西農(nóng)機(jī)械工程材料總復(fù)習(xí)

1、總 復(fù) 習(xí) 使用性能使用性能 工藝性能工藝性能 純金屬純金屬 合金合金 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼 有色金屬及其合金有色金屬及其合金 鑄鐵鑄鐵 結(jié)晶結(jié)晶 塑性變形塑性變形 熱處理熱處理 l 使用性能使用性能 l1、力學(xué)性能、力學(xué)性能 l 剛度：剛度：材料抵抗彈性變形的能力。材料抵抗彈性變形的能力。 l指標(biāo)為彈性模量：指標(biāo)為彈性模量：E= / l 強度：強度：材料抵抗變形和破壞的能力。指標(biāo)：材料抵抗變形和破壞的能力。指標(biāo)： l抗拉強度抗拉強度 b材料斷裂前承受的最大應(yīng)力。材料斷裂前承受的最大應(yīng)力。 l屈服強度屈服強度 s材料產(chǎn)生微量塑性變形時的應(yīng)力。材料產(chǎn)生微量塑性變形時的應(yīng)力。 l條件屈服強度條件屈服強

2、度 0.2殘余塑變?yōu)闅堄嗨茏優(yōu)?.2%時的應(yīng)力。時的應(yīng)力。 l疲勞強度疲勞強度 -1無數(shù)次交變應(yīng)力作用下不發(fā)生破壞的無數(shù)次交變應(yīng)力作用下不發(fā)生破壞的 最大應(yīng)力。最大應(yīng)力。 l 塑性：塑性：材料斷裂前承受最大塑性變形的能力。指材料斷裂前承受最大塑性變形的能力。指 標(biāo)為標(biāo)為 、 。 l 硬度：硬度：材料抵抗局部塑性變形的能力。指標(biāo)為材料抵抗局部塑性變形的能力。指標(biāo)為 HB、HRC。 l 沖擊韌性：沖擊韌性：材料抵抗沖擊破壞的能力。指標(biāo)為材料抵抗沖擊破壞的能力。指標(biāo)為k. 材料的使用溫度應(yīng)在冷脆轉(zhuǎn)變溫度以上。材料的使用溫度應(yīng)在冷脆轉(zhuǎn)變溫度以上。 l 斷裂韌性：斷裂韌性：材料抵抗內(nèi)部裂紋擴(kuò)展的能力。指

3、標(biāo)材料抵抗內(nèi)部裂紋擴(kuò)展的能力。指標(biāo) 為為K1C。 l2、化學(xué)性能、化學(xué)性能 l 耐蝕性：耐蝕性：材料在介質(zhì)中抵抗腐蝕的能力。材料在介質(zhì)中抵抗腐蝕的能力。 l 抗氧化性：抗氧化性：材料在高溫下抵抗氧化作用的能力。材料在高溫下抵抗氧化作用的能力。 l3、耐磨性：、耐磨性：材料抵抗磨損的能力。材料抵抗磨損的能力。 l 工藝性能工藝性能 l1、鑄造性能：、鑄造性能：液態(tài)金屬的流動性、填充性、收縮率液態(tài)金屬的流動性、填充性、收縮率、 偏析傾向。偏析傾向。 l2、鍛造性能：、鍛造性能：成型性與變形抗力。成型性與變形抗力。 l3、切削性能：、切削性能：對刀具的磨損、斷屑能力及導(dǎo)熱性。對刀具的磨損、斷屑能力及

4、導(dǎo)熱性。 l4、焊接性能：、焊接性能：產(chǎn)生焊接缺陷的傾向。產(chǎn)生焊接缺陷的傾向。 l5、熱處理性能：、熱處理性能：淬透性、耐回火性、二次硬化、回淬透性、耐回火性、二次硬化、回 火脆性?；鸫嘈浴?l 純金屬的晶體結(jié)構(gòu)純金屬的晶體結(jié)構(gòu) l1、理想金屬、理想金屬 l 晶體：晶體：原子呈規(guī)則排列的固體。原子呈規(guī)則排列的固體。 l 晶格：晶格：表示原子排列規(guī)律的空間格架。表示原子排列規(guī)律的空間格架。 l 晶胞：晶胞：晶格中代表原子排列規(guī)律的最小幾何單元晶格中代表原子排列規(guī)律的最小幾何單元. Mg、Zn -Fe、Ni、Al -Fe、Cr、W常見金屬常見金屬 31212滑移系滑移系 底面對角底面對角3 3 2

5、滑移方向滑移方向 六方底面六方底面1111 41106滑移面滑移面 0.740.740.68致密度致密度 12 128配位數(shù)配位數(shù) 6 42原子個數(shù)原子個數(shù) 原子半徑原子半徑 a、caa晶格常數(shù)晶格常數(shù) 密排六方密排六方面心立方面心立方體心立方體心立方 a 4 3 a 4 2 a 2 1 l 立方晶系的晶面指數(shù)和晶向指數(shù)立方晶系的晶面指數(shù)和晶向指數(shù) l晶面指數(shù)：晶面三坐標(biāo)截距值倒數(shù)取整加（晶面指數(shù)：晶面三坐標(biāo)截距值倒數(shù)取整加（ ） l晶向指數(shù)：晶向上任一點坐標(biāo)值取整加晶向指數(shù)：晶向上任一點坐標(biāo)值取整加 l立方晶系常見的晶面和晶向立方晶系常見的晶面和晶向 l 晶面族與晶向族晶面族與晶向族 l指數(shù)

6、不同但原子排列完全相同的指數(shù)不同但原子排列完全相同的 晶面或晶向。晶面或晶向。 l密排面和密排方向密排面和密排方向 同滑移面與滑移方向同滑移面與滑移方向 l在立方晶系中，指數(shù)相同的晶面與晶向相互垂直。在立方晶系中，指數(shù)相同的晶面與晶向相互垂直。 3 a l 多晶體結(jié)構(gòu)：多晶體結(jié)構(gòu)：由多晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)。由多晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)。 l 晶粒：晶粒：組成金屬的方位不同、外形不規(guī)則的小晶體組成金屬的方位不同、外形不規(guī)則的小晶體. l 晶界：晶界：晶粒之間的交界面。晶粒之間的交界面。 l 晶體缺陷晶體缺陷晶格不完整的部位晶格不完整的部位 l 點缺陷點缺陷 l 空位：空位：晶格中的空結(jié)點。晶格中的空結(jié)點

7、。 l 間隙原子：間隙原子：擠進(jìn)晶格間隙中的原子。擠進(jìn)晶格間隙中的原子。 l 置換原子：置換原子：取代原來原子位置的外來原子。取代原來原子位置的外來原子。 l 線缺陷線缺陷位錯位錯 l晶格中一部分晶體相對另一部分晶體沿某一晶面發(fā)晶格中一部分晶體相對另一部分晶體沿某一晶面發(fā) 生局部滑移生局部滑移, 滑移面上滑移區(qū)與未滑移區(qū)的交接線滑移面上滑移區(qū)與未滑移區(qū)的交接線. l 面缺陷面缺陷晶界和亞晶界晶界和亞晶界 l亞晶粒：亞晶粒：組成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小組成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小 晶塊。晶塊。亞晶界：亞晶界：亞晶粒之間的交界面。亞晶粒之間的交界面。 l 晶界的特點：晶界的特點：

8、l原子排列不規(guī)則；阻礙位錯運動；熔點低；耐蝕性原子排列不規(guī)則；阻礙位錯運動；熔點低；耐蝕性 低；產(chǎn)生內(nèi)吸附；是相變的優(yōu)先形核部位。低；產(chǎn)生內(nèi)吸附；是相變的優(yōu)先形核部位。 l金屬的晶粒越細(xì)，晶界總面積越大，位錯障礙越多；金屬的晶粒越細(xì)，晶界總面積越大，位錯障礙越多； 需要協(xié)調(diào)的具有不同位向的晶粒越多，使得金屬塑性需要協(xié)調(diào)的具有不同位向的晶粒越多，使得金屬塑性 變形的抗力越高。變形的抗力越高。 l晶粒越細(xì)，單位體積內(nèi)同時參與變形的晶粒數(shù)目越多晶粒越細(xì)，單位體積內(nèi)同時參與變形的晶粒數(shù)目越多, 變形越均勻，在斷裂前將發(fā)生較大塑性變形。強度和變形越均勻，在斷裂前將發(fā)生較大塑性變形。強度和 塑性同時增加，

9、在斷裂前消耗的功大，因而韌性也好塑性同時增加，在斷裂前消耗的功大，因而韌性也好. l細(xì)晶強化：細(xì)晶強化：通過細(xì)化晶粒來提高強度、硬度和塑性、通過細(xì)化晶粒來提高強度、硬度和塑性、 韌性的方法。韌性的方法。 l 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的晶體結(jié)構(gòu) l合金：合金：由兩種或兩種以上元素組成的具有金屬特性由兩種或兩種以上元素組成的具有金屬特性 的物質(zhì)。如碳鋼、合金鋼、鑄鐵、有色合金。的物質(zhì)。如碳鋼、合金鋼、鑄鐵、有色合金。 l相：相：金屬或合金中凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同，并與其金屬或合金中凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同，并與其 他部分有界面分開的均勻組成部分。他部分有界面分開的均勻組成部分。 l1、固溶體：、固溶體：與組成

10、元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同的固相與組成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同的固相. l 置換固溶體：置換固溶體：溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格結(jié)點位置形溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格結(jié)點位置形 成的固溶體。成的固溶體。多為金屬元素之間形成的固溶體。多為金屬元素之間形成的固溶體。 l 間隙固溶體：間隙固溶體：溶質(zhì)原子處于溶劑晶格間隙所形成溶質(zhì)原子處于溶劑晶格間隙所形成 的固溶體。的固溶體。 l為過渡族金屬元素與小原子半徑非金屬元素組成。為過渡族金屬元素與小原子半徑非金屬元素組成。 l鐵素體：鐵素體：碳在碳在 -Fe中的固溶體。中的固溶體。 l奧氏體：奧氏體：碳在碳在 -Fe中的固溶體。中的固溶體。 l馬氏體：馬氏體：碳在碳在 -Fe

11、中的過飽和固溶體。中的過飽和固溶體。 l固溶強化：固溶強化：隨溶質(zhì)含量增加，固溶體的強度、硬度隨溶質(zhì)含量增加，固溶體的強度、硬度 提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。 l馬氏體的硬度主要取決于其含碳量，并隨含碳量增加馬氏體的硬度主要取決于其含碳量，并隨含碳量增加 而提高。而提高。 l 金屬化合物：金屬化合物：與組成元素晶體結(jié)構(gòu)均不相同的固相與組成元素晶體結(jié)構(gòu)均不相同的固相. l 正常價化合物正常價化合物 如如Mg2Si l 電子化合物電子化合物 如如Cu3Sn l 間隙化合物：間隙化合物：由過度族元素與由過度族元素與C、N、H、B等小原等小原 子半徑的非金屬元素組成。子半徑

12、的非金屬元素組成。 l分為結(jié)構(gòu)簡單的分為結(jié)構(gòu)簡單的間隙相間隙相和和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物。 l強碳化物形成元素：強碳化物形成元素：Ti、Nb、V 如如TiC、VC l中碳化物形成元素：中碳化物形成元素：W、Mo、Cr 如如Cr23C6 l弱碳化物形成元素：弱碳化物形成元素：Mn、Fe 如如Fe3C l 性能比較：性能比較：強度：固溶體強度：固溶體 純金屬純金屬 l 硬度：化合物硬度：化合物 固溶體固溶體 純金屬純金屬 l 塑性：塑性：化合物化合物 固溶體固溶體 純金屬純金屬 l 金屬化合物形態(tài)對性能的影響金屬化合物形態(tài)對性能的影響 l 基體、晶界網(wǎng)狀：基體、晶界網(wǎng)狀：強韌性低

13、強韌性低 l 晶內(nèi)片狀：晶內(nèi)片狀：強硬度提高，塑韌性降低強硬度提高，塑韌性降低 l 顆粒狀：顆粒狀： l彌散強化：第二相顆粒越細(xì)，數(shù)量越多，分布越均勻彌散強化：第二相顆粒越細(xì)，數(shù)量越多，分布越均勻, 合金的強度、硬度越高，塑韌性略有下降的現(xiàn)象。合金的強度、硬度越高，塑韌性略有下降的現(xiàn)象。 l 固溶體與化合物的區(qū)別：固溶體與化合物的區(qū)別：結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)；性能；性能；表達(dá)表達(dá) 方式方式 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用 l1、強化鐵素體；、強化鐵素體； l2、形成化合物、形成化合物第二相強化第二相強化 l3、擴(kuò)大（、擴(kuò)大（N,Mn,Ni,Co）或縮?。ǎ┗蚩s?。–r,Si,W,Mo）A相區(qū)相區(qū)

14、 l4、使、使S、E點左移點左移 l5、影響、影響A化化 l6、溶于、溶于A(除除Co外外), 使使C曲線右移曲線右移, Vk減小減小, 淬透性提高淬透性提高. l7、除、除Co、Al外，使外，使Ms、Mf點下降。點下降。 l8、提高耐回火性（、提高耐回火性（淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降 的能力的能力） l9、產(chǎn)生二次硬化、產(chǎn)生二次硬化(含高含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后回火鋼淬火后回火 時，由于析出細(xì)小彌散的特殊碳化物及回火冷卻時時，由于析出細(xì)小彌散的特殊碳化物及回火冷卻時A 轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸回 回，使硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象 ，使硬度不僅不下降，反而升高

15、的現(xiàn)象) l10、防止第二類回火脆性：、防止第二類回火脆性：W、Mo l(回火脆性回火脆性 ：淬火鋼在某些溫度范圍內(nèi)回火時，出現(xiàn)：淬火鋼在某些溫度范圍內(nèi)回火時，出現(xiàn) 的沖擊韌性下降的現(xiàn)象。的沖擊韌性下降的現(xiàn)象。) 三、組織三、組織 l 純金屬的組織純金屬的組織 l1、結(jié)晶：、結(jié)晶：金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的過程金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的過程 l 結(jié)晶的條件結(jié)晶的條件過冷：過冷：在理論結(jié)晶溫度以下發(fā)生在理論結(jié)晶溫度以下發(fā)生 結(jié)晶的現(xiàn)象。結(jié)晶的現(xiàn)象。 l過冷度：過冷度：理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差。理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差。 l 結(jié)晶的基本過程結(jié)晶的基本過程晶核形成與晶核長大晶核形成與晶核長大 l

16、形核形核自發(fā)形核與非自發(fā)形核自發(fā)形核與非自發(fā)形核 l長大長大均勻長大與樹枝狀長大均勻長大與樹枝狀長大 l 結(jié)晶晶粒度控制方法：結(jié)晶晶粒度控制方法：增加過冷度；增加過冷度；變質(zhì)處變質(zhì)處 理；理；機(jī)械振動、攪拌機(jī)械振動、攪拌 l2、純金屬中的固態(tài)轉(zhuǎn)變、純金屬中的固態(tài)轉(zhuǎn)變 l同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：物質(zhì)在固態(tài)下晶體結(jié)構(gòu)隨溫度而發(fā)物質(zhì)在固態(tài)下晶體結(jié)構(gòu)隨溫度而發(fā) 生變化的現(xiàn)象。生變化的現(xiàn)象。 l固態(tài)轉(zhuǎn)變的特點：固態(tài)轉(zhuǎn)變的特點：形核部位特殊；形核部位特殊；過冷傾向過冷傾向 大大;伴隨著體積變化。伴隨著體積變化。 1394 912 鐵的鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變： -Fe -Fe -Fe l3、再結(jié)

17、晶、再結(jié)晶 l再結(jié)晶條件：再結(jié)晶條件：冷塑性變形冷塑性變形 l加熱時的變化：加熱時的變化：回復(fù)回復(fù)再結(jié)晶再結(jié)晶晶粒長大晶粒長大 l再結(jié)晶：再結(jié)晶：冷變形組織在加熱時重新徹底改組的過程冷變形組織在加熱時重新徹底改組的過程. 再結(jié)晶不是相變過程。再結(jié)晶不是相變過程。 l 再結(jié)晶溫度：再結(jié)晶溫度：發(fā)生再結(jié)晶的最低溫度。發(fā)生再結(jié)晶的最低溫度。 l純金屬的最低再結(jié)晶溫度純金屬的最低再結(jié)晶溫度T再 再 0.4T熔熔 l 影響再結(jié)晶晶粒度的因素：影響再結(jié)晶晶粒度的因素：加熱溫度和時間；加熱溫度和時間； l預(yù)先變形程度預(yù)先變形程度 l4、塑性變形：、塑性變形： l金屬塑性變形方式：金屬塑性變形方式：滑移和孿生

18、滑移和孿生 l 滑移的特點：滑移的特點： l只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生；只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生； l沿密排面和密排方向發(fā)生；沿密排面和密排方向發(fā)生； l位移量是原子間距整數(shù)倍；位移量是原子間距整數(shù)倍； l伴隨著轉(zhuǎn)動伴隨著轉(zhuǎn)動 l滑移的機(jī)理：滑移的機(jī)理：通過位錯運動實現(xiàn)。通過位錯運動實現(xiàn)。 l孿生特點：孿生特點： l孿生使晶格位向發(fā)生改變；孿生使晶格位向發(fā)生改變；所需切應(yīng)力比滑移大所需切應(yīng)力比滑移大 得多，變形速度極快，接近于聲速；得多，變形速度極快，接近于聲速；孿生時相鄰原孿生時相鄰原 子面的相對位移量小于一個原子間距。子面的相對位移量小于一個原子間距。 l 冷熱加工：冷熱加工：以再結(jié)晶溫度劃

19、分以再結(jié)晶溫度劃分 l 冷加工組織：冷加工組織：晶粒被拉長壓扁、亞結(jié)構(gòu)細(xì)化、晶粒被拉長壓扁、亞結(jié)構(gòu)細(xì)化、 l織構(gòu)：織構(gòu)：變形量大時，大部分晶粒的某一位向與外力趨變形量大時，大部分晶粒的某一位向與外力趨 于一致的現(xiàn)象。于一致的現(xiàn)象。 l加工硬化：加工硬化： 隨冷塑性變形量增加，金屬的強度、隨冷塑性變形量增加，金屬的強度、 硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。 l冷加工使內(nèi)應(yīng)力增加，耐蝕性下降，冷加工使內(nèi)應(yīng)力增加，耐蝕性下降， 提高提高。 l 熱加工：熱加工：形成纖維組織、帶狀組織形成纖維組織、帶狀組織 l纖維組織使熱加工金屬產(chǎn)生各向異性，加工零件時纖維組織使熱加工金屬

20、產(chǎn)生各向異性，加工零件時 應(yīng)考慮使流線方向與拉應(yīng)力方向一致。應(yīng)考慮使流線方向與拉應(yīng)力方向一致。 合金的組織合金的組織 l1、相圖、相圖 勻晶勻晶L 共晶共晶L+ 共析共析 + l杠桿定律：杠桿定律：只適用于兩相區(qū)。只適用于兩相區(qū)。 l枝晶偏析：枝晶偏析：在一個枝晶范圍內(nèi)或一個晶粒范圍內(nèi)成分在一個枝晶范圍內(nèi)或一個晶粒范圍內(nèi)成分 不均勻的現(xiàn)象。不均勻的現(xiàn)象。 l2、合金中的固態(tài)相變、合金中的固態(tài)相變 l 固溶體轉(zhuǎn)變：固溶體轉(zhuǎn)變：AF l 共析轉(zhuǎn)變：共析轉(zhuǎn)變：AP(F+Fe3C) l 二次析出：二次析出：AFe3C l 奧氏體化奧氏體化 l 過冷奧氏體轉(zhuǎn)變過冷奧氏體轉(zhuǎn)變 l 固溶處理固溶處理+時效：

21、時效： l固溶處理固溶處理是指將合金加熱到固溶線以上，保溫并淬是指將合金加熱到固溶線以上，保溫并淬 火后獲得過飽和的單相固溶體組織的處理?；鸷螳@得過飽和的單相固溶體組織的處理。 l時效時效是指將過飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫是指將過飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫 度保溫，以析出彌散強化相的熱處理。度保溫，以析出彌散強化相的熱處理。 3、鐵碳合金相圖、鐵碳合金相圖 l點：點：符號、成分、溫度符號、成分、溫度 FeFe3C S Q P N K J H G F E D C B A A+ Fe3C A+F L+A A+ L+ F A L L+ Fe3C F+ Fe3C A+ Fe3C A+ Fe

22、3C +Le Le Le+ Fe3C Le+ Fe3C Le P+ Fe3C +Le P+ Fe3C P+F P F+ Fe3C 萊氏體萊氏體Le(A+ Fe3C) Le(P+Fe3C) 珠光體珠光體P(F+ Fe3C) 復(fù)相組織組成物：復(fù)相組織組成物： 組織組成物標(biāo)注組織組成物標(biāo)注 相區(qū)標(biāo)注相區(qū)標(biāo)注 線：線：液固相線、水液固相線、水 平線、固溶線、固平線、固溶線、固 溶體轉(zhuǎn)變線溶體轉(zhuǎn)變線 A 1538 D 1227 N 1394 G 912 PSK 727 ECF 1148 HJB 1495 C% 溫度溫度 典型合金的結(jié)晶過程典型合金的結(jié)晶過程（以共析鋼為例）（以共析鋼為例） 時間時間 溫度

23、溫度 杠桿定律的應(yīng)用杠桿定律的應(yīng)用 合金合金相的相的相對重量百分比相對重量百分比組織組成物的相對重組織組成物的相對重 量百分比量百分比 45鋼鋼 T10鋼鋼 含碳含碳 3.0%亞亞 共晶白共晶白 口鐵口鐵 %7 . 6%100 0008. 069. 6 0008. 045. 0 3 CFe Q %3 .93%7 . 6%100 F Q %4 .58%100 0008. 077. 0 0008. 045. 0 P Q %6 .41%4 .58%100 F Q %9 .14%100 0008. 069. 6 0008. 00 . 1 3 CFe Q %1 .85%9 .14%100 F Q %9

24、. 3%100 77. 069. 6 77. 00 . 1 3 CFe Q %1 .96%9 . 3%100 P Q %6 .40%100 11. 23 . 4 11. 20 . 3 Le Q %4 .13 77. 069. 6 77. 011. 2 %)6 .401( 3 CFe Q %46%4 .13%6 .40%100 P Q %2 .55%100 0008. 069. 6 0 . 369. 6 F Q %8 .44%2 .55%100 3 CFe Q 四、鋼的熱處理四、鋼的熱處理 l 熱處理原理熱處理原理 l1、加熱時的轉(zhuǎn)變、加熱時的轉(zhuǎn)變 l奧氏體化步驟：奧氏體化步驟：A形核；形核；A

25、晶核長大；殘余滲碳體溶晶核長大；殘余滲碳體溶 解；解；A成分均勻化。成分均勻化。 l奧氏體化后的晶粒度：奧氏體化后的晶粒度： l初始晶粒度：初始晶粒度：奧氏體化剛結(jié)束時的晶粒度。奧氏體化剛結(jié)束時的晶粒度。 l實際晶粒度：實際晶粒度：給定溫度下奧氏體的晶粒度。給定溫度下奧氏體的晶粒度。 l本質(zhì)晶粒度：本質(zhì)晶粒度：加熱時奧氏體晶粒的長大傾向。加熱時奧氏體晶粒的長大傾向。 2、冷卻時的轉(zhuǎn)變、冷卻時的轉(zhuǎn)變 l 等溫轉(zhuǎn)變曲線及產(chǎn)物等溫轉(zhuǎn)變曲線及產(chǎn)物 650 600 550 350 A1 MS Mf 時間時間 P S T B上 上 B下 下 M M+A AP AS AT AB上 上 AB下 下 AM 過冷

26、過冷A 過冷過冷A 過冷過冷A 過冷過冷A 過冷過冷A 用用C曲線定性說明連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物曲線定性說明連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 l根據(jù)與根據(jù)與C曲線交點位置判斷轉(zhuǎn)變產(chǎn)物曲線交點位置判斷轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 P 均勻均勻A 細(xì)細(xì)A A1 MS Mf 時間時間 等溫退火等溫退火 P P 退火退火 (爐冷爐冷) 正火正火 (空冷空冷) S 淬火淬火 (油冷油冷) T+M+A 等溫淬火等溫淬火 B下 下 M+A 分級淬火分級淬火 M+A 淬火淬火 (水冷水冷) M回 回 150-250 T回 回 350-500 S回 回 500-650 ? ? ? ? P T+S回 回 S T+B下 下+M+A l3、回火時的轉(zhuǎn)變、回火

27、時的轉(zhuǎn)變 l碳鋼：碳鋼：馬氏體的分解馬氏體的分解 ；殘余奧氏體分解；殘余奧氏體分解 ； -碳化物轉(zhuǎn)碳化物轉(zhuǎn) 變?yōu)樽優(yōu)镕e3C ；Fe3C聚集長大和鐵素體多邊形化聚集長大和鐵素體多邊形化 。 lW18Cr4V鋼：鋼： 560三次回火。析出三次回火。析出W、Mo、V的碳的碳 化物，產(chǎn)生二次硬化。回火冷卻時，化物，產(chǎn)生二次硬化?；鼗鹄鋮s時，A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸。每。每 次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。 l強化鋼鐵材料最經(jīng)濟(jì)有效的熱處理工藝是淬火強化鋼鐵材料最經(jīng)濟(jì)有效的熱處理工藝是淬火+回火回火, 它包含了四種基本強化方法。它包含了四種基本強化方法。 熱處理工藝

28、熱處理工藝 工藝工藝 目的目的加熱溫度加熱溫度組織組織 退退 火火 1.調(diào)整硬度調(diào)整硬度,便于切便于切 削加工。削加工。 2.細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒,為最終為最終 熱處理作組織準(zhǔn)備。熱處理作組織準(zhǔn)備。 亞亞共析鋼共析鋼Ac3+3050 共析鋼共析鋼 Ac1+3050 過共析鋼過共析鋼Ac1+3050 F+P P P球 球 正正 火火 1.低中碳鋼同退火。低中碳鋼同退火。 2.過工析鋼：消除網(wǎng)過工析鋼：消除網(wǎng) 狀二次滲碳體。狀二次滲碳體。 3.普通件最終熱處理普通件最終熱處理 亞共析鋼亞共析鋼Ac3+3050 共析鋼共析鋼 Ac1+3050 過共析鋼過共析鋼Accm+3050 0.5%C, M+A M

29、+A M+A+粒狀粒狀Fe3C 熱處理工藝（續(xù)）熱處理工藝（續(xù)） 工工 藝藝 目的目的加熱溫度加熱溫度組織組織 回回 火火 1.消除內(nèi)應(yīng)力，消除內(nèi)應(yīng)力， 減少變形。減少變形。 2.獲得所需要獲得所需要 的性能。的性能。 低溫回火低溫回火150250 中溫回火中溫回火350500 高溫回火高溫回火500650 (調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)) 亞共析亞共析,共析鋼：共析鋼：M回 回 過共析鋼過共析鋼:M回 回+A(少 少)+粒狀粒狀Fe3C T回 回 S回 回 表表 面面 淬淬 火火 表面獲得馬表面獲得馬 氏體組織，氏體組織， 并獲得表硬并獲得表硬 里韌的性能。里韌的性能。 預(yù)備熱處理：預(yù)備熱處理： 調(diào)質(zhì)或正火調(diào)質(zhì)

30、或正火 適用于中碳鋼適用于中碳鋼 0.40.5%C 表面：表面：M回 回 心部：心部： S回 回(調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì)) 或或F+S(正火正火) 滲滲 碳碳 提高表面含提高表面含 碳量，獲得碳量，獲得 表硬里韌的表硬里韌的 性能。性能。 滲碳溫度滲碳溫度:900950 淬火溫度：淬火溫度： 表面表面Ac1+3050 心部心部Ac3+3050 適用于低碳鋼適用于低碳鋼 0.10.25%C 表面：表面：M回 回+A(少 少)+顆粒狀顆粒狀Fe3C 心部心部：M回 回+F M回 回 五、工業(yè)用金屬材料五、工業(yè)用金屬材料 鋼種鋼種C%典型牌號典型牌號 合金元素作用合金元素作用 熱處理熱處理 使用狀態(tài)下組織使用狀

31、態(tài)下組織 性能性能用途用途 碳素結(jié)碳素結(jié) 構(gòu)鋼構(gòu)鋼 0.4Q195 Q235 熱軋空熱軋空 冷冷 F+P塑性塑性, 焊接性焊接性 好好 建筑結(jié)建筑結(jié) 構(gòu)構(gòu) 低合金低合金 高強度高強度 鋼鋼 0.2Q345 (16Mn) Mn:強化強化F, 增加增加P,降低降低 脆轉(zhuǎn)溫度脆轉(zhuǎn)溫度 熱軋空熱軋空 冷冷 F+P塑性塑性, 焊接性焊接性 好好 橋梁橋梁, 船舶船舶, 容器容器 滲碳鋼滲碳鋼0.1 0.25 20 20Cr 20CrMnTi Cr,Mn:提高提高 淬透性淬透性,強強 化化F,Ti:細(xì)化細(xì)化 晶粒晶粒 滲碳滲碳+淬淬 火火+低溫低溫 回火回火 表面：表面：M回 回+ A (少量少量)+顆粒

32、顆粒 狀狀Fe3C 心部心部：M回 回+F 表硬表硬 里韌里韌 軸、齒軸、齒 輪輪 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼0.3 0.5 45 40Cr 40CrNiMo Cr,Ni:提高淬透提高淬透 性性,強化強化F, Mo:防止第二防止第二 類回火脆性類回火脆性 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)S回 回 良好綜良好綜 合力學(xué)合力學(xué) 性能性能 軸、齒軸、齒 輪輪 彈簧鋼彈簧鋼 0.60.9 0.450.7 65Mn 60Si2Mn Cr,Mn:提高淬提高淬 透性透性,強化強化F； Si:提高屈強比提高屈強比 淬火淬火+中中 溫回火溫回火 T回 回 高高 s/ b 高高 -1 彈簧彈簧 l 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼 工業(yè)用鋼（續(xù)）工業(yè)用鋼（續(xù)） 鋼種鋼種C%典型牌號典型牌號合金元素作合金元素作 用用 熱處理熱處理使用狀態(tài)下組使用狀態(tài)下組 織織 性能性能用途用途 滾動軸滾動軸 承鋼承鋼 0.95 1.10 GCr15Cr:提高淬提高淬 透性透性,耐磨耐磨 耐蝕性耐蝕性 球退球退+淬淬 火火+低溫低溫 回火回火 M回 回+ A(少 少 量量)+顆粒狀顆粒狀 Fe3C 高高耐磨耐磨 高高 - -1 足夠足夠ak 滾動軸滾動軸 承承 耐磨鋼耐磨鋼1.0 1.3 ZGMn13Mn:形成形