金属材料与热处理培训
金属材料及热处理基础知识培训一
第五章 第六节 钢的火花鉴别
低碳钢的 火花20钢
先做人· 再做事 Do first the person，work behind
中碳钢的 火花45钢
高碳钢的 火花T10钢
高速钢的火 花W18Cr4V
第五章 第六节 钢的火花鉴别
先做人· 再做事 Do first the person，work behind
第五章 第四节 合金工具钢 (续3)
二、合金模具钢：在合金模具钢 中又分冷作模具 钢，如冲裁模、拉丝模、拉深、弯曲模最高 工作温度300℃以下，
先做人· 再做事 Do first the person，work℃
第五章 第四节 合金工具钢 续4
第五章 第四节 合金工具钢
工具钢分碳素工具钢、合金工具钢两种。碳素工具钢容 易加工,价格便宜,但淬透性差,容易变形和开裂。耐温 200℃以下。一般都用合金工具钢制造
一、 合金工具钢又分合金刃具钢、合金模具钢、合金 量具钢。
先做人· 再做事 Do first the person，work behind
Cr铬 Ni镍 Ti钛
2 .马氏体不锈钢
3 .铁素体不锈钢
先做人· 再做事 Do first the person，work behind
第五章 第五节
特殊性能钢 续
二、耐热钢 在高温下的化学稳定性，耐热抗氧化 性，高温强度，如4Cr14Ni14W2Mo热 强钢。
三、 耐磨钢
先做人· 再做事 Do first the person，work behind
金属材料及热处理 基础知识培训
内容:金属材料及热处理
第五章---合金钢
先做人· 再做事 Do first the person，work behind
《金属材料与热处理》教案
《金属材料与热处理》教案教案：金属材料与热处理一、教学目标：1.了解金属材料的基本性质和分类；2.掌握金属材料的热处理工艺；3.理解金属材料的结构与性能的关系。
二、教学内容：1.金属材料的概述（1）金属材料的定义和特点（2）金属材料的分类及应用领域2.金属材料的热处理（1）热处理的目的和基本原理（2）常见的热处理方法和工艺流程（3）热处理对金属材料性能的影响3.金属材料的结构与性能关系（1）金属晶体结构与性能的关系（2）金属的固溶体和析出相的形成与性能的关系三、教学过程：1.导入（15分钟）（1）讲解金属材料的定义和特点；（2）引入金属材料的分类及应用领域。
2.讲解金属材料的热处理（30分钟）（1）讲解热处理的目的和基本原理；（2）介绍常见的热处理方法和工艺流程；（3）分析热处理对金属材料性能的影响。
3.组织热处理实验（60分钟）（1）准备实验所需的金属材料和设备；（2）进行热处理实验，并观察实验结果；（3）分析实验结果，讨论热处理对金属材料性能的影响。
4.讲解金属材料的结构与性能关系（30分钟）（1）讲解金属晶体结构与性能的关系；（2）介绍金属的固溶体和析出相的形成与性能的关系。
5.总结与提问（15分钟）（1）总结金属材料与热处理的基本知识；（2）提问检查学生掌握情况。
四、教学资源：1.教材《金属材料与热处理》；2.实验室设备和金属材料。
五、教学评估：教师通过学生的表现、回答问题的情况以及实验结果的分析等来评估学生对金属材料与热处理知识的掌握程度。
六、教学反思：通过本课的教学，使学生了解到金属材料的基本性质和分类，掌握了金属材料的热处理工艺，并理解了金属材料的结构与性能的关系。
在教学中，我通过引入实验环节，增加了学生的实践操作，提高了他们对知识的理解。
同时，我也发现有些学生对金属材料的晶体结构和热处理工艺的理解有难度，需要在教学中提供更多的实例和练习。
此外，教学过程中还需要加强与学生的互动，提高他们的学习主动性和合作能力。
《金属材料及热处理》培训教案(doc 86页)
《金属材料及热处理》培训教案(doc 86页)《金属材料及热处理》教案适用专业：材料成型与控制工程（本科）授课教师：唐明华2009年2月绪论一.本课程的性质《金属材料及热处理》课程是机械类各专业的一门必修课，是一门重要的技术基础课。
计划讲课：32学时，实验：6学时，学分：2个。
大家知道不管是服装设计师，还是家用电器设计师，以及各种机械设备、汽车、船舶、飞机和军用装备设计师，在他们精心设计出自己的作品后，都需要选用恰当的材料来制造，从而保证制成的产品具有最佳形貌和性能。
如果选材不当，将会使所设计制造出产品，不能发挥出最佳性能，并可能导致其使用寿命大大降低；或因选材不当，导致成本太高，失去其应有的市场竞争力。
所以，从事机械设计与制造的各类工程技术人员，都必须对其经常使用的各类材料有一定的了解。
工程材料：主要是指机械、船舶、建筑、化工、交通运输、航空航天等各项工程中经常使用的各类材料。
工程材料主要包括金属材料和非金属材料两大类，金属材料又可分为黑色金属材料和有色金属材料两类，黑色金属材料主要指各类钢和铸铁，有色金属材料主要指铝及铝合金、铜及铜合金以及滑动轴承合金等；非金属材料包括高分子材料、陶瓷材料和复合材料等。
当今社会科学技术突飞猛进，新材料层出不穷，而且使用量也不断增加，但到目前为止，在机械工业中使用最多的材料仍然是金属材料。
金属材料长期以来得到如此广泛应用，其主要原因是，因为它具优良的使用性能和加工工艺性能。
金属材料的使用性能：机械性能（如强度、硬度、塑性、韧性等），物理性能（如导电、导热、电磁、膨胀等），化学性能（如抗氧化性、耐腐蚀性等）。
金属材料的加工工艺性能：铸造性能（如流动性、收缩性等），锻造性能（如压力加工成型性等），切削加工性能（如车、铣、刨、磨的切削量，光洁度等），焊接性能（如熔焊性、焊缝强度、偏析等），热处理性能（如淬透性、回火稳定性等）。
由于不同的材料具有不同的性能，因此它们的应用场合也就不同。
金属材料与热处理教案
金属材料与热处理教案第一章：金属材料的概述教学目标：1. 了解金属材料的定义和分类。
2. 掌握金属材料的性质和用途。
教学内容：1. 金属材料的定义：金属材料是指由金属元素或金属合金组成的材料。
2. 金属材料的分类：金属材料主要包括纯金属和合金两大类。
3. 金属材料的性质：金属材料具有优良的导电性、导热性和韧性等。
4. 金属材料的用途：金属材料广泛应用于建筑、机械、电子等领域。
教学活动：1. 引入金属材料的概念，引导学生思考金属材料的日常应用。
2. 介绍金属材料的分类，让学生了解不同类型的金属材料。
3. 通过实例讲解金属材料的性质，如导电性、导热性和韧性等。
4. 探讨金属材料的用途，让学生了解金属材料在各个领域的重要性。
第二章：金属的结晶与晶体结构教学目标：1. 了解金属的结晶过程和晶体结构。
2. 掌握金属的晶体类型和性质。
教学内容：1. 金属的结晶过程：金属从液态转变为固态的过程称为结晶。
2. 金属的晶体结构：金属晶体主要由金属原子通过金属键相互连接而成。
3. 金属的晶体类型：金属晶体主要分为面心立方晶格和体心立方晶格两种类型。
4. 金属的晶体性质：不同晶体结构的金属具有不同的性质，如硬度和延展性等。
教学活动：1. 引入金属的结晶过程，引导学生了解结晶的基本概念。
2. 介绍金属的晶体结构，让学生掌握金属原子的排列方式。
3. 通过示意图讲解金属的晶体类型，如面心立方晶格和体心立方晶格。
4. 探讨金属的晶体性质，让学生了解不同晶体结构对金属性质的影响。
第三章：金属的塑性变形与再结晶教学目标：1. 了解金属的塑性变形和再结晶过程。
2. 掌握金属的塑性变形方式和再结晶的条件。
教学内容：1. 金属的塑性变形：金属在外力作用下发生形状改变而不断裂的过程。
2. 金属的塑性变形方式：主要包括拉伸、压缩、弯曲和扭转等。
3. 再结晶：金属在加热和冷却过程中，晶体结构发生改变的现象。
4. 再结晶的条件：再结晶发生的温度、应变量和时间等因素。
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）
金属材料和热处理基本知识培训
只有在为了满足机器上的某些特殊性能的要求时，才考 虑使用纯金属来制造机器零件。
金属材料和热处理基本知识培训
1.1、金属材料的性质：
制造机器零件的金属及合金的性质：
力学性能
使用性能
物理性能 化学性能
D） 例如：T10A——含碳量1.0%,A级
金属材料和热处理基本知识培训
2.2、合金钢
（1）合金结构钢：
牌号：数字+化学元素符号+数字+质量等级
例如：
对应元素的质量分数的百分数， 当其平均质量分数<1.5%不标出
钢中所含合金元素的化学符号
钢中平均碳的质量分数，以0.01%（万分之一）为单位。
灰铸铁特性:
抗压性好，耐磨性和减振性能好； 抗拉极限较低，塑性和韧性几乎等于零； 既有良好的铸造工艺性和切削加工性能。
金属材料和热处理基本知识培训
2.3、铸铁
（3）球墨铸铁（QT500）：
球墨铸铁中的碳大部分以球状石墨形态存在。 球墨铸铁特性:
抗拉强度不亚于碳钢； 减磨性和减振性好； 塑性、韧性比其他铸铁好； 具有良好的铸造性能、切削加工性能。故可以代替钢材制造形状复杂而承载
伸长率δ或断面收缩率Ψ值越大表示材料塑性越好。
一般：δ < 2 ~ 5% 属脆性材科
δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
δ > 10%
属塑性材料
金属材料和热处理基本知识培训
1.2.4、硬度的基本概念
硬度：是指材料抵抗其他更硬物体压入其内的能力。 一般材料的硬度越高，耐磨性越好，强度也较好．
常用测量硬度的方法
金属材料及热处理经典培训
•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。
金属材料焊接及热处理工艺培训
金属材料焊接及热处理工艺培训1. 简介金属材料的焊接及热处理是现代制造业中重要的工艺之一。
焊接是将金属材料通过熔融、补充熔融金属或非金属填充材料的方法，使两个或多个金属材料连接在一起的过程。
热处理是用一定的加热、保温和冷却方式改变金属材料的结构和性能的过程。
本次培训旨在介绍金属材料焊接和热处理的基本原理、常见方法以及相关注意事项。
2. 焊接工艺2.1 焊接原理焊接是金属加工领域中常用的连接方法之一。
其原理是利用高温使金属表面熔化，然后冷却形成结合。
焊接可以分为气焊、电焊、激光焊、电子束焊等多种方式。
本次培训将重点介绍常见的气焊和电焊。
2.2 气焊工艺气焊是一种利用燃气火焰加热金属材料使其熔化，并通过填充金属材料使焊缝形成的焊接方法。
气焊的主要设备是气焊割设备和气焊枪。
在气焊过程中，需要注意安全事项，确保操作人员和周围环境的安全。
2.3 电焊工艺电焊是一种利用电能产生的电弧将金属材料加热至熔化状态，通过填充金属和焊条使焊缝形成的焊接方法。
常见的电焊方法包括手工电弧焊、氩弧焊、等离子焊等。
在电焊过程中，要注意电弧的稳定性、电流和电压的选择以及焊接位置的清洁等方面的问题。
3. 热处理工艺3.1 热处理原理热处理是通过控制材料的加热、保温和冷却过程，使其在结构和性能上得到改善的过程。
常见的热处理方法包括退火、淬火、回火等。
热处理可以改变金属材料的硬度、强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性等性能，使其适用于不同的工作条件。
3.2 常见热处理方法3.2.1 退火退火是将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却至室温的过程。
退火可以消除加工应力、改善金属的可塑性和韧性，并提高材料的加工性能。
3.2.2 淬火淬火是将金属材料保温至一定温度，然后迅速冷却的过程。
淬火可以使金属材料迅速冷却，形成硬的组织结构，提高材料的硬度和强度。
3.2.3 回火回火是将淬火材料重新加热至一定温度，然后缓慢冷却的过程。
通过回火可以降低材料的硬度和脆性，提高材料的韧性和可切削性。
金属材料与热处理(全)精选全文
2、常用的细化晶粒的方法：
A、增加过冷度
B、变质处理 C、振动处理。
三、同素异构转变
1、金属在固态下，随温度的改变有一种晶格转变为另一晶格的现象称为 同素异构转变。
2、具有同素异构转变的金属有：铁、钴、钛、锡、锰等。同一金属的同素 异构晶体按其稳定存在的温度，由低温到高温依次用希腊字母α，β，γ， δ等表示。
用HBS（HBW）表示，S表示钢球、W表示硬质合金球 当F、D一定时，布氏硬度与d有关，d越小，布氏硬度值越大，硬度越高。 （2）布氏硬度的表示方法：符号HBS之前的数字为硬度值符号后面按以下顺 序用数字表示条件：1）球体直径；2）试验力；3）试验力保持的时间 （10~15不标注）。
应用范围：主要适于灰铸铁、有色金属、各种软钢等硬度不高的材料。
2、洛氏硬度
（1）测试原理：
采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头，压入金属表面后，经规定保持时间后即 除主试验力，以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。
表示符号：HR
（2）标尺及其适用范围：
每一标尺用一个字母在洛氏硬度符号HR后面加以注明。常用的洛氏硬度标 尺是A、B、C三种，其中C标尺应用最为广泛。
见表：P21 2-2
§2-2金属的力学性能
学习目的：★了解疲劳强度的概念。 ★ 掌握布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的概念、硬
度测试及表示的方法。 ★掌握冲击韧性的测定方法。 教学重点与难点 ★布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的概念、硬度测
试及表示的方法。
§2-2金属的力学性能 教学过程：
复习：强度、塑性的概念及测定的方法。
2、 非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状态的（如普通玻璃、松 香、树脂等）。 非晶体的原子则是无规律、无次序地堆积在一起的。
金属材料及热处理知识(技师)
金属材料及热处理培训资料（技师）1.金属材料的力学性能包括哪些？答：力学性能包括：强度、刚度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。
2.什么是疲劳现象？如何提高疲劳极限？答：疲劳现象：机械零件在交变应力作用下，虽然所承受的应力低于材料的屈服点，但经过长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象。
提高疲劳极限的方法： 1）.在零件结构设计中尽量避免尖角、缺口和截面突变。
2）.提高零件表面加工质量。
3）.对材料表面进行强化处理。
3.什么是加工硬化？它有哪些利弊？答：加工硬化：随着塑性变形程度的增加，金属材料的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。
优点：是强化金属材料的手段；是工件能够成型的重要因素。
缺点：给再次成型造成困难；耐蚀性下降。
4.掌握碳钢及合金钢的分类和牌号含义。
5.合金元素在钢中的主要作用有哪些？答：（1）强化铁素体；（2）形成合金碳化物；（3）细化晶粒；（4）提高钢的淬透性；（5）提高钢的回火稳定性。
6. 高速钢的主要特性是什么？答：高速钢具有高硬度、高耐磨性和高红硬性。
当其切削刃的温度在600℃以下时，仍能保持其高硬度和高耐磨性。
7. 铸铁有哪些性能特点？答：1. 优良的切削加工性；2. 铸造性能好；3. 减磨性及耐磨性很高；4. 优异的消振性；5. 低的缺口敏感性。
8.掌握铸铁的分类和牌号含义。
9.常规热处理方法有哪四种？它们的目的是什么？答：10.什么是调质处理？目的是什么？哪类钢适合进行调制处理？答：淬火+高温回火的热处理工艺称为调质处理。
目的：为了获得材料良好的综合力学性能。
调质处理适合用于中碳钢。
11.工厂常用的防锈方法有哪些？答：浸防锈油油封；吹砂；惰性气体封存；喷漆；氧化处理。
12. 淬火易产生哪些缺陷？答：过热和过烧；氧化和脱碳；变形和开裂；硬度不足；软点。
13.为什么铝合金广泛用于航空工业生产？答：因为纯铝具有银白色金属光泽，密度小(2.72 )，熔点低(660.4℃), 导电、导热性能优良。
金属热处理工培训计划
金属热处理工培训计划一、培训目标通过本培训计划，学员将掌握金属材料的热处理原理和方法，了解各种热处理工艺的特点和应用范围，掌握金属热处理的操作技能和安全注意事项，提高金属热处理的工作效率和质量。
二、培训内容1. 金属材料的热处理原理和方法- 金属材料的组织结构和性能- 金属的热处理分类- 热处理工艺的基本原理和方法2. 热处理工艺的特点和应用范围- 淬火- 回火- 深冷处理- 固溶处理- 择性淬火- 变质处理3. 金属热处理的操作技能和安全注意事项- 热处理设备的操作与维护- 热处理工艺参数的控制- 热处理工艺中的安全操作规程- 金属热处理中的事故处理与应急措施4. 金属热处理的工作效率和质量- 金属热处理中的常见问题及处理方法- 提高金属热处理工作效率的技巧- 提高金属热处理质量的方法和措施三、培训方式1. 理论培训：通过讲座、专题学习等形式，向学员介绍金属材料的热处理原理和方法，深入讲解各种热处理工艺的特点和应用范围，传授热处理的操作技能和安全注意事项，介绍提高金属热处理的工作效率和质量的方法和措施。
2. 实践培训：通过实验操作、模拟演练等形式，带领学员亲自操作金属热处理设备，熟悉各种热处理工艺的操作流程，掌握金属热处理的操作技能和安全注意事项，提高工作效率和质量。
3. 案例分析：通过真实案例分析和讨论，帮助学员深入了解各种热处理工艺中常见的问题及处理方法，提高金属热处理质量和工作效率的技巧。
四、培训周期本培训计划为期一个月，其中理论培训占总培训时间的30%，实践培训占总培训时间的50%，案例分析占总培训时间的20%。
五、培训师资本培训计划由金属热处理领域的专业人士担任讲师，他们有丰富的实践经验和专业知识，能够向学员传授最新的热处理技术和操作方法。
六、培训评估1. 培训过程中，将定期组织学员进行知识和操作技能的测试，以评估学员的学习情况和技能水平。
2. 培训结束后，将对学员进行综合评估，根据培训成绩和综合表现，对学员进行考核，并颁发培训证书。
金属材料热处理培训课件
改变合金的组织与性能的一种工艺方法，其基本内容包
括热处理原理及热处理工艺两大方面。
2018/4/2
常用退火工艺制度小结
名称
完全 退火 球化 退火
目的
工艺制度
组织
F＋P
应用
亚共析钢的 铸、锻、轧 件，焊接件 共析、过共 析钢及合金 钢的锻件、 轧件等 合金钢铸锭 及大型铸钢 件或铸件 冷变形加工 的制品
正火后强度、硬度较高。 正火的应用：
①
② ③
用正火作为性能要求的一般结构件的最终热处理。
亚共析钢采用正火来调整硬度，改切削加工性能。 过共析钢的正火可消除网状碳化物。
2018/4/2
淬 火
1、定义：淬火是将钢加热到AC1或 AC3以上温度并保温，出 炉快速冷却，使奥氏体转变成为马氏体的热处理工艺。 2、淬火的必要性 经过退火或正火的工件只能获得一般的强度和硬度，
组织，提高钢的塑性和韧性，从而使钢的强度、硬度和塑
性、韧性得到适当配合，以满足不同工件的性能要求。 3、回火过程的组织变化： 第一阶段（室温～250℃）：马氏体中的过饱和碳原子析出， 形成碳化物FexC，得到回火马氏体组织。
2018/4/2
第二阶段（230～280℃）：马氏体继续分解，同时残余奥
氏体转变为过饱和固溶体与碳化物，得到回火马氏体组织。
韧性，并保持一定的硬度，主要用于各种弹簧，锻模、压 铸模等模具。（35≤HRC≤45）
2018/4/2
3）高温回火（500～650℃） 回火的目的是具备良好的综合机械性能（较高的强
度、塑性、韧性），得到回火索氏体组织。一般把淬火
加高温回火的热处理称为“调质处理”。适用于中碳结
构钢制作的曲轴、连杆、连杆螺栓、汽车拖拉机半轴、
金属材料与热处理技术培训资料
智能化、自动化技术在热处理中的应用
热处理过程自动化
通过PLC、DCS等控制系统实现热处理过程的自动化控制，提高生 产效率和产品质量稳定性。
热处理工艺智能化
利用人工智能、大数据等技术对热处理工艺进行优化和预测，实现 工艺参数的自动调整和工艺过程的实时监控。
热处理设备智能化
采用智能传感器、物联网等技术对热处理设备进行远程监控和故障诊 断，提高设备运行效率和可靠性。
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设备操作规范与安全注意事项
操作前检查
在使用热处理设备前，应对设备进行全面检查，确保设备处于正 常工作状态。
规范操作
严格按照设备操作规程进行操作，避免因操作不当导致设备损坏或 安全事故。
安全防护
在操作过程中，应佩戴好安全防护用品，如防热手套、防护眼镜等 ，确保人身安全。
设备维护与保养方法
日常维护
01
期性。常见的金属晶体结构有体心立方、面心立方和密排六方等。
02 03
物理性能
金属材料的物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性等。这些性能与 金属的晶体结构密切相关，如体心立方结构的金属通常具有较高的密度 和熔点。
力学性能
金属材料的力学性能如强度、硬度、韧性等，受到晶体结构的影响。不 同晶体结构的金属在力学性能上表现出较大的差异，如面心立方结构的 金属通常具有较好的塑性和韧性。
3
β处理
将钛合金加热至β相变温度以上，保温一定时间 后快速冷却，以获得β组织。
05
热处理设备与维护
常见热处理设备介绍
箱式炉
用于金属材料的退火、正火、淬火等热处理工艺 ，具有加热均匀、控温精确的特点。
盐浴炉
利用熔融盐作为加热介质，适用于高速钢、模具 钢等难熔金属的淬火和回火处理。
《金属材料与热处理》说课PPT
有色金属材料的用途
铝及铝合金广泛应用于航空、建筑、包装等领域；铜及铜合金用于电力、电子、 建筑等领域；其他有色金属材料也各自在工业、科技、生活中发挥重要作用。
其他金属材料的分类与用途
其他金属材料的分类
除了钢铁和有色金属外，还有一些稀 有金属和贵金属，如金、银、铂等。
培养学生的创新思维和解决问 题的能力。
课程内容
金属材料的性能特点
包括力学性能、物理性能和化学性能等。
金属材料的应用
介绍不同金属材料在工业、建筑、交通等领 域的应用。
金属材料的分类
如钢铁、有色金属、贵金属等。
金属热处理原理及技术
包括加热、冷却、保温等工艺过程及对金属 材料性能的影响。
02
金属材料的性质
生物医用金属材料
具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，在医疗器械、 人工关节等领域有广泛应用。
热处理工艺的改进与创新
真空热处理
01
可有效防止金属材料的氧化和脱碳，提高热处理质量，降低能
耗。
激光热处理
02
具有高能量密度和快速加热冷却的特点，可实现金属材料的快
速熔凝和表面强化。
化学热处理
03
通过化学反应改变金属材料的表面成分和组织结构，提高其耐
04
金属材料的分类与用途
钢铁材料的分类与用途
钢铁材料的分类
钢铁材料主要分为生铁、铸铁和 钢三大类，其中钢又可以根据碳 含量和其他合金元素进一步细分 。
钢铁材料的用途
钢铁材料广泛应用于建筑、机械 、交通、能源等各个领域，是现 代工业和基础设施建设的支柱材 料。
有色金属材料的分类与用途
金属材料与热处理培训讲稿
金属材料与热处理职工培训讲稿暖阳编写第一讲金属的机械性能第二讲碳素钢第三讲合金钢第四讲铸铁第五讲常用有色金属第六讲钢的热处理烟台机械工程高级技工学校2012.01第一讲金属的机械性能物质都是由元素组成的。
自然界的元素大体可分为金属元素和非金属元素两大类。
一般来说，金属是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。
如铁、钢、铝、铜等。
如:铁(Fe)、铝(Al)、铜(Cu)、锌（Zn）等；不具有延展性、不易导电、导热的元素称为非金属元素，如:碳（C）、硫(S)、硼(P)、氢(H) 、氧(O)等。
所谓金属是指凡是由一种金属元素组成的物质（纯金属），或者由一种金属元素和另外一种或几种元素熔合而成的具有金属特性的新物质（合金），我们把他们统称为金属。
在工业生产中，我们用大量的金属材料制成各种机械零件和工程构件。
但是，为了改进生产工艺，提高产品质量，还必须正确选用金属材料，充分发挥金属材料的作用。
因此我们首先必须了解金属的机械性能。
金属的机械性能是指金属在受到拉伸，压缩，弯曲，冲击等外力作用时，所表现出来的抵抗变形或破坏的能力。
常用的金属机械性能一般包括强度，硬度，塑性，韧性及抗疲劳性等。
一强度金属在外力作用下，所表现出来的抵抗变形或破坏的能力叫强度。
金属抵抗外力的能力越大强度越高。
金属强度的大小可用它的强度极限来衡量。
单位是兆帕（Mpa）。
1 抗拉强度(R m )当所受外力是拉力时，材料所表现出来的抵抗变形或破坏的最大能力叫抗拉强度。
金属材料的抗拉强度，是通过对材料做拉伸试验而得到的。
它是把材料做成标准试样，放在拉伸试验机上进行拉伸试验。
随着载荷不断增加，试样将会产生弹性变形（在载荷作用下试样产生变形，当去掉载荷后试样仍可恢复原状）、塑性变形（试样在载荷作用下开始屈服，产生永久性变形）、直至断裂。
得到：拉伸曲线如图1-1所示。
图1-1低碳钢拉伸曲线在试样断裂时材料内部所产生的最大应力值，我们就称 他为抗拉强度极限，以R m 表示。
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1.4 硬度
布氏硬度HB
将直径为D的钢球或硬质合金球，在一 定载荷P的作用下压入试样表面，保持
一定时间后卸除载荷，所施加的载荷与
一致的晶体。
多晶体： 晶粒：实际使用的金属材料是 由许多彼此方位不同、外形不 规则的小晶体组成，这些小晶
晶 粒 示 意 图 纯铁组织
体称为晶粒。
2.1金属的晶体结构
晶界：晶粒之间的交界面。
晶粒越细小，晶界面积越大。 多晶体：由多晶粒组成的晶体结构。
光学金相显示的纯铁晶界
多晶体示意图
容器用的钢冲击韧性ak在使用温度下不低于35J／cm2
1.5 冲击韧度
GB/T 229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》 夏比冲击试验的 缺口形式有U型 和V型两种。 V型缺口根部半 径小，对冲击更 敏感。承压类特 种设备材料的冲 击试验规定试样 必须用V形缺口。
材料力学基本知识
金属学与热处理基本知识
维氏硬度HV
将顶部两相对面具有规定角度（136） 的正四棱锥体金刚石压头在载荷P的作
用下压入试样表面，保持一定时间后
卸除载荷，所施加的载荷与压痕表面 积的比值即为维氏硬度。维氏硬度可 通过测量压痕对角线长度d查表得到。 维氏硬度保留了布氏硬度和洛氏硬度
的优点。
1.4 硬度
采用较低的试验力可使维氏试验 的压痕非常小，这样就可测出很 小区域甚至是金相中不同相的硬 度。焊接性能试验中的最高硬度 试验，就是用维氏硬度来测量焊 缝、熔合线和热影响区的硬度。
金属材料与热处理培训
材料力学基本知识
应力与应变 强度 塑性
硬度
冲击韧度
金属学与热处理基本知识 承压类特种设备常用材料
1材料力学基础知识
1.1概述 承压类特种设备对材料要 求很高，如高强度、高韧 性、优良的耐腐蚀性能及 工艺性能等。 对材料的较高要求是推动 特种设备用材不断发展的 基本动力。 在承压类特种设备制造业 中，金属材料具有其他材 料无法替代的地位和作用。
2.1金属的晶体结构
3、晶体缺陷
晶格的不完整部位称晶体缺 陷。 实际金属中存在着大量的晶 体缺陷，常见有空位、间隙 原子、臵代原子和位错。
2.1金属的晶体结构
点缺陷 ：空间三维尺寸都很小的缺陷，在原子尺寸大小
的缺陷。主要有空位、间隙原子、置换原子三种。
a. 空位：晶格中某些缺排原子的空结点。
Q235拉伸试样,符合国标(GB/T228-2002)
1.2 强度
屈服强度s：材料发生
微量塑性变形时的应力 值。
条件屈服强度0.2：材
料塑性伸长0.2%时的应力 值。 抗拉强度b ：材料断裂 前所承受的最大应力值。
塑性是指材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形 的能力。 常用塑性指标为断后伸长率和断面收缩率。
年产1000万吨炼油厂
1材料力学基础知识
TITANIC:沉没与船体材料的质量直接有关
总重量为46,328吨 泰坦尼克号于1912年4月15日被冰川撞沉。其遗骸于 1985年9月1日被发现。船只已经首尾分离，裂成了两半。船头仍然保持相 对完整，而船尾则位于2000英尺之外，已经严重受损变形。
1材料力学基础知识
C。
1.4 硬度
HRA用于测量高硬度材料, 如硬
质合金、表淬层和渗碳层。
钢球压头与 金刚石压头
HRB用于测量低硬度材料, 如有 色金属和退火、正火钢等。
HRC用于测量中等硬度材料，如
调质钢、淬火钢等。
洛氏硬度的优点：操作简便，压 痕小，适用范围广。
缺点：测量结果分散度大。
洛氏硬度压痕
1.4 硬度
1.4 硬度
里氏硬度计体积小，重 量轻，操作简便，在任何 方向上均可测试，所以特 别适合现场使用。 里氏硬度可及时换算成 布氏、洛氏、维氏等各种 硬度。目前里氏硬度计装 有钢和铸钢，合金工具钢， 灰铸铁，球墨铸铁，铸铝 合金，铜锌合金，铜锡合 金，纯铜，不锈铜等9种材 料的换算表。
1.5 冲击韧度
1.2 强度
线弹性变形阶段（OA） （塑性）屈服阶段（BC） 强化阶段（CD） （局部）颈缩阶段（DE） 其中OA’部分为一斜直线， 应力与应变呈比例关系，A’点 所对应的应力为保持这种比例 关系的最大应力，称为比例极 限。由于大多数材料的A点和A’ 点几乎重合在一起，一般不作 区分。
压痕表面积的比值即为布氏硬度。布氏 硬度值可通过测量压痕平均直径d查表
得到。
1.4 硬度
压头为淬火钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布
氏硬度值在450以下的材料。 压头为硬质合金球时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度 在650以下的材料。 布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。 缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及 比压头还硬的材料。 适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。
σ e σs σ b
ε
1.2 强度
强度:是指材料抵抗永久变形或断裂的能力。 常用的强度指标有屈服强度σs或σ0.2和抗拉强度b 。 另外，材料的屈强比(σs／σb)也是反映材料承载能力的一个 指标，不同材料具有不同的屈强比，即使是同一种材料，其 屈强比也随着材料热处理情况及工作温度的不同而有所变化。 采用拉伸试验测定其大小，即将一定尺寸试样夹装在实验机 上，通过逐渐施加拉力，直至把试样拉断而得到应力与变形 间的关系曲线。大体分为四个阶段。
在第二次世界大战期间，美国制造的4694艘船 只中，发现在970艘船上有1442处裂纹。其中24艘 甲板全部横断，一艘船底发生完全断裂，八艘从中 腰断为两半，其中四艘沉没。
Titanic 近代船用钢板
1材料力学基础知识
2007年8月2日，美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥坍塌
1材料力学基础知识
晶体是指原子呈规则排列的固体。常态下金属主要以晶
体形式存在。晶体具有各向异性。
非晶体是指原子呈无序排列的固体。在一定条件下晶体 和非晶体可互相转化。
根本区别：晶体中原子（或分子）在三维空间有规律地 周期性重复排列，而非晶体不具备这一特点。
2.1金属的晶体结构
2.1.2金属材料的晶体结构
1、纯金属的晶体结构 金属原子是通过正离子与自由电子的相互作用而结合的，
2.1金属的晶体结构
⑵ 面心立方晶格 常见金属： -Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等
2.1金属的晶体结构
2.1金属的晶体结构
⑶ 密排六方晶格 常见金属： Mg、Zn、 Be、Cd等
2.1金属的晶体结构
2.1金属的晶体结构
2、实际金属的晶体结构
⑴ 单晶体与多晶体 单晶体：其内部晶格方位完全
称为金属键。
金属原子趋向于紧密排列。
具有良好的导热性、导电性、延展性及金属光泽。 常见纯金属的晶格类型有体心立方(bcc)、面心立方(fcc) 和密排六方(hcp)晶格。
2.1金属的晶体结构
⑴ 体心立方晶格 常见金属：-Fe、 -Fe、 Cr、W、Mo、V样被拉断后，标距部分的残余伸长与原始标距之比的 百分率称为断后伸长率。
l1 l0 100% l0
1.3 塑性
试样断裂后，断口处横截面积的减少值与原始横截面积 的比值称为断面收缩率。
F0 F1 100% F0
1.3 塑性
用塑性好的材料制造承压类
特种设备，可以缓和局部应 力的不良影响，有利于压力 加工，不易产生脆性断裂， 对缺口、伤痕不敏感，并且
工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、
锻压、焊接、热处理和切削性能等。
1材料力学基础知识
力学性能：材料在一定温度条件和外力作用下 ，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能 。承压类特种设备材料的常规力学性能指标主 要包括强度、硬度、塑性和韧性等。
1.1 应力与应变
材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。
拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
在发生爆炸时不易产生碎片。
作为化工容器用的钢，要求 伸长率δ不低于10％。
1.4 硬度
硬度是指材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。 硬度与强度有一定关系。一般情况下，硬度较高的材料 其强度也较高，所以可以通过测试硬度来估算材料强度。 此外，硬度较好的材料，耐磨性较好。 工程上常用的硬度测试方法有：布氏硬度HB、洛氏硬度 HR、维氏硬度HV、里氏硬度HL
冲击韧度是指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗能
量大小的特征。
韧性常用冲击功Ak和冲击韧度ak表示。
ak= Ak/SN (SN：断口处截面积)
Ak值或ak值除反映材料的抗冲击性能外，还对材料的一 些缺陷很敏感，能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和 显微组织方面的微小变化。而且Ak对材料的脆性转化情 况十分敏感，低温冲击试验能检验钢的冷脆性。
2.1金属的晶体结构
刃位错
螺位错
2.1.3金属的结晶 纯金属的结晶 一、结晶的一般过程 1、结晶的基本过程
2.1.3 金属的结晶
结晶由晶核的形成和晶核的长 大两个基本过程组成. 液态金属中存在着原子排列规 则的小原子团，它们时聚时散， 称为晶坯。在T0以下, 经一段 时间后(即孕育期), 一些大 尺寸的晶坯将会长大，称为晶 核。
外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。 外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。
1.1 应力与应变
应力σ ：单位面积上试样承受的载荷。这里用试样承受的载荷 除以试样的原始横截面积S0表示: F σ = —— S0 应变ε ：单位长度的伸长量。这里用试样的伸长量除以试样的 原始标距表示: σ Δl ε = —— l0 应力－应变曲线（ σ - ε 曲线）: 形状和拉伸曲线相同，单位不同