工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)顧偉生緒

論

一、課程的性質(zhì)它是一門綜合性技術(shù)的基礎(chǔ)課，主要研究工程材料（主要是金屬材料）的組織結(jié)構(gòu)與性能，及其加工工藝的一門學(xué)科。1、材料為什么各種金屬材料（甚至是同種金屬）會(huì)出現(xiàn)各種不同的性能？如：軟、硬、變形、磨損等。這與它們內(nèi)部的成分、組織結(jié)構(gòu)及熱處理工藝有關(guān)。

2、加工工藝2、加工工藝

熱加工：鑄造、鍛造、焊接等，（熱處理）冷加工：切削加工（機(jī)加工、鉗工）

鑄、鍛、焊、切削加工——是以改變形狀為主。熱處理——是以改變性能為主。

二、內(nèi)容1、材料及熱處理。2、鑄造、鍛造、焊接、切削加工。三、要求1、了解常用金屬材料的性能及選用。2、了解各種成型方法的工藝特點(diǎn)。3、

零件的結(jié)構(gòu)工藝性?！鶎W(xué)習(xí)方法：歸納總結(jié)、適當(dāng)記憶、聯(lián)系實(shí)際、反復(fù)運(yùn)用?！己耍褐卦谄綍r(shí)小測(cè)驗(yàn)、作業(yè)、質(zhì)疑、考試、上課提問。第一章

合金材料及熱處理

§1金屬及合金的性能一、機(jī)械性能

?L1、強(qiáng)度（金屬材料在外力作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力）

屈服強(qiáng)度

材料在載荷保持不變而變形繼續(xù)增加?？估瓘?qiáng)度

材料在斷裂前能承受的最大應(yīng)力。其中：PS——試樣產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的載荷(N)Pb——試樣在斷裂前的最大載荷(N)F0——試樣原來的橫截面積(mm2)σ<σS安全σS<σ<σb塑性變形σb>σ斷裂∴大多數(shù)量的零件設(shè)計(jì)的依據(jù)以σS。2、塑性（金屬材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不被破壞的性能）（1）延伸率δ

δ=(L1-L0)/L0×100%（2）斷面收縮率Ψ

Ψ=(F0-F1)/F0×100%工程上一般:δ<5%的材料稱為塑性材料，如低碳鋼。δ>5%的材料稱為脆性材料，如鑄鐵。3、硬度（金屬材料抵抗硬物壓入的能力）布氏硬度：以壓痕單位球面積上所承受載荷的大小，作硬度值。（HB）洛氏硬度：以壓痕的深度來確定其的硬度值。（HRC）HBS淬火鋼球，用于測(cè)定較軟金屬材料（<450HBS）如有色金屬、灰鑄鐵、退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼。HBW硬質(zhì)合金球，用于測(cè)定較硬金屬材料（>450HBW）。

HRC≈1/10HBS4、沖擊韌性（材料抵抗沖擊力的能力）ak

=AK/F(J/cm2)其中：AK——沖斷試樣所需的沖擊功（單位為J）F——試樣斷口處截面積（單位為cm2）

失效斷裂塑性變形磨損性能σb

,akδ,σSHB,HRC二、物理性能和化學(xué)性能

如：比重、熔點(diǎn)、耐腐蝕性等。三、工藝性能（材料適應(yīng)成形加工工藝的能力，反映對(duì)材料成型加工的難易程度）鑄造性能壓力加工性能切削加工性能焊接性能切削加工性能熱處理工藝性能思考：1、金屬材料的機(jī)械性能中哪個(gè)性能最好？2、已知某鋼材的σS=240MPa，σb=400MPa，在Ф20mm的拉桿上分別承受以下的拉力：F1=5×104N；F2=1×103N；F3=1.5×105N。試問會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？作業(yè)：P11.（5）§2鐵碳合金和狀態(tài)圖一、碳鋼碳鋼——鐵碳合金。C<2.11%，另外還有少量Si、Mn、S、P等（稱雜質(zhì)）。C：C↑——σ、HB↑，δ、ak↓。當(dāng)C>0.9%時(shí)，σ↓Si：Si↑——σ、HB↑，δ、ak↓。但∵Si含量少，故影響不大。Mn：Mn↑——σ、HB↑，并減少S的危害。也∵M(jìn)n含量少，故影響不大。S:生成FeS，F(xiàn)eS與Fe形成晶體（985℃熔點(diǎn)），易熱脆。P：P↑——σ、HB↑，δ、ak↓↓。易冷脆。1、碳及雜質(zhì)對(duì)碳鋼性能的影響2、碳鋼的分類（1）按鋼的含碳量不同分為：低碳鋼Wc≤0.25%中碳鋼Wc=0.25%～0.60%高碳鋼Wc>0.60%（2）按鋼的質(zhì)量分為:（根據(jù)鋼中S、P含量）普通碳素鋼S<0.055%,P<0.045%優(yōu)質(zhì)碳素鋼S<0.04%，P<0.04%高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼S<0.03%，P<0.035%（3）按用途不同分為：碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造各種工程結(jié)構(gòu)（如橋梁、船舶、建筑等）機(jī)器零件（如齒輪、螺栓等）。這類鋼一般為低碳鋼和中碳鋼。碳素工具鋼：主要用于各種刀具、量具和模具。大多為高碳鋼。3、碳鋼的編號(hào)和用途（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼如：Q235。其中：Q——屈服強(qiáng)度的“屈”漢字拼音字首，235——屈服強(qiáng)度的數(shù)值（MPa）此類鋼一般在應(yīng)狀態(tài)下使用，必要時(shí)可進(jìn)行鍛造、焊接等熱加工，亦可通過熱處理調(diào)整其機(jī)械強(qiáng)度。（用途見P31B1—5）

（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼如：45（08，10，15，20，55，60）用兩個(gè)數(shù)字表示其牌號(hào)。（鋼中平均含碳量）。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中的S、P含量較少，一般用于較重要的零件，常進(jìn)行熱處理提高其力學(xué)性能后使用。供貨時(shí)既保證其力學(xué)性能又保證其化學(xué)性能。低碳鋼：σ、HB較低，δ、ak較好。可焊性、可鍛性良好。主要用于制作沖壓件、焊接件、滲碳件及強(qiáng)度要求不高的零件。中碳鋼：σ、HB、δ、ak適中。經(jīng)熱處理后有較好的綜合力學(xué)性能。常用于齒輪、軸、連桿、絲杠等受力較大的零件。高碳鋼：σ、HB、彈性較高，δ、ak較差。常用于制造要求具有較高強(qiáng)度，耐磨性和彈性的零件。如彈簧（板、螺旋、墊圈彈簧等）、軋輥、鋼絲繩等。（3）碳素工具鋼如：T12,T12A其中：T——漢字“碳”或漢字拼音字母“T”，12——含碳量的的千分之幾，A——高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。*碳素工具鋼都是高碳鋼、優(yōu)質(zhì)鋼。*碳素工具鋼的熱硬性差（<200℃），故只能作低速切削工具。T8，T8A——中心沖、剪刀等。T7，T7A——鑿子、錘子、木工工具等。T10，T10A——絲錐、板牙、鉸刀等。T12，T12A——鋸條、銼刀、量具等。問:從Q235、45、T8A三種鋼的牌號(hào)上判斷其含S、P量的大小？二、純鐵的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶過程一切固體物質(zhì)按其原子排列的特征分為：晶體——原子具有規(guī)則排列的物體。如食鹽、金剛石、石墨、合金等。（P13.f1─9a）非晶體——原子不具有規(guī)則排列的物體。如塑料、玻璃、瀝青等。1、純鐵的晶體結(jié)構(gòu)晶格（空間格子）——原子按一定的規(guī)則排列的幾何圖形。（P13.f1─9b）晶胞——晶格的一個(gè)基本單元。（晶胞的大小用共棱長(zhǎng)一晶格常數(shù)來表示。其數(shù)值通常在2.5~5.0之間。?=10－4um（埃）[1?=10－10m]）（P13.f1─9c）晶核——結(jié)晶的中心。（自發(fā)晶核和外來晶核）晶?！總€(gè)晶核長(zhǎng)成的晶體。晶體缺陷按幾何形狀分為：點(diǎn)缺陷（晶格空位、間隙原子、置換原子）線缺陷（晶體中呈連續(xù)線狀分布的位錯(cuò)）面缺陷（晶界、亞晶界）晶界

（晶粒之間的接觸面）特點(diǎn)：①原子排列不規(guī)則；②有雜質(zhì)原子；③強(qiáng)度高。）晶體缺陷按幾何形狀分為：點(diǎn)缺陷（晶格空位、間隙原子、置換原子）線缺陷（晶體中呈連續(xù)線狀分布的位錯(cuò)）面缺陷（晶界、亞晶界）純金屬的兩種常見晶體結(jié)構(gòu)（或晶格類型）：體心立方晶格——α－Fe、Cr、W等。面心立方晶格——γ－Fe，Cu，Al等。由于排列方式不同，原子間的距離不同，作用力也不同，故呈現(xiàn)的性能也不同。（如面心立方晶格塑性好）問：結(jié)晶的實(shí)質(zhì)是什么？2、純鐵的結(jié)晶過程

液態(tài)金屬固態(tài)金屬結(jié)晶結(jié)晶：形核——長(zhǎng)大過冷——液態(tài)金屬冷卻到理論結(jié)晶溫度以下才開始結(jié)晶的現(xiàn)象。過冷度△T=T0－Tn問：一種金屬的熔點(diǎn)恒定嗎？過冷度恒定嗎？同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變——在固態(tài)下由于溫度的變化（改變）而發(fā)生晶格改變的現(xiàn)象。二、鐵碳合金

1、鐵碳合金的基本組織

在鐵碳合金中，碳常以三種形式存在：（1）石墨形態(tài)獨(dú)立存在（2）固溶體（碳溶解于鐵的晶格中）（3）金屬化合物（碳和鐵形成化合物）

固溶體（1）固溶體——合金在固態(tài)下溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格而保持溶劑晶格類型的金屬晶體。糖溶入水得到糖的水溶液——糖水。水是溶劑，糖是溶質(zhì)。如糖水結(jié)成冰，則得到糖在水中的固溶體。溶劑——含量較多的元素，保持原晶格。溶質(zhì)——無自身晶格，含量少。（2）固溶體是單相，它具有與溶劑金屬相同的晶格。其基本性能也同溶劑。固溶體（3）根據(jù)溶解的方式不同，固溶體可分為：①置換固溶體（溶劑晶格結(jié)點(diǎn)上的原子被溶質(zhì)原子所代替）②間隙固溶體（溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格的間隙之中）

固溶體

(4)大多數(shù)固溶體的溶解度都是有限的，其飽和溶解度都隨溫度的升降而增減。

鐵碳合金的基本組織基本組織有以下四種：（1）鐵素體F（2）奧氏體A（3）滲碳體Fe3C（4）珠光體P（1）鐵素體F性能：δ=30～50%，σb

=180～280MPa

碳溶解于α－Fe中的間隙固溶體。（保持α－Fe的體心立方晶格）∵碳原子的溶入引起晶格畸變∴σ、HB↑，δ、ak↓

F的溶碳能力很小，727℃時(shí)最大也只能固溶0.02%的碳。（室溫時(shí)，0.0008%C）

F的性能接近純鐵，σ、HB低，δ、ak很好。（低碳鋼中F較多）

（2）奧氏體A性能：δ=40～50%，HBS

=170～220

碳溶解于γ－Fe中的間隙固溶體。（保持γ－Fe的面心立方晶格）A溶解碳的能力較大，在1148℃時(shí)可最大達(dá)2.11%的碳，隨著溫度的下降，在727℃為0.77%的碳。A屬高溫組織（727℃以下不存在），故σ、HB不高，δ很好。（無磁性）

（3）滲碳體Fe3C性能：δ、ak≈0，熔點(diǎn)≈1600℃，硬度≈800HBFe3C是鐵和碳形成的金屬化合物。（具有復(fù)雜的晶格）Fe3C中的碳的含量為6.69%，其性能HB高，σ低，δ很差，硬而脆。Fe3C的形狀、大小、分布和數(shù)量對(duì)鋼的性能又極大的影響。

（4）珠光體P性能：δ=20～25%，σb=600～800MPa，HBS=170～230

P是F和Fe3C的機(jī)械混合物。

P的含碳量為0.77%。它的性能取決于兩者各自的性能和相對(duì)數(shù)量，并與它們的形狀、大小、分布有關(guān)。（如中碳鋼比低碳鋼中的c含量多，∴其σ、HB稍高，δ、ak則稍低）。

2、鐵碳合金狀態(tài)圖及其分析（主要為鋼的部分）

鐵碳合金狀態(tài)圖是研究鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的組織隨溫度和成分變化的圖形。

（1）鐵碳合金狀態(tài)圖鐵碳合金狀態(tài)圖（實(shí)際上是Fe—Fe3C狀態(tài)圖）

（由于含碳量大于6.69%的鐵碳合金組織已由碳化物所取代，在工業(yè)上已無實(shí)用價(jià)值，因此實(shí)用的鐵碳狀態(tài)圖只研究含碳量由0～6.69%的部分，即Fe—Fe3C狀態(tài)圖）點(diǎn)P19B1-8

(8個(gè)點(diǎn))

線P19-P20（6條線）（某一成分的合金緩慢冷卻或加熱時(shí)與圖中的線相交，則該合金內(nèi)部將發(fā)生組織的變化）。

面P18F16中。（指出區(qū)域與組織）

（2）碳鋼的結(jié)晶過程分析

補(bǔ)充：共晶轉(zhuǎn)變

液態(tài)到固態(tài)的過程即結(jié)晶過程。含碳量大于2.11%的鐵碳合金冷卻到1148℃均發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變。共晶轉(zhuǎn)變是在1148℃的恒溫下，從含碳4.3%的液態(tài)合金中同時(shí)結(jié)晶出A和Fe3C晶體的機(jī)械混合物。（即高溫萊氏體Ld，反應(yīng)的產(chǎn)物是在共晶滲碳體的基體上分布著粒狀?yuàn)W氏體的機(jī)械混合物）（2）碳鋼的結(jié)晶過程分析所謂共晶是指合金在一定的條件（溫度、成份）下，由液態(tài)合金中同時(shí)結(jié)晶出兩種不同的晶體，而形成一種特殊構(gòu)造的共晶體組織的轉(zhuǎn)變。共晶反應(yīng)（轉(zhuǎn)變）：

共晶轉(zhuǎn)變?nèi)缤冭F的結(jié)晶一樣是在恒溫下進(jìn)行的。

（2）碳鋼的結(jié)晶過程分析右邊寫組織Ld——A+Fe3C左邊寫轉(zhuǎn)變Ld’——P+Fe3C（稱低溫萊氏體）

（2）碳鋼的結(jié)晶過程分析共析反應(yīng):

含碳量為0.77%的A，冷卻到727℃發(fā)生共析反應(yīng)。其反應(yīng)是在恒溫下進(jìn)行，產(chǎn)物是片狀P。

（2）碳鋼的結(jié)晶過程分析根據(jù)含碳量與共析成分的點(diǎn)，可將鋼分成三類：

（2）碳鋼的結(jié)晶過程分析三類鋼在緩慢冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變：

（右邊寫組織，左邊寫轉(zhuǎn)變）三類鋼的室溫金相組織P21.F1-17或中鋼的部分。問：①45鋼從液態(tài)冷卻到室溫是什么組織？②為什么45鋼（T10鋼）的含碳量小于（大于）0.77%，但它冷卻到PSK線（即A1）也發(fā)生共析反應(yīng)？作業(yè)：寫出45鋼，65鋼從液態(tài)緩慢冷卻到室溫時(shí)的轉(zhuǎn)變?！?鋼的熱處理

熱處理——通過對(duì)鋼在固態(tài)下的加熱、保溫和以不同速度冷卻的方法來改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到改善和提高其性能的一種工藝方法。

§3鋼的熱處理*在整個(gè)熱處理過程中，不允許改變鋼件的形狀和尺寸。熱處理普通熱處理（退火、正火、淬火、回火）表面熱處理（表面淬火、滲碳、滲氮、碳氮共滲等）一、退火

退火——將鋼加熱到AC3（亞共折鋼）或AC1（過共折鋼）以上20~30℃或低于AC1的某一溫度，保溫后緩冷。（隨爐冷卻，100℃/h）目的：①細(xì)化晶粒（可提高σ、δ、ak）②降低硬度（便于切削加工）③消除內(nèi)應(yīng)力（以及加工硬化）、（可防變形和開裂）

1、完全退火

將亞共折鋼AC3加熱到以上30~50℃，保溫后緩冷。加熱得細(xì)晶粒的A，冷卻后得細(xì)晶粒F＋P。目的：①細(xì)化晶粒；②降低硬度；③消除內(nèi)應(yīng)力。

2、球化退火

將過共析鋼加熱到AC1以上20~30℃，保溫后緩冷。

原因：過共析鋼未經(jīng)退火時(shí)的組織為片狀P+網(wǎng)狀Fe3C，其硬度高，不利于切削加工。球化退火后組織為F的基體上分布粒狀Fe3C，稱為球狀P。P球的硬度較低，適合于切削加工，并能防止淬火時(shí)產(chǎn)生裂紋。目的：使片狀或網(wǎng)狀Fe3C球化，軟化鋼件便于切削加工，為淬火作組織準(zhǔn)備。

3、去應(yīng)力退火

將鋼加熱到500~650℃，保溫后緩冷。

目的：消除內(nèi)應(yīng)力。（鋼的組織不發(fā)生變化）。（也可放在露天一年）。

（在緩冷過程中，使工件各部分均勻冷卻和收縮，從而消除內(nèi)應(yīng)力）。二、正火

將鋼加熱到AC3線以上（亞共析鋼）或Acm線以上（過共析鋼）30～50℃,保溫后在空氣中冷卻。

正火得到的組織接近于平衡狀態(tài)的組織，但它的V正比V退稍快，所以得到組織較細(xì)。（如：S體），因而HB、σ比退火鋼高。對(duì)于過共析鋼，正火可抑制或消除網(wǎng)狀Fe3C。

二、正火

目的：

①作為最終熱處理。（對(duì)不太重要的零件，正火后性能已滿足要求）（低碳鋼防粘刀）②作為預(yù)備熱處理。（對(duì)重要零件在熱處理前調(diào)整組織，如球化退火前正火，可減少二次Fe3C數(shù)量，使其不易連續(xù)成網(wǎng)狀；合金鋼調(diào)質(zhì)前均要正火，以獲得細(xì)密而均勻的組織。③經(jīng)濟(jì)。（V正比V退快，不占用設(shè)備，生產(chǎn)周期短）

三、淬火

淬火是將鋼加熱到AC3線以上（亞共析鋼）或Acm線以上（過共析鋼）30～50℃,保溫后快速冷卻。

碳鋼在水中冷卻合金鋼在油中冷卻

三、淬火

亞共析鋼加熱到AC3線以上后為A，快冷后得到M+A殘。過共析鋼加熱到AC1線以上后為A+Fe3C，快冷后得到M均勻、細(xì)小+Fe3C粒+A殘（較少）。*其中Fe3C的存在不僅不降低鋼的HB，而且還會(huì)提高耐磨性。如加熱到Acm線以上，則會(huì)使A晶粒變粗，淬火后得粗大M，同時(shí)易引起嚴(yán)重變形和開裂，鋼中A殘也增多。

*M——碳在α－Fe中的過飽和的固溶體。

M硬而脆，其硬度隨含碳量增加而增加。三、淬火20鋼：淬火后得低碳M+A殘，HRC50，原因是M體中過飽和程度小。

T12鋼：淬火后得高碳M+Fe3C+A殘，HRC65，原因是M體中過飽和程度大，以及有Fe3C。45鋼：淬火后得M+A殘，HRC50～55。

三、淬火淬火目的：

提高硬度、耐磨性。

冷卻劑選用：V鹽水>V水>V油

*冷卻速度V的快慢與水冷、油冷有一定區(qū)別。如同樣的水淬，小件V很大，而大件V小。

*V鹽要比V水的好，主要是變形小，不易開裂。（故合金鋼用油淬）。

M是一種不穩(wěn)定的組織，在一定條件下經(jīng)過一定時(shí)間，它們有可能分解向平衡態(tài)轉(zhuǎn)變。這將會(huì)引起工件變形甚至開裂。所以淬火后的工件要及時(shí)進(jìn)行回火處理。

四、回火

將淬火鋼加熱到AC1線以下某一溫度，保溫后在冷卻。（一般在空氣中冷卻）四、回火*調(diào)質(zhì)處理＝淬火＋高溫回火。低溫回火得：回火馬氏體M’(=M+彌散碳化物，此時(shí)M含量↙，但仍為片狀)中溫回火得：回火屈氏體T’(=F+Fe3C細(xì)粒)高溫回火體：回火索氏體S’(=F+Fe3C粗粒)四、回火P（F+Fe3C片狀，小于500倍顯微鏡下可分辨片狀）S（F+Fe3C細(xì)片狀，500~1500倍顯微鏡下可分辨細(xì)片狀）T（F+Fe3C極細(xì)片狀，5000倍以上電子顯微鏡下可分辨極細(xì)片狀）五、鋼的表面熱處理

①只改變零件表面組織和性能，而不改變表層化學(xué)成份。表面淬火。

②同時(shí)改變表層的化學(xué)成份和組織。滲碳、滲氮、碳氮共滲等。問：某廠用T10A鋼制造冷作模具，經(jīng)淬火及低溫回火使用；用45鋼制造齒輪，經(jīng)調(diào)質(zhì)后使用。若它們兩種材料搞混了，經(jīng)熱處理后會(huì)怎樣？問：亞共析鋼的淬火溫度為Ac3以上30~50℃，若淬火溫度過高或過低有什么不好？問：為什么過共析鋼淬火溫度加熱到Ac130~50℃以上，而不加熱到Accm以上？問：實(shí)驗(yàn)室里開了六個(gè)電爐，溫度分別為910℃、840℃、780℃、600℃、400℃、200℃?，F(xiàn)有材料15鋼、45鋼、T12鋼。問：①若要進(jìn)行退火處理，三種材料分別放在那個(gè)爐子里加溫？②若要制作鉗工用鋸條，選用什么樣的材料？并寫出熱處理工藝以及處理后的組織是什么？目的是什么？③若要制作軸，選用什么材料？并寫出熱處理工藝以及處理后的組織是什么？目的是什么？§4其他常用金屬材料簡(jiǎn)介隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)使用的鋼材提出了越來越高的要求。要求鋼材具有高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性以及耐高溫、抗氧化、抗腐蝕等性能。碳鋼是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些要求的。一、合金鋼合金鋼——為了改善鋼的性能特意在碳鋼的基礎(chǔ)上加入某些合金元素所獲得的鋼種。合金鋼中常加入的合金元素有：

Mn,Si,Cr,Ni,Mo,W,V,Ti等一、合金鋼在合金鋼中加入合金元素的目的：

①提高鋼的機(jī)械性能。(如σ

,HB,ak等)

②改善鋼的熱處理工藝性能。(如提高淬透性，減少淬火變形等)

③使鋼獲得某種特殊的性能。(如耐腐蝕、耐熱等)牌號(hào)Q23520CrMnTi4540CrσS(Mpa)235850355800一、合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊性能鋼合金鋼按用途可分為1、合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼是用來制造各種機(jī)器零件及各類工程結(jié)構(gòu)的鋼。牌號(hào)表示——“數(shù)字+合金元素符號(hào)（或漢字）+數(shù)字……”前面的數(shù)字表示鋼的含碳量的萬分之幾元素符號(hào)表示鋼中所含的合金元素后面的數(shù)字表示前面合金元素的百分之幾平均含量。（四舍五入，若<1.5%則不標(biāo)）*若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，則在牌號(hào)最后加“A”。(或高)1、合金結(jié)構(gòu)鋼如：30CrMnSi，20CrMnTi，60Si2Mn.名稱牌號(hào)熱處理用途普通低合金鋼16Mn(Q235)供貨狀態(tài)（熱軋）橋梁、車輛、建筑、容器等合金滲碳鋼20CrMnTi(20)滲碳+淬火+低溫回火（耐磨、沖擊）齒輪、凸輪、活塞銷等合金調(diào)質(zhì)鋼40Cr(45)淬火+高溫回火齒輪、主軸、花鍵軸、連桿等合金彈簧鋼60Si2Mn(65)淬火+中溫回火彈簧（大截面Ф>12mm）2、合金工具鋼合金工具鋼是用來制造刃、量、模具等各種工具。牌號(hào)表示——“數(shù)字（或無數(shù)字）+化學(xué)元素符號(hào)+數(shù)字……”前面的數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分之幾。（≥1%C不標(biāo)，高速鋼例外）。其余同合金結(jié)構(gòu)鋼表示方法2、合金工具鋼名稱牌號(hào)用途刃具鋼9SiCrW18Cr4V扳牙、絲錐、鉸刀、鉆頭等車刀、銑刀、刨刀、高速鉆頭等量具鋼CrWMn9SiCr高精度塊規(guī)，螺紋塞規(guī)等模具鋼Cr12MoV冷變形模具（如：冷沖模、拉絲模等）3、特殊性能鋼如：不銹鋼、1CrNi9Ti、0Cr18Ni9Ti等。1Cr13、2Cr13、3Cr13等。3、特殊性能鋼腐蝕是金屬制件經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象（約占其產(chǎn)量的10%）。化學(xué)腐蝕（如鋼在高溫下的氧化）電化學(xué)腐蝕（如鋼在室溫時(shí)的氧化（即生銹）腐蝕*（大部分腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕）F的電極電位較負(fù)，成為陰極被腐蝕。Fe3C電極電位較正，成為陽極而不被腐蝕。P（置于硝酸酒精溶液中）3、特殊性能鋼防止腐蝕的途徑：①提高合金本身的電極電位。

在鐵中加入大于13%的鉻后，則鐵的電極電位由－0.56V突然升至0.2V，因此其抗蝕性顯著提高。鐵鉻合金的電極電位（大氣條件）②在鋼中同時(shí)加入鉻和鎳，可能形成單一奧氏體組織。3、特殊性能鋼分類：按組織分馬氏體不銹鋼鐵素體不銹鋼奧氏體不銹鋼按成份分鉻不銹鋼鉻鎳不銹鋼鉻錳氮不銹鋼3、特殊性能鋼1Cr13，2Cr13（汽輪機(jī)葉片、螺栓、螺帽等）3Cr13，4Cr13（醫(yī)療工具如手術(shù)刀，量具等）M0Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni9Ti（耐酸設(shè)備，化工容器等AF1Cr17（管道、酸槽、食品設(shè)備等二、鑄鐵鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金。（另外其Si、Mn、S、P均比鋼中高）根據(jù)鑄鐵中碳的存在形式不同分類：

①白口鑄鐵

②灰口鑄鐵①白口鑄鐵其碳幾乎全部以化合物（Fe3C）狀態(tài)存在，斷口成銀白色（故稱白口）其性能硬而脆，很難進(jìn)行切削加工（故很少用）有時(shí)利用它的高硬度、耐磨性好的特點(diǎn)，制造一些要求表面有高耐磨性的機(jī)件。

如軋輥（表面），球磨機(jī)的內(nèi)襯和磨球、犁鏵等目前白口鑄鐵主要用作煉鋼原料和生產(chǎn)可鍛鑄鐵的毛坯。②灰口鑄鐵其中碳全部或大部分以石墨形式存在，因斷口呈暗灰色而得名。它是生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的鑄鐵。根據(jù)灰口鑄鐵中石墨形狀不同，灰口鑄鐵可分為：普通灰口鑄鐵（簡(jiǎn)稱灰鑄鐵）其石墨成片狀，HT150，(僅鋼20~30%)可鍛鑄鐵其石墨成團(tuán)紫狀，KTH300-06，(僅鋼50~70%)球墨鑄鐵其石墨成球狀，QH600-02，(僅鋼70~90%)②灰口鑄鐵石墨G在鑄鐵約占體積7~10%，它的σ<20MPa，HB≈3，δ、ak

幾乎為零。如：鉛筆芯=G+粘土，但它的抗壓強(qiáng)度接近鋼。片狀石墨：①縮減作用；②割裂作用。灰鑄鐵組織=鋼的基體+G片共析鋼P(yáng)+G片亞共析鋼P(yáng)+F+G片F(xiàn)+G片G片細(xì)小粗大高低δ,HB②灰口鑄鐵灰鑄鐵的鑄造工藝性優(yōu)異、價(jià)格低廉、故在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用最廣，其產(chǎn)量約占各類鑄鐵產(chǎn)量的80%以上?；诣T鐵主要應(yīng)用于蓋、支柱、底座、箱體、機(jī)體、閥體、缸體等。鑄造工藝性切削工藝性好好焊接性能鍛造性能熱處理性能差差差減振性減磨性缺口敏感性好好好其他性能共析鋼正火狀態(tài)σb≈900MPaP基體的灰鑄鐵σb≈200~250MPa有色金屬

工業(yè)上把鐵及其合金稱為黑色金屬，把其它金屬及其合金統(tǒng)稱為有色金屬。

1、銅及其銅合金

①工業(yè)純銅

（由于表面形成氧化膜，外觀呈紫紅色，習(xí)慣上稱為紫銅）含銅量：99.5~99.95%（常含氧、硫、鉛、砷、鉍等雜質(zhì)）

比重：8.94熔點(diǎn)：1083℃

純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗大氣腐蝕性。

①工業(yè)純銅純銅的強(qiáng)度低σb=200~250MPa，塑性好，δ=45~50%冷變形后，σb=400~500MPa，塑性好，δ=5%純銅具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。常用工業(yè)純銅的牌號(hào)有T1、T2、T3、T4。其中“T”為銅字的漢語拼音的第一個(gè)字母，后面數(shù)字表示順序號(hào)。順序號(hào)越高，其雜質(zhì)含量也越高。（即銅的純度越低）。①工業(yè)純銅工業(yè)純銅主要用于制造導(dǎo)體（如電線），熱交換器和油管等。由于純銅的機(jī)械性能不高，不宜直接用作結(jié)構(gòu)件，須配制成銅合金后再使用。常用的銅合金有黃銅和青銅。

②黃銅

黃銅是以鋅為主要添加元素的銅合金。根據(jù)黃銅中所含其它合金元素的種類：

普通黃銅（銅鋅合金）

特殊黃銅（在銅鋅合金中再加入鋁、鉛、錳、錫等元素。）

②黃銅黃銅的力學(xué)性能取決于含鋅量：

當(dāng)含鋅量<32%時(shí)，其強(qiáng)度和塑性都隨含鋅量的增加而增加。（產(chǎn)生固溶強(qiáng)化）當(dāng)含鋅量>32%時(shí)，隨含鋅量的增加，強(qiáng)度繼續(xù)升高、而塑性降低。（有硬脆相）當(dāng)含鋅量>45%時(shí)，強(qiáng)度和塑性都急劇下降。（組織全部是硬脆相）②黃銅普通黃銅的牌號(hào)用“黃”字的漢語拼音的第一個(gè)字母“H”加銅量的百分?jǐn)?shù)表示。

如H70——含銅量70%，含鋅量30%。ZH62——含銅量62%，含鋅量38%，鑄造黃銅。

黃銅主要用于制造彈簧，襯套及耐蝕零件，如：H90藝術(shù)品（又稱金色黃銅）H68子彈殼H62螺釘、螺母、墊圈、彈簧等

③青銅

普通青銅（或錫青銅）Cu-Sn合金。（銅與鎳的合金稱為白銅）特殊青銅（或無錫青銅）（以Al、Si、Pb等元素）

當(dāng)Sn<5~6%時(shí)，錫青銅具有較好的塑性；當(dāng)Sn>5~6%時(shí)，δ↙↙，σ↗；

當(dāng)Sn>2.5%時(shí)，σ↙↙。③青銅錫青銅主要用來制造各種耐磨件，耐蝕件及彈性元件，如軸承、彈簧等。

當(dāng)Sn<10%,常采用壓力加工方式成形，稱為加工錫青銅。(如QSn4-3,其中Sn為4%，Zn為3%)當(dāng)Sn>10%,常采用鑄造方式成形，稱為鑄造錫青銅。(如ZCuSn10Pb1,其中Sn為10%，Pb為1%)2、鋁及鋁合金

①工業(yè)純鋁

含鋁量：98~99.7%（常含鐵和硅等雜質(zhì)）比重：2.7g/cm3(約為鐵的三分之一)熔點(diǎn)：660℃純鋁具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性(僅次于銀和銅)。在大氣中具有良好的耐蝕性。(主要是鋁的化學(xué)活潑性很高，易與空氣中的氧作用在表面產(chǎn)生一層牢固、致密的氧化鋁保護(hù)膜，從而使鋁不會(huì)繼續(xù)被腐蝕。)

①工業(yè)純鋁純鋁為面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。常用工業(yè)純鋁的牌號(hào)有L1、L2、L3、L4、L5等。“L”表示工業(yè)純鋁，后面的數(shù)字表示純度，數(shù)字越大純度越低。工業(yè)純鋁主要用于制造電纜和要求不高的日用器皿等。

純鋁具有很好的塑性δ=35-40%，但強(qiáng)度低δb=80-100MPa通過壓力加工變形：δ=4-8%，δb=150-250MPa

①工業(yè)純鋁純鋁的強(qiáng)度低，一般不用于制作結(jié)構(gòu)零件，常在鋁中加入銅、鎂、錳、硅等合金元素形成鋁合金，從而提高了力學(xué)性能等。根據(jù)鋁合金的成分和工藝特點(diǎn)分類：

形變鋁合金（其塑性好，可通過各種冷、熱塑性變形加工成各種型材或零件）鑄造鋁合金（其鑄造性能好，常用鑄造方法生產(chǎn)毛坯或零件）鋁合金②鋁合金Al-Li系合金鋁是最輕的合金元素。鋁合金中添加百分之幾的鋰后，可獲得時(shí)效強(qiáng)化（即鋁合金的熱處理強(qiáng)化）效果，密度可降低10%，剛度可提高10%。但鋰的熔點(diǎn)很低，故鋁鋰合金冶煉很困難。波音747飛機(jī)的外殼用鋁鋰合金，大大減輕了飛機(jī)的重量。飛機(jī)每減少1kg的重量，其經(jīng)濟(jì)效益是按幾何級(jí)數(shù)遞增的，因此鋁鋰合金是大有作為的。

補(bǔ)充各類鋁合金均按共晶相圖結(jié)晶，如右圖根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點(diǎn)分類：

形變鋁合金(D點(diǎn)以左)鑄造鋁合金(D點(diǎn)以右)補(bǔ)充①形變鋁合金加熱到固溶線以上時(shí)，可得到均勻的單相固溶體，其塑性好，可通過各種冷、熱塑性變形加工成各種型材或零件。

不能熱處理強(qiáng)化的形變鋁合金，成分在F點(diǎn)以左的合金，其固溶體成分不隨溫度而改變。能熱處理強(qiáng)化的形變鋁合金，成分在F點(diǎn)以右的合金，其固溶體成分能隨溫度而改變。

補(bǔ)充由于鋁無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，它主要是通過淬火（固溶處理）后，再進(jìn)行時(shí)效處理而達(dá)到強(qiáng)化的目的。

如把含4%銅的Al-Cu合金，淬火后形成過飽和的α固溶體，其強(qiáng)度為25MN/m2。若在保溫下放置，強(qiáng)度將隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸提高，經(jīng)過4-5天后，強(qiáng)度可達(dá)400MN/m2。

補(bǔ)充類別代號(hào)舉例性能特點(diǎn)用途防銹鋁LF5、F21抗腐蝕性好。塑性、韌性好。焊接性能較好。容器、管道、（油箱、油管）硬鋁LY1、Y12熱處理后有高的強(qiáng)度、硬度，但耐蝕性較差型材、鉚釘、飛機(jī)螺旋槳葉片超硬鋁LC4、LC6熱處理后強(qiáng)度很高(是鋁合金中強(qiáng)度最高者)飛機(jī)大梁、蒙皮、起落架鍛鋁LD5、D7良好的熱塑性和熱處理后較高力學(xué)性能高溫下復(fù)雜零件及結(jié)構(gòu)件，形狀復(fù)雜中等強(qiáng)度的鍛件補(bǔ)充②鑄造鋁合金（除ZL102、ZL103外），一般都能熱處理強(qiáng)化（人工時(shí)效進(jìn)行強(qiáng)化）

Al-Si系：ZL1**

儀表殼體、泵體、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸等。(硅鋁明)Al-Cu系：ZL2**Al-Mg系：ZL3**Al-Zn系：ZL4**補(bǔ)充ZL102變質(zhì)處理在共晶組織（α+Si）中，硅是硬脆相，并是粗大針狀，它嚴(yán)重影響合金的機(jī)械性能。（σb<140MN/m2，δ<3%）。為了改善合金的性能，澆鑄前進(jìn)行變質(zhì)處理，使硅的形狀發(fā)生改變，共晶體中的硅呈細(xì)小球狀，并有初生α固溶體出現(xiàn)。（其σb≥180MN/m2，δ≥8%）

課堂練習(xí)1、寫出下列與失效形式相關(guān)的力學(xué)性能。失效形式磨損斷裂塑性變形力學(xué)性能2、列表寫出碳鋼的分類，并大致分析Q235、45、T8A的力學(xué)性能及質(zhì)量。3、HB及HRC以什么試樣的硬度值？主要用于哪些材料的硬度測(cè)量？課堂練習(xí)4、按下表所列牌號(hào)填寫有關(guān)內(nèi)容牌號(hào)名稱數(shù)字及字母的含義用途（舉例)16MnW18Cr4VHT20045Q23520CrMnTi4Cr13T10A課堂練習(xí)5、畫出鐵碳合金狀態(tài)圖鋼的部分，寫出20鋼從液態(tài)緩慢冷卻到室溫時(shí)的轉(zhuǎn)變？為什么至冷卻到PSK線（即A1）也發(fā)生共析反應(yīng)？6、按下表要求填寫熱處理的有關(guān)內(nèi)容。熱處理名稱適用材料加熱溫度冷卻方法主要目的完全退火淬火正火表面淬火去應(yīng)力退火調(diào)質(zhì)課堂練習(xí)7、灰鑄鐵的組織是什么？為什么它的強(qiáng)度(σb)比鋼低得多？為什么它在生產(chǎn)中被大量使用？8、一把由T12鋼制成的銼刀，厚5mm，經(jīng)780℃淬火和160℃回火后，硬度為65HRC左右?，F(xiàn)將其一端浸入水中，另一端用火焰加熱至950℃，持續(xù)15分鐘后各點(diǎn)溫度如右圖所示。此時(shí)立即將銼刀投入水中。試制出圖示各點(diǎn)在冷卻后所得的組織。（并定性地比較各點(diǎn)晶粒的粗細(xì)）1(950℃)2(780℃)3(700℃)4(600℃)5(20℃)MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動(dòng)雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵(lì)、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同

GY----MXY旋進(jìn)相位不同（不影響MXY大?。?/p>

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長(zhǎng)TR長(zhǎng)TE－－T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術(shù)磁共振掃描時(shí)間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級(jí)序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波（GE）成像速度快對(duì)出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號(hào)判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無需造影劑TOF法PC法MIP投影動(dòng)靜脈分開顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對(duì)小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設(shè)備一、信號(hào)的產(chǎn)生、探測(cè)接受1.磁體（Magnet）:靜磁場(chǎng)B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導(dǎo)型（resistivemagnet）超導(dǎo)型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場(chǎng)梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號(hào)接收二、信號(hào)的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1、軟組織分辨力強(qiáng)（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應(yīng)（顯示血管）4、無骨骼偽影5、無電離輻射，無碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對(duì)較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時(shí)間較長(zhǎng)1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場(chǎng)均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉，因其可能會(huì)引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項(xiàng)顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離，各種原因椎管狹窄，術(shù)后改變，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S），脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對(duì)縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好，對(duì)肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動(dòng)脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤，心包其他病變其他（如先心、各種心肌病等）較超聲心動(dòng)圖無優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實(shí)質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變，提供鑒別信息胰腺腫瘤，有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等，先天畸形腫瘤的定位（臟器上下緣附近）、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤，MRCP，MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段－－鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選：1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃?，早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤）2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷（膝、髖關(guān)節(jié)）3.形狀復(fù)雜部位的檢查（脊柱、骨盆等）軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報(bào)告界面報(bào)告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn)，止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題，處理不當(dāng)，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難，醫(yī)生的夢(mèng)魘

預(yù)防手術(shù)部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染？★哪些情況需要抗生素預(yù)防？★怎樣選擇抗生素？★什么時(shí)候開始用藥？★抗生素要用多長(zhǎng)時(shí)間？定義：指發(fā)生在切口或手術(shù)深部器官或腔隙的感染分類：切口淺部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口淺部感染

指術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染，并至少具備下述情況之一者：

1．切口淺層有膿性分泌物

2．切口淺層分泌物培養(yǎng)出細(xì)菌

3．具有下列癥狀體征之一：紅熱，腫脹，疼痛或壓痛，因而醫(yī)師將切口開放者（如培養(yǎng)陰性則不算感染）

4．由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI

注意：縫線膿點(diǎn)及戳孔周圍感染不列為手術(shù)部位感染二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口深部感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物則為術(shù)后1年內(nèi)）發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染，并至少具備下述情況之一者：

1.切口深部流出膿液

2.切口深部自行裂開或由醫(yī)師主動(dòng)打開，且具備下列癥狀體征之一：①體溫＞38℃；②局部疼痛或壓痛

3.臨床或經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷，發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染

注意：感染同時(shí)累及切口淺部及深部者，應(yīng)列為深部感染

二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物★則術(shù)后1年內(nèi)）、發(fā)生在手術(shù)曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通過手術(shù)打開或其他手術(shù)處理，并至少具備以下情況之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物

2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌

3.經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷器官/腔隙有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關(guān)節(jié)等二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

不同種類手術(shù)部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔內(nèi)感染（腹膜炎，腹腔膿腫）生殖道：子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管：靜脈或動(dòng)脈感染三、SSI的發(fā)生率美國(guó)1986年～1996年593344例手術(shù)中，發(fā)生SSI15523次，占2.62%英國(guó)1997年～2001年152所醫(yī)院報(bào)告在74734例手術(shù)中，發(fā)生SSI3151例，占4.22%中國(guó)？SSI占院內(nèi)感染的14～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位：非腹部手術(shù)為2%～5%腹部手術(shù)可高達(dá)20%SSI與病人：入住ICU的機(jī)會(huì)增加60%再次入院的機(jī)會(huì)是未感染者的5倍SSI與切口類型：清潔傷口 1%～2%清潔有植入物 ＜5%可染傷口＜10%手術(shù)類別手術(shù)數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術(shù)6466610.2大腸手術(shù)7116919.7子宮切除術(shù)71271722.4肝、膽管、胰手術(shù)1201512.5膽囊切除術(shù)8222.4不同種類手術(shù)的SSI發(fā)生率：三、SSI的發(fā)生率手術(shù)類別SSI數(shù)SSI類別（%）切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術(shù)6652.335.412.3大腸手術(shù)69158.426.315.3子宮切除術(shù)17278.813.57.6骨折開放復(fù)位12379.712.28.1不同種類手術(shù)的SSI類別：三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫，瘺形成。需要進(jìn)一步處理這里感染將導(dǎo)致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進(jìn)一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術(shù)，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關(guān)，其中90%是器官/腔隙嚴(yán)重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（1）病人因素：高齡、營(yíng)養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細(xì)菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（2）術(shù)前因素：術(shù)前住院時(shí)間過長(zhǎng)用剃刀剃毛、剃毛過早手術(shù)野衛(wèi)生狀況差（術(shù)前未很好沐浴）對(duì)有指征者未用抗生素預(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（3）手術(shù)因素：手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術(shù)中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當(dāng)器械敷料滅菌不徹底等手術(shù)特定時(shí)間是指在大量同種手術(shù)中處于第75百分位的手術(shù)持續(xù)時(shí)間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過T越多，SSI機(jī)會(huì)越大五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（4）SSI危險(xiǎn)指數(shù)（美國(guó)國(guó)家醫(yī)院感染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制定）：病人術(shù)前已有≥3種危險(xiǎn)因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時(shí)間超過該類手術(shù)的特定時(shí)間（T）

（或一般手術(shù)＞2h)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法根據(jù)指南使用預(yù)防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術(shù)前住院時(shí)間維持手術(shù)患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預(yù)防/治療預(yù)防

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位后給藥

防患于未然六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用184預(yù)防和治療性抗菌素使用目的：清潔手術(shù)：防止可能的外源污染可染手術(shù)：減少粘膜定植細(xì)菌的數(shù)量污染手術(shù)：清除已經(jīng)污染宿主的細(xì)菌六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用185需植入假體，心臟手術(shù)、神外手術(shù)、血管外科手術(shù)等六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素使用指征：可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口（Contaminatedwound）清潔傷口（Cleanwound）但存在感染風(fēng)險(xiǎn)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素顯示有效的手術(shù)有：婦產(chǎn)科手術(shù)胃腸道手術(shù)(包括闌尾炎)口咽部手術(shù)腹部和肢體血管手術(shù)心臟手術(shù)骨科假體植入術(shù)開顱手術(shù)某些“清潔”手術(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

理想的給藥時(shí)間？目前還沒有明確的證據(jù)表明最佳的給藥時(shí)機(jī)研究顯示：切皮前45～75min給藥，SSI發(fā)生率最低，且不建議在切皮前30min內(nèi)給藥影響給藥時(shí)間的因素:所選藥物的代謝動(dòng)力學(xué)特性手術(shù)中污染發(fā)生的可能時(shí)間病人的循環(huán)動(dòng)力學(xué)狀態(tài)止血帶的使用剖宮產(chǎn)細(xì)菌在手術(shù)傷口接種后的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

手術(shù)過程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細(xì)菌數(shù)logCFU/ml六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用191術(shù)后給藥，細(xì)菌在手術(shù)傷口接種的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)無改變

手術(shù)過程抗生素血腫血漿六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用Antibioticsinclot

手術(shù)過程

血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術(shù)前給藥，可以有效抑制細(xì)菌在手術(shù)傷口的生長(zhǎng)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用193ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時(shí)間切開后時(shí)間予以抗生素切開六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不同給藥時(shí)間，手術(shù)傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時(shí)間感染數(shù)（%）相對(duì)危險(xiǎn)度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手術(shù)前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術(shù)期（切皮后3h內(nèi)）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術(shù)后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人數(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用結(jié)論：抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導(dǎo)開始時(shí)給藥，預(yù)防SSI效果好195六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用切口切開后，局部抗生素分布將受阻必須在切口切開前給藥?。?！抗菌素應(yīng)在切皮前45～75min給藥六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？有效安全殺菌劑半衰期長(zhǎng)相對(duì)窄譜廉價(jià)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用抗生素的選擇原則：各類手術(shù)最易引起SSI的病原菌及預(yù)防用藥選擇六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

手術(shù)最可能的病原菌預(yù)防用藥選擇膽道手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢哌酮或

(如脆弱類桿菌）頭孢曲松闌尾手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢噻肟；

(如脆弱類桿菌）＋甲硝唑結(jié)、直腸手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

(如脆弱類桿菌）頭孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手術(shù)革蘭陰性桿菌頭孢呋辛；環(huán)丙沙星婦產(chǎn)科手術(shù)革蘭陰性桿菌，腸球菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

B族鏈球菌，厭氧菌頭孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可單藥應(yīng)用）注:各種手術(shù)切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用單次給藥還是多次給藥？沒有證據(jù)顯示多次給藥比單次給藥好傷口關(guān)閉后給藥沒有益處多數(shù)指南建議24小時(shí)內(nèi)停藥沒有必要維持抗菌素治療直到撤除尿管和引流管手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)或術(shù)中出血量較大時(shí)可重復(fù)給藥細(xì)菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時(shí)從十?dāng)?shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用用藥時(shí)機(jī)不同，用藥期限也應(yīng)不同短時(shí)間預(yù)防性應(yīng)用抗生素的優(yōu)點(diǎn)：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用減少毒副作用不易產(chǎn)生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負(fù)擔(dān)可以選用單價(jià)較高但效果較好的抗生素減少護(hù)理工作量藥品消耗增加抗菌素相關(guān)并發(fā)癥增加耐藥抗菌素種類增加易引起脆弱芽孢桿菌腸炎MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）定植六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用延長(zhǎng)抗菌素使用的缺點(diǎn)：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？正確的給藥方法：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用應(yīng)靜脈給藥，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的個(gè)體差異，不能保證血液和組織的藥物濃度，不宜采用常用的-內(nèi)酰胺類抗生素半衰期為12h，若手術(shù)超過３４h，應(yīng)給第２個(gè)劑量，必要時(shí)還可用第３次可能有損傷腸管的手術(shù)，術(shù)前用抗菌藥物準(zhǔn)備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無確切預(yù)防效果，不予提倡不應(yīng)將日常全身性應(yīng)用的抗生素應(yīng)用于傷口局部（誘發(fā)高耐藥）必要時(shí)可用新霉素、桿菌肽等抗生素緩釋系統(tǒng)（PMMA—青大霉素骨水泥或膠原海綿)局部應(yīng)用可能有一定益處六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不提倡局部預(yù)防應(yīng)用抗生素：時(shí)機(jī)不當(dāng)時(shí)間太長(zhǎng)選藥不當(dāng)，缺乏針對(duì)性六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防用藥易犯的錯(cuò)誤：在開刀前45-75min之內(nèi)投藥按最新臨床指南選藥術(shù)后24小時(shí)內(nèi)停藥擇期手術(shù)后一般無須繼續(xù)使用抗生素大量對(duì)比研究證明，手術(shù)后繼續(xù)用藥數(shù)次或數(shù)天并不能降低手術(shù)后感染率若病人有明顯感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或數(shù)次小結(jié)預(yù)防SSI干預(yù)方法

——正確的脫毛方法用脫毛劑、術(shù)前即刻備皮可有效減少SSI的發(fā)生手術(shù)部位脫毛方法與切口感染率的關(guān)系：備皮方法 剃毛備皮 5.6%

脫毛0.6%備皮時(shí)間 術(shù)前24小時(shí)前 ＞20%

術(shù)前24小時(shí)內(nèi) 7.1%

術(shù)前即刻 3.1%方法/時(shí)間 術(shù)前即刻剪毛 1.8%

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