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工程材料与热加工 这门课程中主要介绍了三方面的内容，一是阐述了各种常用工程材料的成分、组织结构、使 用性能的基本知识，二是讲述了金属热处理的原理与工艺，三是介绍了一些常见工程材料的 牌号。由于这门课程包含了很多知识点，比较琐碎，因此我现在不能很好地用几句话来概括 解释，只能以一些我认为比较重要的例子来说明。 首先，我们学习了材料的主要力学性能，例如强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等， 这些指标很好地评价了各种材料的力学性质，在机械设计选择材料和制造工艺时起到了非常 重要的作用。 其次，由于工程上大量采用碳钢和铸铁作为材料，因此我们还通过相图分析了铁碳合金的组 织结构。含碳量小于2.11%的铁碳合金叫钢，把含碳量大于2.11%的铁碳合金叫铸铁。在铁 碳合金中，由于铁碳的交互作用，有五种基本组织，分别为铁素体（F）、奥氏体（A ）、渗碳 体（Fe C）、珠光体（P）、莱氏体（Ld）。图（共晶点、共析点，727ºC，1148 ºC，0.0218%， 3 0.77%，2.11%，4.3% ，6.69% ） 还有一点也很重要，即热处理工艺，其中尤以普通热处理为重点。普通热处理工艺包括了四 种：退火、正火、淬火和回火。由于这四种工艺的中文中都有一个相同的字，我们中国人通 常概括它们为“四把火”，不过它们跟火其实并没有什么关系。退火是把钢加热到适当的温 度，保持一段时间之后缓慢冷却，通常这是在炉中进行的，通过退火可以降低材料的硬度， 改善组织结构。正火与退火很相近，但是它不是在炉中冷却，二是以很快的速度放入水中或 者其他冷却液中冷却，它可以提高钢的切削性能，细化晶粒，消除残余应力。淬火通常和回 火一起使用，其中通过各种淬火方式使得强度、硬度和耐磨性提高，又通过回火消除其内应 力，稳定组织，其中根据不同的回火温度可以得到不同的性能，低温回火能保持高硬度、强 度；中温回火可以提高韧性、弹性和屈服极限；高温回火能得到最为优良的综合力学性能， 强韧兼备。 常见材料的牌号：碳素结构钢（Q235 螺栓）优质碳素结构钢（45 曲轴、齿轮）碳素工具钢 （T8 模具）灰铸铁（HT200 飞轮）球墨铸铁（QT700 凸轮轴）合金结构钢（低合金高强度结 构钢：16Mn 桥梁结构；渗碳钢：20CrMnTi 变速箱齿轮；调制钢：40Cr 连杆；弹簧钢：65Mn 小弹簧）不锈钢（3Cr13 医疗工具） 焊接分为融化焊接（电弧焊、激光焊）、压力焊接（电阻焊、摩擦焊）和钎焊 弹性模量 屈服强度 抗拉强度 延伸率 断面收缩率 疲劳极限 对称循环交变应力 晶体 晶格 晶体缺陷（点、线、面缺陷） 合金 相 固溶体 中间相 加工硬化 细晶 强化 弥散强化 固溶强化 亚共析钢 共析钢 过共析钢 亚共晶白口铸铁 共晶白口 铸铁 过共晶白口铸铁 表面热处理 表面淬火 化学热处理 渗碳 渗氮 形变铝合金 铸造铝合金 α钛合金 β钛合金 铸造 分型面 锻造 纤维组织 药皮 焊条（优先选 用酸性焊条） Engineering materials and thermal processing This course focuses on three aspects, first describes a variety of common engineering materials composition, structure, basic knowledge of performance, the second is about the principle and process of metal heat treatment, the third is to introduce some common designations of engineering materials. Since this course includes a lot of knowledge points, and relatively trivial, so I cannot well explain them with a few words. Therefore I will try to explain with some important example. First of all, we have studied the main mechanical properties of materials, such as strength, plasticit