金属材料的工艺性能复习进程
金属材料的加工工艺性能
7 难切削材料 0.15～0.5
8 很难切削材料 ＜0.15 不同级织，不同硬度对不同切削加工操作（如车，铣，刨，镗，拉等）切削加工性是不同的。 如回火索氏体的中碳钢，车削加工性较好，钻削加工性中等，拉，拨加工性较差。 14.4.3. 热处理工艺性能 机床主轴 在选用机床主轴的材料和热处理工艺时，必须考虑以下几点： （1） 受力的大小。不同类型的机床，工作条件有很大差别，如高速机床和精密机床主轴的工作条件与重型机床主轴的要作条件相比，无论在弯曲或扭转疲劳特性方面差别都很大。 （2） 轴承类型。如在滑动轴承上工作时，轴颈需要有高的耐磨性。 （3） 主轴的形状及其可能引起的热处理缺陷。结构形状复杂的主轴在热处理时易变形甚至开裂，因此在选材上应给予重视。 主轴是机床中主要零件之一，其质量好坏直接影响机床的精度和寿命。因此必须根据主轴的工作条件和性能要求，选择用钢和制定合理的冷热加工工艺。 1、 机床主轴的工作条件和性能要求。该主轴的工作条件如下： （1） 承受交变的弯曲应力与扭转应力，有时受到冲击载荷的作用； （2） 主轴大端内锥孔和锥度外圆，经常与卡盘、顶针有磨擦； （3） 花键部分经常有碰撞或相对滑动。 由此定出技术条件： （1） 整体调质后硬度应为HB200～230，金相组织为回火索氏体； （2） 内锥孔和外圆锥面处硬度为HRC45～50，表面3～5mm内金相组织为回火屈氏体和少量回火马氏体； （3） 花键部分的硬度为HRC48～53，金相组织同上。 2、 选择用钢 C515车床属于中速，中负荷，在滚动轴承中工作的机床，因此选用45钢。 3、 主轴工艺路线 下料——锻造——正火——粗加工（外圆余留4～5mm）——调质——半精车外圆（余留2.5～3.5mm），钻中心孔，精车外圆（余留0.6～0.7mm，锥孔留余0.6～0.7mm），铣键槽——局部淬火（锥孔及外锥体）——车定刀槽，粗磨外圆（余留0.4～0.5mm），滚铣花键——花键淬火——精磨。 4、 热处理工序作用 正火处理是为了得到合适的硬度（HB170～230），以便机加工，改善锻造组织，为调质作准备。 调质处理是为了主轴的综合机械性能和疲劳强度，调质后硬度为HB200～230，组织为回火索氏体。 内锥孔和外圆锥面部分经盐浴局部淬火和回火后得到所要求的硬度，以保证装配精度和耐磨性。 5、 热处理工艺 调质中淬火时由于主轴各部分的直径不同，应注意变形问题。调质后变形虽可用校直来修正，但校直时的附加应力对主轴精加工后的尺寸稳定性是不利的。为减小变形，应注意淬火操作方法。可采取预冷淬火和控制水中冷却时间来减小变形。 花键部分高频淬火以减小变形和达到硬度要求。 经淬火后的内锥孔和外圆锥面部分需经260～300℃回火，花键部分需经240～250℃回火，以消除淬火应力并达到规定的硬度值。
1-2金属材料的性能
1.2 金属材料的性能[课题]金属材料的性能[教学目标]一、知识目标了解金属材料的性能。
二、能力目标通过了解金属材料的性能，了解常用金属材料的使用范围、加工方法。
三、素质目标提高学生对金属材料基本知识的了解，了解机器零件选材的主要依据，能合理选择零件材料。
[教学重点]1.金属材料的使用性能。
2.金属材料的工艺性能。
[教学难点]1.金属材料的力学性能。
2.金属材料的工艺性能。
[教学方法]讲授法、互动法。
[学生分析]金属材料的使用性能决定了它的使用范围，学生对机械了解得很少，讲课时要注意联系学生常见的机器，分析零件性能，对材料的要求，引起学生的兴趣和爱好。
[教学安排]2学时[教学过程]一、导入新课材料是机器的物质基础。
零件有强度和使用寿命的要求，不同的零件需要选用不同的材料。
金属材料的性能是选择材料的主要依据。
二、讲授新课（一）概述1.金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能。
2.工艺性能指金属材料从冶炼到成品的生产过程中，在各种加工条件下表现出来的性能。
3.使用性能指金属零件在使用条件下金属材料表现出来的性能。
使用性能包括物理性能、化学性能和力学性能。
（二）金属材料的物理性能是金属所固有的属性，包括密度、熔点、导热性、热膨胀性、导电性和磁性等。
1.密度金属的密度是单位体积金属的质量，单位为kg/m3。
根据密度的大小，金属材料可分为轻金属和重金属。
（1）轻金属：密度小于4.5g/cm3的金属，如铝、钛等。
（2）重金属：密度大于4.5g/cm3的金属，如铁、铜等。
密度是金属材料的一个重要物理性能，与材料的使用和检测等都有关系。
例如在航空工业和汽车工业中，为了增加有效载重量，密度是需要考虑的重要因素。
2.熔点金属从固态向液态转变时的温度称为熔点，单位为℃。
各种金属都有其固定熔点，如钢的熔点为1538℃，铅的熔点为323℃。
熔点对于冶炼、铸造、焊接和配制合金等都很重要。
易熔金属及合金可用来制造熔断器和防火安全阀等零件；难熔金属及合金则用来制造要求耐高温的零件，广泛用于飞船外壳、火箭、导弹、燃气轮机和喷气飞机等耐高温零件。
金属材料的热处理工艺和性能研究
金属材料的热处理工艺和性能研究第一章：绪论金属材料是人类文明发展过程中得到广泛应用的一种材料。
随着科技的不断进步，金属材料的种类也越来越丰富，性能也越来越优越。
而热处理工艺是改善金属材料性能的一种重要方式。
因此，对金属材料的热处理工艺和性能进行研究显得尤为重要。
第二章：金属材料的热处理工艺2.1 热处理的定义热处理是指将金属材料加热到一定温度，经过一定时间的保温，然后通过不同的冷却方式使金属材料达到一定的组织状态和性能。
2.2 热处理的分类热处理可以分为三类：回火、调质和淬火。
其中，回火主要是对经过淬火的材料进行加热处理，以改善材料的韧性；调质则是对合金钢等材料进行热处理，以达到一定的强度和韧性；淬火则是对普通碳钢等材料进行控制冷却，以提高材料的硬度。
2.3 热处理工艺的步骤热处理工艺主要包括：材料的加热、保温和冷却三个步骤。
其中，加热温度和保温时间的选择是影响材料性能关键的因素。
加热温度过高容易产生晶粒粗大的问题，而加热温度过低则会使金属组织不充分，影响材料性能。
第三章：金属材料热处理后的力学性能和物理性能金属材料经过热处理后，其力学性能和物理性能的变化是非常显著的，具体分析如下。
3.1 金属材料的力学性能热处理后的金属材料一般具有更好的强度和硬度，但是韧性和塑性却相对较差。
其原因是经过热处理后，材料中晶粒的尺寸会变大，而晶粒尺寸的增大对材料的塑性和韧性影响较大。
3.2 金属材料的物理性能热处理后的金属材料物理性能也会有所变化，比如电导率、导热性、磁性等。
这些变化在材料的不同应用领域中，具有着不同的重要作用。
第四章：热处理后的金属材料在工业中的应用4.1 机械加工领域热处理后的金属材料能够提供更优越的性能，其在机械加工领域中广泛应用。
比如在机床工作台、各种机器零部件、以及汽车、航空等领域中使用较多，其耐磨性、耐久性和使用寿命都能得到有效的提高。
4.2 电子制造领域金属材料热处理后能够提高导热性和电导率，因此其在电子制造领域中应用广泛。
金属工艺学第五版上下册(机械制造基础)复习提纲
一、填空题1、刀具磨损形式包括：前刀面磨损、后刀面磨损和前后刀面磨损。
2、切削运动主要包括主运动和进给运动。
P1 下册3、铸件壁厚相差过大将导致其产生热应力，从而使铸件厚壁部位产生拉应力、薄壁部位产生压应力。
4、周铣时根据切削部位刀齿旋转方向与工件进给方向的不同分为__顺铣 _和_ 逆铣_ _。
5、焊条药皮主要起提高电弧燃烧的稳定性、防止空气对融化金属的有害作用和保证焊缝金属的化学成分和力学性能作用。
6、拉深中容易产生的两种废品包括拉穿废品和拉皱拉深废品。
7、在设计、制造零件时应使零件在工作中产生的最大正应力与纤维方向重合，最大切应力与纤维方向垂直；并使纤维组织沿零件轮廓分布，避免纤维组织被切断。
8、生产类型一般分为大量生产、成批生产和_单件小批生产 ____。
9、加工轴类零件时常用的精基准是两端中心孔。
11、工序是机械加工工艺过程最基本的组成单元。
12、加工平面最常用的两种方法是__ 铣 _和__ 刨 __。
13、小尺寸螺纹常用的加工方法是：攻丝和套扣。
14、铸件的凝固方式有：逐层凝固、___糊状凝固__、___ 中间凝固。
15、焊接接头由焊缝和焊接热影响区两部分组成。
16、影响液态合金充型能力的因素有：合金的流动性、浇注温度和充型压力和铸型填充条件。
17、金属的可锻性常用金属塑性指标和变形抗力两个指标来衡量。
18、焊条焊芯主要起导电和填充焊缝金属作用。
19、切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。
20、铸件的三种凝固方式是逐层凝固、___糊状凝固__、___ 中间凝固。
21、常见的三种切屑类型是__ 带状切屑__、_ 节状切屑__、_崩碎切屑__。
22、根据钎料熔点的不同，钎焊可分为软钎焊、硬钎焊两类。
23、板料弯曲变形时，应尽量使弯曲线与纤维组织垂直。
P134 上册24、等离子弧是基于机械压缩效应、热收缩效应、磁收缩效应三种压缩效应所得到的截面细小的收缩电弧。
25液态合金的充型能力不足时，铸件会产生_浇不足_和_ 冷隔 _等缺陷。
金属材料的力学性能硬度韧性疲劳及工艺性能
第二节金属材料的力学性能（硬度、韧性、疲劳）及工艺性能一、复习要求1、知道硬度的概念；2、熟悉硬度测试的方法及原理；3、知道各种硬度测试的表示方法；4、知道各种硬度测试方法的特点并能根据特点进行合理选用；5、知道冲击韧性的概念并了解其测试原理、方法及适用；6、知道疲劳的概念并了解其特征和产生疲劳的原因；7、知道疲劳曲线和疲劳极限的概念并了解影响疲劳极限的因素；8、了解工艺性能的种类及影响因素。
二、课前自主复习（一）、复法指导1、复习内容1）、硬度、韧性、疲劳概念；2）、硬度、韧性、疲劳的测试方法及应用场合；3）、影响硬度、韧性、疲劳的因素。
2、怎么复1）、抓住载荷特性及衡量指标结合强度、塑性的概念对硬度、韧性、疲劳的概念进行比较记忆；2）、课堂以探究解析硬度、韧性、疲劳等知识应用选择来帮助同学理解知识为主；3）、提出问题、分析问题、解决问题并及时巩固问题并学会对知识的迁移应用。
（二）、知识准备1）、硬度是指金属材料在静载荷的作用下抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
2）、硬度的测试方法有很多，最常用的有布氏硬度测试法、洛氏硬度测试法和维氏硬度测试法。
分别用HB、HR、HV表示。
3）、布氏硬度值根据所采用的压头材料不一样，分别用符号HBS（钢球）和HBW（硬质合金球）表示。
4）、洛氏硬度有HRA、HRB、HRC三种标尺，压头型式分为1200的金刚石圆锥体和直径为Φ1.588mm的钢球两种。
5）、维氏硬度用的是1360的正四棱锥体金钢石压头。
6）、冲击韧性在指金属材料在冲击载荷的作用下而不破坏的能力。
常用的测试方法有大能量一次冲击试验和小能量多次冲击试验，测试结果分别用冲击韧度αk和规定冲击载荷下冲击的次数N表示的。
7）、疲劳是金属材料在交变载荷作用下虽然承受小于或远远小于屈服点的应力但在较长的时间后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象。
8）、疲劳曲线指的是作用的交变应力与循环次数的关系曲线。
机械基础复习资料金属材料和热处理含习题答案
第二部分 机械基础第四章 金属材料和热处理本章重点1．掌握：强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度的含义。
2．了解：工艺性能的含义。
3．了解：热处理的概念及目的。
4．熟悉：退火、正火、淬火、回火，表面热处理的方法。
5．掌握：碳素钢的概念、分类、牌号的表示方法及性能。
6．掌握：合金钢的牌号及表示方法。
7．熟悉：铸铁分类牌号及用途。
本章内容提要一．金属材料的性能1．物理、化学性能物理性能是指金属材料的密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等具有物理特征的一些性能。
化学性能是指金属在化学作用下所表现的性能。
如：耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性。
2．金属材料的机械性能金属材料在外力作用下所表现出来的性能就是力学性能。
主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
（1）强度强度是材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。
可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度和抗扭强度。
常用的强度是抗拉强度。
工程上常用的强度指标是屈服点和抗拉强度。
（2）塑性塑性是金属材料在静载荷作用下产生永久变形的能力。
常用塑性指标是伸长率和断面收缩率。
伸长率：是指试样拉断后的伸长与原始标距的百分比。
式中，L 0表示试样原长度（mm ），L 1表示试样拉断时的长度（mm ）。
断面收缩率：是指试样拉断后，缩颈处横截面积（A 1）的最大缩减量与原始横截面积（A 0）的百分比。
（3）硬度硬度是金属材料表面抵抗比它更硬的物体压入时所引起的塑性变形能力；是金属表面局部体积内抵抗塑性变形和破裂的能力。
目前最常用的硬度是布氏硬度（HB ）、洛氏硬度（HRC 、HRB 、HRA ）和维氏硬度（HV ）。
（4）韧性1o o 100%L L L -=⨯δ010A A 100%A -=⨯ψ韧性是脆性的反意，指金属材料抵抗冲击载荷的能力。
工程技术上常用一次冲击弯曲试验来测定金属抵抗冲击载荷的能力。
（5）疲劳强度疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用下不发生断裂的最大应力。
一般规定，钢铁材料的应力循环次数取108，有色金属取107。
金属材料的性能和加工工艺
金属材料的性能和加工工艺金属材料是广泛应用于制造行业的一类材料，其性能和加工工艺的研究和掌握对于制造业的发展至关重要。
本文将从金属材料的性能和加工工艺两个方面入手，探讨其相关问题。
一、金属材料的性能金属材料的性能包括热力学性能、物理性能和化学性能等方面。
其中，热力学性能指的是金属材料在热力学条件下的性质，如热膨胀系数、熔点、凝固温度等；物理性能则指的是金属材料在物理条件下的性质，如弹性模量、导电性、磁性等；化学性能则指的是金属材料在化学条件下的性质，如耐腐蚀性、氧化性等。
这些性能决定了金属材料的使用范围和作用效果。
以铝材料为例，其热力学性能表现为优良的导热性和热膨胀性，因此广泛应用于建筑和汽车制造行业；其物理性能表现为轻质、坚固、易加工，因此也被广泛应用于航空航天和电子行业；其化学性能表现为耐腐蚀性强，可以在海水和酸雾等腐蚀环境中长期使用。
二、金属材料的加工工艺金属材料的加工工艺包括铸造、锻造、轧制、拉拔、冲压、深孔加工等多种方式。
每一种加工工艺都有其特定的应用范围和加工效果。
铸造是一种常见的金属成型工艺，适用于生产各种大型、复杂形状的铸件，如汽车发动机缸体、船舶螺旋桨等。
锻造则是利用材料的塑性变形来制造各种金属件，其优点在于可以提高材料的强度和耐用性。
轧制和拉拔是常用的金属板材和线材成型工艺，可以生产各种规格的金属板、管、线和条等产品。
冲压则是应用于生产大批量的金属件的一种高效率工艺，如汽车身板、家具金属部件等。
对于不同的金属材料和加工对象，选择合适的加工工艺可以最大限度地保持材料性能和提高产品质量。
三、金属材料的加工应用金属材料的加工应用广泛，包括建筑、制造业、医疗、电子、航空航天等多个领域。
其中，建筑和制造业是金属材料的主要应用领域，例如在建筑中，常用的铝型材、不锈钢材料、钢材等可以用于窗户、门、墙板、屋顶、栏杆等部件制造中，这些部件具有耐风、耐水、耐火和耐腐蚀等特性。
在制造业中，金属材料被用于生产汽车、机械、船舶、航空器、卫星等多种产品，其中不锈钢、铝合金、钢等材料都有其主要应用场景。
材料成型工艺1章金属材料的基本知识
布氏硬度试验
HB
压入载荷（N） 压痕的表面积（mm）
2F 0.102
D2 (1 1 d 2 )
D
布氏硬度计
布氏硬度特点
布氏硬度测量的优点：测量数值稳定，准确 缺点：操作慢，不适用批量生产和薄形件
布氏硬度适用于：铸铁，有色金属 退火、正火、调质处理钢（未经淬火的钢） 原材料，毛坯 当HBS<450 时有效（HBW450-650)
属脆性材科 属韧性材料 属塑性材料
良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。
任何零件都需要一定塑性。 塑性变形可以缓解应力集中、削减应力峰值。 防止过载断裂；增加可靠性 。
4．硬度( hardness )
抵抗局部塑性变形的能力 抵抗更硬的物体压入其内的能力。
通常材料的强度越高，硬度也越高
最常用的硬度指标有：布氏硬度（HB)和洛氏硬度 (HR)。 氏硬度和洛氏硬度试验原理和使用范围均不相同；
掌握影响晶粒大小的因素及细化晶粒的方法
方法： 概念较多、实践性强，要联系实际加深理解和记忆
作业
P21 1. 10. 11. 13. 14.
1.1 金属材料的性能
1.1.1 金属材料的力学性能 1．弹性和刚度 2．强度 3．塑性 4．硬度 5．冲击韧性 6．疲劳强度
1.1.2 金属材料的其它性能 1．物理性能 2．化学性能 3．工艺性能
工程材料的分类
材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱。
第１章 金属材料的基本知识
1.1 金属材料的性能 1.2 金属的晶体构造和结晶过程
基本内容和要求
（1）掌握金属主要机械性能： 强度、塑性、韧性、硬度的概念和应用
（2）三种常见的金属晶体结构及其基本性能 （3）实际金属晶体缺陷及其对性能的影响 （4）熟悉结晶过程以及过冷度的概念，
金属材料学 复习总结
名词解释合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。
（常用Me表示）微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。
奥氏体形成元素：在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ-Fe的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W等铁素体形成元素：在α-Fe中有较大的溶解度，且能γ-Fe不稳定的元素Cr，V，Si，Al，Ti，Mo等原位析出：指在回火过程中，合金渗碳体转变为特殊碳化物。
碳化物形成元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。
如Cr钢碳化物转变异位析出：含强碳化物形成元素的钢，在回火过程中直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，如V，Nb，Ti。
（Ｗ和Mo既有原味析出又有异位析出）网状碳化物：热加工的钢材冷却后，沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物（过共析钢）或铁素体（亚共析钢）形成的网状碳化物。
水韧处理：高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。
将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物完全溶入奥氏体，然后在水中快冷，使碳化物来不及析出，从而获得获得单相奥氏体组织。
（水韧后不再回火）超高强度钢：用回火M或下B作为其使用组织，经过热处理后抗拉强度大于1400 MPa （或屈服强度大于1250MPa）的中碳钢，均可称为超高强度钢。
晶间腐蚀：沿金属晶界进行的腐蚀（已发生晶间腐蚀的金属在外形上无任何变化，但实际金属已丧失强度）n/8规律：随着Cr含量的提高，钢的的电极电呈跳跃式增高。
即当Cr的含量达到1/8，2/8，3/8，……原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也跳跃式显著下降。
这个定律叫做n/8规律。
黄铜： Cu与Zn组成的铜合金青铜： Cu与Zn、Ni以外的其它元素组成的铜合金白铜： Cu与Ni组成的铜合金灰口铸铁：灰口铸铁中碳全部或大部分以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色。
金属材料短流程、近终形的生产工艺
金属材料短流程、近终形的生产工艺多个进程（如凝固与成形）的综合化，称短流程化，如喷射成形技术、半固态加工技术和持续铸轧技术等。
打破传统的材料成形与加工模式，缩短生产工艺流程，简化工艺环节，实现近终形、短流程的持续化生产，提高生产效率。
近终型、短流程的成形加工技术具有高效、节能等特点，在技术上突出的特点是缩短加工周期，尽可能减少变形量或后续加工环节，由金属熔体直接取得所需的制品或近似的制品，同时，这些制品还具有现有加工方式所生产制品的性能和组织，这可大大减少后续挤压、轧制和压铸等耗能大、投资大、用工多的加工进程。
例如，半固态成形、持续铸轧和持续铸挤等是将凝固与成形两个进程合而为一，实行精准控制，形成以节能、降耗、高效和优质为主要特征的新技术和新工艺。
1半固态成型金属材料的半固态成型是在半液半固的两相状态下进行的，所以与全液体成型或全固体成型相较，具有许多长处。
首先，在凝固进程中有固液两相，同时存在的合金系都可进行半固态成型。
半固态材料浆的粘度比熔融金属的粘度高得多，因此成型时可形成层流，也能更均匀地填充模型。
金属浆的成型温度较低，与常规铸造工艺相较：可节约35%左右的能源；可以延长模型寿命；凝固时间较短；可缩短生产周期；由于有固体存在和温度较低，零件在模内的收缩较小。
用金属浆生产的零件内的宏观气孔与显微疏松比常规铸件中的少得多。
半固态材料填充模型时，材料前端呈层流充满型腔，比熔融金属的流动平稳得多，不会卷入气体。
半固态成型零件的尺寸可与成品零件的相等或几乎相等，极大地减少了机械加工量与切削量，既节约了材料，又可以生产形状复杂的零件或难于加工的薄壁零件。
半固态模锻件与压铸件表面平整滑腻，内部组织致密，晶粒细小，力学性能高。
2近终形轧制技术(1)热连轧技术热连轧技术是将均热后的坯锭同时在几个机架中产生塑形变形的持续轧制进程。
与单机架轧制相较较，热连轧技术具有工艺流程短，生产率高，产品质量高和生产本钱低等长处。
金属材料的热处理工艺及性能改善技术
金属材料的热处理工艺及性能改善技术随着工业技术的不断发展，金属材料在各个领域中扮演着重要的角色。
然而，金属材料的性能往往需要根据具体需求进行改善。
而其中一种常见的方法就是通过热处理工艺来实现。
本文将介绍金属材料的热处理工艺及性能改善技术。
1. 热处理工艺热处理是指通过加热和冷却等一系列工艺过程，使金属材料的结构及性能得到改善的工艺方法。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。
1.1 退火退火是将金属材料加热到一定温度，保持一段时间后缓慢冷却的工艺。
通过退火可使金属材料的晶粒细化、消除内应力以及改善塑性和韧性等性能。
1.2 正火正火是将金属材料加热到适当温度，然后在空气中自然冷却的工艺。
正火可以提高金属的强度和硬度，但相对于淬火而言变形较小。
1.3 淬火淬火是将金属材料加热到临界温度，然后迅速冷却的工艺。
淬火可以使金属材料的组织变为马氏体，从而提高硬度和强度，但会减小其塑性和韧性。
1.4 回火回火是将淬火后的金属材料再次加热到适当温度后冷却的工艺。
通过回火可以减轻淬火带来的脆性，提高金属材料的韧性和塑性。
2. 性能改善技术除了热处理工艺外，还有一些其他的技术可以用于金属材料的性能改善。
2.1 表面处理技术表面处理技术可以通过改变金属材料的表面结构和成分，来提升其耐磨性、耐腐蚀性以及表面光洁度等性能。
常见的表面处理技术包括电镀、喷涂和化学处理等。
2.2 合金化合金化是指将金属材料与其他元素进行混合，形成新的合金材料的过程。
通过合金化可以改变金属材料的组织结构和成分，从而改善其硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
2.3 疲劳寿命改善技术金属材料在长时间的使用过程中往往会出现疲劳破坏。
为了提高金属材料的疲劳寿命，可以采用表面强化、应力调控和表面涂覆等技术来改善材料的耐疲劳性能。
2.4 加工技术金属材料在加工过程中，其组织结构可能会发生变化，从而影响其性能。
因此，通过精确的加工技术可以使金属材料的性能得到改善。
金属加工工艺复习资料
⾦属加⼯⼯艺复习资料题型：填空（20*0.5）判断（10*1）名词解释（6*3）简答（8*5）问答（18）实验分析（4）第1-2章：⼀、名词解释1、缩孔、缩松：液态⾦属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现⼤⽽集中的孔洞，称缩孔；细⼩⽽分散的孔洞称分散性缩孔，简称为缩松。
2、顺序凝固和同时凝固：顺序凝固是采⽤各种措施保证铸件结构上各部分，从远离冒⼝的部分到冒⼝之间建⽴⼀个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒⼝的部分最先凝固，向冒⼝的⽅向顺序地凝固，使缩孔移⾄冒⼝中，切除冒⼝即可获得合格的铸件。
同时凝固是指采取⼀些技术措施，使铸件各部分温差很⼩，⼏乎同时进⾏凝固。
因各部分温差⼩，不易产⽣热应⼒和热裂，铸件变形⼩。
3、宏观偏析、微观偏析：宏观偏析也称为区域偏析，其成分不均匀现象表现在较⼤尺⼨范围，主要包括正偏析和逆偏析。
微观偏析指微⼩范围内的化学成分不均匀现象，⼀般在⼀个晶粒尺⼨范围左右，包括晶内偏析（枝晶偏析）和晶界偏析。
4、流动性、充型能⼒：流动性指熔融⾦属的流动能⼒,它是影响充型能⼒的主要因素之⼀。
液态合⾦充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰铸件的能⼒,称合⾦的充填铸型能⼒，简称合⾦的充型能⼒。
5、正偏析、逆偏析：如果是溶质的分配系数k>1的合⾦，固液界⾯的液相中溶质减少，因此愈是后来结晶的固相，溶质的浓度愈低，这种成分偏析称之为正偏析。
当溶质的分配系数k<1的合⾦进⾏凝固时，凝固界⾯上将有⼀部分溶质排向液相，随着温度的降低，溶质的浓度在固浓界⾯处的液相中逐渐增加，愈是后来结晶的固相，溶质浓度越⾼，这种成分偏析称之为逆偏析。
6、⾃由收缩、受阻收缩：铸件在铸型中的收缩仅受到⾦属表⾯与铸型表⾯之间的摩擦阻⼒时，为⾃由收缩。
如果铸件在铸型中的收缩受到其他阻碍，则为受阻收缩。
7、析出性⽓孔、反应性⽓孔、侵⼊性⽓孔：溶解于熔融⾦属中的⽓体在冷却和凝固过程中，由于溶解度的下降⽽从合⾦中析出，当铸件表⾯已凝固，⽓泡来不及排除⽽保留，在铸件中形成的⽓孔，称析出⽓孔。
金属材料学(2012)绪论及第一章
三.钢铁材料的分类
非合金钢; 低合金钢; 合 金 钢
高温合金; 铸
钢; 铸
铁
1、钢：以铁为主要元素，含碳量一般在2%以 下，并含有其它元素的金属材料。 2、铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金，其 杂质含量比钢高。 3、高温合金：不以碳作为主要在强化元素， 也可以不以铁作为基体。
5
4、杂质元素：由于冶炼工艺、原料等原因， 不可避免地存在于钢中的元素，含量要求 低于某一标准值。 (1)常存元素：Si，Mn，S，P，N，H，O。 (2)残余元素：Cr,Ni,Mo,W，Cu，V，Ti等。
41
3、三元碳化物
只限于W，Mo－Fe－C，均为间隙化合物。
(1) 复杂立方点阵M6C型：
39
二、碳化物的结构
1. 间隙相
rC/rM<0.59，形成简单点阵的碳化物。
(1) Ti，Zr，Nb，V：形成面心立方点阵的MC型 碳化物。 如TiC，NbC，VC。 (2) W，Mo：形成六方点阵的碳化物 ①简单六方点阵MC型：WC，MoC。 ②密排六方点阵M2C型：W2C，Mo2C。
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2、间隙化合物
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③高速钢含碳量小于1％时，通常也不标注含 碳量 。 如：W18Cr4V： 含碳量 0.7-0.8%
0.8-0.9%
W6Mo5Cr4V2： 含碳量
合金元素相同，含碳量不同的要标注含碳量， 如9W18Cr4V。
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八、低合金钢的编号 可以采用两种不同的方法表示。 1、采用合金结构钢的编号方法， 如09CuPTi，15MnVN，15MnVB。 2、采用碳素结构钢的编号方法， 如Q490，Q640。
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非合金钢 Mn Mo <1% <0.05%
中职化工机械基础教案：金属材料的工艺性能
江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案
教学内容3．金属材料的工艺性能
(1)、铸造性能
金属在铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力称为铸造性能。
铸造性能包括流动性、充型能力、吸气性、收缩性和偏析等。
（2）、锻造性能
金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度称为锻造性能。
锻造性能的好坏主要与金属的塑性和变形抗力有关。
塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。
教学内容（3）、焊接性能
是指材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。
焊接性能好的金属材料可以获得没有裂缝、气孔等缺陷的焊缝，并且焊接接头具有良好的力学性能。
低碳钢具有良好的焊接性能，而高碳钢、不锈钢、铸铁的焊接性能则较差。
（4）、切削加工性能
切削加工性能是指金属在切削加工时的难易程度。
切削加工性能好的金属对刀具的磨损小，可以选用较大的切削用量，加工表面也比较光洁。
（a）车外圆面（b）铣平面（c）钻孔。
1-2材料的力学性能和工艺性能
2 2
kgf/mm2 (试验力F单位用kgf)
布氏硬度
测定原理
布氏硬度计
1）布氏硬度
布氏硬度的表示方法： HBS 压头为淬硬钢球 HBW 压头为硬质合金球 一般在零件图或工艺文件上标柱材料要求的布氏硬度值 时，不规定试验条件，只标出要求的硬度范围和硬度符号， 例如200～230HBS。 HBS用于测试硬度值小于450的材料；HBW用于测量硬度 值在450～650范围的材料。 布氏硬度主要用来测定铸铁、有色金属、以及退火、正 火和调质处理的钢材的硬度，如半成品和原材料。
4、韧性与疲劳强度
1）韧性
韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力,可用来衡量 金属材料抵抗冲击载荷能力。
韧性的判据通过冲击试验来测定。
40Cr钢冲击吸收功测定试验
2）冲击韧性值 AK = G（H1 – H2）（J）
ak = AK /S （J/m2）
试验在专门的摆锤式冲击试验机上进行，把试样放在试验机的支承面上， 试样的缺口背向摆锤冲击方向。将质量为m的摆锤安放到规定的高度H， 然后下落，将试样打断，并摆过支点升到某一高度h，试样在冲击试验力 一次作用下，折断时所吸收的功为冲击吸收功为Ak。
铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的 一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸 模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的 能力；偏析指化学成分不均性。
锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受 塑性变形而不破裂的能力。
材料的工艺性能
• 焊接性能：指金属材料通过加热或加热和 加压焊接方法，把两个或两个以上金属材 料焊接到一起，接口处能满足使用目的的 特性。
金属的力学性能
2、塑性
指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。塑性判据是 断后伸长率和断面收缩率。 1）断后伸长率 断后伸长率是指试样拉断后的伸长与原始标距的百分比。
《 金属材料与热处理》(4学时和12学时)总复习题
基础课程《金属材料与热处理》应掌握知识重庆市机械高级技工学校培训中心备注：1、未标注“▲”符号的内容是培训4学时的班级必须掌握。
2、已标注“▲”符号的内容是培训12学时的班级在完成4学时培训的基础上增加的必须掌握内容，也就是说，培训12学时的班级对给出的内容应全部掌握。
复习要求第二章金属材料的性能一、了解金属的性能概述二、理解金属的力学性能定义及其应用▲三、理解金属的工艺性能定义及其应用第三章铁碳合金▲一、了解金属的实际晶体结构二、了解合金的基本组织▲三、熟悉铁碳合金的基本组织四、二元Fe3C相图的运用1、了解二元Fe3C相图的运用▲2、理解二元Fe3C相图，并会运用相图分析钢铁热处理组织转变过程4、基本会用二元Fe3C相图铸造、锻造、热处理工艺制定依据五、掌握碳素钢的分类、牌号表示方法及性能第四章钢的热处理一、理解钢的热处理原理，并掌握热处理分类方法二、基本熟悉常见钢的整体热处理工艺方法▲三、基本熟悉钢表面热处理工艺方法▲四、了解钢在加热和冷却时的组织转变五、基本能对典型零件的热处理后给予质量评价和分析第五章合金钢▲一、了解合金元素在钢中的作用二、掌握合金钢分类和牌号表示方法▲三、基本熟悉合金结构钢和合金工具钢常用牌号、性能和用途第六章铸铁▲一、了解铸铁的基本组织，熟知铸铁的分类二、常用铸铁（灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁）的牌价、性能、用途第七章有色金属及硬质合金▲一、了解纯铝的牌号、性能和用途二、基本熟悉铝合金分类、牌号、性能和用途附基本复习题于后第二章金属材料的性能—.填空题（将正确答案填写在横线上）2. 强度的常用衡量指标有.屈服强度、和抗拉强度，分别用符号ReL、和Rm表示。
二.判断题（正确的打“√”，错误的打“×”）▲3. 做布氏硬度试验时，在相同实验条件下，压痕直径越小说明材料的硬度越低。
（×）7. 一般用洛氏硬度机而不用布氏硬度机来检测淬火钢成品工件的硬度。
（√）▲9. 一般来说，硬度高的材料其强度也较高。
金属工艺学 笔记
《金属工艺学》（第一篇）复习要点《金属工艺学》是广播电视中专机械制造工艺专业所开设的一门必修技术基础课程。
学习《金属工艺学》（第一篇）的主要目的是为了帮助学生对常用金属材料的成分、结构、组织和机械性能之间的关系有基本了解，能够初步做到合理选用金属材料和安排机械零件的生产工艺过程。
并为今后学习其它课程和从事生产技术工作打下必要的基础。
一、讲究方法《金属工艺学》（第一篇）是一门技术基础课程，课程中涉及的基础理论多，知识面宽。
它要求学生具备物理、化学、材料力学和机械加工工艺学等方面的基础知识。
电中的学生在学习时普遍感到：书上的名词术语多，抽象复杂难学，学习时无兴趣，面对考试感到心中无底。
因此，讲究学习方法尤为重要。
只要掌握正确的学习方法，就能逐渐培养起学习兴趣，取得较理想的效果。
⒈明确课程特点，掌握内在规律每门课程均有自身内在的规律和特点。
对课程的特点和内在规律进行分析探讨，就能提高和加深对课程的理解和掌握。
本课程是一门主要研究金属材料的宏观性能和材料内部微观结构组织之间关系的学科。
在机械制造工业中，要求我们所选的金属材料必须满足两个方面的要求。
一是所选材料必须满足在服役条件下的使用性能要求（如机械性能、物理性能和化学性能）；二是所选材料还必须具有良好的可加工工艺性能，经过必要的工艺加工，获得所需的尺寸和形状，达到设计的要求。
所谓宏观性能，就是指材料的使用性能和加工工艺性能。
本课程的显著特点是自始至终都在强调和探讨金属材料的宏观性能同金属材料内部的微观结构和显微组织之间的关系，同时还讨论了改变内部结构组织的两个影响因素问题，即材料的成分（内部因素）和加工工艺条件（外界因素）问题。
归纳起来，就是“一个观点，两条线”。
一个观点阐明了材料的宏观性能与它的微观组织结构之间的因果关系。
第一条线是指材料的内在因素成分——宏观性能之间的关系。
从这个观点出发可以研究各种系列合金的配制问题。
例如，共晶白口铁与45号碳钢同是铁碳合金，为什么共晶白口铁的冲击韧性和塑性明显差。
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精品文档
精品文档金属材料的工艺性能
金属材料的工艺性能是指制造工艺过程中材料适应加工的性能，即指其铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能。
1、铸造性能
金属材料铸造成形获得优良铸件的能力称为铸造性能，用流动性、收缩性和偏析来衡量。
1）流动性熔融金属的流动能力称为流动性。
流动性好的金属容易充满铸型，从而获得外形完整和尺寸精确、轮廓清晰的铸件；
2）收缩性铸件在凝固和冷却的过程中，其体积和尺寸减少的现象称为收缩性。
铸件用金属材料的收视率越小越好；
3）偏析铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象称为偏析，偏析大会使铸件各部分的力学性能有很大的差异，降低铸件的质量。
被铸物质多为原为固态，但加热至液态的金属，如铜、铁、锡等，铸模的材料可以是沙，金属甚至陶瓷。
南关菜市场东头前两年有两个人把大量的铝易拉罐盒熔化后倒进模子里铸成大大小小的铝锅、铝盆等
2、锻造性
工业革命前锻造是普遍的金属加工工艺，马蹄铁、冷兵器、铠甲均由各国的铁匠手锻造（俗称打铁），金银首饰加工、金属包装材料是锻造与冲压的总和。
什么是锻造性能？
锻造性能：金属材料用锻压加工方法成形的适应能力称锻造性。
锻造性主要取决于金属材料的塑性和变形抗力。
塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。
高碳钢不易锻造，高速钢更难。
（塑性：断裂前材料产生永久变形的能力。
）
3、焊接性
金属材料对焊接加工的适应性成为焊接性。
也就是在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。
钢材的含碳量高低是焊接性能好坏的主要因素，含碳量和合金元素含量越高，焊接性能越差。
4、切削加工性能
切削加工性能一般用切削后的表面质量（用表面粗糙程度高低衡量）和道具寿命来表示。
金属材料具有适当的硬度和足够的脆性时切削性良好。
改变钢的化学成分（如加入少量铅、磷等元素）和进行适当的热处理（如低碳钢进行正火，高碳钢进行球化退火）可以提高刚的切削加工性能。
（热处理的四把火：正火、退火、淬火、回火等，后面我们将进一步学习。
）铜有良好的切削加工性能。
5、热处理工艺性能
钢的热处理工艺性能主要考虑其淬透性，即钢接受淬火的能力。
（淬火能获得较高的硬度和光洁的表面），含锰、铬、镍等元素的合金钢淬透性比较好，碳钢的淬透性较差。
铝合金的热处理要求较严，铜合金只有几种可以熔热处理强化。
三国时诸葛亮带兵打仗，请当时的著名工匠蒲元为他造了3000把钢刀，蒲元用了（清水淬其锋）的热处理工艺，经过千锤百炼，使钢刀削铁如泥，从而大败敌军.有关方面的成语：趁热打铁、斩钉截铁等。