金属材料学
金属材料学(全套)
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开发其他高性能钢： 利用各种新工艺新方法制造出韧性
和耐磨性都很好的新型工具钢。经济合金化是高速钢的 一个发展方向，工具材料的各种表面处理技术开发，在 新型工具材料的开发上具有重要的意义。
导 致产生微裂纹。
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4、第四阶段——微观理论的深入研究 微观理论的深入研究：
原子扩散及其本质的研究；钢TTT曲线测定； 贝氏体、马氏体转变理论形成了比较完整的理论。
位错理论建立：
电子显微镜的发明 →看到了钢中第二相沉淀析出，位 错 滑移，发现了不全位错、层错、位错墙、亚结构、 Cottrell 气团等现象 → 位错理论。
材料工程系
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一、课程特点和要求
课程特点：综合性 、应用性、经验性。 金属材料学核心课程是专业知识教学中最后一门课程
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课程要求：掌握合金化理论的基本知识，了解材料成分设计 的基本依据，熟悉生产中常用的材料及其热处理工艺、 组织、性能之间的关系，根据零件技术要求，能正确地 选择材料和制订工艺。
二、课程要点及思路
主线：材料成分-工艺-组织-性能-应用之间的有机关系 核心：合金化原理 “思想”：作用的辨证与矛盾的转化。
三、教学安排
教学：详略，有的内容自学； 实践：课堂讨论，小论文，综合性实验，思考题； 考试：考试+平时+课堂讨论与实验
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图 材料学主线示意图
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绪论
—— 金属材料的过去、现在和将来
新合金钢发明：
《金属材料学》课件
性。
合金化
通过改变金属的成分， 提高其耐蚀性。
缓蚀剂
添加缓蚀剂抑制金属腐 蚀的化学反应速度。
金属材料在特定环境下的耐腐蚀性
01
02
03
04
酸性环境
钢铁、不锈钢等对酸有一定的 耐蚀性，但不同金属差异较大
。
碱性环境
铝、镁等金属在碱性环境中容 易发生腐蚀。
海洋环境
04 金属材料的腐蚀与防护
CHAPTER
金属材料的腐蚀机理
电化学腐蚀
金属与电解质溶液接触，通过电极反应发生的腐 蚀。
化学腐蚀
金属与非电解质直接反应，生成金属氧化物的腐 蚀。
生物腐蚀
金属在有微生物的环境下发生的腐蚀。
金属材料的防腐蚀方法
涂层保护
在金属表面涂覆防腐蚀 涂层，隔离金属与腐蚀
介质。
电镀
金属材料的化学性能是指其在各种环 境中的稳定性，包括耐腐蚀性、抗氧 化性、耐候性等。
耐腐蚀性是指金属材料抵抗腐蚀的能 力，抗氧化性是指金属材料在高温下 抵抗氧化的能力，耐候性是指金属材 料在自然环境中抵抗光、热、水、大 气等因子的作用的能力。
金属材料的力学性能
金属材料的力学性能是指其在受力作用下的行为表现，包括强度、塑性、韧性、 硬度等。
详细描述
金属材料主要是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有 金属特性的工程材料，如铁、铝、铜等。根据成分和用途， 金属材料可以分为钢铁、有色金属、贵金属等类型。
金属材料的特性与用途
总结词
金属材料具有导电性、导热性、延展性等特性，广泛应用于建筑、机械、电子 等领域。
详细描述
金属材料具有良好的导电性、导热性和延展性，这些特性使得金属在建筑、机 械、电子等领域得到广泛应用。例如，钢铁用于制造桥梁和建筑结构，铜用于 电线和电缆，铝用于包装和航空航天领域。
金属材料领域学科方向
金属材料领域学科方向
金属材料是材料科学与工程领域中的重要分支，涉及到多个学
科方向。
首先，从材料科学的角度来看，金属材料的学科方向包括
金属的晶体结构与缺陷、金属的力学性能、金属的热处理与相变等。
在工程领域，金属材料的学科方向涉及到金属的加工工艺、金属的
焊接与连接技术、金属的腐蚀与防护等方面。
另外，金属材料的学科方向还与材料的性能表征密切相关，包
括金属材料的表面分析技术、金属材料的断裂与损伤机理分析等。
此外，金属材料的可持续性与环境影响也是一个重要的学科方向，
涉及到金属材料的回收利用、环境友好的金属材料生产技术等方面。
在金属材料的研究中，还涉及到跨学科的合作，比如材料与化学、材料与物理、材料与机械等学科的交叉研究。
这些学科方向的
综合研究有助于深入理解金属材料的特性与行为，推动金属材料领
域的科学与技术发展。
总的来说，金属材料的学科方向是一个综合性很强的领域，涉
及到材料科学、工程技术、环境保护等多个学科领域，需要跨学科
的合作与综合研究来推动金属材料领域的发展。
金属材料学
Edit by x.h.
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复习提纲
1、说出下列材料常用的强化方法：H70；45 钢；HT350；LY12；ZL102。 答：H70——冷变形强化（加工硬化） 45 钢——固溶强化（淬火） HT350——变质（孕育）处理 LY12——时效强化 ZL102——变质处理
或其它化合物相。 15、简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量等等临界点）的影响。 答：1、改变奥氏体的位置（Ni、Co、Mn 以及其它扩大γ相区的元素，均使共析点左移而 GS 线下沉；Cr、W、Mo、V、
Ti、Si 以及其它缩小γ相区的元素，均使三元系中的γ相区逐渐呈劈形）
金 2、改变共析温度（Ni、Mn 等扩大γ相区的元素，使共析点（S 点）左移，GS 下沉，使得 A1 和 A3 温度同时降低。 Cr、W、Mo、V、Ti、Si 以及其它缩小γ相区的元素，使γ相区呈劈形，且共析点（S 点）左移，使得 A1 和 A3 温度同时升高。） 3、改变共析体含量（所有合金元素均使共析点左移，说明在钢中 C％不到 0.77%时，钢就会变为过共析而析出二
性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。
9、简述合金元素在钢中的作用有哪些？
答：合金元素在钢中的作用是：强化铁素体、细化晶粒、提高淬透性、提高红硬性、增加残余奥氏体量。
10、用 45 号钢加工的二根轴，分别进行调质和正火热处理。问它们的相组织和力学性能如何？有哪些区别？
答：45 钢调质处理相组织：回火索氏体，45 钢正火处理相组织：索氏体+铁素体，调质处理的钢与正火处理的钢相比，
材 糙，甚至产生裂纹；
措施：控制 Mn、Fe 含量；铸锭进行高温均匀化退火；将加热温度由 390~440℃提高到 480~520℃；采用高温快速退 火。 ②Al‐Mg 防锈铝易出现：a、钠脆和 b、时效软化现象；
金属材料学
金属材料学1. 简介金属材料学是研究金属材料的性质、结构、制备和应用的学科。
金属材料具有良好的导电性、导热性和可塑性，广泛应用于制造业、建筑业、能源领域等众多行业。
金属材料学的研究内容包括金属材料的晶体结构、力学性能、热处理、腐蚀行为以及金属材料的应用和发展趋势等。
2. 金属材料的分类金属材料可以根据其成分和结构进行分类。
常见的金属材料分类包括： - 纯金属：由单一元素组成的金属材料，如铜、铁、铝等。
- 合金：由两种或更多种金属元素组成的金属材料，通过合金化可以改变金属材料的性能和特点，如钢、青铜、铝合金等。
- 亚共晶合金：由两种金属元素组成的合金，具有不同的熔点，通常表现为固溶体和共晶组织。
- 基体金属：组成合金中总量较大的金属元素，起到支撑和固定其他金属元素的作用。
- 异质金属：由两种或更多种具有不同性质的金属组成。
3. 金属材料的制备方法金属材料的制备方法种类繁多，常见的制备方法有以下几种： - 熔炼法：将金属原料加热至熔点以上，使其熔化后进行凝固。
- 混合熔炼法：将不同金属原料按一定比例混合后进行共熔。
- 电解法：通过电解过程，在电解质溶液中制备金属。
- 粉末冶金法：将金属粉末加以压制和烧结以获得所需形态和性能的材料。
- 涂层法：将一种或多种金属材料涂覆在基体上。
4. 金属材料的性能和测试金属材料的性能包括力学性能、物理性能和化学性能。
常用的测试方法有： -拉伸试验：用于测定金属材料的强度、塑性和韧性等力学性能。
- 硬度测试：用于测定金属材料的硬度，常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和巴氏硬度等。
- 压缩试验：用于测定材料的抗压性能，常常用于金属材料的强度测试。
- 磨损测试：用于测定金属材料的耐磨性能，常见的磨损测试方法有滚动磨损试验和滑动磨损试验等。
- 腐蚀测试：用于测定金属材料在不同环境条件下的耐蚀性能，常见的腐蚀测试方法有盐雾试验和电化学腐蚀测试等。
5. 金属材料的应用领域金属材料广泛应用于各个领域，包括： - 制造业：金属材料是制造业的基础材料，广泛应用于汽车制造、航空航天、机械制造等行业。
实用上金属材料课的心得(汇总17篇)
实用上金属材料课的心得（汇总17篇）（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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金属材料学课程教学探讨
金属材料学课程教学探讨一、课程背景介绍金属材料学是材料科学与工程专业的重要课程之一，其内容涵盖了金属材料的结构、性能、加工与应用等方面的知识。
在传统金属加工行业中，金属材料一直扮演着重要的角色，因此金属材料学课程的教学质量对于材料科学与工程专业的学生来说显得尤为重要。
二、课程教学内容金属材料学课程的内容主要包括金属材料的晶体结构、缺陷与位错理论、塑性变形、强化机制、相变与析出反应、变形与断裂等多个方面的知识。
这些内容不仅是材料科学与工程专业的基础课程，还是理解金属材料在加工与应用过程中行为的重要依据。
三、教学方法与手段在金属材料学课程的教学中，除了传统的课堂教学外，实验教学也是不可或缺的一部分。
通过实验教学，学生可以亲自参与到金属材料的制备、性能测试与分析等过程中，从而加深对知识点的理解与掌握。
近年来，数字化教学手段的应用也逐渐成为金属材料学课程教学中的一种新趋势，例如利用多媒体教学、虚拟仿真实验等方式，丰富了教学手段，提高了教学效果。
四、教学研究与实践在金属材料学课程的教学中，教师需要关注学生的学习特点与需求，因材施教，调动学生的学习积极性与创造力。
教师还应该积极开展教学研究与实践，不断更新教学内容、方法与手段，以适应时代发展的变化。
通过与企业合作、参与科研项目等方式，教师可以及时了解金属材料行业的最新发展动态，将最新的科研成果与行业需求融入到金属材料学课程的教学中，为学生提供更为全面与实用的知识。
五、课程评价与展望金属材料学课程的教学质量直接关系到学生的学习效果与未来的发展，因此对金属材料学课程的评价与展望显得尤为重要。
在评价方面，可以通过学生的期末考试成绩、实验报告与论文的质量、综合能力与创新能力的培养效果等方面进行评价。
在展望方面，金属材料学课程的未来发展应该更加注重行业需求与学生就业能力的培养，结合材料行业的发展趋势，加强对材料工程技术的培养，注重学生的实际操作能力与创新能力。
金属材料学课程的教学应该与时俱进，紧跟时代的发展步伐，注重知识与能力的培养，为学生提供更好的学习与发展环境。
材料学科分支
材料学科分支材料学科是研究材料的组成、性质和应用的学科领域。
它主要研究材料的合成、改性、性能评价、加工、应用以及材料在工程和科技领域的应用。
材料学科可以分为多个分支，每个分支都涉及到不同类型的材料和不同的研究内容。
下面将介绍一些材料学科的分支以及相关的参考内容。
1. 金属材料学金属材料学是研究金属材料的组成、结构、性质和应用的学科。
参考内容包括：金属材料的晶体结构和晶格缺陷、金属材料的机械性能和物理性能测试方法、金属材料的腐蚀和防腐蚀技术、金属材料的热处理和表面处理技术等。
2. 非金属材料学非金属材料学研究非金属材料的组成、结构和性质，包括陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。
参考内容包括：非金属材料的结构特点和性能特点、非金属材料的合成和改性技术、非金属材料的物理、化学和力学性能测试方法、非金属材料的加工和应用等。
3. 生物材料学生物材料学研究用于医学和生物工程领域的材料，包括人工骨骼、人工血管、人工关节等。
参考内容包括：生物材料的种类和应用领域、生物材料与生物体的相互作用、生物材料的体内性能评价和临床应用、生物材料的表面改性和功能化等。
4. 材料物理学材料物理学研究材料的物理性质和物理行为。
参考内容包括：材料的晶体结构和晶体缺陷、材料的磁性、光学性质和电性质、材料的相变和相图、材料的表面性质和界面现象等。
5. 材料化学材料化学研究材料的合成、改性和化学行为。
参考内容包括：材料的合成方法和改性方法、材料的化学性质和化学反应、材料的表面化学和界面化学、材料的催化性能和催化机理等。
6. 材料工程材料工程研究材料的加工和应用。
参考内容包括：材料加工的原理和方法、材料加工的机械性能和微观结构的关系、材料制备和生产技术、材料的失效分析和故障诊断等。
这些是材料学科的一些主要分支，每个分支都有特定的研究内容和参考内容。
材料学科的研究内容广泛，涵盖了多个学科领域，对于材料的合成、性质和应用有深入的研究和理解是推动科技和工程发展的重要基础。
金属材料学
第一章合金化原理碳钢中的常存杂质1.锰（Mn ）和硅（Si ）炼钢过程中随脱氧剂或者由生铁残存而进入钢中的。
Mn：可固溶，也可形成高熔点MnS（1600℃）夹杂物。
MnS在高温下具有一定的塑性，不会使钢发生热脆。
Si：可固溶，也可形成SiO2夹杂物。
Mn和Si是有益杂质，但夹杂物MnS、SiO2将使钢的疲劳强度和塑、韧性下降。
2．硫（S）和磷（P）S：S和Fe能形成FeS，并易发生热脆(裂)。
P：可固溶于α-铁，但剧烈地降低钢的韧性，特别是低温韧性，称为冷脆。
磷可以提高钢在大气中的抗腐蚀性能。
S和P是有害杂质，但可以改善钢的切削加工性能。
3．氮（N）、氢（H）、氧（O）N：在α-铁中可溶解。
N可以与钒、钛、铌等形成稳定的氮化物，有细化晶粒和沉淀强化。
H：在钢中和应力的联合作用将引起金属材料产生氢脆。
O：在钢中形成硅酸盐2MnO•SiO2、MnO•SiO2或复合氧化物MgO•Al2O3、MnO•Al2O3。
N、H、O是有害杂质。
碳钢的分类1．按钢中的碳含量1）按Fe-Fe3C相图分类亚共析钢0.0218%≤w c≤0.77% 共析钢w c=0.77% 过共析钢：0.77%＜w c≤2.11%2）按钢中碳含量的多少分类低碳钢：w c ≤0.25% 中碳钢：0.25%＜w c≤0.6% 高碳钢：w c＞0.6%2．按钢的质量（品质），碳钢可分为（1）普通碳素钢（2）优质碳素钢（3）高级优质碳素钢（4）特级优质碳素钢3．按钢的用途分类，碳钢可分为（1）碳素结构钢（2）优质碳素结构钢（3）碳素工具钢（4）一般工程用铸造碳素钢4．按钢冶炼时的脱氧程度分类，可分为（1）沸腾钢F （2）镇静钢Z （3）半镇静钢b （4）特殊镇静钢TZ碳钢的用途1-普通碳素结构钢（1）主要用于一般工程结构和普通零件（2）热轧后空冷是这类钢通常的供货状态。
（3）普通碳素结构钢的牌号表示方法由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z、TZ）等四个部分按顺序组成。
金属材料学
备课笔记绪论一、本课程主要内容金属材料可分为五类，即钢铁材料、非铁金属材料、金属功能材料、金属间化合物材料和金属基复合材料，本课程学习前两类金属材料，其余的金属材料在别的课程中学习。
1、钢铁材料(1)合金化原理①合金元素在钢中与Fe，C的相互作用。
②合金元素在相变中的作用。
(2)各类钢铁材料2、非铁金属材料介绍铜合金、铝合金、镁合金、钛合金的特点及应用。
二、研究思路使用条件→性能要求→组织结构→化学成分↑生产工艺1、化学成分：碳含量；合金元素种类及含量。
2、生产工艺：(1) 材料生产的全过程。
(2) 不同钢种生产过程中的特殊问题。
如工程结构钢的带状组织，轴承钢的夹杂物，高碳钢的碳化物不均匀性等。
(3) 不同钢种的热处理特点。
不同的合金元素，对淬火加热温度、冷却方式、回火温度、回火冷却方式等热处理工艺制度的不同影响。
3、金属材料的性能金属材料，尤其是钢铁材料，之所以对人类文明发挥那样重要的作用，一方面是由于它本身具有比其它材料远为优越的性能；另一方面是由于它那始终孕育着在性能方面以及数量、质量方面的巨大潜在能力，能随着日益增长的要求，不断更新、发展。
(1) 使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作用的能力。
①力学性能：如强度、塑性、韧性等。
②化学性能：如抗腐蚀、抗氧化等。
③物理性能：如电磁性能等。
(2) 工艺性能：金属材料适应实际生产工艺要求的能力。
主要包括：铸造性；锻造性；深冲性；冷弯性；切削性；淬透性；焊接性等。
如建造九江长江大桥15MnVN钢的焊接性。
使用性能是保证能不能使用，而工艺性能是保证能不能生产和制造的问题。
两者既有联系又有不同，有时是一致的，有时互相矛盾。
例如，一些要求高强度、高硬度、耐高温的材料，常给铸造、压力加工、机械加工带来困难，有时甚至否定材料。
因此，一方面需要改进加工工具或加工制作方法，另一方面要改善材料的工艺性能。
如含铜时效钢06MnNiCuNb，用于制造大型舰船，采用厚板焊接，要求淬透性好，强韧性好，可焊性好，采用低碳加铜时效。
金属材料学
金属材料学金属材料学是关于金属材料的研究学科，是材料科学的一个分支领域。
金属材料学主要研究金属的结构、性能和应用，并通过研究金属的组织结构、力学性能、物理性能、化学性能等方面来揭示金属材料的宏观和微观特性。
金属是一类常见的材料，具有导电、导热、强度高、韧性好等优点，广泛应用于工业、建筑、交通、电子等领域。
金属材料学的研究内容包括金属结构与相变、金属的物理性能和化学性能、金属的机械性能等。
金属结构与相变是金属材料学的基础研究内容之一。
金属材料的结构由晶体结构和晶体缺陷组成，晶体结构可以通过X射线衍射、电子显微镜等方法来研究。
金属材料的相变包括固溶体的形成、金属相变温度的确定、金属的亚稳相等等。
金属的物理性能和化学性能对金属材料的应用具有重要影响。
金属材料的物理性能包括电导率、热导率、磁性、反射率等，而化学性能则涉及金属的腐蚀性、韧性等方面。
通过研究金属的物理性能和化学性能，可以为金属材料的应用提供理论依据和技术指导。
金属的机械性能是金属材料学的重要内容之一。
金属的机械性能包括强度、硬度、韧性、延展性等方面。
通过研究金属的机械性能，可以提高金属材料的强度、硬度和韧性，降低金属的脆性，从而提高金属材料的使用寿命和安全性。
金属材料学的研究对推动金属材料的应用具有重要意义。
通过研究金属材料的结构、性能和应用，可以开发出新的金属材料和制备工艺，提高金属材料的性能和降低成本。
同时，金属材料学的研究成果也可以为金属材料的应用提供理论基础和技术支持，推动金属材料在各个领域的广泛应用。
总之，金属材料学是一门研究金属材料结构、性能和应用的学科，对于提高金属材料的性能和开发新型金属材料具有重要作用。
通过研究金属材料的结构、物理性能、化学性能和机械性能等方面，可以更加深入地了解金属材料的特性和行为，为金属材料的应用提供理论基础和技术支持。
金属材料学不锈钢课件.ppt
火
具，所以采用淬火低温回火。T淬在1000
低
~1050℃，为减少变形，可用硝盐分级冷
回
却。组织为马氏体+碳化物+少量AR
金属材料学不锈钢课件
5.5 奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢是应用最广泛的耐酸钢，约占不锈 钢总产量的2/3。奥氏体不锈钢优点如下：
① 具有很高的耐腐蚀性； ② 塑性好，容易加工变形成各种形状钢材； ③ 加热时没有同素异构转变，焊接性好； ④ 韧度和低温韧度好，一般情况下没有冷脆 倾向，有一定的热强性； ⑤ 不具有磁性； ⑥ 价格较贵，切削加工较困难，导热性差。
金属材料学不锈钢课件
图 不锈钢组织状态图（焊后冷却）
金属材料学不锈钢课件
⑴ M不锈钢： 1Crl3~4Crl3等Crl3型， Crl7Ni2、9Cr18等
不
⑵ F不锈钢：如0Cr17Ti ，1Cr25Ti，
锈
00Cr27Mo等
钢 分 类
⑶ A不锈钢：具有单相A组织，如 0Cr18Ni9、1Crl8Mn8Ni5N等
金属材料学不锈钢课件
5.5.1 奥氏体不锈钢的成分特点
奥氏体不锈钢的主要成分是Cr和Ni，18Cr和 8Ni
的配合是世界各国奥氏体不锈钢的典型成分。
Cr+Ni= 18+8=26
耐蚀电位接近n/8定 律中n=2的电位值
耐蚀性达到 较高的水平. Cr、Ni再↑, 更为优良
具有良好钝化性能 单相奥氏体组织
处
至700~800℃保温2~6小时后空冷，使
理 马氏体转变为回火索氏体。
另外也可以采用完全退火。
金属材料学不锈钢课件
调
1Cr13、2Cr13常用于结构件→调质。
金属材料学名词解释总
二.名词解释1）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M来表示)2）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。
3）奥氏体形成元素: 在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如Mn, Ni, Co, C, N, Cu；4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。
如：V，Nb, Ti 等。
5）原位析出: 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钢中的Cr：ε-FexC→Fe3C→（Fe, Cr）3C→（Cr, Fe）7C3→（Cr, Fe）23C66）离位析出: 在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高（二次硬化效应）。
如V，Nb, Ti等都属于此类型。
7）液析碳化物：由于碳和合金元素偏析，在局部微小区域内从液态结晶时析出的碳化物。
8）网状碳化物：过共析钢在热轧（锻）加工后缓慢冷却过程中由二次碳化物以网状析出于奥氏体晶界所造成的。
9）合金渗碳体：渗碳体内经常固溶有其他元素，在碳钢中，一部分铁为锰所置换；在合金钢中为铬、钨、钼等元素所置换，形成合金渗碳体。
10）二次硬化：淬火钢在较高温度下回火，硬度不降低反而升高的现象称为二次硬化11）变质处理：就是向金属液体中加入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变质剂），使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒。
12）回火稳定性：淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向（如马氏体的分解，碳化物的析出与铁素体的再结晶）的抵抗能力。
13）固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
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1938年：发明了电子显微镜。
1910年：发明A不锈钢，1912年发明了F不锈钢等。
1990年：发明了布氏硬度计，Griffith提出了应力集中会导 致产生微裂纹。
活动性：铜＜铁＜ 铝 越稳定，越容易冶炼
4、1983年，在上海召开的第4届国际材料及热处理 大会的会标是小炉匠捶打的图案，代表什么意义？ 为什么古代著名筑上的楼板、大梁混凝土中要用钢筋？ 而且国家都有使用标准？
绪论
—— 金属材料的过去、现在和将来
0.1 金属材料发展简史
3
三、课程的要求和目的
1、掌握金属合金化原理； 2、了解材料成分设计基本依据。 3、熟悉生产中常用的材料及其热处理工艺、组织、
性能与应用之间的关系， 4、根据零件服役条件，能正确地选择材料和制订
热处理工艺。
目的：根据零件服役条件合理选择使用金属材料并确定 其热处理方式，具备从事金属材料研究的初步能力。
本课程系统介绍金属材料合金化的一般规律， 各类主要金属材料的成分、工艺、组织、性能及 应用之间的关系及其最新研究进展。
2
课程说明
二、课程的内容
●钢的合金化原理 ●合金钢 ●铸铁 ●有色金属材料 ●新型金属材料
实验内容： 1 钢材二次硬化动力学曲线测定与分析 2 合金钢、铸铁、有色合金的显微组织观察 3 铝合金的热处理
主线：材料成分-工艺-组织-性能-应用之间的有机联系 核心：合金化原理
4
材料学主线示意图
四、教学安排
教学：60学时：52（理教）+ 8（实验） 考核：期末成绩（70%）+ 平时成绩（30%） 平时：考勤、作业、课堂提问与讨论、实验
五、参考书目
1. 《 金属材料学》吴承建主编 冶金工业出版社，2009
电子探针、场离子发射显微镜和场电子发射显微镜、扫描 透射电镜（STEM）、扫描隧道显微镜（STM）、原子力显 微镜（AFM）等。
0.2 现代金属材料 先进结构材料的研究与开发是永恒的主题
开发高性能结构材料：高比强度、耐高温、耐腐蚀、
耐磨损→降低机械重量、提高性能、延长使用寿命的关 键。复合材料→结构材料，广泛应用，如铝基复合材料。
2. 《现代钢铁材料及其工程应用》 孙智 机械工业出版社，2006
7
思考题
1、1958年世界工业博览会在比利时召开，博览会 大楼是由9个巨大金属球组成，金属球直径为18米， 8球位于立方体角，1球在中心。这象征什么？说明 什么意义？
比利时布鲁塞尔世博会 标志性建筑-原子塔
放大了1650亿倍的α铁 的晶体结构。
Austenite（奥氏体）→英金属学家Austen Bainite（贝氏体）→美科学家Bain Sorbite（索氏体）→英科学家Sorby Martensite（马氏体）→德科学家Marten Troostite（托氏体）→法化学家Troost Ledeburite（莱氏体）→德学者Ledebur
1827年：Karsten从钢中分离出了Fe3C，1888年Abel证明了这 是Fe3C。
1861年：俄契尔诺夫提出了钢的临界转变温度的概念。
19世纪末：马氏体研究已成为时髦，Gibbs得到了相律， Robert-Austen发现了奥氏体固溶特性，Roozeboom建立了 Fe-Fe3C系的平衡图
钢的组织命名：
2、第二阶段——金属材料学科的基础
奠定金属材料学科基础：金属学、金相学、相变和合金钢等。
1803年：道尔顿提出原子学说，阿伏加德罗提出分子论。
1830年：Hessel提出32种晶体类型，普及晶体指数。
1891年：俄、德、英等国科学家分别独立地创立了点阵结构理 论。
1864年：Sorby制备第一张金相照片，9倍，但意义重大。
4、第四阶段——微观理论的深入研究
微观理论的深入研究：
原子扩散及其本质的研究;钢TTT曲线测定；
贝氏体、马氏体转变理论形成了比较完整的理论。
位错理论建立：
电子显微镜的发明→看到了钢中第二相沉淀析出，位错滑 移，发现了不全位错、层错、位错墙、亚结构、 Cottrell气团等现象→位错理论。
新科学仪器不断发明：
金属材料学
Metallic Materials
主讲：彭竹琴 张太超
E-mail:pengzqzz@
材料与化工学院
课程说明
一、课程的性质
《金属材料学》是材料科学与工程专业一门重 要的专业限选课，是金属材料方向一门综合性应 用性较强的专业主干课，是研究金属材料的成分、 工艺、组织、性能及应用之间关系的一门技术科 学。
原子塔的设计表现了 人类对金属和钢铁工 业的尊崇和对原子能 和平利用的期望。
2、为纪念世界第一位宇航员 加加林，莫斯科列宁大街上建 造了40英尺高的雕像，雕像材 料是钛合金，为什么用钛合金 做？代表什么意义？
钛合金比强度高、 耐蚀性好、高温及 超低温性能好—
被称为“空间金属”
3、金子从古到今都是作为世界上的流通货币， 为什么？铜是人类最早认识和使用的金属，为 什么？
1、第一阶段——原始钢铁生产
公元前4300年：自然的金、铜及锻打等工艺 公元前2800年：铁的熔炼 公元前2000年：青铜器兴盛，编钟与武器(商、周、春秋战国) 东汉时：反复锻打钢→最原始的形变热处理工艺。 淬火技术：“浴以五牲之溺，淬以五牲之脂”
→现代的水淬、油淬
擂鼓墩二号墓编钟复制件
1981年湖北擂鼓墩二号墓出土战国编钟一套，音律准确，音色优 美。其件数和规模仅次于曾侯乙编钟，总音域达5个8度以上，可自己 转调，奏出五声、六声、七声音阶构成的各种乐曲。需五人合作演出， 众声齐发，交响叠鸣。无愧为古代音乐之绝啊。
新合金钢发明：
1820年，铁-铬合金 1857年，钨钢；1898年，含钨高速钢雏形 1871年，锰钢和硅钢
开始了合金钢的新纪元
3、第三阶段——微观组织理论大发展
合金相图，X射线发明及应用，位错理论的建立。
1912年：发现X射线，证实α（δ）-Fe是bcc，γ-Fe是fcc; 固溶体规律。
1931年：发现合金元素的扩大和缩小γ区作用。