1、金屬工藝學(xué),崔江濤,Company Logo,獲得機(jī)械工程材料，金屬冷（熱）加工的基礎(chǔ)知識(shí)，初步具有金屬加工的操作技能,金屬工藝學(xué)是一門以機(jī)械制造工藝為主的基礎(chǔ)課。,分組討論，合作探究。 建議意見(jiàn)！ 逐步完善！,概念,目的,方法,緒論,緒論,Company Logo,歷史發(fā)展,Company Logo,司母戊大鼎,出土于河南安陽(yáng)侯家莊武官村。此鼎形制雄偉，重達(dá)382.84公斤高達(dá)133厘米,是迄今為止出土的最大最重的青銅器。(商代),Company Logo,永樂(lè)大鐘,高6.75m、直徑3.3m、重量46.5t的銅鐘，是明朝永樂(lè)年間（約1420年）鑄造的，在世界大鐘之林中鑄造年代最久遠(yuǎn)。鐘身內(nèi)

2、外鑄滿了佛經(jīng)，經(jīng)文清晰，排列巧妙，總字?jǐn)?shù)達(dá)230184個(gè)，是世界上鑄字最多的大鐘。撞擊一下，鐘聲悠揚(yáng)悅耳，可傳4050km。,Company Logo,越王勾踐劍,越王勾踐劍通高55.7厘米，寬4.6厘米，柄長(zhǎng)8.4厘米，重875克。1965年冬天出土于湖北省荊州市附近的望山楚墓群中，劍上用鳥(niǎo)篆銘文刻了八個(gè)字，“越王鳩淺（勾踐），自作用劍”,Company Logo,歷史發(fā)展,Company Logo,寒山寺大鐘,重l08噸，高8.608米，最大直徑5.242米 07年重鑄 表面經(jīng)文采用激光雕刻而成,Company Logo,制造技術(shù)的發(fā)展階段：,（1）用機(jī)器代替手工，從作坊形成工廠,（2）從

3、單件生產(chǎn)方式發(fā)展到大量生產(chǎn)方式,（3）柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的 現(xiàn)代制造技術(shù),Company Logo,一般機(jī)械制造過(guò)程,Company Logo,本課程的教學(xué)目標(biāo),（1）了解常用工程機(jī)械材料的類別用途，初步具有正確使用常用金屬材料的能力。 （2）了解金屬的常用熱處理，主要冷、熱加工方法的基本原理，工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，金屬毛坯和零件的常用加工方法，初步具有選用熱處理、使用毛坯和確定機(jī)械加工工藝路線的能力。 （3）了解機(jī)械產(chǎn)品制造過(guò)程、加工設(shè)備及工藝過(guò)程。 （4）了解與本課程有關(guān)的新材料、新工藝、新技術(shù)、 新設(shè)備與其發(fā)展趨勢(shì)。,Company Logo,教學(xué)大綱,1、了解金屬材料的力學(xué)性

4、能及強(qiáng)度、塑性、韌性的概念，了解金屬疲勞的現(xiàn)象。 2、了解非金屬合金的分類，掌握常用合金的牌號(hào)、性能及應(yīng)用。 3、掌握常用的低合金鋼，合金鋼的牌號(hào)、性能及應(yīng)用。 4、了解鑄鐵的分類，掌握灰鑄鐵、球墨鑄鐵的牌號(hào)、性能及應(yīng)用。 5、了解熱處理的概念、目的和分類。 6、了解退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)的目的、方法及應(yīng)用。 7、了解鋼的表面熱處理和化學(xué)熱處理的目的和應(yīng)用。,Company Logo,第一章 金屬的力學(xué)性能,（3）知道拉伸試驗(yàn)，掌握金屬材料變形階段,（2）理解強(qiáng)度的概念及常用判據(jù),（1）了解金屬力學(xué)性能的概念金屬力學(xué)的性能及常用判據(jù),1.1 強(qiáng)度與塑性,教學(xué)目標(biāo),Company Logo

5、,探究問(wèn)題,探究一：金屬力學(xué)性能的概念？它的主要性能有哪些？ 探究二：強(qiáng)度的概念？強(qiáng)度的判據(jù)是什么？ 探究三：描述拉伸試驗(yàn)過(guò)程 探究四：根據(jù)低碳鋼的力伸長(zhǎng)曲 線分析金屬材料發(fā)生形變的階段,Company Logo,金屬的主要性能有使用性能和工藝性能 使用性能指材料在使用過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的性能（包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能）。 工藝性能指材料對(duì)各種加工工藝適應(yīng)的能力。 力學(xué)性能是材料在力的作用下所顯示的性能， 主要有強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和疲勞強(qiáng)度。,探究一,探究一,Company Logo,探究一,金屬力學(xué)性能的概念？它的主要性能有哪些？,力學(xué)性能：材料在力的作用下顯示的性能。 主要性能：強(qiáng)

6、度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度。,Company Logo,強(qiáng)度的概念？強(qiáng)度的判據(jù)是什么？,判據(jù)：屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度,探究二,強(qiáng)度：金屬抵抗永久變形（塑性變形）和斷裂的能力,Company Logo,探究三,強(qiáng)度測(cè)量方法：拉伸試驗(yàn),標(biāo)劇,Company Logo,探究三,Company Logo,探究三,準(zhǔn)備試件,調(diào)整試驗(yàn)機(jī),裝夾試件,檢查與試車,進(jìn)行試驗(yàn)。,取下試件和記錄紙,進(jìn)行測(cè)量記錄,實(shí)驗(yàn) 過(guò)程,Company Logo,探究四,OE； 彈性變形階段 ES； 微塑性應(yīng)變階段 S； 屈服點(diǎn) SB； 塑性變形階段 BK； 縮頸階段 K； 斷裂,Company Logo,鞏固練習(xí),名詞解釋： 力

7、學(xué)性能: 強(qiáng)度: 填空： 力學(xué)性能主要表現(xiàn)在（ ）（ ）（ ）（ ）和（ ） 強(qiáng)度的判據(jù)（ ）和（ ） 簡(jiǎn)答： 簡(jiǎn)述拉伸實(shí)驗(yàn)步驟 根據(jù)課本第5頁(yè)圖1-2 簡(jiǎn)述技術(shù)發(fā)生變形的階段,材料在力的作用下所顯示的性能,強(qiáng)度,塑性,韌性,硬度,疲勞強(qiáng)度,屈服點(diǎn),抗拉強(qiáng)度,金屬抵抗永久變形和斷裂的能力,Company Logo,作業(yè),概念 ： 強(qiáng)度 屈服現(xiàn)象 分析伸長(zhǎng)曲線,Company Logo,上節(jié)課內(nèi)容,金屬力學(xué)的概念 性能 強(qiáng)度的概念 判據(jù) 拉伸試驗(yàn)分析 伸長(zhǎng)曲線分析,Company Logo,1.1強(qiáng)度與塑性,教學(xué)目的,Company Logo,探究問(wèn)題,探究一：內(nèi)力、應(yīng)力的概念 探究二：彈性極限

8、的概念公式及應(yīng)用 探究三：屈服點(diǎn)的概念公式及應(yīng)用 探究四：抗拉強(qiáng)度的概念公式及應(yīng)用,Company Logo,探究一,內(nèi)力、應(yīng)力的概念,內(nèi)力：材料受外力作用后導(dǎo)致內(nèi)部之間的相互作用力。,應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e上的內(nèi)力稱為應(yīng)力 拉伸時(shí)用符號(hào)： 表示。,Company Logo,探究二,試樣產(chǎn)生完全彈性變形時(shí)所能承受的最大拉應(yīng)力 。 符號(hào)： 單位:MPa,彈性極限：,公式：,Company Logo,探究二,Company Logo,探究三,公式：,屈服點(diǎn)：,Company Logo,探究三,練習(xí)： 某工廠購(gòu)進(jìn)一批鋼材，為了測(cè)鋼材是否合格現(xiàn)需要測(cè)量該鋼材的屈服極限 已知： 求,Company Logo,探

9、究四,抗拉強(qiáng)度：,公式：,試樣拉斷前所能承受的最大應(yīng)力值。 符號(hào)： 單位：MPa,例題： 現(xiàn)有一圓形截面標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)試樣已知： =9.42KN 求,Company Logo,探究四,Company Logo,鞏固練習(xí),填空： 材料受外力作用后導(dǎo)致其內(nèi)部之間的相互作用力稱為（ ）其大小和外力（ ）方向（ ）單位面積上的內(nèi)力稱為（ ）。 名詞解釋： 彈性極限： 屈服點(diǎn)： 抗拉強(qiáng)度：,內(nèi)力,相同,相反,應(yīng)力,Company Logo,塑性,探究一：塑性的概念，表示方法。 探究二：斷后伸長(zhǎng)率的概念公式及應(yīng)用 探究三：斷面收縮率的概念公式及應(yīng)用,Company Logo,探究一,塑性：,斷裂前材料發(fā)生永久變形

10、的能力 。,表示方法：,斷后伸長(zhǎng)率 斷面收縮率,Company Logo,探究二,斷后伸長(zhǎng)率：,試樣拉斷后標(biāo)距的伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的百分比，符號(hào),公式：,例題： 現(xiàn)有一標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)試樣已知 求,解：,Company Logo,探究二,練習(xí)： 現(xiàn)有一標(biāo)準(zhǔn)短試樣已知：,同一材料的斷后伸長(zhǎng)率,Company Logo,探究三,斷面收縮率：,試樣拉斷后，縮頸處橫截面面積的最大縮減量與原始橫截面面積的百分比。 符號(hào) ：,公式：,例題： 現(xiàn)有一標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)試樣，已知：,解：,Company Logo,探究三,練習(xí)： 現(xiàn)有一標(biāo)準(zhǔn)短試樣，已知：,Company Logo,鞏固新知,（ ）是指斷裂前材料發(fā)生永久變形的能力用（

11、）和（ ）表示。 同一材料的斷后伸長(zhǎng)率 塑性： 斷后伸長(zhǎng)率： 斷面收縮率：,塑性,斷后伸長(zhǎng)率,斷面收縮率,斷裂前材料發(fā)生永久變形的能力 。,試樣拉斷后標(biāo)距的伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的 百分比,試樣拉斷后，縮頸處橫截面面積的最大 縮減量與原始橫截面面積的百分比。,Company Logo,作業(yè),課后題1-3 1-4,Company Logo,第一章：金屬的力學(xué)性能,1.2 硬度,目標(biāo),理解硬度的概念，知道硬度實(shí)驗(yàn)方法,掌握布氏硬度，洛氏硬度的表示方法，實(shí)驗(yàn)原理，優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用,Company Logo,探究問(wèn)題：,探究一：硬度的概念？ 硬度的實(shí)驗(yàn)方法有哪些？ 探究二：布氏硬度的實(shí)驗(yàn)原理，表示方法，優(yōu)缺點(diǎn)，

12、應(yīng)用范圍。 探究三：洛氏硬度的實(shí)驗(yàn)原理，表示方法，優(yōu)缺點(diǎn)， 應(yīng)用范圍。,Company Logo,常見(jiàn)的鉛筆硬度,Company Logo,探究一,硬度：,材料抵抗局部變形，特別塑性變形、壓痕、劃痕的能力。,試驗(yàn)方法：,布氏硬度試驗(yàn)法、洛氏硬度實(shí)驗(yàn)法、維氏硬度實(shí)驗(yàn)法。,Company Logo,探究二,原理：,D、 F、 t、 d.,布氏硬度：,Company Logo,探究二,公式：,符號(hào)：,HBS （用淬火鋼球壓頭）; HBW（用硬質(zhì)合金壓頭）。,C:UserszyzDesktop布氏硬度_標(biāo)清.flv,Company Logo,探究二,表示方法：,不標(biāo)單位,硬度值 HBS(W)壓頭直徑

13、/ 實(shí)驗(yàn)力 / 時(shí)間,150HBW10/1000/30 用直徑為10mm的硬質(zhì)合金鋼壓頭，在1000kgf（9.80KN）試驗(yàn)力下保持30S所測(cè)得的布氏硬度為150,練習(xí)： 130HBS5/750/30,一般標(biāo)注只需要標(biāo)注出要求的硬度范圍和硬度符號(hào) 如：200230HBS,Company Logo,探究二,測(cè)定結(jié)果較穩(wěn)定、準(zhǔn)確,優(yōu)點(diǎn)：,缺點(diǎn)：,不宜測(cè)薄件或成品件,HBS用于測(cè)小于450的材料；HBW用測(cè)小于650的材料。 主要用來(lái) 測(cè)灰鑄鐵、有色金屬及經(jīng)退火、正火和調(diào)質(zhì)處 理的鋼材。,范圍：,Company Logo,探究三,洛氏硬度原理：,a b d c,0,1,2,3,a b d c,Co

14、mpany Logo,探究三,符號(hào)：,HR,公式：,當(dāng)壓頭為金剛石圓錐時(shí)K為100 當(dāng)壓頭為淬火鋼球時(shí)K為130,表示方法：,洛氏硬度無(wú)單位，需標(biāo)明硬度標(biāo)尺符號(hào)，在符號(hào)前面寫(xiě)出硬度值。 如：60HRC,80HRA,Company Logo,探究三,優(yōu)點(diǎn)：,操作簡(jiǎn)便，迅速，壓痕小，可測(cè)試成品表面及較硬、較薄的工件,缺點(diǎn)：,對(duì)于組織和硬度不均勻的材料準(zhǔn)確性不如布氏硬度高,應(yīng)用范圍：,鋼鐵、有色金屬、硬質(zhì)合金等,Company Logo,維氏硬度,與布氏硬度相似 不同點(diǎn)：壓頭采用的是兩面夾角為136的正四棱錐金剛石。 符號(hào)：HV 應(yīng)用范圍：薄片材料，金屬鍍層，零件表面硬化層的硬度,Company L

15、ogo,鞏固練習(xí),布氏硬度實(shí)驗(yàn)原理：,洛氏硬度實(shí)驗(yàn)原理：,D、 F、 t、 d.,Company Logo,作業(yè),1-7 1-10,Company Logo,鞏固練習(xí),常用的洛氏硬度標(biāo)尺是（ ）（ ）（ ）應(yīng)用最廣的是（ ）？ 布氏硬度常用壓頭（ ）（ ） HRC的壓頭類型是（ ）總實(shí)驗(yàn)力（ ）,HRA,HRB,HRC,HRC,淬火鋼球壓頭（HBW）,硬質(zhì)合金壓頭(HBW),120金剛石圓錐,150kgf（1471.1N）,Company Logo,作業(yè)問(wèn)題,HRC=5060kgf/mm2,Company Logo,第一章：材料的力學(xué)性能,1.3韌性與疲勞強(qiáng)度,Company Logo,探究問(wèn)

16、題,探究一：韌性的概念、判據(jù)。 探究二：沖擊吸收功的概念、表示方法、影響因素。 探究三：沖擊韌性概念、表達(dá)方式，影響因素。 探究四：疲勞強(qiáng)度概念、影響因素、提高方式。,Company Logo,探究一,韌性：,金屬在斷裂前吸收變形能量的能力,判據(jù)：,沖擊吸收功,Company Logo,探究二,h1,h2,Company Logo,探究二,將被測(cè)材料制成標(biāo)準(zhǔn)U型或V型試樣，缺口背向擺錘沖 擊方向，擺錘舉至h1高度，然后自由落下，沖斷試樣升至 高度h2。,AK= mgh1 - mgh2 = mgh(h1-h1) J,擺錘沖斷試樣所消耗的能量，即試樣在沖擊試驗(yàn)力一次作用下折斷時(shí)所吸收的功。 用AK

17、表示（選V形缺口試樣用AKV， 選U形缺口試樣用AKU表示）單位為J,沖擊吸收功：,AK可在試驗(yàn)機(jī)刻度盤上直接讀出,公式：,能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量不變。這就是能量守恒定律,Company Logo,探究三,沖擊試樣缺口底部處單位橫截面積上的沖 擊吸收功，稱為沖擊韌度。用符號(hào)ak表示單位為J/cm2,k = Ak /A J/cm2,沖擊韌度：,公式：,沖擊吸收功與溫度,沖擊吸收功 Ak 作為材料韌性判據(jù)。,影響因素：,Company Logo,探究三,在某一溫度區(qū)域內(nèi)，AK急劇變化，此溫

18、度區(qū)域稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度,Company Logo,探究四,疲勞強(qiáng)度：,零件在循環(huán)應(yīng)力的作用下，在一處或幾處產(chǎn)生局部永久性累積損傷，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的過(guò)程,影響因素：,零件外形、表面質(zhì)量、受力狀況、周圍介質(zhì)。,提高方法：,合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)，避免應(yīng)力集中，降低表面粗糙度，進(jìn)行表面滾壓、噴丸處理、表面熱處理等。,Company Logo,鞏固練習(xí),名詞解釋：韌性、沖擊吸收功、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度。 試述金屬疲勞的影響因素，如何提高金屬疲勞強(qiáng)度。 測(cè)定疲勞強(qiáng)度時(shí)，工程上規(guī)定鋼鐵材料的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)?。?）,Company Logo,探究四,Company Logo,作業(yè),1-12

19、 1-13,Company Logo,第二章：金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,生活中物質(zhì)的存在狀態(tài)有哪些？,新課導(dǎo)入,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),3.知道金屬實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)（難點(diǎn)）,2. 理解常見(jiàn)的金屬晶格類型（重點(diǎn)）,1.了解晶體結(jié)構(gòu)的基本知識(shí),教學(xué)目標(biāo),團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神 自學(xué)能力,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),探究問(wèn)題 探究一：晶體和非晶體的比較（從原子排列方式、性能特點(diǎn)、典型物質(zhì)進(jìn)行比較） 探究二：晶格與晶胞的概念？ 探究三：常見(jiàn)的金屬晶格類型有哪些？（重） 探究四：?jiǎn)尉w與多晶體晶粒、晶界的概念？ 探究五：晶體的缺陷概念？類型有哪些？（難）,Company Logo,

20、2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),探究一：晶體與非晶體的比較,原子呈有序、有規(guī)則排列,原子呈無(wú)序、無(wú)規(guī)則堆積,具有規(guī)則的幾何形狀 有一定的熔點(diǎn)，性能呈各向異性,沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀 無(wú)固定的熔點(diǎn)，性能呈各向同性,石英、云母、明礬、食鹽等,玻璃、蜂蠟、松香等,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),探究二：晶格與晶胞的概念,為了清楚地表示晶體中原子排列的規(guī)律，將原子簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，再用假想的線將它們連接起來(lái)，形成一個(gè)能反映原子在晶體中排列規(guī)律的空間格子。,晶格：,晶胞：,晶格中能代表原子排列規(guī)律的基本幾何單元,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),探究三：常見(jiàn)的金屬晶格類型有哪些？(重點(diǎn)),

21、體心立方晶格、 面心立方晶格、 密排六方晶格。,常見(jiàn)的金屬晶格類型：,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),探究四：?jiǎn)尉w、多晶體、晶粒、晶界的概念,單晶體：,其內(nèi)部原子排列方向完全一致的晶體,多晶體：,由許多小晶體組成的晶體,晶粒,晶界,晶粒：,晶界：,多晶體材料中，以晶界分開(kāi)、晶格排列方向基本相同的小晶體,多晶體材料中相鄰晶粒的界面,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),探究五：晶體缺陷的概念、常見(jiàn)的晶體缺陷有哪些？（難點(diǎn)）,晶體缺陷：,實(shí)際金屬晶體中，總是不可避免的存在原子

22、規(guī)律排列受到破壞的局部區(qū)域。,常見(jiàn)的晶體缺陷：,（1）點(diǎn)缺陷（空位、間隙原子） （2）線缺陷（位錯(cuò)） （3）面缺陷（晶界）,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),（1）點(diǎn)缺陷 最常見(jiàn)的點(diǎn)缺陷是空位和間隙原子，如下圖所示。因?yàn)檫@些點(diǎn)缺陷的存在，會(huì)使其周圍的晶格發(fā)生畸變，引起性能的變化。,晶格空位和間 隙原子的運(yùn)動(dòng) 是金屬中原子 擴(kuò)散的主要方 式之一，使材 料的強(qiáng)度、硬 度和電阻率增 加。所以金屬 中，點(diǎn)缺陷越 多,它的強(qiáng)度、 硬度越高。,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),（2）線缺陷 晶體中的線缺陷通常是各種類型的位錯(cuò)。所謂位錯(cuò)就是在晶體中某處有一列或若干列原子發(fā)生了某種

23、有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。這種錯(cuò)排有許多類型，其中比較簡(jiǎn)單的一種形式就是刃型位錯(cuò)，如下圖所示。,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),（3）面缺陷（晶界） 晶粒之間原子無(wú)規(guī)則排列的過(guò)渡層,又稱大角度晶界。,晶界實(shí)際上是一個(gè)原子排列不規(guī)則的區(qū)域，該處晶體的晶格處于畸變狀態(tài)，在常溫下強(qiáng)度和硬度較高，在高溫下則較低，晶界容易被腐蝕等。,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),鞏固復(fù)習(xí),原子呈有序、有規(guī)則排列,原子呈無(wú)序、無(wú)規(guī)則堆積,具有規(guī)則的幾何形狀 有一定的熔點(diǎn)，性能呈各向異性,沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀 有固定的熔點(diǎn)，性能呈各向同性,石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精,玻璃、蜂蠟、松香、

24、瀝青、橡膠,晶體與非晶體區(qū)別,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),常見(jiàn)的金屬晶格類型（ ）（ ）（ ） 晶體內(nèi)部原子排列方向完全一致的晶體稱為（ ） 晶體缺陷按幾何形狀分為（ ）（ ）（ ）,體心立方晶格,面心立方晶格,密排六方晶格,單晶體,點(diǎn)缺陷,線缺陷,面缺陷,Company Logo,2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu),課堂小結(jié)：,探究一：晶體和非晶體的比較（從原子排列 方式、性能特點(diǎn)、典型物質(zhì)進(jìn)行比較） 探究二：晶格與晶胞的概念？ 探究三：常見(jiàn)的金屬晶格類型有哪些？（重） 探究四：?jiǎn)尉w與多晶體晶粒、晶界的概念？ 探究五：晶體的缺陷概念？類型有哪些？（難）,Company Logo,2.

25、1金屬的晶體結(jié)構(gòu),作業(yè) 名詞解釋：晶體、晶格、晶胞、多晶體、晶粒、晶界、晶體缺陷。 簡(jiǎn)答：晶體缺陷可以分為哪幾種？,Company Logo,新課導(dǎo)入,Company Logo,2.2純金屬結(jié)晶,細(xì)化晶粒的方法（重）,了解結(jié)晶、冷卻曲線、過(guò)冷度、細(xì)晶強(qiáng)化，同素異晶體的概念,教學(xué)目標(biāo),理解金屬鏈冷卻曲線，金屬結(jié)晶過(guò)程（難）,金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變,Company Logo,2.2純金屬結(jié)晶,探究問(wèn)題,探究一：結(jié)晶、冷卻曲線、過(guò)冷度的概念,探究二：冷卻曲線分析,探究三：金屬的結(jié)晶過(guò)程分析,探究四：細(xì)晶強(qiáng)化的概念，強(qiáng)化方法,Company Logo,2.2純金屬結(jié)晶,探究一：結(jié)晶、冷卻曲線、過(guò)冷度的概念

26、,結(jié)晶： 液體晶體 凝固： 液體固體,結(jié)晶：,金屬?gòu)囊簯B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)晶體的過(guò)程,過(guò)冷現(xiàn)象 ：,金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度T1低于理論結(jié)晶溫度T0的現(xiàn)象。,過(guò)冷度：,理論結(jié)晶溫度T0和實(shí)際結(jié)晶溫度T1的差 T=T0-T1,過(guò)冷是結(jié)晶的必要條件,Company Logo,T0,Tn,理論結(jié)晶溫度,開(kāi)始結(jié)晶溫度,冷卻曲線,T0,T1,理論結(jié)晶溫度,T,過(guò)冷度,T= T0 - Tn,探究二：冷卻曲線分析,Company Logo,2.2純金屬結(jié)晶,探究三：金屬的結(jié)晶過(guò)程分析,純金屬結(jié)晶過(guò)程,晶核的形成和晶核的大， 這兩個(gè)步驟是同時(shí)進(jìn)的。,探究四：細(xì)晶強(qiáng)化的概念，強(qiáng)化方法,增加過(guò)冷度,晶粒細(xì)小,工業(yè)生產(chǎn)中，常向液

27、體金屬中加入難熔雜質(zhì)來(lái)細(xì)化晶粒，這種方法叫做變質(zhì)處理，如在鋁中加入微量的鈦；鑄鐵中加入硅、鈣等。,機(jī)械振動(dòng)、超聲波振動(dòng)、 電磁攪拌等。,變質(zhì)處理 ：,附加振動(dòng)：,Company Logo,2.2純金屬結(jié)晶,探究五：同素異晶轉(zhuǎn)變的概念,金屬在固態(tài)下晶體結(jié)構(gòu)隨溫度的改變而發(fā)生變化的現(xiàn)象,同素異晶轉(zhuǎn)變,Company Logo,2.2純金屬結(jié)晶,鞏固復(fù)習(xí),名詞解釋： 結(jié)晶 過(guò)冷度、細(xì)晶強(qiáng)化、同素異晶轉(zhuǎn)變 簡(jiǎn)答：細(xì)晶強(qiáng)化的強(qiáng)化方法,Company Logo,2.2純金屬結(jié)晶,課堂小結(jié) 探究一：結(jié)晶、冷卻曲線、過(guò)冷度的概念 探究二：冷卻曲線分析 探究三：金屬的結(jié)晶過(guò)程分析 探究四：細(xì)晶強(qiáng)化的概念，強(qiáng)化方

28、法,Company Logo,作業(yè)問(wèn)題,晶體： 原子按一定幾何形狀做有規(guī)律排列的,物質(zhì),Company Logo,課程導(dǎo)入,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,2. 理解合金的基本結(jié)構(gòu),1.了解合金的基本概念,教學(xué)目標(biāo),Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,探究問(wèn)題 探究一：合金、組元、合金系、相、組織的概念,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,探究一：合金、組元、合金系、相、組織的概念,1、合金 是由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬組成的具有金屬特性的物質(zhì)。,2、組元 組成合金的最基本的、獨(dú)立的物質(zhì)稱為組元，簡(jiǎn)稱為元。一般來(lái)說(shuō)，組元就是組成合金的

29、元素。,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,3、合金系 合金系是指有相同的組元，而成分比例不同的一系列合金。,4、相 是指合金中成分、結(jié)構(gòu)均相同的組成部分，相與相之間具有明顯的界面。,5、組織 組織是指金相顯微鏡下觀察到的材料的微觀形貌特征。,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,探究問(wèn)題 探究一：合金、組元、合金系、相、組織的概念,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,合金中的各種相是組成合金的基本單元，而合金組織則是合金中各種相的綜和體。 一種合金的力學(xué)性能不僅取決于它的化學(xué)成分，更取決于它的顯微組織。 金屬通過(guò)熱處理可以在不改變化學(xué)成分的前提下獲得不

30、同的組織，從而獲得不同的力學(xué)性能。,Company Logo,探究二：根據(jù)構(gòu)成合金的各組元之間相互作用的不同，合金的晶體結(jié)構(gòu)可分為幾類？各類的概念？ 探究三：置換固溶體、間隙固溶體、固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化概念,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,探究問(wèn)題,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,探究二：根據(jù)構(gòu)成合金的各組元之間相互作用的不同，合金的晶體結(jié)構(gòu)可分為幾類？各類的概念？,根據(jù)構(gòu)成合金的各組元之間相互作用的不同，合金的晶體結(jié)構(gòu)可分為固溶體、金屬化合物和機(jī)械混合物三種類型。,1、固溶體 合金在固態(tài)下，組元間仍能互相溶解而形成的均勻相，稱為固溶體。 形成固溶體后，晶格保持不變的組元稱溶劑，晶格消

31、失的組元稱溶質(zhì)。 固溶體的晶格類型與溶劑組元相同。,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,2、金屬化合物 金屬化合物是合金組元間發(fā)生相互作用而生成的一種新相，其晶格類型和性能不同于其中任一組元，又因它具有一定的金屬性質(zhì)，故稱金屬化合物。,如碳鋼中的Fe3C。,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,機(jī)械混合物： 有兩相或多項(xiàng)按固定比例構(gòu)成的組織稱為機(jī)械混合物。 機(jī)械混合的基本相：純金屬、固溶體、金屬化合物,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,探究三：置換固溶體、間隙固溶體、固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化概念。,固溶體分為置換固溶體和間隙固溶體兩種： 置換固溶體 溶質(zhì)原子

32、代替溶劑原子占據(jù)溶劑晶格中的某些結(jié)點(diǎn)位置而形成的固溶體，稱為置換固溶體，如圖所示。 按溶質(zhì)溶解度不同，置換固溶體又可分為有限固溶體和無(wú)限固溶體。,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,間隙固溶體 溶質(zhì)原子分布于溶劑的晶格間隙中所形成的固溶體稱為間隙固溶體，如圖所示。 由于溶劑晶格的間隙有限，所以間隙固溶體只能是有限溶解溶質(zhì)原子。,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,固溶強(qiáng)化： 由于溶質(zhì)原子的溶入，固溶體發(fā)生晶格畸變，變形抗力增大，使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。它是強(qiáng)化金屬材料的重要途徑之一。 彌散強(qiáng)化： 當(dāng)金屬化合物呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時(shí)，將使

33、合金的強(qiáng)度、硬度及耐磨性明顯提高，這一現(xiàn)象稱為彌散強(qiáng)化。因此金屬化合物在合金中常作為強(qiáng)化相存在。它是許多合金鋼、有色金屬和硬質(zhì)合金的重要組成相。,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,鞏固練習(xí) 合金、組元、合金系、相、組織的概念 形成固溶體后，晶格保持不變的組元稱（ ），晶格消失的組元稱（ ）。 按溶質(zhì)原子在晶格中的位置固溶體可分為（ ）（ ） 固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化概念,溶劑,溶質(zhì),置換固溶體,間隙固溶體,Company Logo,2.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶,小結(jié) 探究一：合金、組元、合金系、相、組織的概念 探究二：根據(jù)構(gòu)成合金的各組元之間相互作用的不同，合金的晶體結(jié)構(gòu)可分為幾類？各類的概念？ 探究三：置換固溶體、間隙固溶體