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2.重点内容： （1）掌握常见金属的晶格类型、实际晶体中的缺陷； （2）熟悉金属的结晶过程，理解金属的晶粒大小对其 力学性能的影响，并掌握控制晶粒大小的途径； （3）能默画出铁碳合金相图，掌握纯铁的同素异构转 变，掌握铁碳合金的基本相和组织，理解相图中的特性 点、线的含义，并能够利用冷却曲线及文字分析典型成 分的铁碳合金的平衡结晶过程； （5）用杠杆定律计算合金的相组成和组织组成物的相 对量，会画组织示意图； （6）掌握铁碳合金的分类、含碳量、组织和性能之间 的关系； （7）了解铁碳合金相图的应用；
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四、学习（复习）要点 重点章节： 第2.1 ～2.2章为第2.2章铁碳合金相图奠定基础，(第2.2 章为前两章节的应用和拓展——重点内容）、第2.4章( 钢的热处理，其中四把火及应用——重点内容）、第3 章[其中各种材料(包括碳钢、合金钢、铸铁和有色金属) 的编号原则，常用材料的热处理特点，使用状态的组织 及应用——重点内容]、第8～10章（工程材料的合理选 用和典型零件的加工工艺路线尤其是热处理工艺在整个 加工路线中位置的设计——重点内容） 其中第3章和第8～10章可以看作是第2.2章和第2.4章知 识的综合应用，因此第2.2章和第2.4章的知识对整个课 程的学习和把握尤为重要。
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（14）掌握表面淬火和渗碳的基本原理工艺、目的应 用、表面和心部的组织和性能；
(15) 了解合金元素在钢中的主要作用； （16）掌握碳钢的牌号，知道它们的用途； （17）熟悉合金钢的编号原则和方法，会从钢号判断 出它的种类、大致化学成分、主要用途性能特点、及 应该进行的热处理； （18）懂得石墨形态对铸铁性能的影响，常用铸铁的 分类、牌号，主要用途。
固溶体、固溶强化、金属化合物、相组成物、组织组
成物、枝晶偏析、结晶、过冷度、同素异构转变、单
晶体、多晶体、自发形核、非自发形核、变质处理、
变质剂、匀晶、共晶、共析、共析转变、杠杆定律、
滑移、滑移面、滑移方向、滑移系、固溶强化、细晶
强化、弥散强化、加工硬化、回复、再结晶、再结晶
温度、热加工、冷加工、 热加工流线、奥氏体化、孕
性 能
工 艺
性
能
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强度
力学性能 物理性能 化学性能
塑性 硬度HB HR
韧性Ak
锻造性能 铸造性能 焊接性能 切削加工性能 热处理工艺性
疲劳极限 如：σ-1
工程材料的性能，掌 握机械工程中常用力 学性能指标的意义、 单位和应用 （σs， σ0.2，σb， δ，ψ， HBS， HRC， Ak， σ-1）
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1. 基本理论
金
属
基
学
本
理
论
热
处
理
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材料的性能 材料的结构 材料的结晶 相图及铁碳相图 塑变与再结晶 钢的热处理 铸铁的热处理
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1.重要术语：
（1）晶体、晶格、晶胞、点缺陷、线缺陷、面缺陷、
合金、组元、相、相图、固溶体、置换固溶体、间隙
晶体最多的成分点）
4）热处理性能：淬透性 vk
C曲线的位置
过冷A的稳定性
A的化学成分(碳、合金元素)
加热状态 第二相、A中的成分均匀性、A晶粒大小
5）残余奥氏体(w(C) =0.5%判据)
A中w(C) ↑→Ms ↓Mf↓→w(A′)↑ A中w(Me)％↑→Ms↓Mf↓→w(A′)↑
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平衡、综合考虑利弊，达到完美统一。
1.1.2 工艺性能
热处理 工艺性
铸造性 锻压性
切削 加工性
焊接性
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1）切削加工性:
中碳钢 >高碳钢
含碳量相同的钢中，球状珠光体>片状珠光体
2）焊接性能:低碳钢 >中碳钢 >高碳钢
3）铸造性能：流动性和偏析 用共晶相图说明（共
2．在理解的基础上进行强化记忆 机械工程材料课程内容以定性描述为主，具体表现为 “三多”：讲授内容中名词、概念、术语“多”，定性 描述、经验性总结“多”，需记忆的规律“多”。学习 (复习)中应把每章的基本术语、概念、规律和观点深刻 透彻理解，本课程的内容很自然就能基本掌握了。
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从这一主线出发本课程的内容可归纳为四大部分：
第一部分：基本理论基础。主要说明工程材料的化学
成分、组织结构与性能之间的相互关系与变化规律。对
应教材内容主要为第1章、第2章。
第二部分：工程材料的强韧化。强化工程材料主要有
优化成分和变更工艺两种途径，本课主要讨论后一种途
⑶ 塑性：材料断裂前承受最大塑性变形的能力。指标
为、。
⑷ 硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力（HB、HRC）。
（HRA、HRB、HRC）
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表面淬火钢宜用HRA硬度指标 铝合金成品宜用HRB硬度指标 整体淬火钢宜用HRC硬度指标 ⑸ 冲击韧性：材料抵抗冲击破坏的能力。指标为Ak 材料的使用温度应在冷脆转变温度以上。 1.1.1.2 化学性能 (1) 耐蚀性：材料在介质中抵抗腐蚀的能力。 (2) 抗氧化性：材料在高温下抵抗氧化作用的能力。 1.1.1.3 物理性能：密度 ρ；熔点；热膨胀性（线膨胀 系数α）；磁性；导热性（导热系数λ）；导电性（电阻 率） 1.1.1.4. 耐磨性：材料抵抗磨损的能力。
育期、临界冷却速度、奥氏体的起始晶粒度、实际晶
粒度、本质晶粒度、淬透性、淬硬性、碳钢、合金钢
、合金结构钢(低合金高强钢、渗碳钢、调质钢、弹簧
钢、轴承钢)、合金工具钢(低合金刃具钢、高速钢、
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冷作模具钢、热作模具钢)、特殊性能钢(不锈钢)、碳化 物形成元素和非碳化物形成元素、二次硬化、红硬性、 灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铸造铝合金、形变铝 合金、黄铜、轴承合金(巴氏合金)、普通陶瓷、特种陶 瓷、结构陶瓷、单体、高聚物、大分子链、链节、线形 链、网状链、热塑性塑料、热固性塑料； （2)铁素体、奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体、渗碳 体、一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳 体、共析渗碳体、珠光体、索氏体、回火索氏体、托氏 体、回火托氏体、莱氏体、贝氏体、上贝氏体、下贝氏 体、马氏体、板条马氏体、针状马氏体、回火马氏体 ； （3）退火、正火、淬火、回火、调质处理、等温淬火 、冷处理、表面热处理，化学热处理。
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工程材料
1.1.1 使用性能
1.1.1.1 力学性能
⑴ 刚度：材料抵抗弹性变形的能力。
指标为弹性模量E：E=/
⑵ 强度：材料抵抗塑性变形和破坏的能力。指标：
抗拉强度b—材料断裂前承受的最大应力。 屈服强度s—材料产生微量塑性变形时的应力。 条件 屈服强度0.2—残余塑性变形为0.2%时的应力。 疲劳强度-1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最 大应力。
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请记住五大机械性能指标：意义、符号、单位等；强
度(屈服强度σs、 抗拉强度σb);塑性(延伸率δ、断面收缩 率ψ)； 韧性(冲击韧性Ak)；疲劳强度(σ-1)；硬度(布氏 硬度HB；洛氏硬度HRC 、HRA、HRB)
工程材料强度与塑性是一对互为消长的矛盾体，协调、
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（8）理解金属单晶体和多晶体塑性变形的实质、掌握 细晶强化（晶界强化）的实质； （9）掌握塑性变形对金属组织和性能的影响，加工硬 化及优缺点； （10）掌握回复、再结晶、晶粒长大及其对组织和性 能的影响； （11）理解金属冷加工和热加工的区别，热加工的主要 作用； （12）掌握共析钢TTT曲线中各线的意义、各转变区 域的组织； （13）掌握经退火、正火、淬火+回火等各常规热处理 后的组织、性能、目的、应用范围以及加热温度和冷 却方式的选择，掌握淬透性、淬硬性及影响因素；
径，介绍了细晶强化、固溶强化、位错强化、第二相(沉 淀强化、弥散强化)强化等四种强化方法。对应教材内容
主要为第1、2章。
第三部分：常用工程材料。主要介绍了工业用钢、铸
铁、有色金属及其合金的成分、性能、常用热处理方法
、使用状态（组织）和典型用途。简要介绍了非金属材
料的成分、性能和用途。对应教材内容主要为第3～6章
转变)
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工程材料
材料的结构 分两个层次，一种是原子尺度的结构 (atomic-scale structure)，在材料学中常称为晶体结 构或相结构(Crystalline/lattice structure)，对应有 晶体(crystal)和非晶体(non-crystal)；另一种是微观 尺度的结构(microscopic-scale structure)，在材料学 科中常称为显微组织(microstructure)，对应于金相 （morphology）。
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工程材料
1.2 材料的结构（金属的晶体结构）
知识点→结构、组织、强化方式与性能的关系 金属的晶体结构与铁碳合金的组织与性能
晶体
合金
结
结构
组织
晶
体 面 密 固 金属 机械 心 心 排 溶 化合 混合