169页《金属工艺学》经典课件.pptx

金属工艺学是研究金属材料的性能、加工工艺及其应用的综合性学科。作为一门古老而又充满活力的学科，金属工艺学不仅涉及材料科学、机械工程、化学等多个领域，还与现代工业的发展息息相关。

本文将带您深入了解金属工艺学的主要知识点，揭开这门学科的神秘面纱，以下为金属工艺学配套PPT课件，169页完整文档下载方式如下——

一、金属材料的性能

金属材料的性能是金属工艺学研究的基础，主要包括力学性能、物理性能、化学性能等。

1.力学性能：金属的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的特性，如强度、塑性、硬度、韧性等。其中，强度是衡量金属材料抵抗外力作用而不发生塑性变形或断裂的能力的重要指标，常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。塑性则表示金属材料在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力，通常用伸长率和断面收缩率来衡量。硬度和韧性也是金属材料重要的力学性能，分别反映了材料的抵抗局部变形能力和吸收能量而不发生断裂的能力。

2.物理性能：金属的物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性等。这些性能决定了金属材料在特定环境下的应用。例如，导热性好的金属材料可用于制造散热器，导电性好的金属材料可用于制造电线电缆，而热膨胀性小的金属材料则适用于精密仪器的制造。

3.化学性能：金属的化学性能主要指其在不同环境介质中的抗腐蚀能力。腐蚀不仅会导致金属材料的损失，还可能影响其结构和功能。因此，研究金属材料的化学性能对于提高其使用寿命和可靠性具有重要意义。

二、金属的晶体结构与缺陷

金属的晶体结构决定了其性能，而晶体缺陷则对金属的力学性能、物理性能、化学性能等产生重要影响。

1.晶体结构：金属的晶体结构主要有体心立方、面心立方和密排六方三种类型。不同的晶体结构具有不同的原子排列方式和致密度，从而影响金属的性能。例如，面心立方结构的金属具有良好的塑性和韧性，而体心立方结构的金属则具有较高的强度和硬度。

2.晶体缺陷：晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。点缺陷如空位、间隙原子等，会影响金属的扩散性能和力学性能。线缺陷即位错，是金属塑性变形的主要机制。面缺陷如晶界、亚晶界等，对金属的强度和塑性也有重要影响。

三、金属的凝固与结晶

金属的凝固与结晶过程是金属材料形成的重要阶段，对材料的组织和性能具有决定性影响。

1.凝固过程：金属的凝固过程是一个热力学过程，包括形核和长大两个阶段。形核是指液态金属中形成固态晶核的过程，而长大则是指晶核不断吸收液态金属中的原子而长大的过程。凝固过程中的冷却速度和溶质再分配等因素都会影响金属的凝固组织和性能。

2.结晶组织：金属的结晶组织包括晶粒大小、形态和分布等。晶粒大小是影响金属材料性能的重要因素，细小的晶粒通常具有更高的强度和塑性。晶粒形态和分布也会影响材料的性能，例如，等轴晶粒的组织通常具有较好的综合性能。

四、金属的塑性变形与再结晶

金属的塑性变形与再结晶是金属材料加工成形的重要方法，对材料的组织和性能具有重要影响。

1.塑性变形：金属的塑性变形主要通过滑移和孪生两种机制进行。滑移是金属晶体中的一部分相对于另一部分沿一定晶面和晶向发生相对位移的过程，而孪生则是晶体中的一部分相对于另一部分沿一定晶面发生对称变形的过程。塑性变形会导致金属材料的组织结构发生变化，如晶粒被拉长、位错密度增加等，从而影响材料的性能。

2.再结晶：金属在塑性变形后会发生回复、再结晶和晶粒长大等现象。再结晶是指变形金属在加热过程中，通过新晶粒的形核和长大来消除变形组织的过程。再结晶可以恢复金属的塑性和韧性，降低材料的硬度。

五、金属的热处理

热处理是改善金属材料性能的重要方法，通过加热、保温和冷却等工艺过程，可以改变金属的组织结构，从而获得所需的性能。

1.普通热处理：普通热处理主要包括退火、正火、淬火和回火四种工艺。退火是将金属材料加热到一定温度，保温一段时间后缓慢冷却，以降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能。正火是将金属材料加热到临界温度以上，保温一定时间后在空气中冷却，以细化晶粒、提高力学性能。淬火是将金属材料加热到临界温度以上，保温一定时间后快速冷却，以获得马氏体组织，提高硬度和强度。回火是将淬火后的金属材料加热到一定温度，保温一定时间后冷却，以降低硬度、提高韧性、稳定组织。

2.表面热处理：表面热处理主要包括表面淬火和化学热处理两种方法。表面淬火是通过快速加热金属材料的表面层，使其奥氏体化，然后快速冷却，以获得表面硬度和耐磨性。化学热处理是通过将金属材料置于一定介质中加热，使介质中的活性原子渗入金属材料的表面层，改变其化学成分和组织，从而获得所需的表面性能。

六、金属的焊接

焊接是金属材料连接的重要方法，通过加热或加压，或两者并用，使分离的金属件连接成一个整体。

1.焊接方法：焊接方法主要有熔焊、压焊和钎焊三大类。熔焊是通过加热使被连接金属局部熔化，然后冷却结晶形成焊缝。压焊是在加压条件下，使被连接金属接触面产生塑性变形，并通过扩散和再结晶实现连接。钎焊是通过熔点低于被连接金属的钎料，将被连接金属连接在一起。

2.焊接接头：焊接接头包括焊缝区、热影响区和母材区三部分。焊缝区是焊接过程中形成的熔池冷却结晶后的区域。热影响区是焊接过程中受到焊接热循环影响的区域，其组织和性能会发生变化。母材区是未受到焊接热循环影响的区域，其组织和性能保持不变。

金属工艺学是一门内容丰富、应用广泛的学科，掌握其基本知识点对于从事材料科学、机械工程等相关领域的工作具有重要意义。随着现代科技的不断发展，金属工艺学也在不断创新和完善，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。