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金属材料与热处理知识结构

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金属材料与热处理知识结构

2024-06-20 16:17:34   0  举报

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“金属材料与热处理”课程内容（全书）的思维导图（包括两份练习题）

机械；金属材料与热处理；

技工；中等职业教育；技能

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大纲/内容

金属材料

黑色金属

铁碳合金

合金及其组织

合金的基本概念

合金

组元

相

组织

合金的组织

固溶体

定义

固溶强化

定义

强化方法

金属化合物

混合物

铁碳合金的基本组织与性能

固溶体

铁素体（F）

奥氏体(A)

金属化合物

混合物

珠光体(P)

莱氏体(Ld)

莱氏体Ld

低温莱氏体L’d

铁碳合金相图

相图的组成

相图的特性点及线

主要特性点

主要特性线

铁碳合金的分类

纯铁

钢

亚共析钢

共析钢

过共析钢

铸铁

亚共晶白口铸铁

共晶白口铸铁

过共晶白口铸铁

结晶过程

从液态高温到固态室温的结晶过程

室温的显微组织及性能

成分、组织与性能

组织变化规律

组织变化

规律

性能变化规律

Fe- Fe3C相图的应用

作为选材的依据

热加工中的应用

铸造生产

锻造工艺

热处理工艺

非合金钢

杂质元素对非合金钢性能的影响

钢的分类

非合金钢

低合金钢

合金钢

杂质元素

有益

锰 Mn

硅 Si

有害

硫 S

磷 P

氧 O

氮 N

氢 H

非合金钢的分类

含碳量

低碳钢

中碳钢

高碳钢

质量等级

普通碳素钢

特殊质量碳素钢

优质碳素钢

用途

碳素结构钢

碳素工具钢

脱氧方式

沸腾钢

镇静钢

特殊镇静钢

其他分类方法

非合金钢的牌号与用途

牌号表示方法

非合金钢的名称

碳素结构钢

优质碳素结构钢、优质碳素弹簧钢

碳素工具钢

铸造碳钢

易切削钢

车辆车轴及机车车辆用钢

合金钢

合金元素的作用

强化铁素体

形成合金碳化物

细化晶粒

提高钢的淬透性

提高钢的回火稳定性

分类与牌号

低合金钢与合金钢的划分

低合金钢的分类

质量等级

普通质量低合金钢

特殊质量低合金钢

优质低合金钢

主要性能及使用特性

可焊接的低合金高强度结构钢

低合金耐候钢（耐大气腐蚀钢）

低合金钢筋钢

铁道用低合金钢

矿用低合金钢及其他

合金钢的分类

质量等级

主要性能及使用特性

低合金钢与合金钢的牌号

钢铁及合金牌号统一数字代号体系

低合金钢

高强度结构钢

耐候钢

专用钢

汽车用

锅炉、压力容器用

铁道用

矿用

合金钢

结构钢

工具钢

特殊性能钢

铸铁（生铁）   

组织与分类

石墨化

途径

液态直接结晶

固态析出：Fe3C→3Fe+C(G)

影响因素

成分

冷却速度

分类

碳存在形式

石墨形态

组织与性能关系

组织

性能

石墨形态

石墨数量

常用铸铁

结构图

知识结构图

常用

灰铸铁

可锻铸铁

球墨铸铁

蠕墨铸铁

热处理

作用

灰铸铁

可锻铸铁

球墨铸铁

蠕墨铸铁

常用方法

有色金属及硬质合金

有色金属

铜及铜合金

性能

应用

分类

铝及铝合金

性能

应用

分类

钛及钛合金

性能

应用

分类

滑动轴承合金

组织

理想组织

工作原理

牌号

分类

硬质合金

定义

性能特点

切削用

使用领域

常用硬质合金

钨钴类        (K类硬质合金)

钨钴钛类      (P类硬质合金)

钨钛钽(铌)类(M 类硬质合金)

热处理

热处理的原理与分类

定义

工艺

分类

整体热处理

基本方法

稳定化处理

固溶处理+水韧处理

固溶处理+时效

表面热处理

表面淬火和回火

物理气相沉积

化学气相沉积

等离子体化学气相沉积

离子注入

化学热处理

渗碳

渗氮

碳氮共渗

氮碳共渗

渗其他其金属

渗金属

多元共渗

加热与冷却时的组织转变

加热

相变温度

加热时：Ac1、Ac3、Accm

冷却时：Ar1、Ar3、Arcm

奥氏体的形成

转变

保温

冷却

奥氏体的等温转变

概述

过冷奥氏体（不稳定相）

奥氏体的等温转变

等温转变曲线

共析钢等温转变曲线

共析钢等温转变曲线的组成

奥氏体的等温转变产物

高温等温转变—珠光体型转变区

中温等温转变—贝氏体型转变区

低温连续转变—马氏体型转变区

奥氏体的连续冷却转变

近似分析

等温转变曲线分析连续冷却转变

临界冷却速度 V临

基本方法

退火<br>

定义

目的

分类

完全退火

球化退火

去应力退火

正火<br>

定义

目的

淬火<br>

定义

目的

工艺

加热温度

冷却介质

淬火方法

淬火指标

淬透性

淬硬性

淬火缺陷

氧化与脱碳

过热和过烧

变形与开裂

硬度不足

软点

回火

回火原因

回火定义

回火目的

回火温度与性能关系

分类与应用

分类与应用

表面与化学热处理

背景

性能需求

处理方法

表面热处理

定义

适用材料

中碳钢

中碳合金钢

方法

火焰加热

特点

感应加热

特点

化学热处理

概述

定义

过程

方法

渗碳

定义

目的

分类

固体渗碳

盐浴渗碳

气体渗碳

工艺

含碳量变化

后续热处理

渗氮

概述

定义

目的

特点

方法

气体渗氮

离子渗氮

碳氮共渗

定义

特点

热处理分析

热处理的技术条件

定义

确定依据

常见技术条件

热处理的工序位置

预备热处理

最终热处理

典型的热处理分析

锉刀

汽车变速齿轮

汽车传动齿轮轴

复习与练习

期中测试

期末复习

练习1

练习2

习题册答案

绪论

发展历程

基本历程

三大支柱

基本概念

在现代工业的地位

学习目的

课程特点

学习方法

相互关系

重要的概念和基本理论

理论联系实践

金属结构与结晶

金属的晶体结构

晶体与非晶体

晶格类型

体心立方晶格

面心立方晶格

密排六方晶格

单晶体与多晶体

晶体的缺陷

类型：点、线、面

影响：对性能会产生较大的影响

纯金属的结晶

结晶过程

晶粒大小对金材影响

与金材力学性能关系

细化晶粒方法

方法：在铸造中控制晶粒大小

关系：形核率↑，长大速度↓

措施：增加过冷度、变质处理、振动处理

同素异构转变

含义

纯铁的同素异构转变

转变过程表达式

转变特点

钢能热处理的重要依据

金属材料的性能

损坏与塑性变形

损坏形式

变形

断裂

磨损

塑性变形

概念

载荷

内力

应力

金属的变形

变形过程

塑变通过滑移实现

加工硬化

金属冷塑变时，会产生加工硬化

加工硬化的含义

加工硬化的利弊

性能

力学

导入

含义

指标

强度<br>

定义

指标

屈服强度

抗拉强度

塑性<br>

定义

指标

断后伸长率A

断面收缩率Z

硬度<br>

定义

指标

布氏硬度HBW

试验原理

表示方法：170HBW10/1000/30

使用场合

洛氏硬度HR

试验原理

表示方法

HRA

HRB

HRC

使用场合

维氏硬度HV

韧性

定义

指标

疲劳强度

物理与化学

物理性能

化学性能

耐腐蚀性

高温抗氧化性

工艺

定义

指标

铸造

锻压

焊接

切削加工

热处理

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第08单元金属和金属材料

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金属材料的工艺特性

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