金属热处理实训总结

金属学与热处理总结

一、金属的晶体结构

重点内容： 面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。

基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶格类型 体心立方 面心立方 密排六方 晶格类型 间隙类型 间隙个数 原子半径rA 间隙半径rB 晶胞中的原子数 2 4 6 原子半径 3424配位数 8 12 12 致密度 68% 74% 74% a a 12a fcc(A1) 正四面体 正八面体 四面体 bcc(A2) 扁八面体 hcp(A3) 四面体 正八面体 8 2a44 ?2?2?a412 3a46 ?2?3?a4?12 a26 ?2?1a2?3?2a4? ?5?3?a46?2a4? ? 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。

金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。

位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规

金属学与热处理总结

一、金属的晶体结构

重点内容： 面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。

基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶格类型 体心立方 面心立方 密排六方 晶格类型 间隙类型 间隙个数 原子半径rA 间隙半径rB 晶胞中的原子数 2 4 6 原子半径 3424配位数 8 12 12 致密度 68% 74% 74% a a 12a fcc(A1) 正四面体 正八面体 四面体 bcc(A2) 扁八面体 hcp(A3) 四面体 正八面体 8 2a44 ?2?2?a412 3a46 ?2?3?a4?12 a26 ?2?1a2?3?2a4? ?5?3?a46?2a4? ? 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。

金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。

位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说

金属热处理

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也

大型铸钢件的热处理炉

都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而 变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟

第1章 习题精选

一、名词解释

刚度、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、冲击韧性、硬度、疲劳、金属键、晶体、晶格、晶胞、致密度、配位数、位错、晶界、合金、相、固溶体、金属化合物、玻璃相、单体、链节、陶瓷、玻璃相。

二、填空题

1.金属材料的强度是指在载荷作用下其抵抗（ ）或（ ）的能力。

2.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（ ）和（ ）三个阶段。

3.材料的工艺性能是指 ________ 性、________ 性、________ 性和________ 性。 4.表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是 ________ ，其单位是 ________ 。 5.工程材料的结合键有 ________、 ________、 ________、 ________ 四种。

6.体心立方晶格和面心立方晶格晶胞内的原子数分别为 ________ 和 ________ ，其致密度分别为 ________ 和 ________ 。 7.实际金属中存在有 ________、________ 和 ________ 三类缺陷。位错是 ________ 缺陷，晶界是 ________ 缺陷。金属的晶粒越小，晶界总面积就越 ________ ，金属的强度也越 ____

金属热处理

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也

大型铸钢件的热处理炉

都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而 变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟

《工种轮换热处理实训》

教师指导手册

项目名称：热处理实训 适用专业： 机械 数控 实训学时： 20 指导教师：

2012年10月

《工种轮换热处理实训》教师指导手册

1．实训项目概况

（1）适用专业：材料成型技术、焊接专技术、热处理专业。 （2）实训安排：20学时

表1--实训安排

序号 1 2 3 实训项目 硬度测定 金相检验及热处理缺陷组织分析 淬火技能训练 2．实训教学目标 （1）能力培养任务

实训学时 6 6 8 备注 训练学生：热处理工艺编制及操作能力、热处理设备仪表选用能力、金属材料与零件热处理质量检测能力、热处理辅助工种拓展能力。

（2）知识培养任务

通过本课程的学习使学生掌握钢的热处的基本理论，并掌握热处理工艺的基本操作。并能将热处理的基本理论、基本知识和操作技能应用于实践。

（3）素质培养任务

在实训过程中对接职业标准，掌握技术技巧，引导学生诚实守信、爱岗敬业、安全文明生产、规范操作等素质和能力的养成。

3．实训主要任务及内容

项目一硬度测定

测定表2中所列的金属材料及热处理状态下，试样的洛氏硬度值、布氏硬度值。

表2

序号 材料 热处理方法 退火 淬火

《工种轮换热处理实训》

教师指导手册

项目名称：热处理实训 适用专业： 机械 数控 实训学时： 20 指导教师：

2012年10月

《工种轮换热处理实训》教师指导手册

1．实训项目概况

（1）适用专业：材料成型技术、焊接专技术、热处理专业。 （2）实训安排：20学时

表1--实训安排

序号 1 2 3 实训项目 硬度测定 金相检验及热处理缺陷组织分析 淬火技能训练 2．实训教学目标 （1）能力培养任务

实训学时 6 6 8 备注 训练学生：热处理工艺编制及操作能力、热处理设备仪表选用能力、金属材料与零件热处理质量检测能力、热处理辅助工种拓展能力。

（2）知识培养任务

通过本课程的学习使学生掌握钢的热处的基本理论，并掌握热处理工艺的基本操作。并能将热处理的基本理论、基本知识和操作技能应用于实践。

（3）素质培养任务

在实训过程中对接职业标准，掌握技术技巧，引导学生诚实守信、爱岗敬业、安全文明生产、规范操作等素质和能力的养成。

3．实训主要任务及内容

项目一硬度测定

测定表2中所列的金属材料及热处理状态下，试样的洛氏硬度值、布氏硬度值。

表2

序号 材料 热处理方法 退火 淬火

热处理习题（思考题）

1. 从热力学和动力学角度，分析细晶组织对后续固态转变的影响。

2. 现有Al-5wt%Cu合金铸锭，一块添加了Al2O3粒子，另一块未添加。试从相变热力学和

动力学出发，（1）比较两种材料组织差异；（2）若该铸锭先经过高温保温后快冷，然后

加热至130℃长期保温，分析其组织又有何不同？提示：Al-5wt%Cu在室温的平衡相为（Al）+Al2Cu。

3. 试推导JM方程，并分析其适用范围。

4. 讨论均匀化退火工艺制订时如何考虑铸造工艺的关系。

5. 讨论第二相硬质点的尺寸、分布等对冷变形金属退火后的组织的影响。

6. 室温下一块高纯锡板被一粒玻璃弹子击穿，经长时间后，弹孔周围组织特征如何？

7. 有Au99.95%和Au-2Cu两种板材（状态未知），请结合热处理知识鉴别。

8. 有Al合金和Fe-0.3wt%C钢轧制板材，经金相检查发现晶粒很粗大。（1）有无适当工艺

使其晶粒细化？（2）若可以细化，采用何种工艺？为何？

9. 试分析时效型Al-Cu合金的冷变形对其随后固溶与时效过程的影响。

10. 7050合金在T6状态下可获得很高的强度，但冲击韧性和抗应力腐蚀能力差，该如何改

善？简单分析原理。

11. 试分析奥氏体

金属热处理习题

一、填空

1 试写出下列材料的类别。（按用途分）与应用（举一例）。 20CrMnTi 属 —————— 钢（类别）； 可制作——————；

T10 属 45 属

——————

钢； 可制作——————；

——————

钢； 可制作——————；

钢； 可制作——————；

W18Cr4V 属

——————

2 化学热处理的基本过程是————————————、、————————————、————————————。 3 钢的淬透性主要取决于————————————，马氏体的硬度主要取决于————————————，钢的表层淬火，只能改变表层的————————————，而化学热处理既能改变表层的————————————，又能改变表层的————————————。

4 低碳钢为了便于切削，常预先进行————————————处理；高碳钢为了便于切削，常预先进

行————————————处理；

5 索氏体中的渗碳体是———————————形貌。回火索氏体中的渗碳体是———————————形貌。 6 纯Al的主要强化方法是——