《第3章金属材料31教学指导1教学要求本章重点阐明碳钢的分类方法.docVIP

第3章 金 属 材 料 3.1 教 学 指 导 1. 教学要求 本章重点阐明碳钢的分类方法、成分和主要应用，各类合金钢的牌号、成分特点、热处理工艺、组织、性能和应用。简要阐述绍铸铁的牌号、成分、热处理工艺、组织、性能及其应用。一般介绍有色金属的牌号、成分、热处理工艺、组织、性能及其应用。 2. 教学目标 本章是工程材料课程的重点章。学生应重点掌握各类碳钢、合金钢的钢号、成分特点、热处理工艺、组织、性能以及它们的应用。 熟悉铸铁的牌号、成分、热处理工艺、组织及其应用。 一般了解有色金属的牌号、性能特点和应用。 3. 教学建议 (1) 金属材料是工程上最常用的、最重要的工程材料。本章是课程的重点，要求学生认真学习，认真领会。一些常用金属材料的牌号要熟记。 (2) 讲授合金钢内容时可以安排一次讨论。 (3) 组织学生观察、研究一台车床或一辆汽车，分析金属材料的应用情况。加深对课程内容的理解。 (4) 指导学生浏览相关网站，收集金属材料应用有关资料，了解新的金属材料研究情况，拓宽知识面。 (5) 建议本章学时： 8～10 学时。 3.2 习题参考答案 1. 解释名词 热硬性、石墨化、孕育（变质）处理、球化处理、石墨化退火、固溶处理、时效 答: 热硬性: 热硬性是指钢在高温下保持高硬度的能力（亦称红硬性）。热硬性与钢的回火稳定性和特殊碳化物的弥散析出有关。 石墨化: 铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。 孕育（变质）处理: 在液体金属中加入孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织的处理工艺。 球化处理: 在铁水中加入球化剂，以获得球状石墨的处理工艺称为球化处理。 石墨化退火: 使白口铸铁中的渗碳体分解成为团絮状石墨的退火过程。 固溶处理: 把合金加热到单相固溶体区，进行保温使第二相充分溶解，然后快冷（通常用水冷却），得到单一的过饱和固溶体组织的热处理工艺。固溶处理可以使奥氏体不锈钢获得单相奥氏体组织，提高奥氏体不锈钢的耐蚀性。固溶处理也在有色金属合金中得到应用。有色金属合金（如铝合金）先进行固溶处理获得过饱和固溶体，然后再进行时效处理，析出细小、均匀、弥散分布的第二相，提高合金的强度和硬度。 时效: 固溶处理后得到的过饱和固溶体在室温下或低温加热时析出细小、均匀、弥散分布的第二相，合金硬度和强度明显升高的现象称为时效或时效硬化。 2. 填空题 (1) 20是（优质碳素结构）钢，可制造（冲压件、焊接件、渗碳零件，如齿轮、销) . (2) T12是（优质碳素工具）钢，可制造（锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具) . (3) 按钢中合金元素含量，可将合金钢分为（低合金钢) 、 (中合金钢）和（高合金钢）几类。 (4) Q345(16Mn)是（低合金结构）钢，可制造（桥梁、船舶、车辆、锅炉等工程结构) . (5) 20CrMnTi是（合金渗碳）钢，Cr、Mn的主要作用是（提高淬透性、提高经热处理后心部的强度和韧性) , Ti的主要作用是（阻止渗碳时奥氏体晶粒长大、增加渗碳层硬度、提高耐磨性) ，热处理工艺是（渗碳后直接淬火、再低温回火) . (6) 40Cr是（合金调质）钢，可制造（重要调质件如轴类件、连杆螺栓、进汽阀和重要齿轮等) . (7) 60Si2Mn是（合金弹簧）钢，可制造（汽车板簧) . (8) GCr15是（滚珠轴承）钢，1Cr17是（铁素体型不锈）钢，可制造（硝酸工厂设备以及食品工厂设备) . (9) 9SiCr是（低合金刃具）钢，可制造（板牙、丝锥、钻头、铰刀、齿轮铰刀、冷冲模、冷轧辊等) . (10) CrWMn是（冷作模具）钢，可制造（冷冲模、塑料模) . (11) Cr12MoV是（冷模具）钢，可制造（冷冲模、压印模、冷镦模等) . (12) 5CrMnMo是（热模具）钢，可制造（中型锻模) . (13) W18Cr4V是（高速）钢，碳质量分数是（0.70%以上) , W的主要作用是（保证高的热硬性) , Cr的主要作用是（提高淬透性) , V的主要作用是（形成颗粒细小、分布均匀的碳化物，提高钢的硬度和耐磨性，同时能阻止奥氏体晶粒长大，细化晶粒) 。热处理工艺是 (1220～1280℃淬火＋ (550～570) ℃三次回火) ，最后组织是（回火马氏体、碳化物和少量残余奥氏体) . (14) 1Cr13是（马氏体型不锈）钢，可制造（抗弱腐蚀性介质、能承受冲击载荷的零件) . (15) 0Cr18Ni9Ti是（奥氏体型不锈）钢，Cr、Ni和Ti的作用分别是（提高钢基体的电极电位) 、 (获得单相奥氏体组织，显著提高耐蚀性）和（优先与碳形成稳定化合物，避免晶界贫铬，以防止晶间腐蚀) . (1