機械基礎(chǔ)（第2版）主講老師：簽到掃碼下載文旌課堂APP掃碼簽到（2022.4.118:00至2022.4.118:10）簽到方式教師通過“文旌課堂APP”生成簽到二維碼，并設(shè)置簽到時間，學生通過“文旌課堂APP”掃描“簽到二維碼”進行簽到。。機械工程材料壹項目導讀材料是人類生活和生產(chǎn)活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類賴以生存和發(fā)展的重要條件。石器時代、青銅器時代、鐵器時代、鋼鐵時代……人類每個歷史時代的進步都是由新材料的應(yīng)用推動的。工業(yè)化以來，材料廣泛應(yīng)用于機械、車輛、船舶、建筑、化工、能源、儀器儀表、航空航天等工程領(lǐng)域。其中，用于制造各類機械零件的材料和在機械制造過程中所應(yīng)用的工藝材料稱為機械工程材料，簡稱工程材料。本項目主要介紹工程材料的分類和性能，常用工程材料的特點及應(yīng)用，鋼的熱處理方法和零件材料的選擇方法等知識，為學習后續(xù)知識和工程實踐建立必要的基礎(chǔ)。知識目標掌握工程材料的分類掌握金屬材料的力學性能和工藝性能了解非金屬材料的性能及應(yīng)用掌握常用工程材料的特點及應(yīng)用了解零件的失效形式掌握零件材料的選擇方法掌握鋼的一般熱處理方法技能目標能夠合理選擇零件的材料能夠初步分析和選擇鋼的熱處理方法思政目標提高分析問題、解決問題的科學思維能力培養(yǎng)投身制造強國、專注技能成才的職業(yè)追求分析零件材料的性能——工程材料基礎(chǔ)知識壹選擇典型零件的材料——常用工程材料貳分析零件的熱處理工藝——鋼的熱處理叁項目導航分析零件材料的性能——工程材料基礎(chǔ)知識壹任務(wù)工單任務(wù)工單1.1掃

一

掃

學生掃碼下載任務(wù)工單，并進行分組（詳見教材）問題引入什么是工程材料？列舉出身邊某制品或零件，說出是什么材料制造的？1.1工程材料概述1）工程材料的分類表1-2工程材料根據(jù)化學成分分類

定義工程材料是指用于滿足各類工程需要的材料，它的種類很多且性能各異，有多種分類方法。1.1工程材料概述1．工程材料的分類1、同學們在平時生活中看到過哪些金屬（純金屬）？2、金屬與非金屬比較有哪些特點？【課堂互動】總結(jié)：1.金屬：如鐵、銅、鋁、金、銀等等。2.金屬特性：具有金屬光澤、有良好的導電性和導熱性、有一定的強度和塑性。1.1工程材料概述2．工程材料在機械中的應(yīng)用優(yōu)質(zhì)的機械產(chǎn)品是正確的工程材料、精巧的設(shè)計及合理的加工工藝三者結(jié)合的產(chǎn)物。機械的各個零件都是由工程材料制造的，工程材料的性能不但決定了機械的質(zhì)量和使用壽命，還直接影響機械制造的生產(chǎn)成本，如材料采購成本、機械加工成本等。金屬材料在機械工程中應(yīng)用最為廣泛。1.2金屬材料的性能使用性能：主要包括力學性能、物理性能（如密度、熔點、導熱性、導電性等）和化學性能（如耐酸性、抗氧化性、耐熱性等）。工藝性能：主要包括鑄造性、壓力加工性、焊接性和切削加工性等。1.2金屬材料的性能1、塑料的應(yīng)用很廣，但為什么不用塑料來代替金屬做重要的齒輪呢？2、而有些地方卻可以用塑料來代替齒輪，如家用電器中的組合音響、DVD影碟機的轉(zhuǎn)盤，隨身聽的傳動都是塑料齒輪。這是什么道理？【課堂互動】1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能金屬材料的力學性能主要包括強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強度等。金屬材料的力學性能金屬材料的力學性能舊稱機械性能，是指金屬材料在各種不同性質(zhì)外力作用下所表現(xiàn)出的抵抗能力。載荷金屬材料在加工及使用過程中所受的外力稱為載荷。根據(jù)作用性質(zhì)的不同，載荷可分為靜載荷、沖擊載荷和交變載荷三類。1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能1）強度（1）強度與變形的概念強度：金屬材料在載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。變形：金屬材料在載荷作用下形狀和尺寸的改變。強度是材料的一項重要力學性能指標，當金屬零件承受的載荷超出自身材料強度時，其結(jié)構(gòu)將發(fā)生破壞，導致機器無法工作，甚至會造成嚴重的事故。如圖1-2（a）所示為汽車轉(zhuǎn)向器傳動軸由于載荷過大而斷裂的現(xiàn)象；如圖1-2（b）所示為汽車起重機吊裝的貨物過重而導致起重臂折斷的場景。金屬材料的強度1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能1）強度（1）強度與變形的概念（a）汽車轉(zhuǎn)向器傳動軸斷裂

（b）汽車起重機起重臂折斷圖1-2因承受的載荷超出金屬材料強度而發(fā)生的結(jié)構(gòu)破壞1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能1）強度（2）拉伸試驗金屬材料的強度通常通過拉伸試驗來測定。拉伸試驗機如圖1-3所示。拉伸試樣的形狀和尺寸取決于要被試驗的金屬產(chǎn)品的形狀和尺寸，其橫截面一般為圓形、矩形和多邊形等。如圖1-4所示為圓形橫截面試樣。圖1-3拉伸試驗機圖1-4圓形橫截面試樣（a）拉伸前（b）拉伸后拉伸試驗1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能1）強度（2）拉伸試驗連續(xù)記錄軸向拉力和拉伸試樣的伸長量，可以繪制力與伸長量之間的關(guān)系曲線，稱為力-伸長曲線或拉伸曲線。低碳鋼材料拉伸試樣的拉伸曲線如圖1-5所示。其中，橫坐標表示拉伸試樣的伸長量

，單位為mm，縱坐標表示軸向拉力F，單位為N。圖1-5低碳鋼材料拉伸試樣的拉伸曲線1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能1）強度（2）拉伸試驗由圖1-5可知，低碳鋼材料拉伸試樣的拉伸過程可分為四個階段，具體分析如表1-3所示。表1-3低碳鋼材料拉伸試樣拉伸曲線的分析1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能1）強度（3）強度指標1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能1）強度（3）強度指標對于鑄鐵、高碳鋼等金屬材料的拉伸試樣，由于它們在拉伸過程中沒有明顯的屈服現(xiàn)象，也不會產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，因此很難確定

的準確數(shù)值。對于這類金屬材料，通常規(guī)定一個相當于屈服強度的強度指標，即以拉伸試樣伸長量為試樣原始標距0.2%時的拉應(yīng)力作為其屈服強度，用符號

表示。1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能2）塑性塑性是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。（1）塑性的概念金屬材料的塑性可用斷后伸長率

A和斷面收縮率

Z來衡量。兩者都可通過拉伸試驗進行測算。（2）塑性指標1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能2）塑性1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能2）塑性1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能2）塑性工程上通常將在常溫、靜載條件下測定的斷后伸長率

的金屬材料稱為塑性金屬材料，如低碳鋼、銅合金和鋁合金等；將斷后伸長率

的金屬材料稱為脆性金屬材料，如灰鑄鐵、陶瓷、玻璃等。1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能（1）低碳鋼拉伸試驗時，發(fā)生屈服現(xiàn)象和加工硬化的載荷有什么不同？（2）低碳鋼制造的機械零件在實際使用中發(fā)生屈服現(xiàn)象有什么危害？【課堂互動】1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能3）硬度硬度是指金屬材料抵抗外部硬物壓入或刻劃的能力，它是衡量金屬材料軟硬程度的指標，硬度越高，金屬材料表面越不容易產(chǎn)生壓痕或劃痕。金屬材料三種硬度試驗方法的原理、測定方法和應(yīng)用范圍如表1-4所示。1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能3）硬度表1-4金屬材料三種硬度試驗方法的原理、測定方法和應(yīng)用范圍1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能3）硬度表1-4金屬材料三種硬度試驗方法的原理、測定方法和應(yīng)用范圍（續(xù)）1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能4）韌性韌性是指金屬材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。韌性定義金屬材料的韌性通常由沖擊吸收能量來衡量。沖擊吸收能量可以通過一次擺錘沖擊試驗來測定，試驗的原理如圖1-6所示。韌性指標一次擺錘沖擊試驗1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能4）韌性（a）試樣

（b）擺錘沖擊示意圖圖1-6一次擺錘沖擊試驗原理簡圖1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能5）疲勞強度金屬材料的抗疲勞性能由疲勞強度來衡量。疲勞強度是指金屬材料承受無限次交變載荷的作用而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力，它表示材料抵抗交變載荷作用而不發(fā)生疲勞破壞的能力。高鐵車軸材料

疲勞性能的測量1.2金屬材料的性能1．金屬材料的力學性能5）疲勞強度疲勞破壞是機械零件失效的主要形式之一。由于前期不易察覺，具有較強的突發(fā)性，因此疲勞破壞容易造成很嚴重的后果。例如，1985年8月，執(zhí)飛日本航空123號航班的波音747飛機發(fā)生空難，造成超過500人遇難，這是世界航空史上最嚴重的空難之一。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該飛機曾在失事7年前發(fā)生機尾擦地，飛機制造商波音公司在對飛機修理時沒有妥善修補損傷區(qū)塊。這導致事發(fā)時飛機尾端機體因金屬疲勞而爆開，連帶損毀尾翼與液壓系統(tǒng)，最終飛機失控，迫降不及而墜毀。1.2金屬材料的性能2.金屬材料的工藝性能1）鑄造性金屬材料通過鑄造的方法獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的能力稱為金屬材料的鑄造性，它反映了金屬材料熔化澆注成為鑄件的難易程度。工程中，灰鑄鐵因具有良好的鑄造性而廣泛用于鑄造各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大的制品和零件，如暖氣片、鋼管、管接頭、車床底座等，如圖1-7所示。1.2金屬材料的性能2.金屬材料的工藝性能1）鑄造性（a）暖氣片

（b）鋼管

（c）管接頭

（d）車床底座圖1-7用灰鑄鐵鑄造的典型制品和零件1.2金屬材料的性能2.金屬材料的工藝性能2）壓力加工性壓力加工是指使金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形，以獲得具有一定形狀、尺寸和力學性能的制品或零件的加工方法。常用的壓力加工方法有軋制、擠壓、冷拔、鍛造和冷沖壓等，如圖1-8所示（見下頁）。壓力加工金屬材料在壓力加工過程中成形的難易程度稱為金屬材料的壓力加工性，它主要與金屬材料的塑性有關(guān)。塑性越好，金屬材料的壓力加工性就越好。壓力加工性1.2金屬材料的性能2.金屬材料的工藝性能2）壓力加工性（a）軋制

（b）擠壓

（c）冷拔

（d）鍛造

（e）冷沖壓圖1-8常用的壓力加工方法1.2金屬材料的性能2.金屬材料的工藝性能3）焊接性焊接是指通過加熱或加壓或兩者并用，使金屬材料產(chǎn)生原子間的結(jié)合，形成不可拆卸接頭的連接方法。常用的焊接方法有手工電弧焊、氣焊和自動焊等，如圖1-9所示（見下頁）。焊接金屬材料在焊接過程中獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭（包括焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)）的能力稱為焊接性，又稱可焊性。焊接性1.2金屬材料的性能2.金屬材料的工藝性能3）焊接性（a）手工電弧焊

（b）氣焊

（c）自動焊圖1-9常用的焊接方法1.2金屬材料的性能2.金屬材料的工藝性能4）切削加工性切削加工是工程中應(yīng)用最為廣泛的零件加工方法。常用的切削加工方法有車削、銑削、磨削和鉆削等，如圖1-10所示。（a）車削

（b）銑削

（c）磨削

（d）鉆削圖1-10常用的切削加工方法1.2金屬材料的性能2.金屬材料的工藝性能4）切削加工性切削加工性是指對金屬材料進行切削加工的難易程度。衡量切削加工性的因素有刀具的使用壽命、零件的表面質(zhì)量和切削工作時間等。通常情況下，零件可以通過熱處理來提高金屬材料的切削加工性。1.2金屬材料的性能2.金屬材料的工藝性能1．什么是鑄造性能？主要取決于什么？2．什么是壓力加工性能？常用什么來衡量？3．什么是焊接性能？4．什么是切削加工性能？常用什么來衡量？【課堂互動】1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用1.陶瓷提問：同學們都知道哪些陶瓷類物品，根

據(jù)日常生活經(jīng)驗分析陶瓷的特點？【課堂互動】1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用1.陶瓷在機械工程中，陶瓷是最常用的無機非金屬材料。隨著材料科學的迅速發(fā)展，陶瓷除了應(yīng)用于傳統(tǒng)的生活制品外，還廣泛用于制造各種機械零部件和機械工程制品等，如圖1-11所示。（a）陶瓷砂輪

（b）陶瓷軸承

（c）陶瓷剎車片

（d）管道圖1-11陶瓷在機械工程中的應(yīng)用1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用1.陶瓷1）陶瓷的分類普通陶瓷：又稱傳統(tǒng)陶瓷，其成品主要以天然硅酸鹽礦物（如

黏土、石英等）為原料，經(jīng)粉末冶金法制成。特種陶瓷：主要指具有某些力學、物理或化學性能的陶瓷。

它主要以氧化物、硅化物、碳化物、氮化物、硼化

物等材料為原料，經(jīng)粉末冶金方法制成。1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用1.陶瓷2）陶瓷的性能及應(yīng)用表1-5常用陶瓷的性能和應(yīng)用范圍1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用1.陶瓷2）陶瓷的性能及應(yīng)用表1-5常用陶瓷的性能和應(yīng)用范圍（續(xù)）1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用2.高分子材料高分子材料是以高分子化合物（一般指相對分子質(zhì)量大于5

000的化合物）為主要成分的材料。高分子材料定義通常包括塑料、橡膠、纖維、涂料、膠黏劑和高分子基復(fù)合材料等。機械工程中常用的高分子材料有塑料和橡膠兩大類。常用高分子材料1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用2.高分子材料1）塑料定義塑料是指以樹脂為主要成分，并加入某些能改善使用性能和工藝性能的添加劑（如增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑和著色劑等），在一定壓力和溫度下塑造成形的非金屬材料。優(yōu)點（1）重量輕。（2）比強度高。（3）耐蝕性好。（4）絕緣性好。（5）導熱系數(shù)小。（6）成形性、著色性好，且加工簡單。缺點（1）耐熱性差（2）熱膨脹率大（3）尺寸穩(wěn)定性差（4）易變形和老化1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用2.高分子材料1）塑料塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。其中，熱塑性塑料是指加熱時變軟，冷卻后變硬，再加熱又可變軟，反復(fù)加熱成形后仍保持基本性能不變的塑料，常用于制造汽車進氣管、運動器材的手柄握把和耳機線外皮等；熱固性塑料是指加熱時軟化，冷卻后堅硬，待固化后再加熱，則不再軟化或熔融的塑料，即不能重塑使用，常用于制造汽車內(nèi)飾件、各種按鈕和印制電路板等。1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用2.高分子材料2）橡膠定義橡膠是一種以生膠為主要成分，加入適量配合劑而制成的高分子材料。優(yōu)點（1）極高的彈性。（2）耐磨性、隔聲性、絕緣性好，吸振能力強。（3）有一定的耐蝕性和強度。缺點（1）容易老化。應(yīng)用橡膠制品在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，通常用于制造車輛輪胎、傳動帶、密封圈和絕緣手套等，如圖1-12所示（見下頁）。1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用2.高分子材料2）橡膠（a）輪胎

（b）皮帶

（c）密封圈

（d）絕緣手套圖1-12常見橡膠制品1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用3.復(fù)合材料1）復(fù)合材料的分類復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同化學性質(zhì)或結(jié)構(gòu)的材料，通過物理或化學的方法組合而成的材料。根據(jù)組成成分的不同010203金屬與金屬復(fù)合材料金屬與非金屬復(fù)合材料非金屬與非金屬復(fù)合材料1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用3.復(fù)合材料1）復(fù)合材料的分類根據(jù)復(fù)合形式的不同01纖維增強復(fù)合材料02夾層復(fù)合材料03細粒復(fù)合材料04混雜復(fù)合材料復(fù)合材料在飛機

結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用3.復(fù)合材料2）復(fù)合材料的性能及應(yīng)用01020403比強度與比模量高。抗疲勞性好。耐高溫性好。減振性好。1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用3.復(fù)合材料2）復(fù)合材料的性能及應(yīng)用機械工程中使用最廣泛的復(fù)合材料是纖維增強塑料（即以樹脂為基體，以各種纖維為增強劑）。常用纖維增強塑料的組成、性能和應(yīng)用范圍如表1-6所示。表1-6常用纖維增強塑料的組成、性能和應(yīng)用范圍1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用3.復(fù)合材料2）復(fù)合材料的性能及應(yīng)用表1-6常用纖維增強塑料的組成、性能和應(yīng)用范圍（續(xù)）1.3非金屬材料的性能及應(yīng)用3.復(fù)合材料2）復(fù)合材料的性能及應(yīng)用請同學們通過觀察實物、查閱資料和上網(wǎng)搜索等方式，了解如圖1-13所示的家用電器中非金屬材料的應(yīng)用情況，并進行課堂討論。（a）電飯鍋

（b）電水壺

（c）洗衣機圖1-13幾種家用電器任務(wù)描述小王開著拖拉機去蔬菜批發(fā)市場送菜，剛出發(fā)不久，拖拉機發(fā)出的聲音突然不正常了，排氣管還冒起了黑煙。于是他立即將拖拉機熄火，并聯(lián)系農(nóng)機維修能手小劉。小劉將拖拉機拖回修理廠后打開了發(fā)動機氣缸，發(fā)現(xiàn)第3缸連桿彎曲、缸套裂損，但缸蓋完好無損，連桿孔間隙、連桿螺栓均正常。經(jīng)過分析，小劉斷定問題出在了連桿的材料上：由于材料的性能不佳，連桿在受到壓力后產(chǎn)生彎曲，因此破壞了其正常運動軌跡，從而拱裂缸套；連桿在彎曲后縮短，所以沒有損壞缸蓋。聽了小劉的分析后，小王這才想起半年前對這臺拖拉機大修時，因為貪圖便宜而選擇更換了非原廠生產(chǎn)的連桿。兩個看起來一模一樣的零件，由于材料不同，性能往往差異很大。因此，在選擇零件的材料時，必須正確分析其所需要具備的性能。（a）機床主軸

（b）減速器齒輪

（c）發(fā)動機缸體

（d）汽車減振彈簧圖1-1幾種典型金屬零件以小組為單位分析以下金屬零件的材料所需具備的性能，并填寫表格和“任務(wù)工單1.1”任務(wù)實施任務(wù)實施零件名稱工作條件所需具備的性能機床主軸受交變彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合應(yīng)力作用，但載荷和轉(zhuǎn)速不高，沖擊載荷也不大（1）高的強度、剛度和一定的韌性，即良好的綜合力學性能（2）高的疲勞強度（3）高的耐磨性（4）良好的鍛造性及切削加工性減速器齒輪轉(zhuǎn)速中等，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，齒根部位承受較大的交變彎曲應(yīng)力（1）高的彎曲疲勞強度（2）高的接觸疲勞強度、硬度和耐磨性（3）齒輪心部要有足夠的強度和韌性（4）良好的鍛造性及切削加工性發(fā)動機缸體承受拉、壓、彎、扭等不同形式的載荷，同時還因氣缸壁面與高溫燃氣直接接觸而承受很大的熱負荷（1）高的強度和剛度（2）較高的耐磨性和耐蝕性（3）良好的鑄造性及切削加工性汽車減振彈簧承受較大的交變應(yīng)力和沖擊載荷（1）高的強度和彈性極限（2）高的疲勞強度（3）良好的耐蝕性（4）良好的壓力加工性思政復(fù)興號--新材料助力“中國制造”新材料助力“中國制造”近幾年，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的大背景下，新材料技術(shù)不斷取得突破，新材料和新物質(zhì)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，全球新材料產(chǎn)業(yè)保持快速增長態(tài)勢?！笆濉币詠?，我國出臺多項政策文件，在材料領(lǐng)域全面部署，對標發(fā)達國家奮起直追。經(jīng)過不懈努力，我國的新材料產(chǎn)業(yè)在體系建設(shè)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)進步和集群效應(yīng)等方面取得了較大進步。我國新材料產(chǎn)業(yè)已形成了全球門類最全、規(guī)模最大的產(chǎn)業(yè)體系，建成了涵蓋金屬、高分子、陶瓷等結(jié)構(gòu)與功能材料的研發(fā)和生產(chǎn)體系，并具備了龐大的材料生產(chǎn)能力。我國鋼鐵、有色金屬、稀土金屬、水泥、玻璃、化學纖維、先進儲能材料、光伏材料、有機硅、超硬材料、特種不銹鋼等百余種材料的產(chǎn)量已位居世界第一位。......（詳見教材）課堂總結(jié)工程材料概述金屬材料的性能非金屬材料的性能及應(yīng)用選擇典型零件的材料——常用工程材料貳任務(wù)工單任務(wù)工單1.2掃

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學生掃碼下載任務(wù)工單，并進行分組（詳見教材）2.1鋼鐵材料舉出日常生活中常用的工程材料，并分析其特點。【課堂互動】2.1鋼鐵材料1.鋼鐵材料的分類與組織鋼鐵材料主要由鐵和碳兩種基本元素構(gòu)成，故鋼鐵又稱為鐵碳合金。鋼鐵根據(jù)含碳量進行的分類如圖1-15所示。鋼鐵材料的分類鐵碳合金基本組織主要有鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體和萊氏體等，它們各自的特點如表1-8所示（見下頁）。鋼鐵材料的組織圖1-15鋼鐵根據(jù)含碳量進行的分類2.1鋼鐵材料1.鋼鐵材料的分類與組織表1-8鐵碳合金基本組織的特點2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼1）鋼的分類鋼是指含碳量為0.0218%～2.11%的鐵碳合金。工業(yè)生產(chǎn)中，為了保證其韌性和塑性，鋼的含碳量一般不超過1.7%。（1）根據(jù)化學成分分類。碳素鋼低碳鋼（）中碳鋼（）高碳鋼（）合金鋼低合金鋼（合金元素總量）中合金鋼（合金元素總量）高合金鋼（合金元素總量）普通鋼（，）優(yōu)質(zhì)鋼（，）高級優(yōu)質(zhì)鋼（，）2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼1）鋼的分類（2）根據(jù)冶金質(zhì)量分類。結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊功能鋼專業(yè)用鋼（3）根據(jù)應(yīng)用范圍進行分類。2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼1）鋼的分類工業(yè)用鋼一般由專門的冶金廠生產(chǎn)，市場上供應(yīng)的鋼材種類有板材（薄鋼板、中等厚度鋼板和鋼帶等）、管材（焊接鋼管和無縫鋼管）、型材（圓鋼、方鋼、工字鋼和槽鋼等）、線材及其他異型鋼材等，如圖1-16所示。

（a）鋼板

（b）鋼管

（c）工字鋼

（d）線材圖1-16市場上供應(yīng)的鋼材2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼2）鋼的牌號表1-9部分鋼的牌號及其含義2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼2）鋼的牌號表1-9部分鋼的牌號及其含義（續(xù)）2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼2）鋼的牌號表1-9部分鋼的牌號及其含義（續(xù)）2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼3）碳素鋼表1-10常用的碳素鋼2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼4）合金鋼表1-11常用的合金鋼2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼4）合金鋼表1-11常用的合金鋼（續(xù)）2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼4）合金鋼表1-11常用的合金鋼（續(xù)）2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼4）合金鋼如圖1-17所示（見下頁）為2008年北京奧運會的主體育場——國家體育場鳥巢，它的主體建筑呈橢圓鳥巢狀，是由一系列鋼桁架圍繞碗狀座席區(qū)編制而成的。國家體育場鳥巢南北長333m、東西寬296m，最高處高69m，總用鋼量達4.2萬噸。這座氣勢如此恢宏的場館是用什么鋼材建造的呢？答案是我國自主研制生產(chǎn)的Q460。Q460是一種低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼，含碳量為0.2%，同時含有錳、鈦、釩、鉻、鈮、鎳等合金元素。Q460材料的強度是普通鋼的兩倍，鳥巢所使用的Q460鋼板厚度為110mm，若采用其他同等強度的鋼材，厚度至少需要為220mm。2.1鋼鐵材料2.工業(yè)用鋼4）合金鋼圖1-17國家體育場鳥巢這座氣勢如此恢宏的場館是用什么鋼材建造的呢？【課堂互動】2.1鋼鐵材料3.鑄鐵白口鑄鐵灰口鑄鐵麻口鑄鐵根據(jù)碳存在形式的不同灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵蠕墨鑄鐵根據(jù)內(nèi)部石墨形態(tài)的不同鑄鐵是指平均含碳量大于2.11%，且含有硅、錳、磷、硫等合金元素的鐵碳合金。2.1鋼鐵材料3.鑄鐵表1-12常用的鑄鐵2.1鋼鐵材料3.鑄鐵表1-12常用的鑄鐵（續(xù)）2.1鋼鐵材料3.鑄鐵根據(jù)所學知識，為圖1-18所示的零件選擇合適的鑄鐵材料。其中，軸承座需承受來自軸承的壓力；汽車變速箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作時承受動載荷的沖擊；發(fā)動機曲軸要求具有較高的強度，能承受較大的沖擊載荷，且表面應(yīng)具有良好的耐磨性。（a）軸承座

（b）汽車變速箱體

（c）發(fā)動機曲軸圖1-18鑄鐵材料制造的零件2.1鋼鐵材料3.鑄鐵搜集日常生活中見到的鑄鐵構(gòu)件，認識并區(qū)分各類構(gòu)件【課堂互動】2.2非鐵金屬材料及其合金除鋼鐵材料之外的金屬材料統(tǒng)稱為非鐵金屬材料。非鐵金屬材料具有鋼鐵材料所不具備的特殊物理、化學及力學性能，在機械工程中的應(yīng)用也非常廣泛。如圖1-19所示，汽車輪轂、軸瓦和飛機機身等產(chǎn)品使用的材料分別為鋁合金、銅合金和鈦合金。（a）汽車輪轂

（b）軸瓦

（c）飛機機身圖1-19非鐵金屬材料制造的產(chǎn)品2.2非鐵金屬材料及其合金（1）生活中常見的鋁制品有哪些？（鋁鍋、導線等）（2）為什么用鋁制造鍋？為什么用鋁制造導線？為什么空氣中的導線幾十年都能使用而沒有壞，鋁線容易變形，這些說明什么？【課堂互動】2.2非鐵金屬材料及其合金純鋁呈銀白色，密度較?。é?/p>

=2.7g/cm3

），熔點為660℃。1.鋁及鋁合金1）純鋁具有較好的耐腐蝕性導熱性和導電性良好塑性很高強度很低純鋁的特性2.2非鐵金屬材料及其合金純鋁牌號的表示方法1.鋁及鋁合金1）純鋁純鋁中含有鐵、硅、銅、鋅等雜質(zhì)，根據(jù)純度分為工業(yè)純鋁（99.00%≤wA1≤99.85%）和高純鋁（

wA1≥99.85%

）。純鋁的牌號用“1×××”四位字符表示。其中，第一位數(shù)字1表示純鋁；第二位為英文大寫字母，表示原始純鋁（A）或原始純鋁的改型（B～Y，C、I、L、N、O、P、Q、Z除外）；最后兩位數(shù)字表示鋁的最低百分含量，即鋁的最低百分含量小數(shù)點后面的兩位數(shù)字。例如，牌號1A90表示純度為99.90%的原始高純鋁。2.2非鐵金屬材料及其合金通過往純鋁中添加適量的合金元素來提高鋁的強度和硬度等力學性能，從而得到了各種系列的鋁合金。鋁合金質(zhì)量輕、強度高，具有很高的比強度，其力學性能超過許多合金鋼，在工程中應(yīng)用十分廣泛。鋁合金中的合金元素主要有銅、錳、硅、鎂、鋅等，根據(jù)合金元素和工藝特點的不同，鋁合金可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。1.鋁及鋁合金2）鋁合金鋁合金2.2非鐵金屬材料及其合金1.鋁及鋁合金2）鋁合金（1）變形鋁合金。變形鋁合金具有良好的塑性，可通過沖壓、彎曲、擠壓等加工方法制成所需零件。表1-13常用的變形鋁合金2.2非鐵金屬材料及其合金1.鋁及鋁合金2）鋁合金（2）鑄造鋁合金。鑄造鋁合金具有良好的鑄造性、耐蝕性和耐熱性，可用于鑄造形狀復(fù)雜的零件毛坯。常用的鑄造鋁合金如表1-14所示。表1-13常用的變形鋁合金2.2非鐵金屬材料及其合金1.鋁及鋁合金2）鋁合金（2）鑄造鋁合金。鑄造鋁合金代號用ZL×××系列表示。其中，“ZL”是“鑄鋁”的拼音首字母，其后為三位數(shù)字。第一位數(shù)字表示合金類別：1代表Al-Si合金；2代表Al-Cu合金；3代表Al-Mg合金；4代表Al-Zn合金。第二、三位數(shù)字是合金的順序號。例如，ZL202表示2號Al-Cu鑄造鋁合金。2.2非鐵金屬材料及其合金2.銅及銅合金1）純銅純銅的密度為8.96g/cm3，比鋼略大，導電性和導熱性良好。純銅的強度和硬度不高，但塑性、耐蝕性和焊接性良好。工業(yè)純銅分為T1、T2、T3和T4四種，數(shù)字越大，純度越低，雜質(zhì)含量越高。特性適合進行各種壓力加工，常用來制造電線、電纜、散熱片等。應(yīng)用2.2非鐵金屬材料及其合金2.銅及銅合金2）銅合金通過向純銅中加入鋅、鉛、錫、鋁、鈹?shù)仍丶纯傻玫礁鞣N性能優(yōu)良的銅合金。表1-15常用的加工銅合金2.2非鐵金屬材料及其合金2.銅及銅合金2）銅合金表1-15常用的加工銅合金（續(xù)）2.2非鐵金屬材料及其合金2.銅及銅合金2）銅合金表1-15常用的加工銅合金（續(xù)）2.2非鐵金屬材料及其合金2.銅及銅合金2）銅合金表1-15常用的加工銅合金（續(xù)）2.2非鐵金屬材料及其合金3.粉末冶金材料一種用金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末的混合物作原料，經(jīng)成形和燒結(jié)制成材料或制品的加工方法。粉末冶金法粉末冶金材料：用粉末冶金法制成的材料稱為粉末冶金材料。粉末冶金法可以生產(chǎn)出多種具有特殊性能的金屬材料，也可以直接制造零件。粉末冶金材料應(yīng)用粉末冶金材料2.2非鐵金屬材料及其合金3.粉末冶金材料1）硬質(zhì)合金定義特點分類硬質(zhì)合金是以一種或幾種難熔的碳化物粉末（如WC、TiC、TaC等）為主要成分，同時加入具有黏結(jié)作用的鈷粉末，采用粉末冶金法制得的一種粉末冶金材料。硬度高熱硬性好耐磨性好切削工具用硬質(zhì)合金地質(zhì)和礦山工具用硬質(zhì)合金耐磨零件用硬質(zhì)合金2.2非鐵金屬材料及其合金3.粉末冶金材料1）硬質(zhì)合金（a）車刀

（b）銑刀

（c）鉆頭圖1-20硬質(zhì)合金刀具2.2非鐵金屬材料及其合金3.粉末冶金材料1）硬質(zhì)合金表1-16切削工具用硬質(zhì)合金的基本成分和應(yīng)用范圍2.2非鐵金屬材料及其合金3.粉末冶金材料1）硬質(zhì)合金表1-16切削工具用硬質(zhì)合金的基本成分和應(yīng)用范圍（續(xù)）2.2非鐵金屬材料及其合金3.粉末冶金材料2）減摩材料定義：是指具有低摩擦因數(shù)和高耐磨性的粉末冶金制品，分為鐵基減摩材料和銅基減摩材料。特點：減摩材料具有優(yōu)良的自潤滑性能，能在缺油甚至無油潤滑的條件下工作。應(yīng)用：主要用于制造滑動軸承。隨著全球能源緊缺和環(huán)境污染問題的日益嚴重，人們更加注重汽車的節(jié)能環(huán)保。據(jù)統(tǒng)計，汽車行駛時60%的燃料消耗于汽車自重，汽車質(zhì)量每減輕10%，油耗可降低6%～8%。因此，汽車的輕量化設(shè)計具有重要的意義。其中，采用輕質(zhì)材料是一條重要途徑，因為構(gòu)成汽車的2萬多個零部件中，約有86%是由金屬材料制造的，而鋼鐵材料又占了其中的80%。請大家討論一下，為減輕汽車的質(zhì)量，汽車中哪些零件可用非鐵金屬材料制造。2.2非鐵金屬材料及其合金3.粉末冶金材料請說出下列日常生活中使用的工具，是什么金屬材料？為何選用這種材料？1.制易拉罐的金屬2.燈泡的燈絲3.體溫計填充的金屬4.制作導絲的紫紅色金屬【課堂互動】2.3零件材料的選擇1.零件的失效形式機械零件都具有一定的設(shè)計功能，可在載荷、溫度、介質(zhì)等作用下保持一定幾何形狀和尺寸，實現(xiàn)規(guī)定的機械運動，傳遞動力等。機械零件在使用過程中若失去原有的設(shè)計功能而無法正常工作即稱為失效。失效定義機械零件的失效形式根據(jù)零件的工作條件及失效特點可分為過量變形失效、斷裂失效、表面損傷失效2.3零件材料的選擇1.零件的失效形式1）過量變形失效過量變形失效是指零件在工作過程中產(chǎn)生過量變形，而導致整個機械設(shè)備無法正常工作，或者雖能正常工作但工作質(zhì)量嚴重下降的現(xiàn)象。定義主要形式過量彈性變形失效過量塑性變形失效2.3零件材料的選擇1.零件的失效形式2）斷裂失效斷裂失效是指零件在工作過程中完全斷裂而導致整個機器無法工作的現(xiàn)象。定義主要形式韌性斷裂失效低應(yīng)力脆性斷裂失效疲勞斷裂失效蠕變斷裂失效應(yīng)力腐蝕斷裂失效2.3零件材料的選擇1.零件的失效形式3）表面損傷失效表面損傷失效是指零件因表面損傷而造成機械設(shè)備失去精度或無法正常工作的現(xiàn)象。定義主要形式磨損失效接觸疲勞失效腐蝕失效2.3零件材料的選擇1.零件的失效形式3）表面損傷失效零件的失效情況很復(fù)雜，往往是多方面因素共同作用的結(jié)果，因此必須全面考慮設(shè)計、選材、加工、使用等方面的問題，找到對零件失效起決定作用的主要原因，采取相對應(yīng)的措施來預(yù)防，以延長零件的使用壽命。2.3零件材料的選擇2.零件材料的選擇方法1）零件材料選擇的一般原則零件材料選擇的依據(jù)是零件的使用性能和失效分析結(jié)果，其一般原則是：首先保證使用性能，同時兼顧工藝性能和經(jīng)濟性。2.3零件材料的選擇2.零件材料的選擇方法2）零件材料選擇的步驟（1）分析零件的工作條件，包括零件的受力情況、零件的工作環(huán)境、零件的特殊性能。（2）進行失效分析，判別零件的主要失效形式，從而確定零件主要使用性能的指標，如剛度和彈性指標、硬度和強度指標、塑性和沖擊韌性指標等。（3）確定材料的性能指標后，可在相關(guān)設(shè)計手冊中查閱材料的性能數(shù)據(jù)，選定材料牌號并決定熱處理和其他強化方法。2.3零件材料的選擇2.零件材料的選擇方法3）零件材料選擇的注意事項010203選擇零件材料時，應(yīng)注意材料的尺寸效應(yīng)。一般情況下，零件的橫截面越大，實際力學性能越低。采用不同的加工工藝及熱處理工藝，材料所獲得的力學性能不同，應(yīng)注意盡可能發(fā)揮材料的潛力。對關(guān)鍵零件批量生產(chǎn)前要進行試驗，以確定材料的選擇、熱處理的方法是否合理，是否利于冷、熱加工，經(jīng)試驗確認全部符合要求后再進行批量生產(chǎn)。2.3零件材料的選擇2.零件材料的選擇方法請大家討論一下，為減輕汽車的質(zhì)量，汽車中哪些零件可用非鐵金屬材料制造?【課堂互動】隨著全球能源緊缺和環(huán)境污染問題的日益嚴重，人們更加注重汽車的節(jié)能環(huán)保。據(jù)統(tǒng)計，汽車行駛時60%的燃料消耗于汽車自重，汽車質(zhì)量每減輕10%，油耗可降低6%～8%。因此，汽車的輕量化設(shè)計具有重要的意義。其中，采用輕質(zhì)材料是一條重要途徑，因為構(gòu)成汽車的2萬多個零部件中，約有86%是由金屬材料制造的，而鋼鐵材料又占了其中的80%。任務(wù)描述小李畢業(yè)后進入一家公司工作。由于公司離家較遠，小李準備買輛自行車騎行上班。他打開購物網(wǎng)站開始選購，鋼的、鋁合金的、鈦合金的……自行車車身材料有許多種，而且不同車身材料的自行車價格差異很大。與自行車一樣，在機械工程中同類零件的材料往往差異很大，這是因為它們的工作條件和性能要求不同。如圖1-14（見下頁）所示為幾種典型機器上的金屬零件，它們的工作條件和主要性能要求如表1-7所示（見下頁）。請同學們?yōu)檫@些零件選擇合適的材料。任務(wù)描述（a）低速內(nèi)燃機曲軸

（b）載重汽車變速齒輪

（c）機床減速器箱蓋圖1-14幾種典型機器上的金屬零件以小組為單位根據(jù)表格中的要求，為以下零件選擇零件材料，并填寫“任務(wù)工單1.2”。任務(wù)描述表1-7幾種金屬零件的工作條件和主要性能要求思政復(fù)興號陳能寬：以“為國做事”為使命陳能寬（1923—2016）是湖南慈利人，中共黨員，金屬物理學家、材料科學家、工程物理學家，中國科學院學部委員（院士），“兩彈一星功勛獎?wù)隆鲍@得者。陳能寬于1947年赴美國求學。旅居美國期間，他只用了

3

年時間就在耶魯大學獲得了物理冶金專業(yè)的碩士和博士學位，并發(fā)表了多篇重量級科技論文，成為享有國際聲譽的金屬物理學家。正當他學有所成，準備報效祖國時，卻受到美國當局的百般阻撓。直到1955年，陳能寬才帶著妻兒輾轉(zhuǎn)多地，歷經(jīng)艱難回到中國。......（詳見教材）課堂總結(jié)鋼鐵材料非鐵金屬材料及其合金零件材料的選擇分析零件的熱處理工藝——鋼的熱處理叁任務(wù)工單任務(wù)工單1.3掃

一

掃

學生掃碼下載任務(wù)工單，并進行分組（詳見教材）實例導入中國第一艘航母遼寧號的建造過程，所碰到鋼材短缺的問題來說明熱處理對國防和經(jīng)濟建設(shè)的重要性。3.1熱處理概述1.熱處理的概念采用適當?shù)姆绞綄虘B(tài)金屬材料進行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需組織結(jié)構(gòu)和性能的工藝稱為熱處理。定義（1）改善其加工工藝性能（2）提高金屬材料的硬度、強度等力學性能（3）充分發(fā)揮金屬材料的潛力，降低生產(chǎn)成本。特性重要的金屬零部件以及各種刀具、模具、量具等在制造過程中幾乎都要進行適當?shù)臒崽幚?。?yīng)用3.1熱處理概述2.熱處理的工藝過程熱處理的工藝方法很多，但基本上所有熱處理的工藝過程都需要經(jīng)過加熱、保溫和冷卻三個階段。熱處理的工藝過程可由如圖1-23所示的熱處理工藝曲線來表示。圖1-23熱處理工藝曲線3.1熱處理概述2.熱處理的工藝過程熱處理工藝過程中的冷卻速度對材料的性能有著直接的影響。例如，45鋼在加熱到450℃并保溫后，隨爐冷卻至室溫時得到的屈服強度為272MPa，而在水中冷卻至室溫時得到的屈服強度則高達706MPa，直接表現(xiàn)為前者韌性好、易彎曲，后者脆而硬。3.1熱處理概述3.鋼發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的溫度鋼的內(nèi)部組織發(fā)生轉(zhuǎn)變時的溫度稱為臨界溫度。通常情況下，鋼在加熱和冷卻階段都會發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，如圖1-24所示的曲線表示鋼在加熱和冷卻時組織轉(zhuǎn)變的臨界溫度。圖1-24鋼在加熱和冷卻時組織轉(zhuǎn)變的臨界溫度3.1熱處理概述3.鋼發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的溫度根據(jù)含碳量和室溫組織的不同，鋼可分為亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼。其中，含碳量為0.77%的碳素鋼稱為共析鋼，室溫下其內(nèi)部組織為珠光體；含碳量低于0.77%的碳素鋼稱為亞共析鋼，室溫下其內(nèi)部組織為鐵素體+珠光體；含碳量高于0.77%的碳素鋼稱為過共析鋼，室溫下其內(nèi)部組織為珠光體+滲碳體。3.1熱處理概述4.熱處理的分類根據(jù)目的和工藝方法的不同熱處理整體熱處理——退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)處理、時效處理等表面熱處理表面淬火——火焰加熱、感應(yīng)加熱等化學熱處理——滲碳、滲氮、碳氮共滲等根據(jù)工序的位置不同熱處理預(yù)備熱處理——改善鑄造、鍛造或焊接毛坯件的內(nèi)部組織，消除內(nèi)部應(yīng)力最終熱處理——獲得零件所需的力學性能3.2鋼的整體熱處理定義鋼的整體熱處理是指對鋼件整體進行加熱，經(jīng)保溫后以一定方法冷卻，從而改變鋼件的內(nèi)部組織和整體力學性能的熱處理工藝方法。鋼的整體熱處理工序退火正火淬火回火調(diào)質(zhì)處理時效處理3.2鋼的整體熱處理1.退火1）概念退火是指將鋼件加熱到適當?shù)臏囟?，保溫一段時間后，緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻）以使鋼件內(nèi)部組織均勻化，從而獲得預(yù)期力學性能的熱處理工藝。2）目的①降低材料的強度和硬度，提高塑性，為后續(xù)機械加工做準備；②減少材料內(nèi)部組織的不均勻性，細化晶粒，消除內(nèi)部應(yīng)力；③為下一步熱處理做好組織準備。退火3.2鋼的整體熱處理1.退火3）分類及應(yīng)用完全退火均勻化退火等溫退火去應(yīng)力退火球化退火3.2鋼的整體熱處理1.退火3）分類及應(yīng)用（a）加熱溫度

（b）工藝曲線圖1-25各種退火方法的工藝曲線3.2鋼的整體熱處理1.退火3）分類及應(yīng)用表1-18各種退火方法的工藝流程、特點和應(yīng)用范圍3.2鋼的整體熱處理1.退火3）分類及應(yīng)用表1-18各種退火方法的工藝流程、特點和應(yīng)用范圍（續(xù)）3.2鋼的整體熱處理2.正火1）概念正火是指將鋼件加熱到

（對于亞共析鋼）或

（對于過共析鋼）以上30～50℃，保溫一段時間后在空氣中冷卻，以得到珠光體組織的熱處理工藝。2）目的及應(yīng)用①提高低碳鋼、低碳合金鋼的硬度，改善切削加工性；②細化晶粒，消除組織缺陷，為下一步熱處理做好組織準備；③提高強度、硬度和韌性，對于力學性能要求不高的機械零部件可作為最終熱處理。正火3.2鋼的整體熱處理2.正火退火和正火一般作為預(yù)先熱處理，其作用都是消除前面工序所造成的組織缺陷及內(nèi)應(yīng)力，為后續(xù)的切削加工及熱處理做好組織準備，但兩者之間也存在區(qū)別。其中，冷卻速度：正火

退火；晶粒大小：正火

退火；珠光體含量：正火

退火；強度及硬度：正火

退火。3.2鋼的整體熱處理3.淬火1）概念淬火是指將鋼件加熱到

（對于亞共析鋼）或

（對于過共析鋼）以上30～50℃，經(jīng)過保溫一段時間后，在某種介質(zhì)中快速冷卻，以大幅提高材料硬度的熱處理工藝。2）淬火介質(zhì)鋼件進行淬火時所使用的冷卻介質(zhì)稱為淬火介質(zhì)。按照冷卻能力從高到低的順序，常用的淬火介質(zhì)包括水及水溶液、各種礦物油、硝鹽浴、堿浴及空氣等。淬火3.2鋼的整體熱處理3.淬火3）分類及其應(yīng)用根據(jù)冷卻方式的不同，淬火可分為單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火和等溫淬火等。1—單介質(zhì)淬火法；2—雙介質(zhì)淬火法；3—分級淬火法；4—等溫淬火法。圖1-26各種淬火方法的冷卻曲線3.2鋼的整體熱處理3.淬火3）分類及其應(yīng)用表1-19各種淬火方法的工藝流程、特點和應(yīng)用范圍3.2鋼的整體熱處理3.淬火3）分類及其應(yīng)用表1-19各種淬火方法的工藝流程、特點和應(yīng)用范圍（續(xù)）3.2鋼的整體熱處理4.回火1）概念回火是指將淬火后的鋼件重新加熱到

（相變溫度）以下某個溫度，保溫一段時間后冷卻至室溫的熱處理工藝。2）目的①提高組織穩(wěn)定性，避免鋼件在使用過程中發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而造成開裂和變形；②消除內(nèi)部應(yīng)力，以穩(wěn)定鋼件幾何尺寸并改善切削加工性；③適當降低鋼件的硬度和強度，提高韌性和塑性，以獲得良好的綜合力學性能。回火3.2鋼的整體熱處理4.回火3）分類及應(yīng)用表1-20各種回火方法的工藝特點和應(yīng)用范圍3.2鋼的整體熱處理5.調(diào)質(zhì)處理定義先對鋼件進行淬火，再進行高溫回火，這種復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理，簡稱調(diào)質(zhì)。特性調(diào)質(zhì)可使鋼件獲得良好的綜合力學性能，使其在具有較高強度和硬度的同時保持一定的韌性和塑性。應(yīng)用通常用于絲杠、連桿、主軸、軸承等受力復(fù)雜的重要機械零部件的制造，如圖1-27所示（見下頁）。3.2鋼的整體熱處理5.調(diào)質(zhì)處理（a）絲杠

（b）連桿

（c）主軸

（d）軸承圖1-27常用調(diào)質(zhì)處理的零部件3.2鋼的整體熱處理6.時效處理定義經(jīng)塑性變形、鑄造、鍛造加工后的鋼件，在粗加工之后、精加工之前，被放置在較高的溫度或室溫環(huán)境中存放一段時間，以使鋼件的性能、形狀、尺寸等發(fā)生緩慢變化直至穩(wěn)定的狀態(tài)，這種熱處理工藝稱為時效處理，簡稱時效。根據(jù)處理時是否加熱分為：人工時效自然時效振動時效3.3鋼的表面熱處理機械制造業(yè)中，很多機器零件要求表面耐磨損，不易產(chǎn)生疲勞破壞，而心部卻要求有足夠的塑性和韌性，如齒輪、軸、凸輪等?！菊n堂互動】在這種情況下，單從材料