1．了解簡(jiǎn)化的Fe-Fe3C狀態(tài)圖?！?—1黑色金屬材料2．了解鑄鐵的分類、牌號(hào)、性能和應(yīng)用。3．理解常用碳鋼的分類、牌號(hào)、性能和應(yīng)用。4．了解合金鋼的分類、牌號(hào)、性能和應(yīng)用。5．了解鋼的熱處理的目的、分類和應(yīng)用。鋼鐵均是以鐵和碳為基本組元的合金，故又稱為鐵碳合金。一、Fe-Fe3C狀態(tài)圖通常把以鐵及以鐵碳為主的合金（鋼鐵）稱為黑色金屬。鐵碳合金相圖——表示在緩慢冷卻（或緩慢加熱）條件下，不同成分的鐵碳合金的狀態(tài)或組織隨溫度變化的圖形。1．鐵碳合金的分類含碳量工業(yè)純鐵

含碳量＜0.0218%鋼

2.11%＞含碳量＞0.0218%白口鑄鐵

含碳量＞2.11%2．鐵碳合金的基本組織與性能●鐵素體F●奧氏體A●滲碳體Fe3C●珠光體P●萊氏體Ld′●低溫萊氏體Ld3．簡(jiǎn)化的鐵碳合金相圖簡(jiǎn)化后的

Fe-Fe3C相圖（1）主要特性點(diǎn)（2）主要特性線Fe-Fe3C相圖主要特性線Fe-Fe3C相圖主要特性點(diǎn)Fe-Fe3C相圖與鑄鍛工藝的關(guān)系二、鑄鐵工業(yè)上常用的鑄鐵，含碳量一般在2.5%～4.0%的范圍內(nèi)，此外還含有硅（Si）、錳（Mn）、硫（S）、磷（P）等元素。1．鑄鐵的分類按結(jié)晶過程中石墨化的程度劃分：●灰口鑄鐵●白口鑄鐵●麻口鑄鐵●普通灰口鑄鐵按石墨形態(tài)劃分：●可鍛鑄鐵●球墨鑄鐵●蠕墨鑄鐵軸承座2．鑄鐵的牌號(hào)、性能和應(yīng)用●灰鑄鐵HT200●可鍛鑄鐵KTH300-06KTZ450-06●球墨鑄鐵QT400-18●蠕墨鑄鐵RUT340可鍛鑄鐵的牌號(hào)灰鑄鐵的牌號(hào)汽車后橋外殼曲軸連桿球墨鑄鐵的牌號(hào)蠕墨鑄鐵的牌號(hào)排氣管三、碳鋼碳素鋼——指冶煉時(shí)沒有特意加入合金元素，且含碳量大于0.0218%

而小于2.11%的鐵碳合金。鋼碳素鋼合金鋼俗稱碳鋼，是最基本的鐵碳合金。1．碳鋼的分類按含碳量分按質(zhì)量（有害雜質(zhì)元素硫、磷含量）分用途分按冶煉脫氧程度分低碳鋼

含碳量≤0.25%中碳鋼

含碳量=0.25%~0.60%高碳鋼

含碳量≥0.60%普通鋼優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼沸騰鋼（脫氧程度不完全）鎮(zhèn)靜鋼（脫氧程度完全）特殊鎮(zhèn)靜鋼2．常用碳鋼的牌號(hào)、性能和應(yīng)用（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)等級(jí)屈服強(qiáng)度ReH(N/mm2)，不小于抗拉強(qiáng)度ReH(N/mm2)斷后伸長(zhǎng)率A%，不小于厚度（或直徑）/mm厚度（或直徑）/mm≤16＞16～40≤40Q195—195185315～43033Q215A215205335～43031BQ235A235225370～50026BCDQ275A275265335～43022BCD普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字表示鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。含錳量為普通含錳量鋼（wMn=0.35%～0.80%）較高含錳量鋼（wMn=0.7%～1.2%）較高含錳量鋼在牌號(hào)后面標(biāo)出元素符號(hào)“Mn”。（3）碳素工具鋼碳素工具鋼的牌號(hào)（4）鑄造碳鋼鑄造碳鋼的含碳量一般在0.20%～0.60%。蠕墨鑄鐵的牌號(hào)牌號(hào)力學(xué)性能應(yīng)用ReL或Rp0.2/MPaRm/MPaR11.3/%Z/%αk/J/cm2不小于ZG230—450230450223245用于制造受力不大、要求具有一定韌性的零件，如砧座、軸承蓋、外殼、閥體、底板ZG270—500270500182535用于制造軋鋼機(jī)機(jī)架、連桿箱體、缸體、曲軸、軸承座等四、合金鋼（1）按用途分類

合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊性能鋼（2）按合金元素總含量分類

低合金鋼：合金元素總含量＜5％。中合金鋼：合金元素總含量5％～10％高合金鋼：合金元素總含量＞10％1．合金鋼的分類2．合金鋼的牌號(hào)

兩位數(shù)字（碳含量）＋元素符號(hào)（或漢字）＋數(shù)字表示。（1）合金結(jié)構(gòu)鋼與合金結(jié)構(gòu)鋼的區(qū)別僅在于碳含量的表示方法，它用1位數(shù)字表示平均含碳量的千分?jǐn)?shù)，當(dāng)碳含量≥1.0％時(shí)，則不予標(biāo)出。（2）合金工具鋼合金鋼工具鋼牌號(hào)示例合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)示例（3）特殊性能鋼牌號(hào)和合金工具鋼的表示方法相同。當(dāng)含碳量=0.03％～0.10％時(shí)，含碳量用0表示，含碳量≤0.03％時(shí)，用00表示。例：不銹鋼2Cr13表示含碳量為0.20%，平均含鉻量為13%。

0Cr18Ni9鋼的平均含碳量為0.03％～0.10％。

00Cr30Mo2鋼的平均含碳量小于0.03％。（4）高速鋼含碳量均不標(biāo)出，如W18Cr4V鋼的平均含碳量為0.7%～0.8%。（5）特殊專用鋼一些特殊專用鋼為表示其用途，在鋼的牌號(hào)前面冠以漢語拼音字母字頭，而不標(biāo)含碳量，合金元素含量的標(biāo)注也和上述有所不同。如：滾動(dòng)軸承鋼前面標(biāo)“G”，如GCr15。這里應(yīng)注意牌號(hào)中鉻元素后面的數(shù)字是表示含鉻量的千分?jǐn)?shù)，其他元素仍用百分?jǐn)?shù)表示，如GCrl5SiMn表示含鉻量為1.5％，硅、錳含量均小于1.5％的滾動(dòng)軸承鋼。易切鋼也是在牌號(hào)前冠以拼音字母“Y”，如“Y15”表示含碳量為0.15%的易切鋼。（6）高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼3．合金鋼的性能和應(yīng)用（1）合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械制造用鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金耐候鋼調(diào)質(zhì)鋼合金彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼熱成形彈簧冷成形彈簧低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金耐候鋼調(diào)質(zhì)鋼滲碳鋼合金彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼（2）合金工具鋼合金工具鋼刃具鋼模具鋼量具鋼低合金刃具鋼高速鋼（又稱鋒鋼）冷作模具鋼熱作模具鋼低合金刃具鋼高速鋼

（又稱鋒鋼）冷作模具鋼熱作模具鋼量具鋼（3）特殊性能鋼特殊性能鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼鉻不銹鋼鉻鎳不銹鋼抗氧化鋼熱強(qiáng)鋼耐磨鋼不銹鋼耐熱鋼五、鋼的熱處理干將莫邪對(duì)劍1．熱處理的目的熱處理——將固態(tài)的金屬或合金采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。熱處理工藝過程可用以溫度—時(shí)間為坐標(biāo)的曲線圖表示。熱處理及工藝曲線熱處理及工藝曲線2．熱處理方法的分類鋼的常用熱處理方法3．常見熱處理的應(yīng)用鑄造或鍛造退火或正火機(jī)械粗加工淬火+回火（或表面熱處理）機(jī)械精加工機(jī)械精加工機(jī)械零件一般的加工順序預(yù)先熱處理，其作用是：消除前一工序所造成的某些組織缺陷及內(nèi)應(yīng)力，改善材料的切削性能，為隨后的切削加工以及熱處理（淬火+回火）做好準(zhǔn)備。對(duì)于某些不太重要的工件，正火也可作為最終熱處理工序。退火——將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（一般隨爐冷卻）的熱處理工藝。正火——指將鋼加熱到一定溫度，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在空氣中冷卻的工藝方法。淬火——將鋼件加熱到一定溫度，經(jīng)保溫后快速冷卻，以獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。回火——將淬火后的鋼重新加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。調(diào)質(zhì)——生產(chǎn)中把淬火和高溫回火相結(jié)合的熱處理工藝。表面淬火——是一種僅對(duì)工件表層進(jìn)行淬火的熱處理工藝。它不改變鋼的表層化學(xué)成分，但改變表層組織。表面淬火——是一種僅對(duì)工件表層進(jìn)行淬火的熱處理工藝。它不改變鋼的表層化學(xué)成分，但改變表層組織?；瘜W(xué)熱處理——將工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。不僅改變了鋼的組織，而且表層的化學(xué)成分也發(fā)生了變化，因而能更有效地改變零件表層的性能。汽車變速齒輪及傳動(dòng)齒輪軸4．車床主軸熱處理分析車床主軸生產(chǎn)主軸的加工路線為：備料鍛造正火機(jī)械粗加工調(diào)質(zhì)機(jī)械半精加工錐孔及外椎體的局部淬火、回火粗磨（外圓、錐孔、外錐體）銑花鍵，花鍵淬火、回火精磨（外圓、錐孔、外錐體）其中正火、調(diào)質(zhì)屬于預(yù)備熱處理，錐孔及外錐體的局部淬火、回火屬于最終熱處理。（1）正火。主要是為了消除毛坯的鍛造應(yīng)力，降低硬度以改善切削加工性，同時(shí)均勻組織，細(xì)化晶粒，為以后的熱處理作組織準(zhǔn)備。（2）調(diào)質(zhì)。主要是使主軸具有高的綜合力學(xué)性能，經(jīng)淬火及高溫回火后，其硬度應(yīng)達(dá)到220~250HBW。（3）淬火和回火。錐孔、外錐體及花鍵部分的淬火是為了獲得所要求的表面硬度。了解常用有色金屬材料的分類、牌號(hào)、性能和應(yīng)用?！?—2有色金屬材料有色金屬——黑色金屬以外的金屬，也稱非鐵金屬。輕金屬——有色金屬中密度小于3.5g/cm3（鋁、鎂、鈹?shù)龋┑?。重金屬——密度大?.5g/cm3（銅、鎳、鉛等）的。司母戊方鼎常用銅及銅合金的分類純銅（紫銅）銅合金黃銅青銅白銅錫青銅鋁青銅硅青銅鈹青銅其他常用有色金屬的分類鋁及鋁合金鈦及鈦合金軸承合金純鋁（銀白色）鋁合金變形鋁合金鑄造鋁合金防銹鋁合金硬鋁合金超硬鋁合金鍛鋁合金鋁合金純鈦（銀白色）α—鈦合金β—鈦合金α+β—鈦合金鉛基軸承合金（鉛基巴氏合金）錫基軸承合金（錫基巴氏合金）了解工程塑料和復(fù)合材料的特性、分類和應(yīng)用?！?—3工程塑料和復(fù)合材料工程塑料——指能承受一定外力作用，并有良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。一、工程塑料●熱塑性工程塑料●熱固性工程塑料低壓聚乙烯軸通風(fēng)機(jī)的葉輪墊圈硬質(zhì)給排水管件齒輪聚砜管流量計(jì)電視機(jī)外殼PTFE擠出管●熱塑性工程塑料環(huán)氧灌封安全隔離變壓器●熱固性工程塑料電木燈座十字形酚醛塑料柄塑料是以樹脂為主要組分，加入一些用來改善其使用性能和工藝性能的添加劑而制成的。因其通常在加熱、加壓條件下塑制成型，故稱為塑料。按樹脂的性質(zhì)不同，可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。所謂熱塑性塑料，是指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料；所謂熱固性塑料，是指因受熱或其他條件能固化成不熔、不溶性物料的塑料。二、復(fù)合材料復(fù)合材料——以一種材料為基體，另一種材料為增強(qiáng)體組合而成的材料。1．復(fù)合材料的分類組成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)金屬與金屬?gòu)?fù)合材料非金屬與金屬?gòu)?fù)合材料非金屬與非金屬?gòu)?fù)合材料纖維復(fù)合材料夾層復(fù)合材料細(xì)粒復(fù)合材料混雜復(fù)合材料玻璃鋼的應(yīng)用（汽車的玻璃鋼模型圖）2．復(fù)合材料的性能與應(yīng)用（1）玻璃纖維—樹脂復(fù)合材料。玻璃鋼——玻璃纖維和熱塑性樹脂組成的玻璃纖維增強(qiáng)材料。（2）碳纖維—樹脂復(fù)合材料。木塑復(fù)合材料木塑復(fù)合材料和木塑地板了解其他新型工程材料的應(yīng)用?！?—4其他新型工程材料雙金屬片式溫度計(jì)抗紫外線輻射服裝納米空氣凈化器納米材料——納米級(jí)結(jié)構(gòu)材料的簡(jiǎn)稱，是指其結(jié)構(gòu)單元的尺寸介于1～100nm。一、納米材料●催化●電子工業(yè)成功用于許多領(lǐng)域：●環(huán)?！襻t(yī)藥●紡織●機(jī)械●電子計(jì)算機(jī)●家電二、功能材料功能材料——指那些具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)功能和特殊的物理、化學(xué)、生物學(xué)效應(yīng)，能完成功能相互轉(zhuǎn)化，主要用來制造各種功能元器件而被廣泛應(yīng)用于各類高科技領(lǐng)域的高新技術(shù)材料?！癯瑢?dǎo)材料●軟磁材料●形狀記憶材料高溫超導(dǎo)材料磁懸浮式列車軟磁變壓器軟磁鐵氧體形狀記憶材料制造的彈性背帶玻璃鋼的應(yīng)用（汽車的玻璃鋼模型圖）2．復(fù)合材料的性能與應(yīng)用（1）玻璃纖維—樹脂復(fù)合材料。玻璃鋼——玻璃纖維和熱塑性樹脂組成的玻璃纖維增強(qiáng)材料。（2）碳纖維—樹脂復(fù)合材料。木塑復(fù)合材料木塑復(fù)合材料和木塑地板熟悉常用機(jī)械工程材料的選擇及運(yùn)用原則?！?—5材料的選擇及運(yùn)用螺栓彎曲螺栓折斷螺栓磨損1．使用性能原則一、選材的原則（1）分析零部件的工作條件，確定使用性能。（2）分析零部件的失效原因，確定主要使用性能。根據(jù)使用性能選材的步驟如下：（3）將對(duì)零部件的使用性能要求轉(zhuǎn)化為對(duì)材料性能指標(biāo)的要求。（4）材料的預(yù)選。2．工藝性