金属材料知识培训
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金属材料工程专业培训方案
金属材料工程专业培训方案一、培训目标本培训旨在培养具备金属材料工程领域技术能力和创新精神的高级专业技术人才。
通过系统的理论学习和实践操作，使学员掌握金属材料工程的理论知识和实际应用技能，具备解决实际工程问题的能力，能够在金属材料制备、加工、性能评价、应用等方面进行工程设计、研发和管理。
二、培训内容1. 金属材料的基本知识- 金属材料的分类和特性- 金属材料的组织结构和性能- 金属材料的热处理和表面处理2. 金属材料加工工艺- 金属材料的成型工艺- 金属材料的热加工工艺- 金属材料的切削加工工艺3. 金属材料的性能测试和评价- 金属材料的力学性能测试- 金属材料的化学性能测试- 金属材料的物理性能测试4. 金属材料工程设计- 金属材料的选材原则- 金属材料的设计和计算- 金属材料的工程应用5. 金属材料工程实践- 金属材料的成型加工实验- 金属材料的热处理实验- 金属材料的性能测试实验6. 工程实践项目- 根据实际工程项目进行金属材料制备、加工、性能评价和应用的实际操作，提高学员解决实际工程问题的能力。
三、培训方法1. 理论授课采用讲授、讨论、案例分析等形式进行金属材料工程理论知识的传授2. 实践操作通过实验教学、实习实践等形式进行金属材料工程技能的培养3. 实际项目安排学员参与实际项目，进行实际应用能力的培养四、培训对象本培训面向从事金属材料工程相关技术研发、工程设计、制造加工、工程管理等方面工作的技术人员、工程师及相关专业毕业生等。
五、培训周期本培训为期半年，共计24周。
其中理论教学时间为16周，实践操作为8周。
六、培训目标本培训将通过丰富的理论教学、实践操作和实际项目的培训手段，使学员全面掌握金属材料工程的理论知识和实际技能，培养学员解决实际工程问题的能力，为金属材料工程领域培养高级专业技术人才。
七、培训师资本培训的师资力量由金属材料工程领域的专家学者和业内资深技术人员组成，具有丰富的理论研究和实践经验，能够为学员提供全方位的指导和培训。
金属材料培训PPT课件
3.机械制造基础的基本内容
1) 金属材料的种类、性能及选用； 2)热处理工艺基础及应用； 3)金属材料常用的加工方法；金属切削机床、
刀具、夹具等基本知识； 4)钳工的基本知识及基本技能； 5)焊工的基本知识及基本技能； 6)管工的基本知识及基本技能；
3.本课程的特点及学习方法
机械制造基础课程具有实践性强、综合性强 和覆盖面广的特点。
组织:两种物质相间组成，性能介于两者之间， 强度较， 硬度HBS 250。 5.莱氏体：T>727℃ A+Fe3C—Ld 高温莱氏体 T<727℃ P+Fe3C—Ld’低温莱氏体 性能: 与Fe3C相似 HBS>700 塑性极差。
• 二、铁碳合金状态图
• 1.含义：
• 是表明平衡状态下含C不大于6.69%的铁碳合金 的成分,温度与组织之间关系,是研究钢铁的成分, 组织和性能之间关系的基础,也是制定热加工工 艺的基础。
L1——拉深后长度 2）断面收缩率：Ψ
Ψ={（S0 - S1）/S0 }×100 ％ 式中 S。—— 试样原始截面面积(mm2)
S1 —— 试样断口处的截面面积(mm2) δ、ψ越大，材料塑性越好 ，一般δ〉5%为塑 性材料，δ〈5%为脆性材料。
二 、强度 强度指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形
和断裂的能力。常用来表示金属材料强度的指标 1.屈服强度 σs
学习时要重视实践性教学环节，在教学实习 中努力增加感性认识和实践知识，了解、熟悉企 业的生产和技术管理，注意理论与实践相结合。
认真做好本课程实验、综合练习等，有助于 理解和掌握理论知识，有利于职业综合能力的培 养，逐步提高解决生产实际问题的能力。
第一部分 金属材料
第一节 金属材料的主要性能 1.使用性能：机械零件在正常工作情况下应具备的性能。
1) 金属材料的种类、性能及选用； 2)热处理工艺基础及应用； 3)金属材料常用的加工方法；金属切削机床、
刀具、夹具等基本知识； 4)钳工的基本知识及基本技能； 5)焊工的基本知识及基本技能； 6)管工的基本知识及基本技能；
3.本课程的特点及学习方法
机械制造基础课程具有实践性强、综合性强 和覆盖面广的特点。
组织:两种物质相间组成，性能介于两者之间， 强度较， 硬度HBS 250。 5.莱氏体：T>727℃ A+Fe3C—Ld 高温莱氏体 T<727℃ P+Fe3C—Ld’低温莱氏体 性能: 与Fe3C相似 HBS>700 塑性极差。
• 二、铁碳合金状态图
• 1.含义：
• 是表明平衡状态下含C不大于6.69%的铁碳合金 的成分,温度与组织之间关系,是研究钢铁的成分, 组织和性能之间关系的基础,也是制定热加工工 艺的基础。
L1——拉深后长度 2）断面收缩率：Ψ
Ψ={（S0 - S1）/S0 }×100 ％ 式中 S。—— 试样原始截面面积(mm2)
S1 —— 试样断口处的截面面积(mm2) δ、ψ越大，材料塑性越好 ，一般δ〉5%为塑 性材料，δ〈5%为脆性材料。
二 、强度 强度指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形
和断裂的能力。常用来表示金属材料强度的指标 1.屈服强度 σs
学习时要重视实践性教学环节，在教学实习 中努力增加感性认识和实践知识，了解、熟悉企 业的生产和技术管理，注意理论与实践相结合。
认真做好本课程实验、综合练习等，有助于 理解和掌握理论知识，有利于职业综合能力的培 养，逐步提高解决生产实际问题的能力。
第一部分 金属材料
第一节 金属材料的主要性能 1.使用性能：机械零件在正常工作情况下应具备的性能。
金属材料知识培训
2、过冷奥氏体的等温冷却转变 (2)转变产物的组织与性能
上贝氏体组织金相图
三、钢在冷却时的组织转变
2、过冷奥氏体的等温冷却转变 (2)转变产物的组织与性能 350～230℃: B下; 50～60Fe3C细片状
针叶状
B下 =过饱和碳 α-Fe针叶状 + Fe3C细片状
热 加
连续冷却
等温冷却 时间
三、钢在冷却时的组织转变
2、过冷奥氏体的等温冷却转变 (1) TTT曲线(C曲线)- Time,Temperature,Transformation
三、钢在冷却时的组织转变
2、过冷奥氏体的等温冷却转变 (1) TTT曲线(C曲线)----共析碳钢
C 曲线的分析
⑴ 转变开始线与纵坐标之间的距离为孕 育期。
k ：断裂强度 此时试样断裂。
2. 弹性极限e和屈服强度s ：
• 弹性极限是表征开始塑性变形的抗力。 • 严格说：是表征微量塑性变形的抗力。 • 测出的弹性极限受测量精度影响，为便 于比较，规定残余伸长应力。 • 规定以残余伸长为0.01%的应力作为规 定残余伸长应力，记作0.01
• 除退火或热轧的低碳钢和中碳钢等少数 合金有屈服现象外，大多数金属合金都 没有屈服点。 • 规定产生0.2%残余伸长的应力作为屈服 强度，以0.2表示。 • 0.2的测量方法同上，采用图解法。
特点：
（1）存在由于均匀切变引起的宏观形状改变，可在预先制备的抛光试样 表面上出现浮突现象。
（2）相变不需要通过扩散，新相和母相的化学成分相同。 （3）新相和母相之间存在一定的晶体学位向关系。 （4）某些材料发生非扩散相变时，相界面移动速度极快，可接近声速。
热处理基本知识
• 热处理是将工件在介质中加热到一定温度并保温 一定时间，然后以一定速率冷却，以改变金属的 组织结构，从而改变其性能。例如增加或降低金 属材料的强度、硬度、韧性、塑性等。
上贝氏体组织金相图
三、钢在冷却时的组织转变
2、过冷奥氏体的等温冷却转变 (2)转变产物的组织与性能 350～230℃: B下; 50～60Fe3C细片状
针叶状
B下 =过饱和碳 α-Fe针叶状 + Fe3C细片状
热 加
连续冷却
等温冷却 时间
三、钢在冷却时的组织转变
2、过冷奥氏体的等温冷却转变 (1) TTT曲线(C曲线)- Time,Temperature,Transformation
三、钢在冷却时的组织转变
2、过冷奥氏体的等温冷却转变 (1) TTT曲线(C曲线)----共析碳钢
C 曲线的分析
⑴ 转变开始线与纵坐标之间的距离为孕 育期。
k ：断裂强度 此时试样断裂。
2. 弹性极限e和屈服强度s ：
• 弹性极限是表征开始塑性变形的抗力。 • 严格说：是表征微量塑性变形的抗力。 • 测出的弹性极限受测量精度影响，为便 于比较，规定残余伸长应力。 • 规定以残余伸长为0.01%的应力作为规 定残余伸长应力，记作0.01
• 除退火或热轧的低碳钢和中碳钢等少数 合金有屈服现象外，大多数金属合金都 没有屈服点。 • 规定产生0.2%残余伸长的应力作为屈服 强度，以0.2表示。 • 0.2的测量方法同上，采用图解法。
特点：
（1）存在由于均匀切变引起的宏观形状改变，可在预先制备的抛光试样 表面上出现浮突现象。
（2）相变不需要通过扩散，新相和母相的化学成分相同。 （3）新相和母相之间存在一定的晶体学位向关系。 （4）某些材料发生非扩散相变时，相界面移动速度极快，可接近声速。
热处理基本知识
• 热处理是将工件在介质中加热到一定温度并保温 一定时间，然后以一定速率冷却，以改变金属的 组织结构，从而改变其性能。例如增加或降低金 属材料的强度、硬度、韧性、塑性等。
钢材基础知识培训课件
简称
韶钢 酒钢
昆钢 重钢 建钢 宣钢 柳钢 青钢
地区 河南 广东 甘肃 江西 云南 天津 北京 河北 广西 江苏
钢铁生产厂家
排名 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
全
称
通化钢铁集团公司
新疆八一钢铁集团公司
鄂城钢铁集团公司
福建省三钢（集团）公司
新兴铸管公司
江苏永钢集团公司
河北津西钢铁公司
其他 俄罗斯
50% 45%
10000 40% 15000
20000
25000
30000
35% 美国 30%
25%
中国大陆
乌克兰
20%
原矿储量（亿吨）
全国分区域供需关系
西北 产量：1560 消费量： 2352 差额：-792
东北
产量：6224
消费量：
5246 差额：978
华北 产量：20030 消费量：10631 差额：9398
9
江苏沙钢集团公司
广钢 太钢 沙钢
10
邯郸钢铁集团公司
邯钢
地区 上海 北京 辽宁 辽宁 湖北 四川 广东 山西 江苏 河北
钢铁生产厂家
排名 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
全称 南京钢铁集团公司 马钢（集团）公司 唐山钢铁集团公司 湖南华菱钢铁集团公司 杭州钢铁集团公司 天津天铁冶金集团公司 包头钢铁（集团）公司 莱芜钢铁集团公司 济南钢铁集团总公司 青岛钢铁控股集团公司
变化%
-11.3 0.7 23.8 -6.4 -2.7 37 -7.9 -1 2 8.3
钢铁生产厂家
排名
全称
简称
1
金属材料行业培训资料大全
功能化金属材料
研究具有特殊功能的金属材料，如超导材料、形状记忆合金等， 拓展金属材料的应用领域。
环保法规对金属材料行业的影响
01
环保政策收紧
随着全球环保意识的提高，各国政府逐步加强环保法规的执行力度，对
金属材料生产过程中的能耗、排放等方面提出更严格的要求。
02
绿色制造技术
推广绿色制造技术，如清洁生产、循环经济等，降低金属材料生产过程
化学镀技术
在无外加电流的情况下，利用还原剂将金属离子还原成金 属并沉积在基体表面，如化学镀镍、化学镀铜等，具有优 异的耐蚀性和耐磨性。
表面改性技术
表面热处理技术
通过快速加热和冷却的方式改变金属表面的组织结构和性能，如感 应淬火、激光淬火等，提高金属的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
表面合金化技术
在金属表面通过物理或化学方法渗入合金元素，形成具有特定性能 的合金层，如渗碳、渗氮等，提高金属的硬度、耐磨性和耐腐蚀性 。
高性能钢材
随着技术进步，高性能钢 材如高强度钢、耐腐蚀钢 等不断涌现，满足了高端 制造的需求。
环保与节能
现代钢铁工业注重环保与 节能，采用先进的生产技 术和设备，降低能耗和减 少污染排放。
有色金属工业
铝、铜、锌等
有色金属包括铝、铜、锌、镍、钴等 ，具有优良的导电性、导热性、耐腐 蚀性等特点，广泛应用于电力、电子 、航空航天等领域。
03
利用激光激发超声波，通过检测超声波的反射或透射信号来评
估金属材料的性能或缺陷。
04
金属材料表面处理技术
表面预处理技术
1 2 3
机械预处理
通过喷砂、抛丸、磨削等方式去除金属表面的氧 化皮、锈蚀等杂质，提高表面粗糙度，为后续处 理提供良好基础。
研究具有特殊功能的金属材料，如超导材料、形状记忆合金等， 拓展金属材料的应用领域。
环保法规对金属材料行业的影响
01
环保政策收紧
随着全球环保意识的提高，各国政府逐步加强环保法规的执行力度，对
金属材料生产过程中的能耗、排放等方面提出更严格的要求。
02
绿色制造技术
推广绿色制造技术，如清洁生产、循环经济等，降低金属材料生产过程
化学镀技术
在无外加电流的情况下，利用还原剂将金属离子还原成金 属并沉积在基体表面，如化学镀镍、化学镀铜等，具有优 异的耐蚀性和耐磨性。
表面改性技术
表面热处理技术
通过快速加热和冷却的方式改变金属表面的组织结构和性能，如感 应淬火、激光淬火等，提高金属的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
表面合金化技术
在金属表面通过物理或化学方法渗入合金元素，形成具有特定性能 的合金层，如渗碳、渗氮等，提高金属的硬度、耐磨性和耐腐蚀性 。
高性能钢材
随着技术进步，高性能钢 材如高强度钢、耐腐蚀钢 等不断涌现，满足了高端 制造的需求。
环保与节能
现代钢铁工业注重环保与 节能，采用先进的生产技 术和设备，降低能耗和减 少污染排放。
有色金属工业
铝、铜、锌等
有色金属包括铝、铜、锌、镍、钴等 ，具有优良的导电性、导热性、耐腐 蚀性等特点，广泛应用于电力、电子 、航空航天等领域。
03
利用激光激发超声波，通过检测超声波的反射或透射信号来评
估金属材料的性能或缺陷。
04
金属材料表面处理技术
表面预处理技术
1 2 3
机械预处理
通过喷砂、抛丸、磨削等方式去除金属表面的氧 化皮、锈蚀等杂质，提高表面粗糙度，为后续处 理提供良好基础。
金属材料及热处理培训课件
随炉缓慢冷却到室温的热处理工艺。▪ （也叫均匀化退火。）
▪ 目的 ▪ 均匀钢内部的化学成分，消除偏析。
▪ 适用情况 ▪ 主要于铸造后的高合金钢。
5.去应力退火
▪ 概念
▪
为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的
残余内应力而进行的退火称为去应力退火。
▪ 退火温度 ▪ 不超过Ac1，一般500～650℃。
▪
让其中的碳化物球化（粒化）和消除网状的二
次渗碳体。（因此叫做球化退火。）
▪ 适用钢种 ▪ 主要适用于共析或过共析的工模具钢
T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500
4.扩散退火（均匀化退火）
▪ 概念
▪
将工件加热到略低于固相线的温度（亚共析钢通常
为1050℃～1150℃），长时间（一般10～20h）保温，然后
40min，然后迅速放在端淬试验台上喷水冷却。
未淬透钢 淬透钢
a) 全淬透
b) 未淬透
四、钢的回火
▪ 什么是回火？ 后再淬冷火却后到再室将温工的件一加种热热到处A理c1工温艺度。以下某一温度，保温
一般是紧接淬火以后的热处理工艺。
▪ 淬火后回火目的 ◆降低或消除内应力，以防止工件开裂和变形； ◆ 减少或消除残余奥氏体，以稳定工件尺寸； ◆调整工件的内部组织和性能，以满足工件的
➢ 由于感应加热速度快，奥氏体晶粒不易长大，淬火后获得非 常细小的隐晶马氏体组织，使工件表层硬度比普通淬火高2HRC ～3HRC，耐磨性也有较大提高。
➢ 表面淬火后，淬硬层中马氏体的比体积较原始组织大，因此 表层存在很大的残余压应力，能显著提高零件的弯曲、抗扭疲 劳强度。小尺寸零件可提高2～3 倍，大尺寸零件可提高20%～ 30%。
▪ 适用钢材 中碳钢（消除魏氏组织、晶粒粗大、带状组织等）
金属材料及热处理经典培训
5.非铁金属冶金方面，19世纪80年代发电机的发明，使电解法提纯铜的工业方法得以实现，开创了 电冶金新领域；同时，用熔盐电解法将氧化铝加入熔融冰晶石，电解得到廉价的铝，使铝成为仅 次于铁的第二大金属；20世纪40年代，用镁作还原剂从四氯化钛制得纯钛，并使真空熔炼加工等 技术逐步成熟后，钛及钛合金的广泛应用得以实现。同时，其他非铁金属也陆续实现工业化生产。
•塑性指标
塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率 和断面收缩率。
1、断后伸长率 A 指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。 A=(Lu-Lo)/Lo x 100%
Lu:拉断拉伸试样对接后测出的标距长度 Lo:拉伸试样的原始标距
2、断面收缩率 Z 指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。
1、布氏硬度试验（布氏硬度计）
原理:用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入待测材料表面， 保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种 压痕硬度试验方法。
2、布氏硬度值 用球面压痕单位面积上所承受有平均压力表示。 如： 120HBS 500HBW 3、优缺点 （1）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁） （2）可测的硬度值不高 （3）不测试成品与薄件 （4）测量费时，效率低 4、测量范围
➢铸造性能：
金属（材料）及合金在铸造工艺中获得优良铸件的能 力称为铸造性能。 1、流动性：熔融金属的流动能力称为流动性。主要受 金属化学成份和浇注温度等的影响。 2、收缩性：铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸 减小的现象称为引缩性。 3、偏析倾向：金属凝固后，内部化学成分和组织的不 均匀现象称为偏析。
组织和性能的研究。 4．材料的设计及选用科学化 按照指定的性能对材料进行结构、成分的科学设计。
•塑性指标
塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率 和断面收缩率。
1、断后伸长率 A 指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。 A=(Lu-Lo)/Lo x 100%
Lu:拉断拉伸试样对接后测出的标距长度 Lo:拉伸试样的原始标距
2、断面收缩率 Z 指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。
1、布氏硬度试验（布氏硬度计）
原理:用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入待测材料表面， 保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种 压痕硬度试验方法。
2、布氏硬度值 用球面压痕单位面积上所承受有平均压力表示。 如： 120HBS 500HBW 3、优缺点 （1）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁） （2）可测的硬度值不高 （3）不测试成品与薄件 （4）测量费时，效率低 4、测量范围
➢铸造性能：
金属（材料）及合金在铸造工艺中获得优良铸件的能 力称为铸造性能。 1、流动性：熔融金属的流动能力称为流动性。主要受 金属化学成份和浇注温度等的影响。 2、收缩性：铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸 减小的现象称为引缩性。 3、偏析倾向：金属凝固后，内部化学成分和组织的不 均匀现象称为偏析。
组织和性能的研究。 4．材料的设计及选用科学化 按照指定的性能对材料进行结构、成分的科学设计。
常用金属材料焊接的基础知识培训
夹渣
防止夹渣的产生，需要在焊接 前清理母材表面，并在焊接过 程中保持合适的电流和电压。
未熔合
未熔合可能是由于电流过小或 焊接速度过快造成的，需要调 整工艺参数。
裂纹
裂纹的产生可能是由于热处理不 当或材料质量问题，需要加强材
料检验和控制热处理工艺。
焊接安全与防护
04
焊接作业安全要求
焊接操作人员需经过专业培训，熟悉焊接设备、工具和工艺流程，掌握安全操作规 程。
铝及铝合金是一种轻质、高强度的金属材料，具有良好的塑 性和导电性。其焊接时需要采用特殊的工艺措施，如采用高 纯度的氩气保护、选择合适的焊接电流和速度等，以避免氧 化和气孔的产生。
铜及铜合金的焊接特性
铜及铜合金是一种导热性好、耐腐蚀性强的金属材料。其焊 接时需要采用特殊的工艺措施，如采用高纯度的氩气保护、 选择合适的焊接电流和速度等，以避免氧化和气孔的产生。
不锈钢材料的焊接特性
不锈钢的分类
不锈钢主要分为奥氏体不锈钢、铁素 体不锈钢和双相不锈钢等。不同类型 的不锈钢具有不同的焊接特性和应用 场景。
不锈钢的焊接工艺
不锈钢的焊接需要采用特殊的工艺措 施，如控制焊接参数、选择合适的焊 接材料等，以避免热影响区的脆化和 裂纹的产生。
有色金属材料的焊接特性
铝及铝合金的焊接特性
焊接质量评估标准
AWS D1.1标准
ASME规范
美国焊接协会制定的钢结构焊接质量评估 标准，适用于钢结构制造和安装过程中的 焊接质量评估。
美国机械工程师协会制定的压力容器和锅 炉建造规范，对焊接质量提出了相应的要 求和评估标准。
GB50205-2001标准
DIN EN 10204标准
中国国家标准《钢结构工程施工质量验收 规范》，规定了钢结构焊接质量的验收标 准和评估方法。
防止夹渣的产生，需要在焊接 前清理母材表面，并在焊接过 程中保持合适的电流和电压。
未熔合
未熔合可能是由于电流过小或 焊接速度过快造成的，需要调 整工艺参数。
裂纹
裂纹的产生可能是由于热处理不 当或材料质量问题，需要加强材
料检验和控制热处理工艺。
焊接安全与防护
04
焊接作业安全要求
焊接操作人员需经过专业培训，熟悉焊接设备、工具和工艺流程，掌握安全操作规 程。
铝及铝合金是一种轻质、高强度的金属材料，具有良好的塑 性和导电性。其焊接时需要采用特殊的工艺措施，如采用高 纯度的氩气保护、选择合适的焊接电流和速度等，以避免氧 化和气孔的产生。
铜及铜合金的焊接特性
铜及铜合金是一种导热性好、耐腐蚀性强的金属材料。其焊 接时需要采用特殊的工艺措施，如采用高纯度的氩气保护、 选择合适的焊接电流和速度等，以避免氧化和气孔的产生。
不锈钢材料的焊接特性
不锈钢的分类
不锈钢主要分为奥氏体不锈钢、铁素 体不锈钢和双相不锈钢等。不同类型 的不锈钢具有不同的焊接特性和应用 场景。
不锈钢的焊接工艺
不锈钢的焊接需要采用特殊的工艺措 施，如控制焊接参数、选择合适的焊 接材料等，以避免热影响区的脆化和 裂纹的产生。
有色金属材料的焊接特性
铝及铝合金的焊接特性
焊接质量评估标准
AWS D1.1标准
ASME规范
美国焊接协会制定的钢结构焊接质量评估 标准，适用于钢结构制造和安装过程中的 焊接质量评估。
美国机械工程师协会制定的压力容器和锅 炉建造规范，对焊接质量提出了相应的要 求和评估标准。
GB50205-2001标准
DIN EN 10204标准
中国国家标准《钢结构工程施工质量验收 规范》，规定了钢结构焊接质量的验收标 准和评估方法。
建筑金属材料培训资料
15～20 d， 称为自然时效，适合用于低强度钢筋；加热至100～ 200 ℃后保持一定时间（2～3 h），称人工时效， 适合于高强钢筋。
3. 热处理
热处理是将钢材按规定的温度，进行加热、 保温和冷却处理，以改变其组织，得到所需要 的性能的一种工艺。
基本方法：退火、正火、淬火、回火 目的：通过改变钢材组织，得到满足工程建 设要求的钢材。
（２）抗拉强度与屈强比
对应于最高点C的应力称为抗拉强度，用 σb表示。 设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强比 σs／σb有一定意义。 屈强比愈小，反映钢材受力超过屈服点工 作时的可靠性愈大，因而结构的安全性愈 高。但屈强比太小，则反映钢材不能有效 地被利用。
(3) 伸长率
量出拉断后标距部分的长度Ll， 标距的伸长值与原始标距L0的百分率称为 伸长率。即
2．硅(Si)：当小于等于1％时，Si含量的增加可显著提高强 度及硬度，而对塑性及韧性无显著影响。
3．锰(Mn)：在一定限度内，随Mn含量的增加可显著提高强 度并可消减因氧与硫引起的热脆性。改善热加工性能。
4．硫(S)：为有害元素，有强烈的偏析作用，使机械性能、 焊接性能下降（引起热裂纹）。
5．磷(P)；为有害元素，含量的增加可提高强度，塑性及韧 性显著下降。 有强烈的偏析作用，引起冷脆性，焊接性
2.优质碳素结构钢
按国家标准GB/T 699－1999《优质碳素结构钢》 的规定，优质碳素结构钢根据锰含量的不同可 分为：普通锰含量（锰含量＜0.8％）钢和较 高锰含量（锰含量0.7％～1.2％）钢两组。 优质碳素结构钢共有31个牌号，表示方法是： 含碳量、含锰量、脱氧程度 例：10F和45Mn、30 分别表示平均含碳量为0.10％沸腾钢和平均含 碳量为0.45％，较高含锰量的镇静钢。
3. 热处理
热处理是将钢材按规定的温度，进行加热、 保温和冷却处理，以改变其组织，得到所需要 的性能的一种工艺。
基本方法：退火、正火、淬火、回火 目的：通过改变钢材组织，得到满足工程建 设要求的钢材。
（２）抗拉强度与屈强比
对应于最高点C的应力称为抗拉强度，用 σb表示。 设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强比 σs／σb有一定意义。 屈强比愈小，反映钢材受力超过屈服点工 作时的可靠性愈大，因而结构的安全性愈 高。但屈强比太小，则反映钢材不能有效 地被利用。
(3) 伸长率
量出拉断后标距部分的长度Ll， 标距的伸长值与原始标距L0的百分率称为 伸长率。即
2．硅(Si)：当小于等于1％时，Si含量的增加可显著提高强 度及硬度，而对塑性及韧性无显著影响。
3．锰(Mn)：在一定限度内，随Mn含量的增加可显著提高强 度并可消减因氧与硫引起的热脆性。改善热加工性能。
4．硫(S)：为有害元素，有强烈的偏析作用，使机械性能、 焊接性能下降（引起热裂纹）。
5．磷(P)；为有害元素，含量的增加可提高强度，塑性及韧 性显著下降。 有强烈的偏析作用，引起冷脆性，焊接性
2.优质碳素结构钢
按国家标准GB/T 699－1999《优质碳素结构钢》 的规定，优质碳素结构钢根据锰含量的不同可 分为：普通锰含量（锰含量＜0.8％）钢和较 高锰含量（锰含量0.7％～1.2％）钢两组。 优质碳素结构钢共有31个牌号，表示方法是： 含碳量、含锰量、脱氧程度 例：10F和45Mn、30 分别表示平均含碳量为0.10％沸腾钢和平均含 碳量为0.45％，较高含锰量的镇静钢。
金属材料基础知识培训ppt课件
2.7按脱氧程度和浇注制度分：
a.沸腾钢；b.半镇静钢；c.镇静钢；d.特殊镇静钢。
3.中国钢号表示方法:
3.1钢号表示方法概述: 钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了
解钢的一种共同语言。中国的钢号表示方法，根据国家标准《钢铁产品 牌号表示方法》（GB221-79）中规定，采用汉语拼音字母、化学元素 符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即： ①钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如Si、Mn、Cr……等。混 合稀土元素用“RE”（或“Xt”）表示。 ②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母 表示，见表。 ③钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。 3.2 钢号表示方法的分类说明 3.2.1 碳素结构钢: ①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以 “Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是 Mpa。例如：Q235 表示屈服点（ss）235MPa 的碳素结构钢。 ②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级 符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F 表示沸腾钢；b 表示半镇 静钢：Z 表示镇静钢；TZ 表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z 和 TZ 都可不标。例如Q235-AF 表示A级沸腾钢。
▪ 2.3按成形方法分类： (1)锻钢；(2)铸钢；(3)热轧钢；(4)冷拉钢。
▪ 2.4按用途分类: 1)建筑及工程用钢： a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。 2)结构钢： a.机械制造用钢;b.弹簧钢;c.轴承钢 3)工具钢： a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。 4)特殊性能钢： a.不锈耐酸钢；b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合 金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢。 5)专业用钢:如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农 机用钢等。 2.5 按金相组织分类：
a.沸腾钢；b.半镇静钢；c.镇静钢；d.特殊镇静钢。
3.中国钢号表示方法:
3.1钢号表示方法概述: 钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了
解钢的一种共同语言。中国的钢号表示方法，根据国家标准《钢铁产品 牌号表示方法》（GB221-79）中规定，采用汉语拼音字母、化学元素 符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即： ①钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如Si、Mn、Cr……等。混 合稀土元素用“RE”（或“Xt”）表示。 ②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母 表示，见表。 ③钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。 3.2 钢号表示方法的分类说明 3.2.1 碳素结构钢: ①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以 “Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是 Mpa。例如：Q235 表示屈服点（ss）235MPa 的碳素结构钢。 ②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级 符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F 表示沸腾钢；b 表示半镇 静钢：Z 表示镇静钢；TZ 表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z 和 TZ 都可不标。例如Q235-AF 表示A级沸腾钢。
▪ 2.3按成形方法分类： (1)锻钢；(2)铸钢；(3)热轧钢；(4)冷拉钢。
▪ 2.4按用途分类: 1)建筑及工程用钢： a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。 2)结构钢： a.机械制造用钢;b.弹簧钢;c.轴承钢 3)工具钢： a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。 4)特殊性能钢： a.不锈耐酸钢；b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合 金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢。 5)专业用钢:如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农 机用钢等。 2.5 按金相组织分类：
金属材料 培训
金属材料培训金属材料在现代社会中扮演着重要的角色，广泛应用于各个行业和领域。
然而，由于金属材料的特性和使用要求的不同，对金属材料的培训需求也日益增加。
本文将探讨金属材料培训的重要性、培训内容及其应用，并提出一些有效的培训方法。
一、金属材料培训的重要性金属材料的性能决定了其在各个领域的应用范围。
而熟练掌握金属材料的性质、结构和加工工艺，对于保证产品质量、提高生产效率具有重要意义。
金属材料培训能够帮助工程师和技术人员深入了解金属材料的特点、强度、耐腐蚀性以及热处理等相关知识，提高他们在材料选择、设计和加工过程中的能力与素质。
二、金属材料培训的内容1. 金属材料的基本知识金属材料的分类、特性以及其在各个行业中的应用；金属材料的组织结构和晶格缺陷的理论基础；金属材料的力学行为、热学性质以及化学性质等方面的知识。
2. 金属材料的制备与加工技术金属材料的提纯与合金化技术；熔炼、压延、锻造、焊接等加工工艺。
3. 金属材料的热处理金属材料的退火、淬火、正火、时效处理等热处理工艺；热处理对金属材料性能改善的原理和方法。
4. 金属材料的表面处理金属的电化学腐蚀与防腐蚀技术；表面硬化、电镀、喷涂等涂层技术。
5. 金属材料的性能测试与评价金属材料的力学性能测试方法；金属材料的硬度、拉伸、冲击等性能测试与评价方法。
三、金属材料培训的应用1. 金属材料的选材与设计根据产品的工作环境、使用要求以及性能要求等因素，选择合适的金属材料；通过对金属材料性能的了解，进行结构设计与材料优化。
2. 金属材料的生产与加工控制根据金属材料的特性，合理制定生产工艺流程，控制加工过程中的参数；通过加工控制，确保产品的质量与性能。
3. 金属材料的质量检验与评价运用金属材料性能测试方法，对产品进行质量检验；根据金属材料的性能评价指标，评价产品的可靠性与性能水平。
四、金属材料培训的方法1. 课堂授课通过讲解、演示和案例分析等方式，向学员传授金属材料的相关知识。
金属材料学培训课件
• 工艺性能： 铸造、锻压、拉拔、弯曲、切削、
焊接等
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•
材料组织与性能的关系
•组织决定性能
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•
本课程的学时安排及评分
• 学时：40小时课堂授课＋16小时实验课 • 评分：实验占18％＋平时成绩占12％＋
期末考试占70％
• 实验6％ 3，实验及报告， 迟到及早退各 扣1分，缺勤即做实验，以零分计
•主要参考书：1、“工程材料学”，王晓敏 编著 ,哈尔滨
•
工业大学出版社，2002年
•2、“金属材料学” 王笑天 主编，机械工业出版社，1987年
•3、“工程材料与金属工艺学”，房世荣主编，机械工业出
• 版社，1994年8月
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•
•就业！
•
金属的分类
黑色金属和有பைடு நூலகம்金属
黑色金属：铁及其合金、钢、锰、铬等
• 有色金属
轻金属：铝、镁、锂、铍等 重金属：铜、锌、镍、铅等 贵金属：金、银、铂等 稀有金属：钛、锆、钒、钨、钼等 类金属：铀、钍等
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•
材料的显微组织
•显微组织：指助于各种不同放大倍数的显微镜 所
•
组织描述：6－5－4－2高速钢
•马氏体＋碳 化物颗粒， 碳化物颗粒 沿原奥氏体 晶界分布
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•
6－5－4－2高速钢
•碳化物颗 粒均匀分布 在马氏体基 体上
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•
金属材料的性能
物理性能： 导电、导热、磁性等 化学性能： 耐酸、碱腐蚀等
力学性能： 抵抗作用在它上面的外力的能力
焊接等
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•
材料组织与性能的关系
•组织决定性能
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•
本课程的学时安排及评分
• 学时：40小时课堂授课＋16小时实验课 • 评分：实验占18％＋平时成绩占12％＋
期末考试占70％
• 实验6％ 3，实验及报告， 迟到及早退各 扣1分，缺勤即做实验，以零分计
•主要参考书：1、“工程材料学”，王晓敏 编著 ,哈尔滨
•
工业大学出版社，2002年
•2、“金属材料学” 王笑天 主编，机械工业出版社，1987年
•3、“工程材料与金属工艺学”，房世荣主编，机械工业出
• 版社，1994年8月
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•
•就业！
•
金属的分类
黑色金属和有பைடு நூலகம்金属
黑色金属：铁及其合金、钢、锰、铬等
• 有色金属
轻金属：铝、镁、锂、铍等 重金属：铜、锌、镍、铅等 贵金属：金、银、铂等 稀有金属：钛、锆、钒、钨、钼等 类金属：铀、钍等
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•
材料的显微组织
•显微组织：指助于各种不同放大倍数的显微镜 所
•
组织描述：6－5－4－2高速钢
•马氏体＋碳 化物颗粒， 碳化物颗粒 沿原奥氏体 晶界分布
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•
6－5－4－2高速钢
•碳化物颗 粒均匀分布 在马氏体基 体上
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•
金属材料的性能
物理性能： 导电、导热、磁性等 化学性能： 耐酸、碱腐蚀等
力学性能： 抵抗作用在它上面的外力的能力
ASME金属材料知识培训
碳钢的热处理温度（C = 0.3%）
1200 ℃ 1100 ℃ 950 ℃ 850 ℃ 650 ℃ 600 ℃
锻造 正火，淬火 去应力退火
1.5 金属材料的性能（1）
材料拉伸曲线（塑性材料）
抗拉极限 Fb 屈服极限 Fs
强度： σ = F/A
(单位Mpa)
1.5 金属材料的性能（2）
氢致开裂（HIC） 氢原子融入孔穴后形成氢分子产生的应力导致开裂，即氢脆。
金属材料应符合NACE 0175的要求
NACE： 美国腐蚀工程师协会
1.5 金属材料的性能（3）
低温脆性 在一定低温下金属的韧性急剧降低，脆性急剧增加。
钢材内磷含量过高
1.6 碳钢材料
碳含量 0.1%-0.3% 碳含量 0.3%-0.6% 碳含量 0.6%-1.7% 总合金含量 3%-5% 总合金含量 8%-10% 总合金含量>10%
2.2 非合金铁基材料（1）
2.2 非合金铁基材料（2）
2.3 合金铁基材料（1）
2.3 合金铁基材料（2）
2.4 非铁基材料
培训结束，谢谢大家！
Байду номын сангаас
1.7 不锈钢材料
韧性和塑性好，强度 低，可焊性好，抗晶
间腐蚀性差
韧性和塑性差，强度 高，可焊性差，抗腐
蚀性好
韧性和塑性好，强度 高，可焊性好，抗晶
间腐蚀性好
1.8 镍基合金材料
镍基合金 铁镍合金
不锈钢
镍含量>50% 镍含量30%-50%
镍含量<30%
常见的镍基合金： 因科合金、哈氏合金和蒙乃尔合金 Inconel 625, Inconel 825, Inconel 600, C-276
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精选课件
17
非平衡相变
• （2）非平衡相变
– 非平衡相变：加热或冷却速度很快， 上述平衡相将被抑制，固态材料可 能发生某些平衡状态图上不能反映 的转变并获得被称为不平衡或亚稳 的组织
– ①伪共析相变：
• 由成分偏离共析成分的过冷固溶 体形成的貌似共析体的组织转变
• 组成相的相对量由A的碳含量而 变。
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11
1.1固态相变的分类
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12
1. 按平衡状态图分类
• 平衡相变和非平衡相变
• 平衡相变
缓慢加热或冷却时发生的能获得符合平衡 状态图的平衡组织的相变
–：
• 非平衡相变 加热或冷却速度很快，上述平衡相将被抑
制，固态材料可能发生某些平衡状态图上不能 反映的转变并获得被称为不平衡或亚稳的组织
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16
平衡相变
④调幅分解
• 某些合金在高温下具有均匀单相固溶体，但冷却 到某一温度范围时可分解成为与原固溶体结构相 同但成分不同的两个微区，这种转变称为调幅分 解。
⑤有序化转变
• 固溶体中，各组元原子在晶体点阵中的相对位置 由无序到有序(指长程有序)的转变称为有序化转 变。如Cu-Zn，Cu-Au，Mn-Ni，Ti-Ni等合金。
样还继续伸长的现象。
屈服后，材料出现明显塑
0
lb
lu
lk
变，表面滑移带。
l伸长(mm)
形变强化（加工硬化）：屈服后欲 变形必须不断增载，随
（低碳钢的拉伸曲线）
塑变增大，变形抗力增大。
变形 三阶段
弹性变形 弹塑性变形 断裂
Pb ：强度极限的载荷 试样某一部位截面开始急降
颈缩——导致载荷下降。
精选课件Pk ：断裂载荷
5
(MPa)
p ：比例强度极限 保持直线关系的最大应力值
p s
k
e ：弹性强度极限 p-e 弹性变形阶段
过e ，弹变+微量塑变
0
b
u
k
(%)
s ：屈服强度极限 达一定值时，不增或降低，
l增
（低碳钢的应力-应变曲线） 上屈服点：屈服阶段的最大应力。
（对试样局部应力集中极为敏感）
一般选下屈服点作为材料屈服强度
热处理性能（可热处理强化）
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3
几种常见的力学性能
强度：指材料抵抗塑性变形和断裂的能力，对于结构材料来说，它是最重 要的力学性能。
塑性：表示材料断裂前发生的永久变形（塑性变形）的能力。 塑性指标：延伸率 和断面收缩率
韧性：反映材料抵抗裂纹扩展能力的大小，是单位体积材料在断裂前所吸 收的能量，也就是外力使材料断裂所做的功。
• 除退火或热轧的低碳钢和中碳钢等少数 合金有屈服现象外，大多数金属合金都 没有屈服点。
• 规定产生0.2%残余伸长的应力作为屈服 强度，以0.2表示。
• 0.2的测量方法同上，采用图解法。
精选课件
7
固态相变
• 固态相变是热处理的基础
• 相变：构成物质的原子（分子）的聚合状态（相状态）发 生变化的过程。
精选课件
20
非平衡相变
④非平衡脱溶沉淀
精选课件
13
平衡相变
①同素异构转变/多形性转变 – 纯金属在温度和压力改变
时，由一种晶体结构转变 为另一种晶体结构的过程 称为同素异构转变。 – 在固溶体中发生的同素异 构转变称为多形性转变。
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钢中铁素体奥氏体的转变 奥氏体铁素体的转变
14
平衡相变
②平衡脱溶沉淀
• 在缓慢冷却条件下，由过 饱和固溶体中析出过剩相 的过程称为平衡脱溶沉淀
19
非平衡相变
– ③贝氏体相变
• 当奥氏体被冷却至珠光体转变和马氏体相变之 间的温度范围时，由于温度较低，铁原子已不 能扩散，但碳原子尚具有一定的扩散能力，因 此出现了一种独特的碳原子扩散而铁原子不扩 散的非平衡相变，这种相变称为贝氏体相变(或 称为中温转变)。
• 其转变产物也是α相与碳化物的混合物，但α相 的碳含量和形态以及碳化物的形态和分布均与 珠光体不同，称其为贝氏体。
金属材料知识
精选课件
1
金属材料
(用量占80%)
黑色金属
有色金属材料 陶瓷材料
非金属材料
高分子材料
(用量占20%)
复合材料
精选课件
2
力学性能（强度、塑性、韧性等）
材
材料使用性能
物理性能（光、热、电、磁等）
料
化学性能（氧化、腐蚀等）
的
ห้องสมุดไป่ตู้
性
加工性能（切削、锻造等）
能
材料工艺性能
铸造性能（适合铸造与否）
焊接性能（容易焊接与否）
硬度：指材料抵抗外物压入能力，硬度测量简单快速，不破坏零件。硬度 与强度之间有一定关系，可用硬度来估计强度。
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4
P 载荷
(N)
s pe
b
Pp ：保持直线关系的最大载荷 过P点曲线开始偏离直线
k
Pe：变形开始阶段 卸载后立刻恢复原状（弹变）
超过，伸长只部分恢复（塑变）
Pp Ps
Pk
Ps ：屈服时的最小变形 屈服：载荷不增加或反而减少，试
• 固态相变：固态材料在温度和压力改变时，其内部组织或 结构会发生变化，即发生从一种相状态到另一种相状态的 转变。
• 母相或旧相：相变前的相状态 • 新相：相变后的相状态
精选课件
8
相图与相变
ACM A3
A1
精选课件
铁碳相图
Fe-C Phase Diagram
9
精选课件
10
Fe-C相图、冷却过程中的组织变化及产物
• 特点：母相不消失，随着 新相析出，母相的成分和 体积分数不断变化（结构 不变），新相的结构和成 分与旧相不同
精选课件
15
平衡相变
③共析相变
• 合金在冷却时由一个固 相分解为两个不同固相 的转变称为共析相变 (或珠光体型转变)
• 其两个生成相的结构和 成分均与母相不同
• 加热时也可发生 α+→转变，称为逆 共析相变
形变强化：欲继续变形，必须不断增加应力，达b后，形变强化效应已不能 补偿横截面积的减小而引起的承载能力的降低。 (b 点后颈缩)
k ：断裂强度 此时试样断裂。精选课件
6
2. 弹性极限e和屈服强度s ：
• 弹性极限是表征开始塑性变形的抗力。 • 严格说：是表征微量塑性变形的抗力。 • 测出的弹性极限受测量精度影响，为便 于比较，规定残余伸长应力。 • 规定以残余伸长为0.01%的应力作为规 定残余伸长应力，记作0.01
精选课件
18
非平衡相变
– ②马氏体相变
• 进一步提高冷却速度，使 伪共析相变也来不及进行 而将奥氏体过冷到更低温 度，则由于在低温下铁原 子和碳原子都己不能或不 易扩散，故奥氏体只能以 不发生原子扩散、不引起 成分改变的方式，通过切 变由点阵改组为α点阵， 这种转变称为马氏体相变
精选课件
Fe-C合金