金属材料及热处理0绪论
金属材料与热处理习题册参考答案
金属材料与热处理习题册答案绪论一、填空题 1成分组织热处理性能 2．光泽延展性导电性导热性合金 3．成分热处理性能性能二、思考题 答：机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理的相关知识。
对我们工作中正确合理地使用这些工具；根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常重要的指导意义。
第一章金属的结构与结晶一、填空题 1．非晶体晶体晶体 2．体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方 3．晶体缺陷间隙空位置代刃位错晶界亚晶界 4．无序液态有序固态 5．过冷度 6．冷却速度冷却速度低 7．形核长大 8．强度硬度塑性 9．固一种晶格另一种晶格 10．静冲击交变 11．弹性塑性塑性 12．材料内部与外力相对抗 13．内力不同 14．外部形状内部的结构二、判断题 1．√ 2．× 3．× 4．× 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．√ 10．√ 11．× 12．√ 13．√ 14．× 15．√三、选择题 1．A 2．C B A 3．B四、名词解释 1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。
3．答：弹性变形是指外力消除后，能够恢复的变形；塑性变形是指外力消除后，无法恢复的永久性的变形。
4．答：材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力；单位面积上所受的内力就称为应力。
五、思考与练习 1．冷却曲线上有一段水平线，是说明在这一时间段中温度是恒定的。
结晶实际上是原子由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程，所以在结晶时会放出一定的结晶潜热，结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡，所以纯金属结晶是在恒温下进行的。
金属材料与热处理教学大纲
《金属材料及热处理》教学大钢高职赣州技师学院机械制造系2010年3月12日一、课程名称《金属材料及热处理》二、课程学时共52课时，4学时/周三、课程的性质和内容《金属材料及热处理》这门课程是专门研究金属材料的成分、组织、热处理及金属材料的性能间的关系和变化规律的学科。
本课程的主要内容包括金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理和金属材料的牌号等。
四、课程的任务和要求通过对本课程的学习，应达到以下几个方面的要求：１、掌握有关金属材料的基本理论知识；２、掌握有关热处理的基本理论知识；３、了解金属材料的应用及零件设计时的原理选材；４、初步掌握热处理工艺的运用、能够合理安排零件工艺路线，正确确定热处理在零件工艺路线中的位置。
五、教学中应注意的问题１、首先要让学生知道学习本课程的重要意义，知道金属材料在工业生产中的广泛应用，将来在实际工作中会广泛的接触各种金属材料，可以要了解金属材料和热处理的有关知识。
坚定学好本课程的决心和信心，在学习中培养学习本课程的兴趣；２、教学中一定要注意理论与实际联系，在课堂讲授时，要将学生所见、所闻，所用的金属材料与书本上的理论知识联系起来讲，要将学生将来到工厂可能碰到的金属材料的有关问题结合起来讲，这样讲课就会更生动、更贴切、更不乏味；３、要教给学生学习好本课程的学习方法，要学生一定要弄清楚重要的概念和基本理论，按材料的化学成分、组织结构、力学性能和用途这一主线进行学习和记忆，认真做作业，不断巩固已学知识，这样就一定能学好本课程。
六、教材选用高职《金属材料及热处理》为本课程教材。
七、授课对象模具设计专业学生。
八、课时分配九、各章节教学要求、重点、难点及教学建议绪论教学要求：1、明确本课程的性质、任务和重要性，树立正确的学习目的；2、知道本课程的主要内容、学习特点和学习方法；3、了解金属材料及热处理的发展史。
重点：强调学习本课程的重要性，培养学生学习兴趣。
第一章金属的性能教学要求：1、知道金属材料的分类；2、了解金属材料的物理性能和化学性能；3、知道金属材料有哪些力学性能。
金属材料的热处理工艺和性能研究
金属材料的热处理工艺和性能研究第一章：绪论金属材料是人类文明发展过程中得到广泛应用的一种材料。
随着科技的不断进步，金属材料的种类也越来越丰富，性能也越来越优越。
而热处理工艺是改善金属材料性能的一种重要方式。
因此，对金属材料的热处理工艺和性能进行研究显得尤为重要。
第二章：金属材料的热处理工艺2.1 热处理的定义热处理是指将金属材料加热到一定温度，经过一定时间的保温，然后通过不同的冷却方式使金属材料达到一定的组织状态和性能。
2.2 热处理的分类热处理可以分为三类：回火、调质和淬火。
其中，回火主要是对经过淬火的材料进行加热处理，以改善材料的韧性；调质则是对合金钢等材料进行热处理，以达到一定的强度和韧性；淬火则是对普通碳钢等材料进行控制冷却，以提高材料的硬度。
2.3 热处理工艺的步骤热处理工艺主要包括：材料的加热、保温和冷却三个步骤。
其中，加热温度和保温时间的选择是影响材料性能关键的因素。
加热温度过高容易产生晶粒粗大的问题，而加热温度过低则会使金属组织不充分，影响材料性能。
第三章：金属材料热处理后的力学性能和物理性能金属材料经过热处理后，其力学性能和物理性能的变化是非常显著的，具体分析如下。
3.1 金属材料的力学性能热处理后的金属材料一般具有更好的强度和硬度，但是韧性和塑性却相对较差。
其原因是经过热处理后，材料中晶粒的尺寸会变大，而晶粒尺寸的增大对材料的塑性和韧性影响较大。
3.2 金属材料的物理性能热处理后的金属材料物理性能也会有所变化，比如电导率、导热性、磁性等。
这些变化在材料的不同应用领域中，具有着不同的重要作用。
第四章：热处理后的金属材料在工业中的应用4.1 机械加工领域热处理后的金属材料能够提供更优越的性能，其在机械加工领域中广泛应用。
比如在机床工作台、各种机器零部件、以及汽车、航空等领域中使用较多，其耐磨性、耐久性和使用寿命都能得到有效的提高。
4.2 电子制造领域金属材料热处理后能够提高导热性和电导率，因此其在电子制造领域中应用广泛。
《金属材料与热处理》教学大纲
《金属材料与热处理》教学大纲1、 说明1、 课程的性质和内容金属材料与热处理是一门技术基础课。
其主要内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。
2、 课程的任务和要求本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。
通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求：（1） 了解金属学的基本知识。
（2） 掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。
（3） 了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。
（4） 了解热处理的一般原理及其工艺。
（5） 了解热处理工艺在实际生产中的应用。
3、 教学中应注意的问题(1) 认真贯彻理论联系实际的原则，注重学生素质的全面提高。
(2) 在组织教学时，应根据所学工种，结合实际生产，选择不同的学习内容，有“*”的为选学内容。
(3) 加强实验和参观，增强感性认识和动手能力。
(4) 有条件的可辅以电化教学，是教学直观而生动。
2、 教学要求、内容、建议及学时分配。
（总学时80课时，开课时间为：高一上期）绪论 总学时 1教学要求1、 明确学习本课程的目的。
2、 了解本课程的基本内容。
教学内容1、 学习金属材料与热处理的目的。
2、 金属材料与热处理的基本内容。
3、 金属材料与热处理的发展史。
4、 金属材料在工农业生产中的应用。
教学建议1、 结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。
2、 展望金属材料与热处理的发展前景。
第1章 金属的结构与结晶 总学时2教学要求1、 了解金属的晶体结构。
2、 掌握纯金属的结晶过程。
3、 掌握纯铁的同素异构转变。
教学内容§1-1 金属的晶体结构1、 晶体与非晶体2、 晶体结构的概念3、 金属晶格的类型§1-2 纯金属的结晶1、 纯金属的冷却曲线及过冷度2、 纯金属的结晶过程3、 晶粒大小对金属力学性能的影响4、 金属晶体缺陷§1-3 金属的同素异构转变教学建议1、 晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。
金属材料与热处理绪论课件
高性能金属材料的研发与应用
高强度钢
高强度钢具有较高的抗拉强度和屈服点，广泛应用于汽车、建筑 和船舶制造等领域。
轻质金属材料
如钛合金和铝合金，具有密度低、强度高、耐腐蚀等优点，在航空 航天、汽车和体育器材等领域得到广泛应用。
功能金属材料
如形状记忆合金、超导合金和磁性合金，具有特殊的功能性质，在 医疗器械、能源和通讯等领域有广阔的应用前景。
相变和组织转变过程的调控，从而达到改善材料性能的目的。
热处理的方法与分类
• 总结词：热处有其特定的工艺参数和应用范围。
• 详细描述：退火是将金属加热到适当温度后保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的一种工艺方法，主要用于消除内应力、 降低硬度、改善切削加工性等。正火是将金属加热到临界点以上适当温度后保持一定时间，然后空冷至室温的一种工艺 方法，主要用于细化晶粒、提高强度和韧性等。淬火是将金属加热到临界点以上适当温度后迅速冷却至室温的一种工艺 方法，主要用于提高硬度和耐磨性等。回火则是将淬火后的金属加热到适当温度后保温一段时间，然后缓慢冷却至室温 的一种工艺方法，主要用于稳定组织、消除内应力、提高韧性等。
03 金属材料的性能与测试
金属材料的力学性能
弹性性能
金属材料在受到外力作用时， 能够迅速恢复其原始状态的能力。
塑性性能
金属材料在受到外力作用时， 能够发生永久变形而不破裂的 能力。
强度性能
金属材料抵抗外力作用而不被 破坏的能力。
硬度性能
金属材料抵抗表面变形或破坏 的能力。
金属材料的物理性能
热导率
金属材料的性质与用途
金属材料的性质
金属材料的性质主要包括物理性质、化学性质和力学性质。
金属材料的用途
金属材料广泛应用于建筑、机械、航空航天、能源、交通、 电子等领域。
金属材料与热处理 ppt课件
三、金属结构材料的应用情况(1)
1.从总产量来看，钢铁材料的产量占绝对优势， 占世界金属总产量的95％，而且有许多良好的 性能，能满足大多数条件下的应用，价格低廉。
2.在世界金属矿储量中，铁矿资源虽然比较丰富 和集中，但就世界地壳中金属矿产储量来讲， 则非铁金属矿储量大于铁矿储量，如铁只占 5.1％，而非铁金属中铝为8.8％．镁为2.1％， 钛为0.6％。
四、金属材料发展的历史(3)
5.在非铁金属冶金方面，19世纪80年代发电 机的发明，使电解法提纯铜的工业方法得 以实现，开创了电冶金新领域；同时，用 熔盐电解法将氧化铝加入熔融冰晶石，电 解得到廉价的铝，使铝成为仅次于铁的第 二大金属；20世纪40年代，用镁作还原剂 从四氯化钛制得纯钛，并使真空熔炼加工 等技术逐步成熟后，钛及钛合金的广泛应 用得以实现。同时，其他非铁金属也陆续 实现工业化生产。
用锻压成形方法获得优良锻件的 难易程度称为锻造性能。 铸铁不能锻压 。
焊接性能：
大量接性能是指金属材料对焊接加 工的适应性。 切削加性能：切削加工（性能） 金属材料的难易程度称为切削加工 性能。
第三单元
金属的晶体结构与结晶
一、金属材料的晶体结构
晶体与非晶体 非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状 况的，称为非晶体。如：普通玻璃、松香、 树脂等。 晶体：凡原子呈有序、有规则排列的物质， 金属的固态、金刚石、明矾晶体等。 性能：晶体有固定的熔、沸点，呈各向异性， 非晶体没有固定熔点，而且表现为各向同性。
•强度的指标
强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力 。 1、屈服点
Re= Fs/S0
符号： Re 材料产生屈服现象时的最小应力
Fs：试样屈服时所承受的拉伸力（N） S0 ：试样原始横截面积（mm）
《金属材料及热处理》课程教学大纲
《金属材料及热处理》课程教学大纲课程编号：081095211课程名称：金属材料及热处理英文名称：Metal Materials and heat treatment课程类型：学科基础课程要求：必修学时/学分：48/3（讲课学时：44 实验学时：4 ）适用专业：材料成型及控制工程一、课程性质与任务金属材料及热处理是材料成形及控制工程专业的一门重要必修课,也是理论性和实践性较强的专业课。
通过本课程的学习,使学生掌握钢的退火、正火、淬火和回火等热处理工艺的基本理论,基本知识和实验技能,并能应用于实践，了解工程用钢、铸铁和有色金属的分类和特性。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本工艺方法的讲解；在培养实践能力方面着重培养学生不同材质的工件在不同应用场合的选择，不同材料性能的热处理工艺的选择。
培养学生的工程观念和规范意识，要善于观察、思考，勤于实践，培养学生应用理论联系实际的方法去解决工程实际问题，具有合理地选择材料并确定热处理工艺的能力。
二、课程与其他课程的联系学生应在先学完《大学物理》、《材料科学基础》、《物理化学》等课程，并经过金属工艺的生产实训，对材料及热处理方面有一定的感性认识后，再学习本课程，通过本课程的学习，为《材料的力学性能》、《铸造合金熔炼》等专业课奠定基础，也为学生从事铸造、焊接、锻造、热处理专业方面工作打下坚实的基础。
三、课程教学目标1.掌握固态相变的基本理论，了解钢在加热与冷却时组织的转变规律，理解材料成分-组织-性能之间的关系；（支撑毕业能力要求1.2，1.3）2.掌握钢的退火、正火、淬火与回火的应用及工艺参数的制定，从而对材料及其热处理具有一定的分析和研究能力，对于实际工件能够给出较合理的热处理工艺；（支撑毕业能力要求2.1，2.3）3.对于已有热处理工艺造成的工程问题，能够分析存在问题的原因，优化热处理工艺；（支撑毕业能力要求4.2）4.了解特殊热处理工艺特征和应用；（支撑毕业能力要求1.2）5.了解常用金属材料（工程用钢、铸铁和有色合金）的特性，能够根据使用环境和性能要求选择合适的金属材料。
《金属材料热处理》思考题
《金属材料热处理》思考题（成型09级）第1章绪论第2章固态相变概论1. 金属固态相变的主要类型、特点2. 金属固态相变按（1）相变前后热力学函数、（2）原子迁移情况、（3）相变方式分为哪几类？3. 金属固态相变主要有哪些变化？4. 金属固态相变有哪些特点？5. 固态相变的驱动力和阻力包括什么？加以说明。
6. 固态相变的过程中形核和长大的方式是什么？加以说明。
7. 何谓热处理？热处理的目的是什么？热处理在机械加工过程中作用有那些？热处理与合金相图有何关系？8. 说明下列符号的物理意义及加热速度和冷却速度对他们的影响？Ａc1、Ａr1、Ａc3、Ａr3、Ａccm、Ａrcm9. 一些概念：固态相变、热处理、平衡转变、不平衡转变、同素异构转变、多形性转变、共析转变、包析转变、平衡脱溶沉淀、调幅分解、有序化转变、伪共析转变、马氏体转变、贝氏体转变、块状转变、不平衡脱溶沉淀、一级相变、二级相变、扩散型相变、非扩散型相变、半扩散型相变、共格界面、半共格界面、非共格界面、惯习面、位向关系、应变能、界面能、过渡相、均匀形核、非均匀形核、晶界形核、位错形核、空位形核、界面过程、传质过程、协同型方式长大、非协同型方式长大、切变机制、台阶机制第3章钢的热处理原理与工艺第1节1、奥氏体的组织、结构和性能特点。
2、从成分和工艺角度说明如何细化奥氏体晶粒?3．以碳扩散的观点说明奥氏体的长大机理。
4、共析钢的奥氏体的形成包括哪几个过程？为什么说奥氏体形成是受碳扩散控制的？非共析钢的奥氏体的形成与共析钢的奥氏体的形成有何异同？为什么有剩余渗碳体溶解过程？5、影响奥氏体转变速度的因素有哪些？如何影响？合金钢的奥氏体转变的有什么特点？6、影响奥氏体晶粒度的因素有哪些？如何影响？注意合金元素的影响。
第2节1．试设计一种采用金相硬度法测定共析钢TTT图的方法。
（测定TTT图的原理和方法。
）2.请绘制含碳量为0.77%的钢的过冷奥氏体等温转变图，并回答下列问题：（1）说明图中各线、区的意义。
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碳的几种同素异形体
无定形碳：
金刚石层状：结坚构硬零，乱熔而点不规则，晶体形成有缺 3陷55，0而℃且，晶不粒导微电小，含有少量杂质
富勒烯 （Fullerene ） 与碳纳米管：超导体
石墨：混合键型 ，层 平面方向有很好的导 电性质 ，层间易滑动
制备与加工工艺对性能的影响及利用
对凝固过程的控制
定向凝固、微米与纳米材料 单晶、非晶
对塑性加工过程的控制
控制轧制 超塑性成形
控制焊接、热处理等过程 ……
材料科学的研究内容
材料科学是研究各种材料的结构，制备加工工艺与性能
之间关系的科学。包含成分／组织结构，制备加工工艺 ，材料固有性能与材料使用性能等四个方面因素。
对优秀材料的追逐
如何提高材料性能？
使用性能
制备加 工工艺
成分/组 织结构
固有 性能
影响材料性能的因素
性能与结构因素的影响及利用
几组材料的对比
钢板／石板 保险丝／铁丝 退火45钢 / 淬火45钢 哑巴卖刀
性能与结构因素的影响及利用
45钢退火的显微组织
45钢淬火的显微组织
结构影响性能的四个层次
原子结构 结合键 原子排列 显微组织
复合材料
如玻璃钢、碳增强材料
按用途：
结构材料
力学性能
功能材料
物理性能（电子、光电子、 超导材料等 ）
材料科学的研究内容
材料科学是研究各种材料的结构，制备加工工艺与 性能之间关系的科学。 ——金属材料
——结构、性能、使用
包含成分／组织结构，制备加工工艺，材料固有性 能与材料使用性能等四个方面因素。
金属材料及热处理
绪论
人类文明与材料
石器时代 10万时代 1990
青铜器时代 3000 B.C.
水泥时代 0 B.C.
硅时代 1950
现代材料的分类
按属性：
金属材料
钢铁、有色（汽车工业）
陶瓷材料
普通（建筑） 先进（宇航）
高分子材料
PA，PC，PMMA，PTFE