专题一 金属材料的主要性能与常用金属材料与钢的热处理（教案）-四川省职教高考《机械基础》（高教版） 专题复习讲练测

专题一.金属材料的主要性能与常用金属材料与钢的热处理（教案）-《机械基础》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.了解灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等铸铁材料的组成及性能。 2.认识铝、铜、锌等非铁金属及其合金的特性和应用领域。 3.了解晶体结构对材料性能的影响，掌握铁碳合金的状态图及其重要性。 4.理解常规热处理、特殊热处理等热处理工艺及其作用。 5.认识材料的物理性能如密度、导热性等对其应用的影响，了解化学成分对材料性能的影响。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、塑性、强度与静荷拉伸试验 1.塑性：塑性是指固体材料在外力作用下发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率少。 2.强度：强度是指材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。根据受力状况的不同,材料的强度可分为抗拉、抗压、抗弯、抗扭和抗剪强度等。一般以抗拉强度作为最基本的强度指标。 3.静载拉试验：金属材料的强度塑性可通过静拉伸试验来确定。 目前金属材料室温拉伸试验方法采用GB/T 228-2002 新标准由于目前原有的金属材料力学性能数据是采用旧标准进行测定和标注的,所以原有旧标准 CB/T 2281987 仍然沿用本教材为叙述方便采用旧标准。关于金属材料强度与塑性的新、旧标准名词和符号对照见表 1-1。 二、不锈钢、耐热钢及耐磨钢 1.不锈钢 不锈钢是指在大气、水、酸、碱和盐溶液或其他腐蚀性介质中具有高的化学稳定性的合金钢的总称。在酸、碱、盐等侵蚀性较强的介质中能抵抗腐蚀作用的钢,又进一步称为耐蚀钢或称耐酸钢。 不锈钢主要用来制造在各种腐蚀介质中工作的零件或构件,例如化工装置中的各种管道、阀门和泵,医疗手术器械、防锈刃具和量具等。常用不锈钢有 1Cr132Cr131Cr17 及1Cr18Ni9Ti 2.耐热钢 耐热钢是指在高温下具有热化学稳定性和热强性的特殊钢。热化学稳定性指钢在高温下对各类介质化学腐蚀的抵抗能力,热强性指钢在高温下保持一定强度的性能。 耐热钢主要用于石油化工的高温反应设备和加热炉、火力发电设备的汽轮机和锅炉飞机的喷气发动机等设备。常用耐热钢有 3Cr18Ni25Si2Cr12Crl3 及1Cr18Ni9Ti。 3.耐磨钢 耐磨钢具有很高的耐磨性和韧性,主要用于机器运转过程中承受严重磨损和强烈冲击的零件,如车辆履带板、挖掘机铲斗、破碎机颚板和铁轨分道叉、防弹板等。常见的耐磨钢为ZGMnl3。 三、金属及合金的晶体结构 1.金属的结晶 金属由液体状态转变为晶体状态的过程称为结晶。在固态金属内部,由于结晶而形成许多大小不一、外形不规则的小晶体称为晶粒。晶粒的大小对金属的力学性能有很大的影响、一般来说,晶粒越细,其强度、硬度、冲击韧度越高,塑性也越好。 纯金属的结晶是在一定的温度下进行的,它的结晶过程可以用冷却曲线表示。图1-3 所示为用实验方法得到的纯金属凝固时的冷却曲线。使液态纯金属缓慢冷却,当温度降到 T。时便开始结晶。由于放出的结晶潜热恰好补偿了热的散失,故这时的温度不再下降,在冷却曲线上表现为水平线段,它所对应的温度 T便是纯金属的理论结晶温度。直至液态金属全部结晶成固态金属后，温度才能继续下降。 2.金属的同素异构转变 各种晶体内部原子的排列规则可用X 射线分析等方法测定。为便于分析比较各种晶体内部原子的排列规则，通常 把描述原子在晶体中排列的空间格式称为晶格，金属晶格有各种不同的形式,最常见的晶格有三种,即体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格, 四、常规热处理 1.退火 将钢件加热到 A(对亚共析钢)或 A(对过共析钢)线以上某一温度范围保温一段时间后在炉中或埋入导热性较差的介质中,使其缓慢冷却的热处理方法叫做退火。 退火的目的是:降低硬度,以利于切削加工;细化品粒,改善组织,提高力学性能;消除零件中的内应力(加热到 4，线以下即可)。 2.正火 正火的作用与退火相似。正火是将钢加热到 A或A线以上某一温度范围,保温一段时间后,从炉中取出在空气中冷却的热处理方法。由于正火的冷却速度比退火快,所以得到的珠光体组织比退火后更细,强度和硬度都有所提高。另外,正火是炉外冷却,不占用设备,生产效率高.所以正火工艺应用广泛。 3.淬火 将钢加热到 A 或A 线以上某一温度范围,保温一段时间,在水中或油中急剧冷却的热处理方法叫做淬火。淬火可使钢获得马氏体组织。对于工具或耐磨零件来说,淬火的目的是提高硬度和耐磨性;对一般结构零件来说,淬火能使强度和韧性得到良好的配合,以适应不同工作条件的需要。对于含碳量很低的钢进行一般的淬火处理没有意义 冷却是淬火工艺的关键工序,它关系到淬火质量的好坏。在实际生产中,可以通过调整冷却介质、淬火方法来控制淬火件的冷却速度。 [真题练讲] 1. (2018年