第一篇金属材料材料导论第一章金属材料的主要性能第一节金属材料的力学性能力学性能的定义：材料在外力作用下，表现出的性能。
一、强度与塑性概念：应力；应变拉伸实验F（k·∆L（mm）∆L e1.强度：定义：塑性变形、断裂的能力。
衡量指标：屈服强度、抗拉强度。
（1）屈服点：定义：发生屈服现象时的应力。
公式：σs＝F s/A o（MPa）（2）抗拉强度：定义：最大应力值。
公式：σb＝F b/A o2.塑性：定义：发生塑性变形，不破坏的能力。
衡量指标：伸长率、断面收缩率。
（1）伸长率：定义：公式：δ＝（L1－L0）/L0×100％（2）断面收缩率：定义：公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％总结：δ、Ψ越大，塑性越好，越易变形但不会断裂。
二、硬度硬度：定义：抵抗更硬物体压入的能力。
衡量：布氏硬度、洛氏硬度等。
1.布氏硬度：HB（1）应用范围：铸铁、有色金属、非金属材料。
（2）优缺点：精确、方便、材料限制、非成品检验和薄片。
2.洛氏硬度：HRC用的最多一定锥形的金刚石（淬火钢球），在规定载荷和时间后，测出的压痕深度差即硬度的大小（表盘表示）。
（1）应用范围：钢及合金钢。
（2）优缺点：测成品、薄的工件，无材料限制，但不精确。
总结：数值越大，硬度越高。
第二章铁碳合金第一节纯铁的晶体结构及其同素异晶转变一、金属的结晶结晶：液态金属凝结成固态金属的现象。
实际结晶温度－金属以实际冷却速度冷却结晶得到的结晶温度Tn。
一、金属结晶的过冷现象：金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn<To。
过冷度：To-Tn＝∆T（变量）。
理论结晶温度实际结晶温度O 时间总结：晶粒越小，则材料的力学性能越好。
细化主要途径是：（1）提高过冷度：冷却速度越大，生核速率越大>长大速率。
（2）变质处理（孕育处理）：在液态金属中，加入一些细小的金属粉末（变质剂）（3）机械振动（4）热处理（5）压力加工二、纯金属的晶体结构纯金属的晶格类型：1.体心立方晶格：纯铁（α-Fe）2.面心立方晶格；γ－Fe三、纯铁的同素异晶转变纯铁：α－Fe（912℃）→γ－Fe（1394℃）→δ-Fe（1538℃）→L第二节铁碳合金的基本组织一、固溶体：定义：溶质原子进入溶剂中，依然保持晶格类型的金属晶体。
1.铁素体F：C→α－Fe中形成的固溶体。
2.奥氏体A：C→γ－Fe中形成的固溶体。
二、金属化合物Fe3C硬度极高，而塑性、韧性极低。
三、机械混合物：1.珠光体P：F＋Fe3C两相，机械混合物。
0.77％C。
机械性能：δ＝20～25％、σb＝800～850MPa、HBS＝280～260。
第三节铁碳合金状态图一、Fe－Fe3C合金状态图的分析：1.点（特性点）：C；E ；S。
2.线（特性线）：（1）ECF（2）PSK线；（3）ES线；（4）GS线；3.分类：含碳量分类：钢：0.0218％<C≤2.11％钢分类：共析钢：亚共析钢：过共析钢。
二、三类钢在室温下的组织第四节工业用钢简介要求：1.掌握碳钢的分类、牌号、性能和用途。
一、钢的分类碳钢的分类、编号和用途：分类：①低碳钢：<0.25％C②中碳钢：0.25％≤C<0.60%③高碳钢：0.60％<C≤1.4％用途：①碳素结构钢：②碳素工具钢：二、碳素钢：碳素钢分如下三类：（1）普通碳素结构钢：Q235Aσs≥235MPa。
通常用于制造型材、螺钉、铁钉、铁丝、建筑材料等。
（2）优质碳素结构钢：（3）.碳素工具钢：优质碳素工具钢：T＋数字。
高级优质碳素工具钢：T＋数字＋A。
举例：T7、T8、。
含义：0.7％C、0.80％C、三、合金钢：合金钢：低合金钢、合金钢。
1.合金结构钢起首两位数字表示平均含碳量的万分之几。
例：12CrNi3：0.12％C、Cr<1.5％、3％Ni第四章钢的热处理要求：1.掌握普通热处理：退火、正火、淬火、回火的目的、种类、方法及应用。
热处理：钢在固态范围内，通过加热、保温、冷却，改变金属材料的内部组织，改变材料的力学性能。
分类：普通热处理：退火、正火、淬火、回火。
热处理第二节退火和正火一、退火：把钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺法。
目的：①提高钢的塑性和韧性；②消除钢的内应力；③均匀组织；④为随后的热处理做准备。
退火的种类：（1）完全退火：（亚共析钢）A C3+30～50℃组织分析：P＋F→A→A′→P＋F （重结晶退火）。
（2）球化退火：（过共析钢）A C1+20～30℃二、正火：A C3线或A CCm线以上30～50℃经过保温后，随空气冷却的一种工艺。
第三节淬火和回火一、淬火：在固态范围内，把钢加热到一定的温度保温一定时间，以大于或等于临界冷却速度冷却下来的一种热处理工艺。
）目的：获得马氏体组织，从而提高钢的硬度和耐磨性。
二、回火：定义：将淬火后的钢加热到A c1以下某一温度，保温一定时间，然后冷却的一种工艺。
目的：①降低材料的脆性、消除内应力；②获得要求的力学性能；③稳定工件尺寸；④降低合金钢的硬度，使之易被切削。
（1）低温回火（150～250℃）：应用于需要高硬度，高耐磨的材料零件。
例如：刃具、量具、模具、滚动轴承等。
（2）中温回火（350～500℃）：应用于需要较高弹性、韧性的材料零件等。
例如：弹簧、板簧、发条、冲击工具等。
（3）高温回火（500～650℃）组织：应用于受交变载荷作用的材料零件等。
例如：轴、丝杠、齿轮、连杆等。
淬火＋高温回火：调质处理。
第二篇铸造第一章铸造工艺基础第二节铸件的凝固与收缩一、铸件的凝固方式1.逐层凝固：2.糊状凝固：3.中间凝固：大多数的凝固均是这样。
二、铸造合金的收缩合金的收缩经历三阶段：每个收缩阶段会形成什么缺陷（1）液态收缩（2）凝固收缩（3）固态收缩三、铸件中的缩孔与缩松1.缩孔与缩松的形成（1）缩孔它是集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。
（2）缩松分散在铸件某区域内的细小缩孔。
2.缩孔和缩松的防止（1）定向凝固：设置冒口。
（2）安放冷铁。
第三节铸造内应力、变形和裂纹一、内应力的形成1.热应力减少热应力的基本途径是尽量减少各个部位间的温度差，使其均匀地冷却。
2.机械应力它是合金的固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的内应力。
二、铸件的变形与防止防止铸件变形的措施：使铸件壁厚均匀、形状对称，采用同时凝固和反变形。
也可采用时效处理：自然时效和人工时效。
第二章常用合金铸铁的生产第一节铸铁件生产灰铸铁的分类：。
②灰口铸铁：C以片状石墨形式存在，G片③可锻铸铁：C以团絮石墨状形式存在，G。
絮。
④球墨铸铁：C以球状石墨形式存在，G球⑤蠕墨铸铁：一、灰铸铁2. 影响铸铁组织和性能的因素（G＝石墨）（1）化学成分：（2）冷却速度：3.灰铸铁的孕育处理（变质处理）：变质剂：硅铁75％。
孕育处理组织性能4.灰铸铁的牌号（1）灰铸铁的牌号HT250：二、可锻铸铁牌号三、球墨铸铁牌号四、蠕墨铸铁牌号第三章砂型铸造第一节造型方法的选择一、手工造型1.单件、小批生产：2.成批生产二、机器造型第二节浇注位置和分型面的选择浇注位置是指浇注时铸型分型面所处的空间位置，而铸型分型面是指铸型组元间的结合面。
一铸件浇注位置选择原则:1铸件重要的加工面应朝下，若做不到,可放侧面或倾斜2 铸件的大平面应朝下3 面积大的薄壁部分放下面或侧面有利于金属充填,防止浇不足4 易形成缩孔的铸件,厚的部分放在铸型上部或侧面,便于安置冒口,以补缩.二铸型分型面的选择原则分型面选择的合理可以简化造型操作,提高劳动生产率.1 便于起模,故分型面应选择在铸件最大截面处2 应尽量减少分型面和活块数量(中小件)3应尽量使铸件的重要加工面或大部分加工面和加工基准面位于同一砂型中4 尽量采用平直分型面,以简化操作及模型制造5 尽量减少型芯和便于下芯,合型及检验位置第三节工艺参数的选择二、起模斜度的作用四、型芯（型芯及芯头的作用）第四章特种铸造要求：1.熟悉特种铸造工艺。
第一节熔模铸造一、熔模铸造的工艺过程1.蜡模制造2.型壳制造3.焙烧和浇注二、熔模铸造的特点和适用范围优点：（1）型腔表面极为光滑（2）能生产高熔点的黑色金属铸件（3）生产批量不受限制。
第二节金属型铸造第三篇金属压力加工第二节塑性变形对金属组织和性能的影响1 加工硬化：随变形程度的增大，强度和硬度上升而塑性下降的现象。
2 冷变形、热变形：冷变形：在再结晶温度以下的变形。
热变形：在再结晶温度以上的变形。
T再＝0.4T熔加工硬化：塑性变形程度越高，强度和硬度就升高。
消除方法：再结晶退火。
3 纤维组织：平行纤维方向：塑、韧性↑垂直纤维方向：塑、韧性↓第三节金属的可锻性金属的可锻性是衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难以程度的工艺程度。
一．可锻性的衡量指标塑性和变形抗力二．影响可锻性的因素1.变形温度的影响锻造温度：温度过低：导致锻件破裂报废。
温度过高：将产生过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷。
第二章锻造第一节锻造方法一、自由锻1.自由锻工序（1）基本工序镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移。
二、模锻1.锤上模锻（1）模锻模膛（2）制坯模膛第二节锻造工艺规程的制订一、绘制锻件图二、坯料重量和尺寸的确定三、锻造工序的确定四、锻造工艺规程中的其它内容模锻件选分模面：原则：a、保证锻件能完整地从模膛中取出b、使模膛浅而宽，便于加工、利于金属流动c、应使上、下模膛沿分模面的轮廓一致，便于检查上、下模错移d、分模面应使锻件上敷料最少e、分模面尽量选平面第三章板料冲压板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。
第一节分离工序一、落料及冲孔（通称冲裁）1.冲裁变形过程2.凹凸模间隙3.凹凸模刃口尺寸的确定冲孔模：2）以凸模为基准，加上间隙，设计凹模落料模：b）以凹模尺寸为基准，减去间隙，设计冲模4.冲裁件的排样第二节变形工序一、拉深1.拉深中的废品2.防止拉穿的方法二、弯曲回弹现象第四篇焊接第一章电弧焊焊接：用加热或加压的方法，通过材料的原子扩散，使其连接成一个整体的工艺过程。
焊接分三类：①熔化焊：②压力焊：③钎焊：第二节焊接接头的组织与性能焊接接头的组织和性能2.焊接热影响区（1）熔合区（2）过热区（3）正火区（4）部分相变区第三节焊接应力与变形一产生应力与变形原因根本原因：加热不均,冷却速度也不相同。
各处热胀冷缩不同，又是整体，各部分互相限制二焊接变形基本形式1）收缩变形2）角变形3）弯曲变形4）波浪变形；5）扭曲变形三防止和减少焊接变形措施1 合理结构设计1）尽量减少焊缝，焊缝长度，截面厚的件两面开坡口。
2）焊缝对称3）避免密集交叉4）利用型材、冲压件代替，减少焊缝。
2 工艺措施2) 反变形法:焊前使焊件处于反变形位置,以抵消焊后变形.3) 刚性固定法: 将工件固定夹紧, 或点焊在工作台上, 焊后变形大大减少，这种方法适于塑性好的低碳钢件.4) 选择合理的焊接顺序: 对称两侧都有焊缝,尽量使收缩能互相抵消.5) 焊前预热:第四节焊条电弧焊二、电焊条1.焊条芯：导电、填充焊缝。