模具材料与热处理1.ppt

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1、模具材料与热处理模具材料与热处理主讲单位：机电工程系主讲人：石存秀联系方式：15926154566（69566）QQ:2406579764穆云超主编机械工业出版社2021/9/2512021/9/252有种材料真堪夸，有种材料真堪夸，有种材料真堪夸，有种材料真堪夸，导热导电性能佳。导热导电性能佳。导热导电性能佳。导热导电性能佳。能延能展难熔化，能延能展难熔化，能延能展难熔化，能延能展难熔化，生活不能缺少它。生活不能缺少它。生活不能缺少它。生活不能缺少它。2021/9/253温故知新温故知新l1、元素分为哪几类？l3、性质和用途有什么关系？l2、什么叫物理性质？什么叫化学性质？l4、什么叫纯净物

2、？什么叫混合物？2021/9/254温故知新温故知新l1、元素分为哪几类？l3、性质和用途有什么关系？l2、什么叫物理性质？什么叫化学性质？l4、什么叫纯净物？什么叫混合物？金属元素、非金属元素和稀有气体元素。物质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫做物理性质。颜色、状态、气味、硬度、熔点、沸点、密度等都是物理性质。物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质.例如,可燃性 还原性 氧化性等性质决定用途，用途反映了性质。只由一种物质组成的物质叫做纯净物，由两种或多种物质混合而成的物质叫做混合物。2021/9/255金属材料金属材料l1、知识与技能：、知识与技能：（1）认识金属材料与人类生活和社会

3、发展的密切关系；（2）了解常见金属的物理性质；l2、过程与方法：、过程与方法：（1）知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途；（2）认识合金的制取和合金的用途；l3、情感态度与价值观、情感态度与价值观：拓宽学生的眼界，培养学生综合分析问题的能力。2021/9/256铁铁生活中的金属生活中的金属2021/9/257 不不锈锈钢钢生活中的金属生活中的金属2021/9/258铜铜生活中的金属生活中的金属2021/9/259环顾你家里的日常生活用品，如锅、环顾你家里的日常生活用品，如锅、壶、刀、锄、水龙头等，它们都是由金壶、刀、锄、水龙头等，它们都是由金属材料制成的。金属材料包括纯金属以属材料制成的

4、。金属材料包括纯金属以及它们的合金。及它们的合金。人类从石器时代进入青铜器时代，人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。料一直被广泛地应用着。2021/9/2510旧石器时代旧石器时代人们利用燧石、人们利用燧石、鹿角和石头制作鹿角和石头制作的工具的工具。石器时代石器时代 2021/9/2511新石器时代的石砚新石器时代的石砚 2021/9/2512青青铜铜极极品品尊尊与与盘盘 人类从石器时代进入青铜器时代。人类从石器时代进入青铜器时代。2021/9/2513商商代代的的青青铜铜礼礼器器 2021/9/2514四四羊

5、羊方方尊尊 2021/9/2515 进入铁器时代，铜和铁作为金属进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。材料一直被广泛地应用着。铁铁刃刃铜铜钺钺 2021/9/2516战战国国初初期期曾曾侯侯乙乙铜铜钟钟 2021/9/2517越王勾践剑越王勾践剑 2021/9/2518 铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是是100100多年前的事情。多年前的事情。铝铝制制品品2021/9/2519 由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。位于铁之

6、后，居第二位。铝的用途铝的用途 2021/9/2520铁铁锅锅 铝铝锅锅 火火锅锅 铝在人们日常生活中的用途铝在人们日常生活中的用途 2021/9/2521金属的一些物理性质金属的一些物理性质 2021/9/2522l司母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜84.77、锡11.64、铅27.9。充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。青铜器时代青铜器时代2021/9/2523l秦陵铜车马严格按真车马的制作。造型精美，比例恰当，装饰华丽，工艺精湛，形体庞大，所以很多专家学者把它称之为“青铜之冠”。2021/9/2524马踏飞燕马踏飞燕l1969年，在甘肃武威出土。中年，在甘肃武

7、威出土。中国雕塑史上的不朽之作。国雕塑史上的不朽之作。l1984年，定为中国旅游标志图年，定为中国旅游标志图形。形。l2002年，年，“马踏飞燕马踏飞燕”的仿的仿制品作为国礼赠布什。制品作为国礼赠布什。2021/9/2525l铁耙铁耙 两汉时期西汉两汉时期西汉农具农具铁器时代铁器时代2021/9/2526一架波音一架波音767大型飞大型飞机约由机约由70%的铝及其的铝及其合金构成。合金构成。20世纪，铝和世纪，铝和铝合金的应用铝合金的应用2021/9/2527应用广泛的金属材料应用广泛的金属材料2021/9/2528金属材料l建筑建筑l桥梁桥梁l器械器械l车辆、飞机、舰艇车辆、飞机、舰艇l生活

8、用具生活用具l其它其它纯金属纯金属合合 金金2021/9/2529这些器具是由什么材料做成的？这些器具是由什么材料做成的？2021/9/2530根据下面的图片，你能说出金属的用途吗？从中根据下面的图片，你能说出金属的用途吗？从中你又可以总结出金属具有哪些物理性质？你又可以总结出金属具有哪些物理性质？有金属光泽有金属光泽良好的导电性良好的导电性良好的导热性良好的导热性良好的延展性良好的延展性（能拉成细丝）（能拉成细丝）延展性（展成薄片）延展性（展成薄片）能够弯曲能够弯曲2021/9/2531一、金属共有的物理性质一、金属共有的物理性质l常温下金属大都是常温下金属大都是固体固体（汞汞除外）除外）l

9、有金属光泽有金属光泽l大多数金属都是大多数金属都是电和热的良导体电和热的良导体（导电导热性）（导电导热性）l有有延展性延展性（可以拉成细丝，可以展成薄片）（可以拉成细丝，可以展成薄片）l有韧性有韧性2021/9/2532不同金属也有本身的特性不同金属也有本身的特性l但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等硬度等物理性质物理性质差别也较大。例如差别也较大。例如l大多数金属都是银白色的，但铜却呈大多数金属都是银白色的，但铜却呈 ，金呈，金呈 。l在常温下，大多数金属是固态，但汞是在常温下，大多数金属是固态，但汞是 。紫红色紫红色黄色黄色液态液态

10、2021/9/2533物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导导电电性性（以以银银的的导导电电性性为为100作作标标准）准）密度密度 (gcm-3）熔点熔点()硬硬度度（以以金金刚刚石石的硬度为的硬度为10作标准）作标准）银银 铜铜 金金铝铝锌锌铁铁 铅铅（优）（优）10099 746127177.9（良）（良）金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70（大）（大）（小）（小）钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 （高）（高）（低）（低）铬铬 铁铁 银银 铜

11、铜 金金 铝铝 铅铅9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5（大）（大）（小）（小）l讨论：1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？通过观察上面的表格，你对金属的物理性质又有哪些新的认识？通过观察上面的表格，你对金属的物理性质又有哪些新的认识？通过观察上面的表格，你对金属的物理性质又有哪些新的认识？通过观察上面的表格，你对金属的物理性质又有哪些新的认识？一般情况下，金属的密度比较大、熔点比较高、硬度比较大。一般情况下，金属的密度比较大、熔点比较高、硬度比较大。一般情况下，金属的密度比较大、熔点比较高、硬度比较大。一般情况下，金属的

12、密度比较大、熔点比较高、硬度比较大。铅的硬度小铅的硬度小铅的硬度小铅的硬度小,而铁的硬度而铁的硬度而铁的硬度而铁的硬度大大2.2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？银的价格比铜高许多银的价格比铜高许多银的价格比铜高许多银的价格比铜高许多3.3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？制的话，可能会出现什么情况？制的话，可能会出现什么情况？制的话，可能会出现什么情况？钨

13、的熔点高，锡的熔点低；如果用锡，则锡丝易烧断。钨的熔点高，锡的熔点低；如果用锡，则锡丝易烧断。钨的熔点高，锡的熔点低；如果用锡，则锡丝易烧断。钨的熔点高，锡的熔点低；如果用锡，则锡丝易烧断。4 4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样?铬硬度大铬硬度大铬硬度大铬硬度大,耐磨、美观，又防锈；金的价格高、硬度小耐磨、美观，又防锈；金的价格高、硬度小耐磨、美观，又防锈；金的价格高、硬度小耐磨、美观，又防锈；金的价格高、硬度小如果镀金则会增加成本且

14、不耐用。如果镀金则会增加成本且不耐用。如果镀金则会增加成本且不耐用。如果镀金则会增加成本且不耐用。2021/9/2534使用使用是否便利是否便利资源资源废料是否废料是否易于回收易于回收价格价格是否是否美观美观对环境对环境的影响的影响 考虑物质的用途时，首考虑物质的用途时，首先要考虑物质的先要考虑物质的_，还需要考虑那些因素？还需要考虑那些因素？性质性质2021/9/2535金属之最金属之最地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素熔点最高的金属熔点最

15、高的金属熔点最低的金属熔点最低的金属铝铝钙钙铁铁银银钨钨汞汞硬度最大的金属硬度最大的金属 铬铬2021/9/25361 1、制造飞机和制造机器底座，对所用、制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？金属的密度和硬度会有什么要求？2 2、电炉丝是用金属钨制成的，你认为、电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？它利用了钨的哪些性质？密度密度硬度硬度制造飞机制造飞机制造机器底座制造机器底座导电性、导热性、熔点高导电性、导热性、熔点高小小大大大大大大2021/9/2537用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源丰富资源丰富无毒轻

16、便无毒轻便耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观、易加工美观、易加工2021/9/2538我们的生活与金属密切关系，填空:l日常生活中，用于家用热水瓶内胆壁上日常生活中，用于家用热水瓶内胆壁上的银白色金属是的银白色金属是_，温度计中填充的，温度计中填充的金属是金属是_。l家用铁制的锅铲上部，常加一木柄或塑家用铁制的锅铲上部，常加一木柄或塑料柄，这说明铁具有料柄，这说明铁具有_性，铁能拉性，铁能拉成铁丝，说明铁具有成铁丝，说明铁具有_性。性。银银(Ag)汞汞(Hg)导热导热延展延展2021/9/2539制造飞机的材料中，大量使用制造飞机的材料中，大量使用铝合金，铝合金，为什么不使用为什么不使用纯铝纯铝呢？呢？

17、二、合金二、合金2021/9/2540什么是合金？什么是合金？合金的性质与其组分金属有何不同？合金的性质与其组分金属有何不同？合金的应用范围怎样？合金的应用范围怎样？我们常用的合金有哪些？我们常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？哪些合金最有前途？2021/9/25411、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或非金非金属属）熔合熔合形成的形成的有金属特性有金属特性的的混合物混合物。2、合金与组成它们的金属的性质的差异。合金与组成它们的金属的性质的差异。合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金的硬度大于组成它们的金属；合金的硬度大于组成它

18、们的金属；合金的熔点低于组成它们的金属；合金的熔点低于组成它们的金属；合金的抗腐蚀能力一般强于各组分金属。合金的抗腐蚀能力一般强于各组分金属。3、合金比纯金属具有更广泛的用途。、合金比纯金属具有更广泛的用途。4、钛和钛合金，新型金属材料、钛和钛合金，新型金属材料2021/9/2542注意：合金中并非都是金属，组成注意：合金中并非都是金属，组成合金的元素中可能有非金属；合金合金的元素中可能有非金属；合金是一种混合物而不是化合物。是一种混合物而不是化合物。2021/9/2543合金与组成它们的金属的性质比较合金与组成它们的金属的性质比较2021/9/2544黄黄铜铜焊焊锡锡锡锡铜铜2021/9/2

19、545根据刚才同学们获得的信息，思考并完成下面的表格。根据刚才同学们获得的信息，思考并完成下面的表格。性质比较性质比较现象现象黄铜黄铜铜铜焊锡焊锡锡锡光泽和颜色光泽和颜色硬度硬度结论结论黄黄黄黄 色色色色紫红色紫红色紫红色紫红色灰白色灰白色灰白色灰白色银白色银白色银白色银白色黄铜比铜硬黄铜比铜硬焊锡比锡硬焊锡比锡硬合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高2021/9/2546焊锡焊锡是是锡和铅锡和铅的合金，主要用于焊接金属等；的合金，主要用于焊接金属等；武德武德合金合金是是铋、铅、锡和镉铋、

20、铅、锡和镉的合金，可用于制电路保险的合金，可用于制电路保险丝等。根据下表提供的信息，你能获得什么启示？丝等。根据下表提供的信息，你能获得什么启示？纯金属纯金属合金合金铅铅镉镉铋铋锡锡焊锡焊锡武德合金武德合金熔点熔点/327 321 271 23218370启示启示合金的熔点比组成它的纯金属的熔点都低合金的熔点比组成它的纯金属的熔点都低合金的熔点比组成它的纯金属的熔点都低合金的熔点比组成它的纯金属的熔点都低2021/9/2547结论：合金与纯金属相比l更大的硬度更大的硬度l较低的熔点较低的熔点l更高的强度更高的强度(韧性好韧性好,耐拉伸、耐弯曲、耐耐拉伸、耐弯曲、耐压打压打)l更好的抗腐蚀性能更

21、好的抗腐蚀性能l所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有90余种余种，但人们为适用各种用，但人们为适用各种用途而将这些纯金属途而将这些纯金属按一定组成和质量比按一定组成和质量比制得的制得的合金合金已达已达几千种几千种。2021/9/2548 1、现在同学们明白制造飞机的材料为什么现在同学们明白制造飞机的材料为什么使用铝合金而不使用纯金属铝了吗？使用铝合金而不使用纯金属铝了吗？2021/9/25492 2、生活中、生活中、生活中、生活中为什么大量为什么大量为什么大量为什么大量使用使用使用使用铝合金铝合金铝合金铝合金做门窗，而做门窗，而做门窗，而做门窗，而不用不用不

22、用不用纯铝纯铝纯铝纯铝？2021/9/2550所见过的所见过的金属制品金属制品锅锅壶壶菜刀菜刀水龙水龙头头电线电线所用的金属材料所用的金属材料铁铁铝铝铁铁铜铜铜铜用途用途炒菜炒菜 烧水烧水 切菜切菜水开水开关关导线导线所利用的性质所利用的性质 我们日常生活用品很多是用金属材料制我们日常生活用品很多是用金属材料制成的。根据生活经验，填写下表：成的。根据生活经验，填写下表：导热导热硬度大耐腐蚀导电2021/9/2551常见合金的主要成分、性能和用途常见合金的主要成分、性能和用途常见合金的主要成分、性能和用途常见合金的主要成分、性能和用途合金主要成分主要性能主要用途球墨铸铁铁、碳、硅、锰机械强度好在

23、某些场合可代替钢锰钢铁、锰、碳韧性好、硬度大钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架不锈钢铁、铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、炊具、容器、反应釜黄铜铜、锌强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀机器零件、仪表、日用品青铜铜、锡强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀机器零件如轴承、齿轮等白铜铜、镍光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银做饰品焊锡锡、铅熔点低焊接金属硬铝铝、铜、镁、硅强度和硬度好火箭、飞机、轮船等制造业18K黄金金、银、铜光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电子元件18K白金金、铜、镍、锌光泽好、耐磨、易加工金饰品K是表示金的纯度的指标。是表示金的纯度的指标。24K表示含金量达表示含金量达100%，18k

24、表示含金量达表示含金量达75%，14K表示含金量达表示含金量达58.5%。2021/9/2552一架波音一架波音767大型飞机约由大型飞机约由70%的铝及其合金构成。的铝及其合金构成。铝和铝合金的应用1 1、铝合金铝合金铝合金铝合金做用于制造飞行做用于制造飞行做用于制造飞行做用于制造飞行是利用了什么性质是利用了什么性质是利用了什么性质是利用了什么性质？铝合金的硬度大、密度小。铝合金的硬度大、密度小。铝合金的硬度大、密度小。铝合金的硬度大、密度小。2 2、生活中为什么大量、生活中为什么大量、生活中为什么大量、生活中为什么大量使用使用使用使用铝合金铝合金铝合金铝合金做门窗，而做门窗，而做门窗，而做

25、门窗，而不用不用不用不用纯铝纯铝纯铝纯铝？铝合金的硬度比铝大。铝合金的硬度比铝大。铝合金的硬度比铝大。铝合金的硬度比铝大。2021/9/2553 钛合金与人体有很好的钛合金与人体有很好的“相容性相容性”，因此可用来制造，因此可用来制造人造骨人造骨 钛钛和和钛钛合合金金被被认认为为是是2121世世纪纪的的重重要要材材料料，它它具具有有很很多多优优良良的的性性能能，如如熔熔点点高高、密密度度小小、可可塑塑性性好好、易易于于加加工工、机机械械性性能能好好等等。尤尤其其是是抗抗腐腐蚀蚀性性能能非非常常好好，即即使使把把它它们们放放在在海海水水中中数数年年，取取出出后后仍仍光光亮亮如如新新，其其抗抗腐腐

26、蚀蚀性性能能远远优优于于不不锈锈钢钢，因因此此被被广广泛泛用用于于火火箭箭、导导弹弹、航航天天飞飞机机、船船舶舶、化工和通讯设备化工和通讯设备等等钛金属手表钛金属手表2021/9/2554用钛用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被是具有形状记忆效应的合金，被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。低温下低温下2021/9/25551、以下铁的用途，

27、涉及了那些铁的性质？、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？（1）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄（2）铁块可以制成铁丝或铁片）铁块可以制成铁丝或铁片（3）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链铁有良好的导热性铁有良好的导热性铁具有延展性铁具有延展性铁具有导电性铁具有导电性2021/9/25562、用来铸造硬币的合金需要具有什么性质？、用来铸造硬币的合金需要具有什么性质？资源丰富资源丰富无毒轻便无毒轻便耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观、易加工美观、易加工

28、2021/9/2557梳理整合本节课你学会了哪些知识？2021/9/2558学完本课题你应该知道学完本课题你应该知道1 1 1 1金金金金属属属属具具具具有有有有很很很很多多多多共共共共同同同同的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质。如如如如，常常常常温温温温下下下下它它它它们们们们都都都都是是是是固固固固体体体体(汞汞汞汞除除除除外外外外)，有有有有金金金金属属属属光光光光泽泽泽泽，大大大大多多多多数数数数为为为为电电电电和和和和热热热热的的的的优优优优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。良导体，有延展性，密度较

29、大，熔点较高。2 2 2 2物物物物质质质质的的的的性性性性质质质质在在在在很很很很大大大大程程程程度度度度上上上上决决决决定定定定了了了了物物物物质质质质的的的的用用用用途途途途，但但但但这这这这不不不不是是是是唯唯唯唯一一一一的的的的决决决决定定定定因因因因素素素素。在在在在考考考考虑虑虑虑物物物物质质质质的的的的用用用用途途途途时时时时，还还还还需需需需要要要要考考考考虑虑虑虑价价价价格格格格、资资资资源源源源、是是是是否否否否美美美美观观观观、使使使使用用用用是是是是否否否否便便便便利利利利，以以以以及及及及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。废料是否易于回收和对环境的影响等多种

30、因素。废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。3 3 3 3金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有更广泛的用途。更广泛的用途。更广泛的用途。更广泛的用途。2021/9/2559