵作业：预习第一章序论及第一章第一小节 第二教案 A：课题：金属的性能 B：课型：新课 C：教学目的与要求 1、掌握金属材料性能（工艺性能、使用性能）的概念、分类 2、掌握力学性能概念及其指标 3、掌握载荷的性质、名称、分类 4、掌握强度的概念及其种类、应力的概念及符号 D、教学重点与难点： 1、金属材料的性能是教学重点 2、金属材料的强度概念及种类是教学难点 E、教学过程： 第一章金属的性能 概论： 1、金属材料的性能包括：使用性能和工艺性能。 2、使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，包括①物理 性能（如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等）。②化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。③力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等）。④工艺性能。 第一节金属的力学性能 一、力学性能的概念：力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。 力学性能包括：强度、硬度、塑性、硬度、冲击韧性。 二、载荷的概念及分类：

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一、填空（每空0.5 分，共 23 分） 1 、200HBW10/3000表示以毫米压头，加载牛顿的试验力，保持秒测得的 硬度值，其值为。 1、洛氏硬度 C 标尺所用压头为，所加总试验力为牛顿，主要用于测的硬度。 2 、金属常见的晶格类型有、、。α -Fe 是晶格，γ -Fe 是 晶格。 2 、与之差称为过冷度，过冷度与有关，越大，过冷度也越大，实际结晶温 度越。 3 、钢中常存元素有、、、，其中、是有益元素，、是有害 元素。 3、表示材料在冲击载荷作用下的力学性能指标有和，它除了可以检验材料的冶炼和热加工质 量外，还可以测材料的温度。 3 、拉伸试验可以测材料的和指标，标准试样分为种，它们的长度分别是和。 4 、疲劳强度是表示材料在载荷作用下的力学性能指标，用表示，对钢铁材料，它是试验循环数达时的应力值。 4 、填出下列力学性能指标的符号： 上屈服强度，下屈服强度，非比例延伸强度，抗拉强度，洛氏硬度 C 标尺，伸长率，断面收缩率，冲击韧度，疲劳强度，断裂韧度。 5 、在金属结晶时，形核方式有和两种，长大方式有和两种。 5 、单晶体的塑性变形方式有和两种，塑性较好的金属在应力的作用下，主要以方式进行变形。 5 、铁碳合金的基本组织有五种，它们分别是，，，，。 ６、调质是和的热处理。 6 、强化金属的基本方法有、、三种。 6 、形变热处理是将与相结合的方法。 ７、根据工艺不同，钢的热处理方法有、、、、。 ９、镇静钢的主要缺陷有、、、、等。 10、大多数合金元素（除Co 外），在钢中均能过冷奥氏体的稳定性，使 C 曲线的位置，提 高了钢的。 11、按化学成分，碳素钢分为、、，它们的含碳量围分别为、、 。 12、合金钢按用途主要分为、、三大类。 13、金属材料抵抗冲击载荷而的能力称为冲击韧性。 14、变质处理是在浇注前向金属液体中加入促进或抑制的物质。 15、冷塑性变形后的金属在加热过程中，结构和将发生变化，其变化过程分为、、三个 阶段。 10、在机械零件中，要求表面具有和性，而心部要求足够和时，应进行表面热处理。 16、经冷变形后的金属再结晶后可获得晶粒，使消除。 17、生产中以划分塑性变形的冷加工和。 18、亚共析钢随含碳量升高，其力学性能变化规律是：、升高，而、降低。 19、常用退火方法有、、、、等。 20、08 钢含碳量， Si 和 Mn 含量，良好，常轧成薄钢板或带钢供应。

金属材料与热处理教学大纲

全国技工学校机械类 金属材料与热处理教学大纲 一、说明 1、本课程的性质和内容： 金属材料与热处理是培养中级技术工人所必须的一门技术基础课。其内容包括钢铁的冶炼、金属的性能、金属学的基础知识、钢的热处理及金属材料部分。 2、本课程的任务和基本要求： （1）本课程的任务是使学生掌握金属材料和热处理的基础知识，为学习各门工艺学课程和生产实习以及今后从事生产技术工作打下必要的基础。 （2）通过本课程的教学，应使学生达到下列要求： 1）基本掌握常用金属材料的牌号、成分、性能及应用范围； 2）了解金属材料的结构及其成分、组织和性能之间的一般关系； 3）懂得金属材料处理的一般原理； 4）明确热处理的目的，了解常用热处理工艺及实际应用。 3、教学中应注意的几个问题： （1）认真贯彻理论联系实际的原则，紧密结合生产实际。 （2）正确掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容。本大纲中，记有“*”符号的内容，供不同工种选用。 （3）加强实验和参观，增加感性认识。 （4）有条件的还可辅以电化教学（如幻灯、录像等）的手段，是教学活动直观而生动地进行。

绪论 教学的目的和要求： 1、明确学习本课程的目的。 2、了解本课程的基本内容。 教学内容： 1、学习金属材料与热处理的目的。 2、金属材料与热处理的基本内容。 3、我过金属材料与热处理方面的成就和发展概况。 教学建议： 1、尽量利用学生已有的感性认识，说明学习金属材料与热处理的重要性。 2、结合我国国情，简述金属材料与热处理的发展概况。 第一章炼铁与炼钢 教学的目的与要求 1、明确金属材料的含义； 2、了解钢铁材料的一般生产过程； 3、了解钢铁材料中常存元素的来源。 教学内容： 1、金属材料。 2、金属材料的分类。 3、炼铁。 4、炼钢。 教学建议： 1、金属材料的教学从金属的概念引入到金属材料，内容较为简单，在教学过程中要讲清。 2、以讲清钢铁冶炼的实质及基本过程为主，化学反应不作重点要求。 3、如条件许可，最好组织适合的参加。 第二章金属的性能 教学的目的与要求： 1、了解金属的物理、化学性能的概念及应用。 2、掌握金属的主要力学性能的概念及其符号的表示方法（σs、σr0.2、σb、 ψ、δ、HBS(HBW)、HRC、HV、σ-1）； 3、了解金属材料的工艺性能。 教学内容： 1、金属材料的物理、化学性能。 2、金属的力学性能。 概述：金属的力学性能在机器制造业中的重要性，载荷的种类、变形形式及内力与应力。 强度、塑性（拉伸式样、拉伸曲线、强度指标、塑性指标）。 硬度（布氏、洛氏、维氏等硬度实验的原理、优缺点及应用范围）。 任性（冲击韧性的实验原理、韧性指标、小能量多冲筒介）。 疲劳强度的概念。

金属材料与热处理课后习题答案

第1章金属的结构与结晶 一、填空： 1、原子呈无序堆积状态的物体叫，原子呈有序、有规则排列的物体称为。一般固态金属都属于。 2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的的直线，称为。 3、常见的金属晶格类型有、和三种。铬属于晶格，铜属于晶格，锌属于晶格。 4、金属晶体结构的缺陷主要有、、、、、和 等。晶体缺陷的存在都会造成，使增大，从而使金属的提高。 5、金属的结晶是指由原子排列的转变为原子排列的过程。 6、纯金属的冷却曲线是用法测定的。冷却曲线的纵坐标表示，横坐标表示。 7、与之差称为过冷度。过冷度的大小与有关， 越快，金属的实际结晶温度越，过冷度也就越大。 8、金属的结晶过程是由和两个基本过程组成的。 9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的及。 10、金属在下，随温度的改变，由转变为的现象称为

同素异构转变。 二、判断： 1、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。（） 2、非晶体具有各向同性的特点。（） 3、体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。（） 4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（） 5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（） 6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（） 7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。（） 8、单晶体具有各向异性的特点。（） 9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。（） 10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（） 11、金属发生同素异构转变时要放出热量，转变是在恒温下进行的。（） 三、选择 1、α—Fe是具有（）晶格的铁。 A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 2、纯铁在1450℃时为（）晶格，在1000℃时为（）晶格，在600℃时为 （）晶格。A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 3、纯铁在700℃时称为（），在1000℃时称为（），在1500℃时称为（）。

金属材料及热处理知识(整理版)

硬度 金属抵抗更硬物体压入表面的能力，称为硬度。硬度是反映金属材料局部塑性变形的抵抗能力。根据试验方法和测量围的不同，硬度可分为布氏、洛氏、维氏等几种。 1、布氏硬度（HB）布氏硬度是用淬火硬化后的钢球（直径有：2.5、5、10毫米三种）作为压印器，以一定的压力P压入被测金属材料表面，这时在被测金属材料表面留下压坑。 根据压坑面积的大小，可用下式计算出布氏硬度值，用符号HB表示为 HB=P/F（公斤/毫米2） 式中P——钢球所加的负荷（公斤）； F——压坑面积（毫米2）。 布氏硬度是用单位压坑面积所受负荷的大小来表示的。一般硬度值都不需要经过计算，在生产中用放大镜测出压坑直径，再根据压印器钢球直径D和压力负荷P直接查表，便可得出HB的值。布氏硬度在标注时不写单位，如HB=212。 测量不同金属材料时所用的压印器和负荷等标准，也可以查表。用布氏硬度法测得的硬度值准确，因为压坑大，不会由于表面不平或组织不均匀而引起误差。但压坑太大有损表面，所以布氏硬度一般不宜作成品检验，只适合测量硬度不高的原材料，如毛坯、铸件、锻件、有色金属及合金等。 2、洛氏硬度（HR）洛氏硬度法是用金刚石做的呈120°的圆锥体，或直径为1.58毫米的淬火钢球，作为压印器，在一定的负荷下压入金属表面，根据压坑的深浅来测量金属材料的硬度，（根据压坑深度）可把硬度数值从表盘上直接读出来。 根据测量硬度围不同，洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC三种。它们的适用围与压印器、负荷的选定可根据下表查出， 洛氏硬度的选用标准 洛氏硬度没有单位，测量方法简单，压坑小，不影响零件表面质量，测量硬度围广，但不如布氏硬度精确度高。HRA适宜测量高硬度材料；HRB适宜测量有色金属及硬度低的材料；HRC适宜测量淬火、回火后的金属材料。 3、维氏硬度（HV）维氏硬度试验的原理与布氏硬度法相似，只不过它的压印器是136°的四棱锥金刚石，以一定的负荷压入平整的试样表面，然后测出四棱锥压坑的对角线长度d，算出压坑面积F，用单位面积所受负荷的大小来表示维氏硬度值，即 HV= P/F（公斤/厘米2） 维氏硬度测量精确、硬度测量围大，尤其能很好地测量薄试样的硬度。维氏硬度所加载荷较小时，又称为显微硬度（用HM表示），可测量试样表面各种组成相的硬度。 各种硬度值相互对照。它们是通过不同硬度测量法，测同一硬度金属材料时得到的不同硬度指标值。如HB=351，相当于HRC=38，HV=361。硬度是检验毛坯、成品等性能的重要指标。一般刃具的硬度要求HRC=60～63，结构零件的硬度要求HRC=25～40，弹簧或弹性零件的硬度要求HRC=40～48，切削加工零件的硬度要求HRC=20～36。 钢的硬度与其含碳量有关，随着钢中的含碳量的不断增加，硬度也不断增高。

第四章 金属材料和热处理基本知识(答案)

第四章金属材料的基础知识和热处理的基本知识 第一部分：学习内容 1、钢的分类：|（1）-碳钢:含碳量低于2%的铁碳合金;-合金钢:在钢中特意加入一种或几种其它合金元素组成的钢;-生铁:含碳量高于2%的铁碳合金.,可通过铸造方法制造零件,所以又称铸铁. （2）按化学成分分类： 碳钢-低碳钢:含碳量小于0.25%;-中碳钢:含碳量为0.25~0.55%;-高碳钢:含碳量大于0.55%. 合金钢-低合金钢:合金元素总含量小于3.5%;-中合金钢:合金元素总含量3.5~10%;-高合金钢:合金元素总含量大于10%; 2、洛氏硬度与布氏硬度值近似关系： HRC≈1/10HB 3、热处理及其常用工艺方法 热处理的定义-利用钢在固态下的组织转变,通过加热和冷却获得不同组织结构,从而得到所需性能的工艺方法统称热处理. 常用热处理工艺方法：退火-将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉一起缓慢冷却下来,以期得到接近平衡状态组织的一种热处理方法. 4、完全退火:AC3以上30~50℃,用于消除钢的某些组织缺陷和应力,改善切削加工性能; 等温退火:加热到AC3,以上30~50℃,较快的冷却到略低于Ar1的温度,并在此温度下等温到奥氏体全部分解为止,然后出炉空冷.适用于亚共析钢、共析钢，尤其广泛用于合金钢的退火。优点是周期短，组织和硬度均匀。 5、正火-正火和退火加热方法相似，只是冷却速度比退火稍快（空冷），得到的是细片状珠光体（索氏体），强度、硬度比退火的高，与退火相比，工艺周期短，设备利用率高。主要用于低碳钢获得满意的机械性能和切削性能、过共析工具钢消除网状渗碳体、中碳钢代替退火或作为淬火前的预先热处理。 6、淬火-将钢加热到AC1以上30~50℃(共析钢、过共析钢）或AC3以上30~50℃（亚共析钢），保温一段时间，然后快冷得到高硬度的马氏体组织的工艺方法。用以提高工件的耐磨性。 7、回火-将淬火后的工件加热到A1以下某一温度，保温一段时间，然后以一定的方式冷却（炉冷、空冷、油冷、水冷等） -目的：1）降低淬火工件的脆性，消除内应力（热应力和组织应力），使淬火组织趋于稳定，同时也使工件尺寸趋于稳定；2）获得所需的硬度和综合机械性能。 8、焊后消除应力热处理(PWHT、ISR):目的是消除应力、降低硬度、改善组织、稳定尺寸,避免制造和使用过程产生裂纹; 9、试述T8A的含义：含碳量为8‰的高级优质碳素工具钢。 10、怎样区别无螺纹的黑铁管与直径相似的无缝钢管？ 答：无缝钢管是用优质碳钢、普通低合金钢、高强耐热钢、不锈钢等制成。不镀锌的瓦斯管习惯上称为黑铁管，从管子内壁有无焊缝和管子直径来判断。 11、何谓钢的热处理？ 答：所谓钢的热处理就是在规定范围内将钢加热到预定的温度，并在这个温度保持一定的时间，然后以预定的速度和方法冷下来的一种生产工艺。 12、试述T7的含义。 答：T7的含义为：含碳量为7‰的碳素工具钢。 13，退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。应用：高碳钢