哈工大金属学与热处理上课课件 (12) 共35页
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哈工大,金属学与热处理课件,绪论
2
绪 论
（一）材料的定义及分类
• 按应用领域，材料可以分为：电子材料，航空航 天材料，核材料，建筑材料，能源材料，生物材 料等。 • 按使用用途，材料可以分为：结构材料和功能材 料。 • 按先进性，材料可以分为：传统材料和新材料 （先进材料）。
3
绪 论
（二）材料的发展与人类的进步
材料的发展是人类进步程度的重要标志， 是人类社会发展的里程碑。 • 一百万年以前，人类开始进入旧石器时代，可以 用石头作工具。 • 一万年以前，人类开始进入新石器时代，将石头 加工成器皿和工具，在8000年前，开始人工烧成 陶器，用于器皿和装饰品。
22
绪 论
（六）金属学及热处理的发展概况
近代的理论科学阶段 近几十年来，以马氏体相变为核心的固态相变 理论得到了迅速发展，固态相变理论日臻成熟。成 熟的热处理工艺已经广泛应用于工业领域，并且随 着金属物理的发展和其它新技术的移植应用，各种 先进的热处理技术不断出现并得到应用。
23
绪 论
（七）本课程的任务及在科研生产中的地位
绪 论
（四）材料科学与技术发展的重点
• 开发先进材料---材料制备新技术的开发；新材料 的设计与制备。 • 改进现有材料---传统材料的改性；先进复合材料 的研制。 • 材料的应用---材料的应用要考虑的主要因素有： 材料的使用性能；材料的使用寿命及可靠性；材 料制备、加工与使用期间与环境的适应性；价 格。
9
绪 论
（三）材料科学与工程的内涵
材料科学与工程就是研究有关材料的组成、结构、 制备与加工工艺、材料性能与使用效能以及他们之 间的关系.
性质 效能 成分 受环境影响 （气氛、温度、受力） 组织结构
合成/制备
性质
第二章 金属材料与热处理基础12节PPT课件
第二章 金属材料及热处理基础
（课3）
学习目的： 通过本章的学习具备所必需的汽车所使用的金属
材料基本知识。 学习要求：
掌握钢的热处理的基本知识及常用的热处理方法、 工艺特点和应用范围。
掌握常用的机械工程材料类型、牌号、力学性能 及用途。初步具有选择工程材料的能力。
1
整体概述
概况一
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4
第二章 金属的晶体结构与结晶
3、认识金属的不同结构组织的各方面性
能是不一样的，实际应用中，影响金属的各种
使用性能。了解金属的晶体结构及结晶，我们
才能够掌握金属材料性能的变化规律。
一、金属晶体结构的基本知识
1、金属是晶体
固态物质里根据其原子的排列形式分为两
类：晶体和非晶体。
晶体：特点是其原子或离子在三维空间呈
13
第二章 金属的晶体结构与结晶
关于晶面与晶向（P14详细介绍）： 晶面：晶面是在晶格中由一系列原子组 成的平面，而晶面则又是由一行行的原子组 成。 晶向：是指晶格中各原子的位向。
三种重要的 Nhomakorabea晶
14
第二章 金属的晶体结构与结晶
二、合金的基本概念（P17）
合金是由一种金属元素同一种或者几种其 它元素组成的具有金属特征的物质。
晶 胞
9
第二章 金属的晶体结构与结晶
3、金属中常见的晶格类型
金属的晶格类型很多，最常见的也是最典型
的晶格类型有三种：
⑴ 体心立方晶格
特征：是一个立
方体。在晶胞的8个
结点上各有一个原
子，在晶胞中心也 有一个原子。
体心立方晶格
10
第二章 金属的晶体结构与结晶
（课3）
学习目的： 通过本章的学习具备所必需的汽车所使用的金属
材料基本知识。 学习要求：
掌握钢的热处理的基本知识及常用的热处理方法、 工艺特点和应用范围。
掌握常用的机械工程材料类型、牌号、力学性能 及用途。初步具有选择工程材料的能力。
1
整体概述
概况一
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4
第二章 金属的晶体结构与结晶
3、认识金属的不同结构组织的各方面性
能是不一样的，实际应用中，影响金属的各种
使用性能。了解金属的晶体结构及结晶，我们
才能够掌握金属材料性能的变化规律。
一、金属晶体结构的基本知识
1、金属是晶体
固态物质里根据其原子的排列形式分为两
类：晶体和非晶体。
晶体：特点是其原子或离子在三维空间呈
13
第二章 金属的晶体结构与结晶
关于晶面与晶向（P14详细介绍）： 晶面：晶面是在晶格中由一系列原子组 成的平面，而晶面则又是由一行行的原子组 成。 晶向：是指晶格中各原子的位向。
三种重要的 Nhomakorabea晶
14
第二章 金属的晶体结构与结晶
二、合金的基本概念（P17）
合金是由一种金属元素同一种或者几种其 它元素组成的具有金属特征的物质。
晶 胞
9
第二章 金属的晶体结构与结晶
3、金属中常见的晶格类型
金属的晶格类型很多，最常见的也是最典型
的晶格类型有三种：
⑴ 体心立方晶格
特征：是一个立
方体。在晶胞的8个
结点上各有一个原
子，在晶胞中心也 有一个原子。
体心立方晶格
10
第二章 金属的晶体结构与结晶
哈工大崔忠圻老师金属学与热处理课件金属的塑性变形ppt
04 试验标准
GB/T228.1-2010、ASTM E8/E8M-13等。
压缩试验
定义
压缩试验是测定材料在静压力作 用下变形与破坏的力学性能试验 。它可以模拟材料在承受静载荷 时的变形和破坏行为，评估材料 的抗压强度和塑性。
目的
压缩试验可以用来评估材料的抗 压强度、屈服点和塑性等力学性 能，为工程结构的设计和使用提 供依据。
03
金属的塑性变形应用
塑性变形在工业中的应用
1 2 3
生产制造
通过塑性变形工艺，可以生产出各种形状的零 部件和产品，如锻件、冲压件、挤压件等。
设备安装
利用塑性变形的原理，可以通过冷装、热装等 方法，将大型设备安装到预定位置，提高设备 的稳定性和可靠性。
维修维护
在一些设备的维修和维护中，也常常需要应用 塑性变形的原理，如矫正、校直等。
孪晶
在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面和晶向产生平移 ，并形成与主晶面平行的新晶面。这种变形机制主要受到晶体结构和相变的影响 。
晶界与界面
晶界
晶体之间的边界，是晶体结构中的缺陷之一。在塑性变形过 程中，晶界可以成为位错滑移的障碍，从而影响材料的塑性 变形行为。
界面
不同相之间的接触面，如金属与非金属之间的界面。界面可 以影响材料的强度、硬度等力学性能，并对塑性变形产生影 响。
01
在结构材料的加工过程中，常常需要应用塑性变形的原理，如
钢材的轧制、拉拔等。
结构材料的性能改善
02
通过塑性变形，可以改善结构材料的性能，如提高材料的强度
、硬度、韧性等。
结构材料的应用
03
在建筑、航空航天、汽车等领域中，也常常需要应用塑性变形
金属学与热处理课件PPT课件
.
r0 rc
25
D G =3 4r3D G v+4r2s
r
=
rc
时，将
rc
= 2s
DGv
= 2sTm
DHf DT
代入DＧ表达式，
得DＧ的极大值为：
DGc
=34rc3
DGv +4rc2
s=1[4( 2s )2s]
3 DGv
=13[4rc2s]=136DH s3T2f m .2
1 DT2
>0
26
DGc
C. 形核功
右图中，当rc<r <r0时， r↑，DG，但DG＞ ０。说明体系自由能 仍大于零，即晶核表 面能大于体积自由能， 形核阻力大于驱动力。
.
r0 rc
24
部需的自成在 分要部由的这 为对分能表个 形形，的面半 核核需下能径 功作要降不范 。功另来能围
，外补完内 故供偿全， 称给，由晶 不，不体核 足即足积形
能差DGv为：
DGv= -DHf -TDS= -DHf+TDHf /Tm= -DHf DT/Tm
可见：T＝Tm时，过冷度DT = 0， DGv= 0, 没有结晶驱动力， 不能凝固。
因此实际结晶温度必须低于理论结晶温度，这样才能满足结 晶的热力学条件。这就说明了.为什么必须过冷的根本原因1。0Biblioteka 2.2、金属结晶的结构条件
核易于进行。
.
27
形核功从何而来？
液态金属中不仅存在结构起伏，而且存在能量 起伏，也即液态金属不同区域内的自由能也并 不相同，因此形核功可通过体系的能量起伏来 提供。
当体系中某一区域的高能原子附着在临界晶核上， 将释放一部分能量，一个稳定的晶核即可形成。
r0 rc
25
D G =3 4r3D G v+4r2s
r
=
rc
时，将
rc
= 2s
DGv
= 2sTm
DHf DT
代入DＧ表达式，
得DＧ的极大值为：
DGc
=34rc3
DGv +4rc2
s=1[4( 2s )2s]
3 DGv
=13[4rc2s]=136DH s3T2f m .2
1 DT2
>0
26
DGc
C. 形核功
右图中，当rc<r <r0时， r↑，DG，但DG＞ ０。说明体系自由能 仍大于零，即晶核表 面能大于体积自由能， 形核阻力大于驱动力。
.
r0 rc
24
部需的自成在 分要部由的这 为对分能表个 形形，的面半 核核需下能径 功作要降不范 。功另来能围
，外补完内 故供偿全， 称给，由晶 不，不体核 足即足积形
能差DGv为：
DGv= -DHf -TDS= -DHf+TDHf /Tm= -DHf DT/Tm
可见：T＝Tm时，过冷度DT = 0， DGv= 0, 没有结晶驱动力， 不能凝固。
因此实际结晶温度必须低于理论结晶温度，这样才能满足结 晶的热力学条件。这就说明了.为什么必须过冷的根本原因1。0Biblioteka 2.2、金属结晶的结构条件
核易于进行。
.
27
形核功从何而来？
液态金属中不仅存在结构起伏，而且存在能量 起伏，也即液态金属不同区域内的自由能也并 不相同，因此形核功可通过体系的能量起伏来 提供。
当体系中某一区域的高能原子附着在临界晶核上， 将释放一部分能量，一个稳定的晶核即可形成。
《金属学及热处理》课件
降低汽车零部件的制造成本， 提高生产效率
提高汽车零部件的耐磨性、 耐腐蚀性和疲劳强度
提高汽车零部件的尺寸精度 和形状精度，保证其装配精
度和性能稳定性
热处理在航空航天工业的应用
提高材料强度和韧性
改善加工性能和焊接性能
改善疲劳性能和耐磨性
提高零件的尺寸稳定性和可靠性
提高耐腐蚀性和抗氧化性
延长零件的使用寿命和维护周期
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金属学及热处理PPT课 件
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 金属学基础
金属的热处理原理 金属的热处理工艺 金属热处理的应用 金属热处理的未来发展
01
添加目录项标题
02
金属学基础
金属材料的分类
按照化学成分分类：铁、铜、铝、锌等 按照组织结构分类：单相、多相、复合等 按照性能分类：高强度、高韧性、耐腐蚀等 按照用途分类：建筑、汽车、航空、电子等
热处理工艺：包括加热速度、保温时间、冷却速度等
热处理效果：影响金属的力学性能、物理性能和化学性能
热处理的分类
退火：将金属加热到一定温度，保温一定时间 后冷却，以消除内应力，降低硬度，提高塑性 和韧性
正火：将金属加热到一定温度，保温一定时间后 冷却，以细化晶粒，提高硬度和强度
淬火：将金属加热到一定温度，保温一定时间后 快速冷却，以获得高硬度和高耐磨性
热处理与环境保护的结合
绿色热处理技术：采用环保材料和工艺，减少污染排放 节能减排：优化热处理工艺，降低能耗，减少碳排放 循环利用：回收利用废热、废气、废液等，实现资源循环利用 环保法规：遵守环保法规，确保热处理过程符合环保要求
热处理在智能制造领域的应用前景
哈工大崔忠圻老师金属学与热处理课件金属的塑性变形ppt
金属的塑性变形
xx年xx月xx日
目录
• 金属的晶体结构 • 金属的塑性变形机制 • 金属的屈服与断裂 • 金属的强化机制 • 金属的热处理 • 金属的加工硬化 • 金属的循环硬化与软化
01
金属的晶体结构
金属的晶体结构
金属键
自由电子的海洋，无方向性和饱和性
金属原子半径
影响金属键强弱的因素
金属晶体结构
金属材料在塑性变形过程中，结构发生变化，产生新相或产生孪晶结构，导致强度和硬度 提高。
加工硬化的利弊及控制方法
01
加工硬化的优点
可以提高金属材料的强度和硬度，改善材料的综合性能，如耐腐蚀性
、高温性能、表面硬度等。
02
加工硬化的缺点
可能会导致材料的延展性和韧性降低，增加材料脆性，降低材料成形
性和后续加工性能。
热处理对金属性能的影响
热处理可以显著提高金属材料的硬度、强度、耐磨性、疲劳强度等力学性能。同 时，也能改善金属材料的磁性、导电性和耐腐蚀性等物理和化学性能。
06
金属的加工硬化
加工硬化的概念
加工硬化是指金属材料在塑性变形过程中，随着变形量的增 加，材料的强度和硬度逐渐提高，而塑性和韧性逐渐降低的 现象。
循环硬化主要源于位错增殖、加工硬化、动态应变时效等 机制。
循环软化的概念及原因
循环软化（Cyclic Softening）是指在循环 加载过程中，金属材料的塑性变形抗力降低 的现象。
循环软化主要源于动态恢复、动态再结晶、 裂纹扩展等机制。
高周疲劳与低周疲劳下的循环硬化与软化行为
高周疲劳（High-Cycle Fatigue）是指加载频率 较高、应力水平较低的疲劳行为，循环硬化和软 化现象不明显。
xx年xx月xx日
目录
• 金属的晶体结构 • 金属的塑性变形机制 • 金属的屈服与断裂 • 金属的强化机制 • 金属的热处理 • 金属的加工硬化 • 金属的循环硬化与软化
01
金属的晶体结构
金属的晶体结构
金属键
自由电子的海洋，无方向性和饱和性
金属原子半径
影响金属键强弱的因素
金属晶体结构
金属材料在塑性变形过程中，结构发生变化，产生新相或产生孪晶结构，导致强度和硬度 提高。
加工硬化的利弊及控制方法
01
加工硬化的优点
可以提高金属材料的强度和硬度，改善材料的综合性能，如耐腐蚀性
、高温性能、表面硬度等。
02
加工硬化的缺点
可能会导致材料的延展性和韧性降低，增加材料脆性，降低材料成形
性和后续加工性能。
热处理对金属性能的影响
热处理可以显著提高金属材料的硬度、强度、耐磨性、疲劳强度等力学性能。同 时，也能改善金属材料的磁性、导电性和耐腐蚀性等物理和化学性能。
06
金属的加工硬化
加工硬化的概念
加工硬化是指金属材料在塑性变形过程中，随着变形量的增 加，材料的强度和硬度逐渐提高，而塑性和韧性逐渐降低的 现象。
循环硬化主要源于位错增殖、加工硬化、动态应变时效等 机制。
循环软化的概念及原因
循环软化（Cyclic Softening）是指在循环 加载过程中，金属材料的塑性变形抗力降低 的现象。
循环软化主要源于动态恢复、动态再结晶、 裂纹扩展等机制。
高周疲劳与低周疲劳下的循环硬化与软化行为
高周疲劳（High-Cycle Fatigue）是指加载频率 较高、应力水平较低的疲劳行为，循环硬化和软 化现象不明显。
金属学与热处理教学PPT课件(带内容)
03
含银量
WAg =42.4%~66.3%
的Pt-Ag合金
汇 报 人 ： XXX
L
L1
L2
t2
L3
t3
α3
t1
L+α
α1
α2
α
1100
1050
Cu
30
Ni
01
由图当合金自高温缓慢冷至t1温度时，开始从
液相中结晶出α固溶体，根据平衡相成分的确
定 方 法 ， 可 知 液 相 成 分 为t1L1, 固 相 成 分 为 α1, 此
时的相平衡关系是L1
α1 运用杠杆定律
，可以求出α1的含量为零，说明在温度t1时，
当合金1自液态缓慢冷却到与液相线相交的1点时，开
始从液相中结晶出a相。在继续冷却的过程中，a相的
数量不断增多，液相的数量不断减少，a相和液相的
成分分别沿固相线AP和液相线AC变化。当温度降低
到tD(1186℃) 时，合金中a相的成分达到P点，液相
的成分达到C点，在温度tD时，液相L和固相a发生包
晶转变:Lc +ap
汇 报 人 ： XXX
匀晶相图的定义及特征 共晶相图的定义及特征 包晶相图的定义及特征
两组元不但在液态无限互溶，而且在固态也 无限互溶的二元合金系所形成的相图，称为 匀晶相图。
匀晶转变
结晶时从液相结晶出单相的固溶体
以铜镍合金为例，上面是液相线， 液固两相并存区L+α
结晶刚刚开始，实际固相尚未形成
02
wNi（%）
当温度缓冷至t2温度时，便有一定数量的α固溶体结晶出来，此时的固相成分为α2，液相成分为L2，合金的相平衡
关系是: L2 t1 α2 为了达到这种平衡，除了在t2温度直接从液相中结晶出的 α2外，原有的α;相也必须改变为与
金属学与热处理PPT课件
❖ （一）金属材料的物理性能是指金属材料在重力、温度、电 磁等物理作用下表现出的性能。包括：密度、熔点、导电性、 导热性、热膨胀性、导磁性等。
❖ 1、密度：是物体的质量与其体积的比值。 ❖ 2、熔点、是指金属材料从固态转变为液态的转变温度。 ❖ 3、导电性：是指金属传导电流的能力。 ❖ 4、导热性：是指金属传导热量的能力。 ❖ 5、热膨
k
Ak So
15
*五、金属疲劳概念
由于所承受的载荷为交变载荷，零件承受的应力虽 低于材料的屈服强度，但经过长时间的工作后，仍会产 生裂纹或突然发生断裂。金属这样的断裂现象称为疲劳 断裂。金属材料抵抗交变载荷作用而不产生破坏的能力 称为疲劳强度。疲劳极限用符号R－1表示。
16
二、金属材料的物理和化学性能
一种与外力相对抗的力，称为内力。 3．应力 应力——假设作用在零件横截面上的内力大小均匀分布，单位横截面积上的内力。
δδδ
7
（2）、强度指标
（1）屈服极限——当材料产生屈服现象时的应力，它表示在材料产生明显 塑性变形时的最低应力。
（2）抗拉强度（强度极限）——是试样在拉断前所承受的最大应力。
抗拉强度越大，表示材料抵抗断裂的能力越大，即强度越高，它是设计、
13
四、冲击韧性
冲击韧性——金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能 力。材料的冲击韧性用一次摆锤冲击弯曲试验来测定。
断裂韧性——当外力应力或裂纹尺寸增加到一定值时， 裂纹突然快速扩展，最终使材料脆断，这个应力强度因子的 临界值，称为断裂韧性。
14
冲击试样
冲击实验
试样从一定高度被击断后，缺口处单位横 截面面积上吸收的功，即表示冲击韧度值。
能的要求。它包括铸造性能、锻造性能、切削加工性能和焊接性能、热处
❖ 1、密度：是物体的质量与其体积的比值。 ❖ 2、熔点、是指金属材料从固态转变为液态的转变温度。 ❖ 3、导电性：是指金属传导电流的能力。 ❖ 4、导热性：是指金属传导热量的能力。 ❖ 5、热膨
k
Ak So
15
*五、金属疲劳概念
由于所承受的载荷为交变载荷，零件承受的应力虽 低于材料的屈服强度，但经过长时间的工作后，仍会产 生裂纹或突然发生断裂。金属这样的断裂现象称为疲劳 断裂。金属材料抵抗交变载荷作用而不产生破坏的能力 称为疲劳强度。疲劳极限用符号R－1表示。
16
二、金属材料的物理和化学性能
一种与外力相对抗的力，称为内力。 3．应力 应力——假设作用在零件横截面上的内力大小均匀分布，单位横截面积上的内力。
δδδ
7
（2）、强度指标
（1）屈服极限——当材料产生屈服现象时的应力，它表示在材料产生明显 塑性变形时的最低应力。
（2）抗拉强度（强度极限）——是试样在拉断前所承受的最大应力。
抗拉强度越大，表示材料抵抗断裂的能力越大，即强度越高，它是设计、
13
四、冲击韧性
冲击韧性——金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能 力。材料的冲击韧性用一次摆锤冲击弯曲试验来测定。
断裂韧性——当外力应力或裂纹尺寸增加到一定值时， 裂纹突然快速扩展，最终使材料脆断，这个应力强度因子的 临界值，称为断裂韧性。
14
冲击试样
冲击实验
试样从一定高度被击断后，缺口处单位横 截面面积上吸收的功，即表示冲击韧度值。
能的要求。它包括铸造性能、锻造性能、切削加工性能和焊接性能、热处
哈工大金属学与热处理课件钢的热处理原理与热处理工艺
珠光体转变：
是过冷奥氏体在临界温度A1以下较高的温度范 围内进行的转变（共析钢在A1～550℃之间）， 又称高温转变。是典型的扩散型相变。
奥氏体γ
A1以下
珠光体P（ α+ Fe3C）
体心立方 （bcc） 0.0218%C
面心立方 （fcc） 0.77% C
复杂斜方 6.69%C
§7.4 珠光体转变
相互平行排列的板条
针状或竹叶状 凸透镜状 孪晶 高碳钢 硬而脆
扁条状 高密度的位错 低/中碳钢 强韧性
§7.5马氏体转变
热力学
转变特点
晶体学 动力学
§7.6贝氏体转变
§7.6贝氏体转变
贝氏体
贝氏体转变的主要特点：中温相变 上贝氏体 形成温度: 550 ~ 350℃ 下贝氏体 350℃ ~ Ms
性能: 取决于粒状渗碳体的大 小、形态和分布。具有较高的 强度，较好的切削加工性能（ 塑韧性好）及淬火工艺性能。 颗粒越细，强度越高；颗 粒越均匀，韧性越好。
在硬度相同的条件下， P 粒状 比 P片 拉伸性能好
获得：球化退火 、淬火+ 回火
§7.5马氏体转变
§7.5马氏体转变
§7.5马氏体转变
1）片状长大机制
领先相
片状珠光体刚形成时碳的浓度示意图
§7.4 珠光体转变
P粒状比P片拉伸性能比较
片状珠光体形成时成片形成机制示意图
§7.4 珠光体转变
珠光体转变的主要特点
(1)在A1温度以下的高温区进行的相变，对非合金钢 约在550~720℃； (2)是渗碳体和铁素体交替组成的片层状组织，为共 析转变； (3)在渗碳体和铁素体形核和长大的过程中，必须依 靠碳的扩散，是扩散型相变； (4)珠光体的形核率随转变温度的降低而增大，而原 子的扩散随温度的降低而困难，故珠光体转变的 温度—时间曲线呈C字形。
是过冷奥氏体在临界温度A1以下较高的温度范 围内进行的转变（共析钢在A1～550℃之间）， 又称高温转变。是典型的扩散型相变。
奥氏体γ
A1以下
珠光体P（ α+ Fe3C）
体心立方 （bcc） 0.0218%C
面心立方 （fcc） 0.77% C
复杂斜方 6.69%C
§7.4 珠光体转变
相互平行排列的板条
针状或竹叶状 凸透镜状 孪晶 高碳钢 硬而脆
扁条状 高密度的位错 低/中碳钢 强韧性
§7.5马氏体转变
热力学
转变特点
晶体学 动力学
§7.6贝氏体转变
§7.6贝氏体转变
贝氏体
贝氏体转变的主要特点：中温相变 上贝氏体 形成温度: 550 ~ 350℃ 下贝氏体 350℃ ~ Ms
性能: 取决于粒状渗碳体的大 小、形态和分布。具有较高的 强度，较好的切削加工性能（ 塑韧性好）及淬火工艺性能。 颗粒越细，强度越高；颗 粒越均匀，韧性越好。
在硬度相同的条件下， P 粒状 比 P片 拉伸性能好
获得：球化退火 、淬火+ 回火
§7.5马氏体转变
§7.5马氏体转变
§7.5马氏体转变
1）片状长大机制
领先相
片状珠光体刚形成时碳的浓度示意图
§7.4 珠光体转变
P粒状比P片拉伸性能比较
片状珠光体形成时成片形成机制示意图
§7.4 珠光体转变
珠光体转变的主要特点
(1)在A1温度以下的高温区进行的相变，对非合金钢 约在550~720℃； (2)是渗碳体和铁素体交替组成的片层状组织，为共 析转变； (3)在渗碳体和铁素体形核和长大的过程中，必须依 靠碳的扩散，是扩散型相变； (4)珠光体的形核率随转变温度的降低而增大，而原 子的扩散随温度的降低而困难，故珠光体转变的 温度—时间曲线呈C字形。
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使指材料的 用可加工性 。
性
性能
铸造
能
工 塑性加工
艺
焊接
性 热处理
能 粉末冶金
机械加工
液→固；流动性
使
用
性
性 能
能 工
铸造 塑性加工
液→固；流动性
锻、拉、挤、轧、弯 ； 延展性 ；变形抗力、变 形开裂倾向
艺
焊接
性 热处理
能 粉末冶金
机械加工
使
用
性
性 能
能 工
铸造 塑性加工
液→固；流动性
锻、拉、挤、轧、弯 ； 延展性 ；变形抗力、变 形开裂倾向
艺
焊接
可焊性
性 热处理
能 粉末冶金
机械加工
使
用
性
性 能
能 工
铸造 塑性加工
液→固；流动性
锻、拉、挤、轧、弯 ； 延展性 ；变形抗力、变 形开裂倾向
艺
焊接
可焊性
性 热处理
热诱发组织转变；
能 粉末冶金
经压制、烧结成固体
机械加工
切削加工
结构
构成材料的基本质点(离子、原 子或分子等)是如何结合与排列 的，它表明材料的构成方式。
组织
指借助于显微镜所观察到的材 料微观组成与形貌---通常称为 显微组织。
使 用 性 性能
力学性能 物理性能 化学性能
强度、硬度、塑性、 韧性、蠕变和疲劳
熔点、密度以及电、 磁、光和热
耐腐蚀和抗老化
能
工 艺 指在服役条件下，能 性 保证安全可靠工作所 能 必备的性能。
《金属学与热处理》
空间材料与环境工程实验室
任课教师：耿洪滨 教授 覃耀春 副教授 赵慧杰 副教授
绪论
材料的含义
广义的材料包 括人类思想意 识之外的所有
物质。
绪论
★ 是人类生产、生活的物质基础
材 料 的 ★人类社会文明程度的重要标志之一 重 要 性 ★当代社会经济的先导，是科技进步的关键
材料的结构、组织与性能含义
性能特点和用途
强调利用材料的力
材
学性能来满足工程
料
结构材料 结构上的需要
的
分
类
强调材料具有光、
功能材料 电、磁、热等特殊
的物理性能
材料中原子之间的键合特点
金属材料
材
料 的
陶瓷材料
金属是具有正的电 阻温度系数的物质, 通常具有良好的导
分
电性、导热性、延
类 高分子材料 展性、高的密度和
高的光泽
复合材料
谢谢！
材料中原子之间的键合特点
金属材料
材
金属和非金属元素间的
料 的
陶瓷材料
化合物。具有很高的强 度和硬度，较低的导电、 导热性，延性、成型性
分
及耐冲击性都很差。极
类
高分子材料
好的耐高温和耐腐蚀特 性,还有一些独特的光学、
电学。
复合材料
材料中原子之间的键合特点
金属材料
材
料 的
陶瓷材料
分 类 高分子材料
复合材料
组织结构
性能
热加工工艺
铸 造
锻 造
焊 接
热 处 理
组织结构
性能
热加工工艺
第一章
铸 造
锻 造
焊 接
热 处 理
组织结构
性能
第二热、加三工、工四艺、
五章
铸 造
锻 造
焊 接
热 处 理
组织结构
性能
热第加六工章工艺
铸 造
锻 造
焊 接
热 处 理
组织结第构七、八、九章 性能
热加工工艺
铸 造
锻 造
焊 接
非金属原子共有电子而 构成大分子材料称为高 分子材料。每个大分子 由许多结构相同的单元 相互连接而成，因此高 分子材料又称为聚合物。 它具有较高的强度、良 好的塑性、较强的耐腐 蚀性、绝缘性和低密度 等优良性能。
材料中原子之间的键合特点
金属材料
材
料 的
陶瓷材料
分 类 高分子材料
复合材料
复合材料是由两 种或两种以上材 料组成的，其性 能是它的组成材 料所不具备的。 复合材料可能具 有非同寻常的刚 度、强度、高温 性能和耐蚀性。
热 处 理
学习目的
掌握有关金属材料学科的基本概 念、基本原理和基本方法
为合理地选材和制订零件的热加 工工艺规程奠定坚实的基础。
熟悉常用术语和基本概念
学 牢固建立材料的性能决定于材料 习 的组织、结构这一概念 要 求 掌握金属材料主要热加工工艺原
理, 并能制定常规热处理工艺。
考 作业10％＋实验10％＋期中笔试 核 20％＋期末口试60 ％