金属材料与热处理ppt课件

金属——由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，如金、银、铜、 铁、锰、锌、铝等。
合金——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 的材料。
金属材料——金属及其合金的总称，即指金属 元素或以金属元素为主构成的，并具有金属特性的 物质。
.
.
4．金属材料及其应用 主要介绍碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属
及硬质合金等金属材料的常用牌号、成分、组 织、性能及用途，并介绍了国外常用金属材料 的牌号和新型工程材料的相关知识。
.
5．热处理的基本知识 主要介绍热处理的原理（钢在加热、保温、
冷却时的组织转变）、热处理的工艺（退火、 正火、淬火、回火、表面热处理等）及常用材 料的典型热处理工艺。
青铜器时代
商代四羊方尊
.
青铜时代约从公 元前4000年至公元 初年，希腊、埃及始 于公元前3 000年以 前，中国始于公元前 1 800年。青铜器时 代标志着人类开始学 会冶炼和使用金属材 料
铁器时代
战国铁锄
.
世界上最早锻造 出铁器的是赫梯王国 （今土耳其境内）， 距今约3400年。由 于铁器比青铜器的硬 度高4倍，所以极大 地促进了社会生产力 的发展
一、实验目的 1．通过观察透明盐类的结晶过程及组织特征，理解
金属的结晶理论。 2．通过观察铸锭表面，建立金属晶体以树枝状形态
成长的直观认识。
.
二、实验原理
由于液态金属的结晶过程难以直接观察，而 盐类也是晶体物质，其溶液的结晶过程和金属很 相似，区别仅在于盐类是在室温下依靠溶剂蒸发 使溶液过饱和而结晶，金属则主要依靠过冷，故 完全可通过观察透明盐类溶液的结晶过程来了解 金属的结晶过程。
温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象。
纯铁的冷却曲线
.
19世纪末，著名物 理家居里在实验室里发 现磁石的一个物理特性， 就是当磁石加热到一定 温度时，原来的磁性就 会消失。后来，人们把 这个温度叫 “居里 点”。 居里点也称居 里温度或磁性转变点
.
纯铁同素异构转变示意图
.
§1－3 观察结晶过程（实验）
金属材料与热处理
L/O/G/O
.
绪论
❖人类认识和使用材料的各个阶段
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
.
石器时代
旧石器
.
新石器
距今6000至4000 年左右，分为旧石 器时代和新石器时 代。旧石器时代， 人类只会采用敲打 而成的石头作为简 单的工具；新石器 时代，人类已学会 通过磨制的方法将 石头制成工具，后 期还学会用泥土来 制作陶器
钢铁时代
现代工业炼钢
.
18世纪的工业革 命使人类使用材料 的历史产生了重大 突破，人类掌握了 炼钢的方法。钢铁 时代的到来和蒸汽 机的发明，使人类 的生产力有了空前 的发展，人们不再 简单的使用工具， 而开始使用真正意 义的机器，这标志 着工业时代的来临
人工合成材料时代
.
20世纪初酚醛树脂的合 成标志着人类进入到了 人工合成材料时代。目 前，传统合成材料已有 几十万种，而新材料的 数量正在以每年约5％的 速度增长；世界上现有 800多万种人工合成的 化合物，而且还以每年 25万种的速度增长，其 中相当一部分将成为工 业化生产的新材料，为 人类社会和科学技术的 发展服务
结晶冷却曲线
.
金 属 的 结 晶 过 程
.
二、晶粒大小对金属材料的影响 晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也
愈好。 形核率——单位时间、单位体积所形成的晶
核数，用字母N表示。
.
细化晶粒的方法： （1）增加过冷度 （2）变质处理 （3）振动处理
.
三、同素异构转变 金属的同素异构转变——在固态下，金属随
晶体
原子呈有序、有规则排列 的物质
非晶体
原子呈无序、无规则堆积 的物质
性能特 点
具有规则的几何形状
有一定的熔点，性能呈各 向异性
没有规则的几何形状
有固定的熔点，性能呈各 向同性
典型物 石英、云母、明矾、食盐、 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、
质 硫酸铜、糖、味精
橡胶
.
二、金属的晶格类型
晶格类型——金属中原子排列的规律。 晶格——为了清楚地表示晶体中原子排列的规 律，将原子简化为一个质点，再用假想的线将它们 连接起来，形成一个能反映原子排列规律的空间格 架。 晶胞——晶格中能够完整地反映晶体晶格特征 的最小几何单元。
.
三、实验器材
1. 生物显微镜和放大镜。 2. 接近饱和的氯化铵或硝酸铅水溶液 （由实验室预先制好）。 3. 干净玻璃片和吸管。 4. 酒精灯或电吹风。 5. 有枝晶的金属铸件实物。
.
第二章 金属材料的性能
§2－1 金属材料的损坏与塑性变形 §2－2 金属的力学性能 §2－3 金属的工艺性能 §2－4 力学性能实验
晶格与晶胞
.
体心立方晶格
面心立方晶格
密排六方晶格
.
三、单晶体与多晶体 晶粒——组成金属的小晶体。 晶界——由晶粒间不规则排列的原子构成。
单晶体和多晶体
.
四、晶体的缺陷 晶体缺陷——由于各种原因，实际晶体中原
子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些 原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。
常见的晶体缺陷
.
第一章 金属的结构与结晶
§1－1 金属的晶体结构 §1－2 纯金属的结晶 §1－3 观察结晶过程（实验）
.
§1－1 金属的晶体结构
一、晶体与非晶体 二、金属的晶格类型 三、单晶体与多晶体 四、晶体的缺陷
.
一、晶体与非晶体
存在状态
气态
物质
液态
固态
结构特点
晶体
非晶体来自百度文库
.
晶体和非晶体的对比
项目 定义
课程主要内容： 1．金属材料的基本知识 2．金属的性能 3．金属学基础知识 4．金属材料及其应用 5．热处理的基本知识
.
1．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。
.
2．金属的性能 主要介绍金属的力学性能和工艺性能。
.
3．金属学基础知识 主要介绍铁碳合金的组织及铁碳合金相图 。
.
§1－2 纯金属的结晶
*一、纯金属的结晶过程 二、晶粒大小对金属材料的影响 三、同素异构转变
.
结晶——金属从高 温液体状态冷却凝固为 原子有序排列的固体状 态的过程。
结晶潜热——结晶 的过程中放出的热量。
.
一、纯金属的结晶过程 过冷度——理论结晶温度和实际结晶温度
（T1）之间存在的温度差（△T= T0－ T1）。金 属结晶时，冷却越快，其实际结晶的温度就越低， 过冷度△T也就越大。