材料工程基礎(chǔ)總結(jié)

1、第1章材料的熔煉冶金工程是給予礦產(chǎn)資源的開發(fā)利川和金屬材料的生產(chǎn)加工過(guò)程的工程技術(shù)。人們通 常將礦石或境況屮捉金屬的工業(yè)叫做冶金工業(yè)。本文主要介紹鋼鐵的冶金，說(shuō)明金屬冶金的一般過(guò)程。11鋼鐵的冶煉鋼鐵的實(shí)質(zhì)為：鋼和生鐵的統(tǒng)稱。鋼鐵的基本成分都是鐵，差別僅在于碳的含量不同。一、鋼鐵冶金過(guò)程的熱力學(xué)鐵礦石：鐵的氧化物+脈石煉鐵的任務(wù)：使鐵從鐵的氧化物中述原；并使還原出的鐵與脈石分離。煉鋼的任務(wù)：以生鐵為原料，通過(guò)冶煉降低生鐵屮的碳及其他雜質(zhì)元素的含量。二、生鐵冶煉1、煉鐵原料：鐵礦石、熔劑、燃料（1）冶煉前對(duì)鐵礦石的處理a破碎和篩分b選礦c燒結(jié)和造塊（2）熔劑熔劑的作用：a降低脈石熔點(diǎn)b去硫熔劑種

2、類分類：堿性熔劑、酸性熔劑熔劑成分：石灰石（cac03）（）燃料（3）燃料常用燃料：焦炭作用：作為發(fā)熱劑提供熱量；還原劑：高爐料柱的骨架。2、高爐生產(chǎn)3、高爐冶煉的理化過(guò)程 燃料的燃燒、化恢的還原、（1）燃料的燃燒c02 + c -> 2c0（吸熱）c02 +c 2c0 （吸熱）（2）氧化鐵的還原fe2o3 fe3o4 feo fe 還原劑：co氣體（間接還原） 3fc2o3 + co -> 2 fc3o4 + c02 fe3o4 + 2c0 -> 6 feo + 2co2feo + co > fe + co2（3）非鐵元素的還原非恢元素的還原、鐵的增碳、去硫、造渣固體

3、c （直接還原）feo + co -> fc + c02c02 + c? 2c0feo + c fe + co （吸熱）鎰的還原： mn02 -> mn2o3 -> mn3o4 mno -> mn 提高溫度有利于鎰的還原；提高爐渣的堿度也有利于鎰的還原。硅的還原：sio 2 +2c si + 2c0 （吸熱） 磷的還原：礦石屮的磷主要以磷酸鈣的形式存在（cao ）3 p2o5 + 5c 3cao + 2 p + 5c0（4）鐵的增碳從鐵礦石中還原出的鐵呈固體多孔狀，幾乎不含碳，稱為海綿鐵。（5）去硫:fes + （cao ） + c -> fe + （cas ）

4、+ co （吸熱）（6）造渣:高爐爐渣主要由si02、a12o3和cao組成。爐渣的種類：酸性渣、堿性渣、中性渣爐渣的作用：通過(guò)熔化各種氧化物控制金屬的成分；防止金屬過(guò)分氧化：防 止熱量損失，起到絕熱作用，保證金屬不致過(guò)熱。4、咼爐冶煉的產(chǎn)品生鐵、高爐煤氣、爐渣生鐵：以fc、c、si、mn> s、p等元索組成的合金。高爐煤氣：含有大量的co、ch4和h2等，是可燃性煤氣，可作為工業(yè)上的燃料。 爐渣三、煉鋼煉鋼：以生詼為主要原料，通過(guò)一系列冶金過(guò)程，使其含碳量大幅度降至某一成分范圍(<1.3% ),并使各種雜質(zhì)元素的含量降低的一定程度以下，得到鋼。1、煉鋼原材料主耍材料：生鐵、廢鐵和

5、鐵合金輔助材料：造渣材料、熔劑、氧化劑、還原2、煉鋼過(guò)程的基本反應(yīng)劑、冷卻劑(1)氧化c + 0 -> co(放熱)a、氧化脫碳：2c + 02-> 2c0(放熱)c + ( feo) fe + co(吸熱)b、硅的氧化：si + 2o t(sio2 )(放熱)si + 02 -> ( si02 )(放熱)si + 2( feo) -> ( si02 ) + 2 fe(放熱)mn + 20 ( mno)倣熱)c鎰的氧化：mn + 02 ( mno)倣熱)mn + ( fco) -> ( mno) + fc(放熱)1(2) 脫磷和脫硫a、磷的危害：磷使鋼的偏析嚴(yán)重、

6、磷含量高時(shí)鋼會(huì)發(fā)生冷脆、磷促使鋼的回火脆性，使 鋼的焊接性能變差。第一步：2 p + 5( feo) = p2o5 + 5 feb、脫磷反應(yīng)和回磷現(xiàn)象：第二步：p2o5 + 4(cao) = (4cao p2o5 )或 p2o5 + 3(cao) = (3cao p2o5 )總反應(yīng)式為：2 p + 5( fco) + 4(cao) = (4cao ? p2o5 ) + 5 fc或 2p + 5( feo) + 3(cao) = (3cao ? p2o5 ) + 5 fe 脫磷的基本條件：低溫；適量增加渣中cao的含量；渣中必須含有足夠數(shù)量的feo；渣 量。冋磷現(xiàn)象：在煉鋼過(guò)程中的某一時(shí)期，當(dāng)脫

7、磷的基木條件得不到滿足時(shí)，則已氧化進(jìn)入 爐渣中的磷會(huì)重新被還原，并返回到鋼液屮，稱此為回磷現(xiàn)象。防止措施：控制煉鋼后期鋼液的溫度；減少鋼液在盛鋼桶內(nèi)的停留吋間；向盛鋼桶屮爐 渣加石灰提高堿度；采用堿性襯層的盛鋼桶。c、硫的危害硫?qū)︿撡|(zhì)量的影響表現(xiàn)在：(1)惡化鋼的熱加工性能(2)使鋼的鑄造性能和焊接性能 變壞(3)降低鋼的使用性能d、脫硫反應(yīng)脫硫方法：爐渣脫硫、氣化脫硫爐渣脫硫：fes + (cao) -> (cas ) + ( feo )(吸熱)氣化脫硫：s + 20 = s02s + 02 = s02s + 2( feo) = s02 + 2 fe脫氧脫氧原理：采用脫氧劑除去鋼液中殘

8、留的氧化亞鐵中的軋還原出鐵。脫氧方式：擴(kuò)散脫氧、沉淀脫氧擴(kuò)散脫氧：優(yōu)點(diǎn)：鋼液干凈缺點(diǎn)：速度慢沉淀脫氧：優(yōu)點(diǎn)：速度快缺點(diǎn)：脫氧產(chǎn)物mno、sio2、ai2o3容易留在鋼液mn + 0 = ( mno)(放熱)si + 0 = ( sio2 )(放熱)2a1 + 3o = (a12o3)(放熱)脫氧方法及脫氧程度，鋼可分為三類：鎮(zhèn)靜鋼：經(jīng)過(guò)充分脫氧處理的鋼，成分比較均勻，組織較致密，成材具有較高的力學(xué)性能。 沸騰鋼：未經(jīng)完全脫氧處理的鋼半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼之間的鋼。3、典型現(xiàn)代煉鋼法轉(zhuǎn)爐煉鋼：轉(zhuǎn)爐煉鋼是利用空氣或氧氣進(jìn)行氧化電弧爐煉鋼：電弧煉鋼是利用石墨電極和鋼料z間形成電弧高溫(

9、通常町達(dá)15001600°c)加熱，并吹氧實(shí)現(xiàn)煉鋼過(guò)程。4、鋼的澆注鋼的澆注，就是把在煉鋼爐中熔煉和爐外精練所得到的合格鋼液，經(jīng)過(guò)盛鋼桶及中間澆包 等澆注設(shè)備注入到一定形狀和尺寸的鋼錠?；蚪Y(jié)晶器屮，使之凝固成鋼錠或鋼坯的過(guò)程。方法：模鑄法、連鑄法5、鋼的分類利編號(hào)1.1鋁冶金與熔煉一、鋁的性質(zhì)和用途鋁的物理性質(zhì)：熔點(diǎn)低、密度小、強(qiáng)度低、塑性好、比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好、導(dǎo)電性好。鋁的化學(xué)性質(zhì)：抗蝕性好鋁的用途：純鋁：導(dǎo)線鋁合金：結(jié)構(gòu)材料二、煉鋁原料和鋁冶金特點(diǎn)煉鋁原料鋁土礦鋁冶金特點(diǎn)：從鋁上礦屮提取純鋁，不能通過(guò)化學(xué)處理直接得到粗金加。因?yàn)椋轰X的化學(xué)活性很強(qiáng)，容易與氧、鹵族元索結(jié)合成穩(wěn)定的

10、化合物;鋁的電位次序位于最負(fù)位置。三、氧化鋁生產(chǎn)方法從鋁土礦中制取氧化鋁的生產(chǎn)方法大致口j分為堿法、酸法和電熱法，但在工業(yè)中得到應(yīng)用 的只有堿法。堿法生產(chǎn)氧化鋁的方法有：拜耳法、燒結(jié)法、拜耳一燒結(jié)聯(lián)合法。拜耳法生產(chǎn)氧化鋁：（1）鋁土礦的浸出：a120 3 ? nh 20 + 2 naoh -> 2 naa102 + nh 20（2）鋁酸鈉溶液的品種分解:naai02 + 2 h 20 al （oh ）3 j + naoh（3）氫氧化鋁的鍛燒（4）母液的蒸發(fā)與苛化燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁:na2co3 + a12o3 -> na 2 0 ? a12o3 + c02 fna2co3 + fc2

11、o3 -> na 2 o ? fc2o3 + co2 fsio2 + 2cao ->2cao ? sio2（1）生料燒結(jié)na2o ? a12o3 + 4 h 20 2 naal （oh ） 4 （溶解）（2）熟料溶出：na20 ? fe2o3 + 2 h 20 -> fe2o3 ? h 20j +2 na（oh ）（水解）（3）鋁酸鈉溶液的脫硅（4）碳酸化分解：2 naoh + c02 -> na2c0 3 + h 20naal （oh ） 4 -> al （oh ）3 | + naoh四、金屬鋁的生產(chǎn)熔鹽電解法：氧化鋁、冰晶石、氟化鹽五、鋁合金的熔煉與凝固1鋁合

12、金的熔煉特性：（1）熔化時(shí)間長(zhǎng)（2）易氧化（3）易吸氣（4）容易吸收金屬雜質(zhì)2鋁合金熔煉過(guò)程的一般原理：（1）鋁液中的氣體和夾雜物的防止（2）鋁液中氣體及夾雜物的去除（精煉過(guò)程）六、鋁合金的分類鑄造鋁合金、變形鋁合金1.3銅冶金根據(jù)礦石的類型不同，從銅礦中提取銅冇火法冶金和濕法冶金兩種方法。火法冶金主 耍用于硫化銅礦的冶煉，濕法冶金主要用于處理氧化銅礦?；鸱掋~：1造銃熔煉2吹煉3火法梢煉4電解楮煉第2章金屬的液態(tài)成型2.1液態(tài)成型一 液態(tài)成形的基本概念是將材料熔化成一定成分和一定溫度的液體，然后在重力或外力作川卜澆入到具有一定形 狀、尺寸大小的型腔中，經(jīng)凝固冷卻后便形成所需要的零件的技術(shù)。二

13、鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）適用范圍廣鑄造方法兒乎不受零件大小、厚薄和復(fù)雜程度的限制。2）可制造各種合金鑄件3）尺寸精度高比鍛件、焊接件尺寸精確，加工余量小，節(jié)約加工工吋和材料4）成本低廉可大量利用廢、ih金屬料；與鍛件相比，動(dòng)力消耗少；尺寸精度高；易批量生產(chǎn) 缺點(diǎn)：1)零件的力學(xué)性能較差2)質(zhì)量穩(wěn)定性較差3)勞動(dòng)強(qiáng)度較大三鑄造方法根據(jù)造型材料可將鑄造分為兩人類1)砂型鑄造2)特種鑄造四鑄造成形基本理論1合金的充型能力基本概念：液態(tài)介金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的健全鑄件的能力。影響充型能力的因素及工藝措施：（1）鑄造合金的流動(dòng)性（2）鑄型性質(zhì)（3）澆注條件（4）鑄件結(jié)構(gòu)2合金的收縮鑄造

14、合金的收縮性：鑄造合金在液態(tài)、凝固態(tài)和固態(tài)冷卻過(guò)程中，由于溫度的降低而發(fā) 主的體積減小的現(xiàn)象。合金的收縮過(guò)程：液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮影響收縮性的因素：（1）合金種類（2）澆注溫度（3）鑄型條件與鑄件結(jié)構(gòu)鑄件中的縮孔和縮松：鑄件在冷卻和凝固過(guò)程中，由于合金的液態(tài)收縮和凝固收縮，往往 在鑄件最后凝固的地方出現(xiàn)孔洞。容積大而h比較集中的孔洞稱為縮孔；細(xì)小而分散的孔 洞稱為縮松。防止縮孔與縮松的措施：（1）順序凝固（2）同吋凝固（3）加壓補(bǔ)縮（4）熱等靜壓 法3合金的鑄造應(yīng)力、變形和裂紋（1）鑄造應(yīng)力：鑄件在凝固以后的冷卻過(guò)程屮，由于溫度卜-降而產(chǎn)牛收縮，有些合金還會(huì)發(fā)牛固態(tài)相變 而引起膨脹或收

15、縮，這些都使鑄件的體積和長(zhǎng)度發(fā)生變化，若這些變化受到阻礙，便會(huì)在鑄 件中產(chǎn)生應(yīng)力，稱為鑄造應(yīng)丿j。按形成機(jī)理分為：收縮應(yīng)力、熱應(yīng)力、相變應(yīng)力。鑄造應(yīng)力是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因。收縮應(yīng)力：鑄件在固態(tài)收縮時(shí)，因受到鑄型、砂芯、澆冒口等外力阻礙而產(chǎn)牛的應(yīng)力稱為收縮應(yīng)力。 熱應(yīng)力：是鑄件在冷卻過(guò)程中由于各部分冷卻速度不同，因而同一時(shí)刻的收縮雖不同，彼此互 相制約的結(jié)果而產(chǎn)生的。相變應(yīng)力：是具有固態(tài)相變的鑄件在冷卻過(guò)程中因各部位達(dá)到相變溫度的時(shí)間不同，相變程度也不ffl同，相變前后的組織具有不同的比容，使各部分體積發(fā)生不均衡變化而產(chǎn)生的應(yīng)力。 減小鑄造應(yīng)力的方法：a減小鑄件各部分的溫差b改善鑄型和

16、型芯的退讓性c選擇彈性模量e和收縮系數(shù)a小的材料消除鑄造應(yīng)力的方法：人工時(shí)效、自然時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效（2）鑄件的變形鑄件變形的結(jié)果：可使鑄件尺寸、形狀不符合要求而報(bào)廢；對(duì)已經(jīng)機(jī)械加工、裝配的精密機(jī)器，町便其迅速失去精度。防止變形的途徑：降低和消除鑄件內(nèi)的殘余應(yīng)力；從工藝上采取措施以減小變形。（3）鑄件的裂紋熱裂、冷裂4合金的偏析5合金的吸氣性液態(tài)金屬在熔煉和澆注時(shí)能夠吸收周圍氣體的能力稱為吸氣性。根據(jù)氣體來(lái)源，氣孔可分為：侵入性氣孔、析出性氣孔、反應(yīng)性氣孔五砂型鑄造砂型鑄造：是用型（芯）砂制作成鑄型的一種最常用的鑄造生產(chǎn)方法。1砂型鑄造的工藝過(guò)程1）造型材料性能要求：（1） 一定的強(qiáng)度（2）良好的

17、透氣性（3） 一定的耐火度和化學(xué)穩(wěn)定性（4）良好 的退讓性（5）良好的工藝性能2）澆注系統(tǒng)、帽口和冷鐵的設(shè)計(jì)3）造型和造芯方法造型是砂型鑄造的重要工序，通常按鑄型制造的緊砂和起模方式，可分為手工造型和機(jī)器造型。1砂型鑄造的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）砂型鑄造的適應(yīng)性強(qiáng)，不受鑄件材質(zhì)、尺寸、質(zhì)量和生產(chǎn)批量的限制，兒乎所有 的鑄件都可以采用砂型鑄造。（2）砂型鑄造設(shè)備簡(jiǎn)單，投資小，造型材料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉。（3）砂型鑄造的鑄型模樣制備容易，所用木模樣可重復(fù)使用。砂型雖然只能一次性使用，造型工作屋大，但是大批量生產(chǎn)吋町釆用機(jī)器造型，以提高生產(chǎn)效率；其型（芯）砂經(jīng)技術(shù)處理后可反復(fù)多次使用。不足：（1）砂型鑄造的

18、鑄件粹度低、表而粗糙，一般需留較大的加工余量。（2）砂型鑄造影響鑄件質(zhì)量的因索多，易產(chǎn)生鑄造缺陷；鑄件力學(xué)性能較低，對(duì)力學(xué) 性能要求高的零件不宜采用砂型鑄造。（3）勞動(dòng)強(qiáng)度大、條件差。六特種鑄造特種鑄造的分類：1熔模鑄造2金屬型鑄造3壓力鑄造4實(shí)空鑄造(消失模鑄造) 5離心鑄造(1) 熔模鑄造(失蠟鑄造):是用易熔材料(蠟)制成模樣，在模樣上涂掛若t層耐火材料，換化后熔去模樣制 成型殼，再經(jīng)焙燒、澆注得到鑄件的一種方法。(2) 金屬型鑄造：利用金屬材料(如鑄鐵)制成鑄型，依靠重力作川將熔融金 屬澆入鑄型屮制造鑄件的一種鑄造方法。(3) 壓力鑄造：在壓鑄機(jī)上將熔融的金屬在高壓卜快速壓入金屬型，并

19、在壓力下 凝固而獲得鑄件的一種鑄 造方法。(4) 實(shí)型鑄造(消失模鑄造)：用泡沫聚苯乙烯塑料模代替木?；蚪饘倌?，在其 上涂覆一層涂料，干燥后造空，造型后不収出模樣就澆入金屬液，在金屬液作用下模 樣汽化消失，金屬液取代了模樣，冷凝后獲得鑄件的方法。(5) 離心鑄造：離心鑄造是將金屬液澆入離心鑄造機(jī)的旋轉(zhuǎn)鑄型中，使之在離心 力的作用下充填鑄型并凝固成形的方法。2.2半固態(tài)成型一、半固態(tài)成形的概念在金屬凝同過(guò)程屮，對(duì)其施以劇烈的攪拌，得到一種液態(tài)金屬母液屮均勻地懸浮著一 定球 狀初牛固相的固液混合料漿。利用這種固液混合料漿直接進(jìn)行加工成形?；蛳葘⒐桃夯旌狭蠞{完全凝固成壞料，根據(jù)需要將坯料切分，再將切

20、分的坯料重 新加 熱至固液兩相區(qū)，用這種半固態(tài)坯料進(jìn)行成形加工。二、半固態(tài)金屬料漿的制備1機(jī)械攪拌法特點(diǎn)：裝置簡(jiǎn)單、操作與控制簡(jiǎn)單適用于：實(shí)驗(yàn)室研究、小批量料漿制備不足：攪拌林強(qiáng)度與壽命有限、攪拌棒熔蝕2電磁攪拌法三、半固態(tài)金屬成形原理與工藝方法1流變鑄造：將金屬液從液相到固相冷卻過(guò)程屮進(jìn)行強(qiáng)烈攪動(dòng)，在一定固相率下，直接將所得到的半 固態(tài)金屬料漿壓鑄或擠壓成形。2觸變鑄造由于該方法對(duì)坯料的加熱、輸送易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，是目前半固態(tài)鑄造的主要工藝方法。 3觸變鍛造4流變軋制四、半固態(tài)金屬成形工藝特點(diǎn)1、減少熱沖擊2、提高成形件質(zhì)量3、節(jié)約能源和材料4、有利于制備復(fù)合材料第3章 金屬塑性加工3.1概述

21、金屬塑性加工：金屬鑄錠、金屬粉末或各種金屬坯料通過(guò)外力的作用產(chǎn)生塑性變形，獲得具有所需形 狀、尺寸和性能的加工方法。金屬塑性加工的特點(diǎn)：1）材料利用率高利用率可達(dá)60%70%（85%90%）2）力學(xué)性能好3）尺寸精度高凈成形和近凈成形4）生產(chǎn)效率高5）模貝-、設(shè)備費(fèi)用昂貴3.2金屬塑性加工基本原理1、翔性變形機(jī)理2、加工碩化、回復(fù)和再結(jié)晶3、冷變形、熱變形和溫變形4、塑性成形基本原理1）最小阻力定律2）體積不變規(guī)則5、材料的塑性成形性材料的塑性成形性：是衡量材料在外力作用卞發(fā)牛塑性變形而不易產(chǎn)生裂紋的能力。材料的塑性成形性取決于材料的性質(zhì)和變形條件：1）材料性質(zhì)的彫響2）變形條件的影響4.3金

22、屬原材料的成形加工一、軋制軋制：是借助于旋轉(zhuǎn)的軋轆與金屬坯料接觸產(chǎn)生的摩擦將金屬咬入軋轆縫隙，再在軋餛的壓 力作用下使金屬在長(zhǎng)、高三個(gè)方向完成塑性變形過(guò)程。軋制方法：1按軋制溫度分類：熱軋、冷軋2按軋件與軋車?yán)サ南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)分類：縱軋、斜軋、橫軋3按軋制產(chǎn)晶分類：半成吊軋制、成品軋制4按軋制產(chǎn)品的成形特點(diǎn)分類：一般軋制、特殊軋制、周期軋制旋壓軋制、旋壓軋制、彎曲成形二、擠壓擠壓原理：對(duì)放在容器（擠壓筒）內(nèi)的金屬坯料施加外力，使之從特定的?？字辛鞒觯@得 所需斷面形狀和尺寸的塑性成形方法。所盂斷面形狀和尺寸的塑性成形方法。擠圧成形加t的特點(diǎn)：1）可以提高金屬的變形能力2）制品綜合質(zhì)量高（力學(xué)性能高、

23、零件和度高、表而粗糙度低）3）產(chǎn)品范圍廣4）生產(chǎn)靈活性大，工藝流程簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少擠壓方法：正擠壓：金屬擠壓時(shí)，制品流岀方向與擠壓軸運(yùn)動(dòng)方向和同的擠壓。反擠壓：金屬擠壓時(shí)，制品流出方向與擠壓軸運(yùn)動(dòng)方向相反的擠壓。復(fù)合擠壓靜液擠壓：金屬坯料不直接與擠壓筒內(nèi)表面產(chǎn)生接觸,兩者z間介以高壓介質(zhì)，施加于擠壓 軸上的擠壓力通過(guò)高壓介質(zhì)傳遞到坯料上而實(shí)現(xiàn)擠壓。三、拉拔拉拔原理：在外加拉力的作用下，迫使金屬通過(guò)?？桩a(chǎn)生塑性變形，以獲得與模孔形狀、尺 寸相同的制品的加工方法。拉拔方法：空拉、長(zhǎng)芯桿拉拔、固定芯頭拉拔、游動(dòng)芯頭拉拔、頂管、擴(kuò)徑拉拔3.4毛坯或零件的成形加工一、鍛造鍛造：借助鍛錘、壓力機(jī)等設(shè)備対坯

24、料施加壓力，使其產(chǎn)牛塑性變形，獲得所需形狀、尺寸 和一定組織性能的鍛件。鍛造的目的：（1）成形：解決零件的成形要求；（2）改性：通過(guò)形變改善材料的內(nèi)部組織與性能。1、自由鍛造：用簡(jiǎn)單通用的工具，或在鍛壓設(shè)備上、下砧z間直接使坯料產(chǎn)生塑性變形，獲 得具有一定形狀、尺寸和性能鍛件的加工方法。方法包括：鍛錘自由鍛：中小型鍛件液壓機(jī)自由鍛：大型鍛件優(yōu)點(diǎn)：所用工具簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、靈活性大、適合單件和小批鍛件的生產(chǎn)缺點(diǎn)：鍛件粹度低、加工余量大、生產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大2、模型鍛造：利用模具使毛坯變形獲得鍛件的鍛造方法優(yōu)點(diǎn)：可生產(chǎn)形狀較為復(fù)雜的鍛件、鍛件的形狀和尺寸精確、材料利用率高、生產(chǎn)效率高 模鍛模騰按其功

25、能的不同，可分為：制坯模膛、模鍛模膛、切斷模膛二、沖壓成形沖壓：通過(guò)模具和沖壓設(shè)備，使板材產(chǎn)牛塑性變形，獲得具有-淀形狀、尺寸和性能的沖壓 件的加工方法。沖壓成形山分離工序和成形工序組成；分離工序包括：剪切、沖裁、修邊等；成形工序包括：彎曲、拉深、脹形、翻邊等。沖裁是利用模貝使材料分離的一種沖壓加工，主要指落料和沖孔工序。第四章鋼的熱處理原理鋼的熱處理是改善鋼的性能的主要途徑z4.1概述一、熱處理概述 熱處理：是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要性能的一 種工藝.熱處理的作用：1消除前道工序產(chǎn)生的某些缺陷，改善鋼材的工藝性能，確保示續(xù)加工的順利進(jìn)行 預(yù) 備熱處理2提

26、高使用性能，充分發(fā)揮材料的潛力最終熱處理熱處理原理：描述熱處理時(shí)鋼中組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律稱熱處理原理。熱處理丄藝：根據(jù)熱處理原理制定的溫度、時(shí)間、介質(zhì)等參數(shù)稱熱處理工藝。熱處理原理內(nèi)容：(1) 鋼的加熱轉(zhuǎn)變(2)鋼的冷卻轉(zhuǎn)變珠光體轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變(3)淬 火鋼的回火轉(zhuǎn)變二、鋼的臨界溫度鐵碳相圖中psk、gs、es線分別用a1、a3、acm表示.4.2鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變一、共析鋼奧氏體的形成過(guò)程轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：由成分相差很大，品格不同的兩相，變成另一種品格的單相固溶體。轉(zhuǎn)變過(guò)程中存在:鐵品格改組：bcc->fccfc、fc、c原子擴(kuò)散1. 奧氏體形核形核特點(diǎn)：奧氏體品核優(yōu)先在f/ fe3 c

27、的界面上形成原因：形核需要三個(gè)條件：結(jié)構(gòu)起伏、能量起伏、濃度起伏2、奧氏體晶核長(zhǎng)大新和的長(zhǎng)大速度與擴(kuò)散系數(shù)和界血附近母相中濃度梯度成正比，而與兩相在界血上的平衡濃 度之差成反比。長(zhǎng)人方式：奧氏體晶核同時(shí)向鐵素體和滲碳體兩邊長(zhǎng)大奧氏體向鐵素體方面的長(zhǎng)大快于向滲碳體方面的長(zhǎng)大長(zhǎng)大機(jī)制：相界擴(kuò)散移動(dòng)長(zhǎng)大后的結(jié)果：鐵素體消失(長(zhǎng)大過(guò)程完成的標(biāo)志)尚冇殘余滲碳體奧氏體的平均碳濃度低于共析成分3、殘余滲碳體溶解鐵素體消失以后，隨著保溫時(shí)間延長(zhǎng)或繼續(xù)升溫，剩余在奧氏體中的滲碳體通過(guò)碳原子擴(kuò) 散，不斷溶入奧氏體屮，使奧氏體的碳濃度逐漸趨于共析成分。4、奧氏體成分均勻化當(dāng)剩余滲碳體全部溶解時(shí)，奧氏體屮的碳濃度仍

28、是不均勻的。原來(lái)是滲碳體的區(qū)域碳濃度 較高，繼續(xù)延長(zhǎng)保溫吋間或繼續(xù)升溫，通過(guò)碳原子的擴(kuò)散，奧氏體濃度逐漸趨于均勻化。最 后得到均勻的單相奧氏體。二、影響奧氏體形成速度的因素奧氏體形成速度：在一定溫度下奧氏體的形成最和時(shí)間的關(guān)系。奧氏體等溫形成圖（tta）奧氏體等溫形成圖（tta）1、加熱溫度和保溫時(shí)間規(guī)律：1加熱溫度必須高于ac1點(diǎn)，珠光體才能向奧氏體轉(zhuǎn)變。2轉(zhuǎn)變需要一定的孕育期，并且轉(zhuǎn)變溫度越高，孕育期越短。3轉(zhuǎn)變溫度越高，轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間越短，奧氏體的形成速度越快。原因：1溫度越高，過(guò)熱度越人，奧氏體與珠光體的自由能爰越人，珠光體越不穩(wěn)定，形成奧 氏體的驅(qū)動(dòng)力越大；2溫度越高，原子擴(kuò)散越快，

29、因而碳的重新分布鐵的品格重構(gòu)越快，所以，使奧氏體 的形核、長(zhǎng)大、殘余fe3c的溶解及奧氏體的均勻化都進(jìn)行得越快。2、加熱速度加熱速度規(guī)律：1加熱速度越快，珠光體的過(guò)熱度越人，轉(zhuǎn)變的開始溫度ac1越高，轉(zhuǎn)變終了溫度也越 高。2轉(zhuǎn)變過(guò)程是在一個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)完成的。3加熱速度越快，轉(zhuǎn)變的孕育期越短，轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間也越短?？焖偌訜帷⒍虝r(shí)保溫一方面，可以縮短生產(chǎn)周期，降低成本；另一方血，加熱速度快，可細(xì)化奧氏體晶粒，提高材料的機(jī)械性能高。但快速加熱要嚴(yán)格加以控制，否則會(huì)引起過(guò)熱等缺陷。2、原始組織影響規(guī)律：原始組織越彌散，奧氏體化速度越快。原因：奧氏體的晶核是在鐵素體和滲碳體的相界面上形成所以，對(duì)于同一成

30、分的鋼，其 原始紐織越分散，形成奧氏體晶核的“基地”越多，轉(zhuǎn)變也就越快。奧氏體化規(guī)律：最快：淬火狀態(tài)的鋼、其次：正火狀態(tài)的鋼、最慢：球化退火狀態(tài)的鋼 淬火狀態(tài)的鋼：微細(xì)粒狀的珠光體正火狀態(tài)：細(xì)片狀珠光體球化退火狀態(tài)：粒狀珠光體3、化學(xué)成分含碳量的影響影響規(guī)律：鋼屮含碳量越高，奧氏體的形成速度越快。合金元素的影響合金元索從以卜-兒個(gè)方面影響奧氏體的形成速度：（1）合金元素影響了碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度（2）合金元索會(huì)改變鋼的臨界溫度（3）合金元素在珠光體中的分布是不均勻的三、奧氏體的晶粒大小及其影響因素1、晶粒大小的表示方法1晶粒尺寸直接測(cè)最晶粒截面的平均直徑 用單位面積或單位體積內(nèi)所包含的品粒數(shù)

31、目。2晶粒度級(jí)別n與標(biāo)準(zhǔn)金相圖片和比綾，評(píng)定晶粒人小的級(jí)別。晶粒度級(jí)別n與晶粒人小n之間的關(guān)系：n=2ni2、奧氏體的品粒度起始品粒度：奧氏體轉(zhuǎn)變剛剛完成，其晶粒邊界剛剛相互接觸時(shí)的奧氏體晶粒大小稱為奧氏體的 起始晶粒度。實(shí)際晶粒度：鋼在某一具體的熱處理或熱加工條件下獲得的奧氏體的實(shí)際品粒的大小稱為奧氏 體的實(shí)際晶粒度。本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法yb27-64）在930土 10°c保溫38h后測(cè)定的奧氏體晶粒大小 稱為本質(zhì)晶粒度。本質(zhì)品粒度就是反映鋼材加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的一個(gè)指標(biāo)。鋼的本質(zhì)品粒度決定于鋼的化學(xué)成分和冶煉條件。3、彫響奧氏體晶粒度的因素加熱溫度和保溫吋間、加熱速

32、度、鋼的化學(xué)成分、原始組織為了控制奧氏體晶粒氏大，可以采取合理選擇加熱溫度，保溫時(shí)間，加熱速度，合理選擇 鋼的原始組織以及加入一定最的合金元素等措施4.3鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變一、概述1、熱處理的兩種冷卻方式（1）等溫處理將鋼迅速冷卻到臨界點(diǎn)以下的給定溫度，進(jìn)行保溫，使其在該溫度下恒溫轉(zhuǎn)變。（2）連續(xù)冷卻將鋼以某種速度連續(xù)冷卻，使其在臨界點(diǎn)以卜-變溫連續(xù)轉(zhuǎn)變。2、冷卻條件對(duì)鋼性能的影響冷卻速度不同f過(guò)冷度不同f轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織不同性能不同3、研究過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變規(guī)律的方法過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖：表示在不同冷卻條件下過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程的起止時(shí)間和各種組織轉(zhuǎn)變所處的溫度 范圍的一種圖形。1奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線（ttt

33、圖）在不同過(guò)冷度下等溫測(cè)定奧氏體的轉(zhuǎn)變過(guò)程，繪制ttt圖。2奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（cct圖）在不同冷速的連續(xù)冷卻過(guò)程中測(cè)定奧氏體的轉(zhuǎn)變過(guò)程，繪制cct圖。二、共析鋼過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線1、共析鋼c曲線的建立測(cè)線需確定五條線al、ms、mf、轉(zhuǎn)變開始線、轉(zhuǎn)變終了線c 曲線測(cè)定依據(jù)：利用過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)或物理性質(zhì)的變化來(lái)測(cè)定的。2、c曲線分析(1) 孕育期和“鼻子”過(guò)冷奧氏體在不同溫度等溫轉(zhuǎn)變吋，都要經(jīng)歷一段孕育期。孕育期的長(zhǎng)短隨過(guò)冷度而變化，轉(zhuǎn)變開始線：“長(zhǎng)一短一長(zhǎng)轉(zhuǎn)變終了線：“慢一快一慢”“鼻子3 550°c孕育期的長(zhǎng)短反映出過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性的大小(2) 過(guò)冷奧氏體穩(wěn)

34、定性同時(shí)由兩個(gè)因素所決定：a. 新舊兩和自由能差4gb. 原子的擴(kuò)散系數(shù)dag和d的增大都使奧氏體穩(wěn)定性降低，轉(zhuǎn)變加快。但ag和d隨過(guò)冷度的變化恰好相反。過(guò)冷奧氏體在不同溫度區(qū)間町發(fā)牛三種不同的轉(zhuǎn)變：a1550°c：珠光體區(qū)550°cms：貝氏體區(qū)msmf：馬氏體區(qū)3、影響過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的因素1奧氏體碳濃度的影響2合金元素的影響3奧氏體狀態(tài)的影響4應(yīng)力和幫性變形的影響三、過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線及其應(yīng)用1、連續(xù)冷卻c曲線的建立2、連續(xù)冷卻線的分析共析鋼：珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變開始線、轉(zhuǎn)變終了線、轉(zhuǎn)變中止線馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)馬氏體開始轉(zhuǎn)變的溫度上限ms、冷速下線v2vvvc，(33

35、.3°c/s)轉(zhuǎn)變:y->p；組織：100%pvc，<v< vc:轉(zhuǎn)變：y->p、y->m； 組織：p+m+awcv>vc (138.8°c/s)轉(zhuǎn)變：ym；組織：m+a1 :上臨界冷速vc：淬火臨界冷速保證奧氏體在連續(xù)冷卻過(guò)程中不發(fā)牛分解而全部過(guò)冷到馬氏體區(qū)的最小冷速。 下臨界冷速vcj保證奧氏體在連續(xù)冷卻過(guò)程屮全部分解而不發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的最人冷速。亞共析鋼：鐵索體析出區(qū)、貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)、ms線右端f斜過(guò)共析鋼：存在先共析滲碳體析出區(qū)、無(wú)貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)、ms線右端升高3、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變與等溫轉(zhuǎn)變的關(guān)系聯(lián)系：連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)程實(shí)質(zhì)上是由無(wú)數(shù)個(gè)微小

36、等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程組成的。在連續(xù)冷卻過(guò)程中只能出現(xiàn)已有的等溫轉(zhuǎn)變，不會(huì)出現(xiàn)任何新的轉(zhuǎn)變。 每種轉(zhuǎn)變只能出現(xiàn)在自己的溫度區(qū)內(nèi)。共析鋼、過(guò)共析鋼：無(wú)貝氏體轉(zhuǎn)變?cè)颍簥W氏體的碳濃度高，使貝氏體轉(zhuǎn)變的孕育期大大延長(zhǎng)，因而在連續(xù)冷卻過(guò)程中，在貝 氏體內(nèi)達(dá)不到孕育期要求，所以不出現(xiàn)貝氏體轉(zhuǎn)變。區(qū)別：共析鋼和過(guò)共析鋼的cct曲線無(wú)貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有差別：連續(xù)冷卻得到混合組織、等溫轉(zhuǎn)變得到均勻組織cct曲線位于ttt曲線的右下方4、過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖的應(yīng)用（1）確定淬火臨界冷卻速度vc（2）分析轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能（3）制訂熱處理工藝規(guī)程五、珠光體轉(zhuǎn)變1、片狀珠光體的形成、組織和性能片狀珠光體的形成條件：在較高奧氏體化

37、溫度下形成均勻奧氏體均勻奧氏體在a1550°c之間等溫時(shí)，可形成片狀珠光體片狀珠光體的組織和性能：按照片層間距so的大小，將珠光體分為：珠光體 p： 0.61.0 umal 65（tc索氏體 s： 0.250.3 um 650600°c屈氏體t： 005 um 600550°c2、粒狀珠光體的形成、組織和性能（1）粒狀珠光體的形成形成途徑：（1）由過(guò)冷奧氏體直接分解而成（2）由片狀珠光體球化而成（球化退火）（3）由 淬火組織回火而成關(guān)鍵：在于奧氏體化的狀態(tài)，必須使奧氏體的碳濃度不均勻，而且保留人量未溶的滲碳體顆 粒。球化退火的加熱工藝非常重耍（2）粒狀珠光體的組織

38、和性能滲碳體顆粒人小與奧氏體轉(zhuǎn)變溫度有關(guān)，轉(zhuǎn)變溫度越低，滲碳體的顆粒越細(xì)。粒狀珠光體的性能與滲碳體顆粒粗細(xì)有關(guān)。滲碳體顆粒越細(xì)，相界面越多，則鋼的硬度與強(qiáng)度越高。應(yīng)用：重要的機(jī)器零件：碳化物呈顆粒狀的回火索氏體組織工具鋼：機(jī)加工前、淬火熱處理前珠光體的形成規(guī)律、組織和性能特點(diǎn)：“過(guò)冷度片層間距（顆粒人?。┬阅?quot;3、先共析轉(zhuǎn)變（1）發(fā)生先共析轉(zhuǎn)變的條件（2）先共析相的形態(tài)六、馬氏體轉(zhuǎn)變：馬氏體轉(zhuǎn)變：鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻，在較低溫度下發(fā)牛的無(wú)擴(kuò)散型相變稱為馬氏體轉(zhuǎn)變。1、馬氏體的形成條件形成條件：1冷卻速度大于臨界冷卻速度2深過(guò)冷到ms點(diǎn)以下馬氏體轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)力：新舊兩相的自山能差agv

39、馬氏體轉(zhuǎn)變的阻力：界而能ags、彈性應(yīng)變能agdms點(diǎn)的物理意義：奧氏體和馬氏體的兩和自由能之差，達(dá)到札i變所需的最小驅(qū)動(dòng)力時(shí)的 溫度。即開始發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度。2、馬氏體的品體結(jié)構(gòu)、組織和性能馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)：馬氏體使碳在afe中過(guò)飽和的間隙固溶體。馬氏體的組織形態(tài)：（1）條狀馬氏體（2）片狀馬氏體（3）影響馬氏體形態(tài)的因素鋼中馬氏體的形態(tài)主要取決于：馬氏體的形成溫度t過(guò)冷奧氏體中碳和合金元素含量馬氏體的性能：（1）馬氏體的強(qiáng)度和硬度強(qiáng)度和碩度特點(diǎn)：高強(qiáng)度、高碩度造成馬氏體強(qiáng)化的原因：i司溶強(qiáng)化、相變強(qiáng)化、時(shí)效強(qiáng)化、和界面強(qiáng)化（2）馬氏體的塑性和韌性塑性和韌性特點(diǎn)：片狀馬氏體：塑性低、脆性

40、大條狀馬氏體：塑性高、韌性好原因：“亞結(jié)構(gòu)”片狀馬氏體：攣晶亞結(jié)構(gòu)、碳濃度高、淬火應(yīng)力人、高密度顯微裂紋條狀馬氏體：位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)、碳濃度低、口回火、淬火應(yīng)力小、無(wú)顯微裂紋（3）馬氏體的物理性能馬氏體具有最人的比容、馬氏體具有鐵磁性片狀馬氏體：硬而脆條狀馬氏體：強(qiáng)而韌3、馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)：無(wú)擴(kuò)散性、切變共格性、具冇一定的晶體學(xué)位向關(guān)系和慣習(xí)面、轉(zhuǎn) 變是在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的、轉(zhuǎn)變的可逆性4、奧氏體的穩(wěn)定化奧氏體的穩(wěn)定性：指奧氏體在外界因索作用下，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了某種變化，而使奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變溫度降低和殘余奧氏體最增加的轉(zhuǎn)變遲滯現(xiàn)象。熱穩(wěn)定化指鋼在淬火冷卻過(guò)程中由于冷卻緩慢或中途停簾而引起奧氏體

41、向馬氏體轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)遲 滯的現(xiàn)象。機(jī)械穩(wěn)定化奧氏體在淬火過(guò)程屮受到較人贈(zèng)性變形或考受到壓應(yīng)力而造成的穩(wěn)定化現(xiàn)象。七、貝氏體轉(zhuǎn)變1、貝氏體的組織形態(tài):上貝氏體、下貝氏體、粒狀貝氏體2、貝氏體的力學(xué)性能上貝氏體：強(qiáng)度低、韌性差下貝氏體：強(qiáng)度高、韌性高粒狀貝氏體：強(qiáng)度適屮、韌性好3、貝氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)貝氏體轉(zhuǎn)變：y * as.s+碳化物fee bee（轉(zhuǎn)變時(shí)必須進(jìn)行碳的重新分配和鐵的晶格重建）轉(zhuǎn)變溫度：550°cms碳可擴(kuò)散、碳可擴(kuò)散、鐵和合金元索不能擴(kuò)散鐵的晶格重建是以馬氏體型的切變機(jī)理進(jìn)行的貝氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)：具有高溫?cái)U(kuò)散型轉(zhuǎn)變和低溫?zé)o擴(kuò)散轉(zhuǎn)變綜合的特點(diǎn)（1）貝氏體轉(zhuǎn)變是一個(gè)形核與長(zhǎng)大過(guò)程（2

42、）貝氏體中鐵索體的是形成按馬氏體轉(zhuǎn)變機(jī)制進(jìn)行（3）貝氏體中碳化物的分布與形成溫度有關(guān)4、魏氏組織的形成（1）魏氏組織的形態(tài)及性能：特征：先共析鐵素體或滲碳體沿著奧氏體的一定晶面呈件狀析出，由晶界插入晶粒內(nèi)部，基 體為珠光體。（2）魏氏組織的形成條件（3）魏氏組織的形成機(jī)理魏氏組織是在比較人的過(guò)冷度下形成的。鐵素體魏氏纟r織是以切變機(jī)理形成的，與貝氏體轉(zhuǎn)變一樣，在試樣表而上也會(huì)出現(xiàn)浮凸。6.4鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變回火：將淬火鋼加熱到臨界點(diǎn)acl以下某一溫度，保溫后以適當(dāng)方式冷至室溫的一種熱處理 工藝。它是淬火后不可缺少的熱處理工藝。原因：1. 淬火鋼具有高的硬度和人的淬火應(yīng)力，除低碳鋼外，一般都很脆

43、。因此，淬火鋼實(shí)際上無(wú)法直接使用，必須進(jìn)行回火。2. 淬火鋼的紐織是：馬氏體+殘余奧氏休。m、殘余奧氏體在室溫下都處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，它們都有向鐵素體和滲碳體穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn) 化的趨勢(shì)。該轉(zhuǎn)化需要一定的溫度和時(shí)間條件。冋火的目的：減少或消除淬火工件的內(nèi)應(yīng)力，防止變形或開裂；降低脆性，提高鋼的塑性和韌性；穩(wěn)定鋼的組織和尺寸;獲得所需的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性的配合，以滿足不同的工件性能要求。一、淬火鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變1、馬氏體中碳原子的偏聚（20100°c）2、馬氏體分解（100250°c）3、殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變（250300°c ）4、碳化物的轉(zhuǎn)變（250400°c ）

44、5、滲碳體的聚集長(zhǎng)大和（x相的再結(jié)品（400°c以上）二、淬火鋼在回火時(shí)力學(xué)性能的變化1、硬度：在200°c以下冋火時(shí)硬度降低很少；200°c以上冋火時(shí)硬度顯著降低；而且溫度 越高，回火碩度越低。2、隨著冋火溫度的升高，鋼的強(qiáng)度指標(biāo)不斷下降，而塑性指標(biāo)則不斷上升，在400°c以上 回火時(shí)提高得最顯著。3、在350°c左右回火時(shí)，鋼的彈性極限達(dá)到極人值。4、在500600°c回火時(shí)，塑性達(dá)到較高的數(shù)值，并且保留相當(dāng)高的強(qiáng)度。（中碳鋼）三、回火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物1、回火馬氏體它是200°c以下的回火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。它是在馬氏體基體屮分布著人量微

45、細(xì)的。碳化物，二者保持共格關(guān)系。2、回火屈氏體是在350450°c范圍內(nèi)的回火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。它是在a相基體屮彌散分布著微小粒狀或片狀碳化物，（x相已經(jīng)回復(fù)，其亞結(jié)構(gòu)不同于 馬氏體，但尚未再結(jié)品，故仍具有馬氏體的針狀特征。3、回火索氏體是500600°c范幗內(nèi)的回火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。它是在（z相基體小均勻分布著細(xì)粒狀的碳化物，a相己開始再結(jié)晶，故失去馬氏體的針 狀痕跡。4、回火珠光體650°cal左右的回火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。它是在鐵素體基體屮均勻分布著粗粒狀碳化物。冋火溫度不同，回火所得的組織不同，因而所表現(xiàn)出的力學(xué)性能不同。回火馬氏體：片狀回火馬氏體：鎖度高、強(qiáng)度高、但塑性、韌性差。

46、 板條回火馬氏體：高的強(qiáng)韌性。回火屈氏體：丿用服強(qiáng)度髙、韌性好，因此彈性高?；鼗鹚魇象w：良好的綜合力學(xué)性能。i叫火珠光體：強(qiáng)度低、鴉性好，具有良好的加工工藝性能。四、回火脆性：回火脆性：有些鋼在某一溫度范圍內(nèi)冋火時(shí)，其沖擊韌性比在較低溫度冋火時(shí)還顯著下降，這種脆化現(xiàn) 象稱為回火脆性。1、低溫回火脆性形成溫度：250400°c材料：幾乎所有的鋼種形成原因：由于碳化物z-fe5c2和0fe3c沿著馬氏體條或片的界面呈薄片狀析出，形成 脆性薄殼，割裂了馬氏體基體，因而脆性大增。防止方法：避免在脆化溫度范圍內(nèi)回火。2、高溫回火脆性形成條件：450650°c材 料：合金結(jié)構(gòu)鋼形成原因

47、：山于p、as、sb、sn等微量雜質(zhì)元素在品界上偏聚和析出，降低了品界斷裂強(qiáng)度。 鋼中含有mn、cr、ni等合金元素時(shí)，對(duì)促進(jìn)磷等元素在晶界上的偏聚，因而更易 出現(xiàn)這種回火脆性。防止措施：（1） 高溫回火后快速冷卻；（2）降低鋼中雜質(zhì)元素含量；（3）在鋼中加入合金元素 （mo、w） （4）采用亞臨界淬火工藝第五章鋼的熱處理工藝鋼的熱處理工藝：根據(jù)鋼在加熱和冷卻過(guò)程小的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，制定鋼在熱處理時(shí)的具體加熱、保溫和冷卻 的工藝參數(shù)。工藝參數(shù)：加熱：溫度保溫：時(shí)間冷卻：冷卻介質(zhì)、冷卻方法普通熱處理：退火、止火、淬火、回火表面熱處理：化學(xué)熱處理、表面淬火特殊熱處理：形變熱處理、磁場(chǎng)熱處理根據(jù)熱處理

48、在零件牛產(chǎn)工藝流程中的位置和作用：預(yù)備熱處理：為隨后的加工（冷拔、沖壓、切削）或進(jìn)一步熱處理作準(zhǔn)備的熱處理。最終熱處理：賦予丄件所要求的使用性能的熱處理。5.1、鋼的退火和正火一、退火和正火的目的退火：把鋼加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理 工藝。正火：將鋼加熱到ac3或accm以上適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，使z完全奧氏體化，然后在 空氣小冷卻，從而得到珠光體型組織的熱處理工藝。中冷卻，從而得到珠光體型組織的熱 處理工藝。目的：四化"“軟化：降低硬度（170250 hb）適應(yīng)切削加工冷沖壓要求均勻化：消除偏析使成分和組織均勻一致穩(wěn)定化：消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)

49、定組織，保證零件的形狀和尺寸細(xì)化：細(xì)化品粒，提高機(jī)械性能二、退火工藝及應(yīng)用重結(jié)晶退火（acl以上）：擴(kuò)散退火、完全退火、不完全退火、球化退火低溫退火（acl以下）： 再結(jié)品退火、去應(yīng)力退火1、完全退火工藝過(guò)程和特點(diǎn)：將鋼加熱到ac3溫度以上，保溫足夠的時(shí)間，使組織完全奧氏體化后緩慢冷卻，以獲得 接近平衡組織的熱處理工藝。目的：細(xì)化晶粒，消除熱加工紐織缺陷、改善性能；降低硬度，改善加工性能；消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸2、等溫退火完全退火存在的不足：（1）很難準(zhǔn)確控制退火組織的鎖度（2）工件的內(nèi)外組織和性能 不均勻（3）冷卻時(shí)間長(zhǎng)，牛產(chǎn)率低3、不完全退火亞共析鋼加熱到:aclac3過(guò)共析鋼加熱到：acl

50、accm保溫后緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。應(yīng)用：過(guò)共析鋼獲得球狀珠光體組織。4、球化退火球化退火是使鋼屮碳化物球化，獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝。應(yīng)用范圍：共析鋼、過(guò)共析鋼和合金工具鋼目的：降低硬度，改善切削加工性能；獲得均勻的組織，改善熱處理工藝性能，為以后的淬 火作組織準(zhǔn)備。5、擴(kuò)散退火目的：消除枝晶偏析、使成分均勻化實(shí)質(zhì)：使鋼中各元索的原子在奧氏體中進(jìn)行充分?jǐn)U散應(yīng)用范圍：主要用于枝晶偏析嚴(yán)重的優(yōu)質(zhì)合金鋼鑄件6、去應(yīng)力退火目的：消除殘余應(yīng)力，提高工件的尺寸穩(wěn)定性，防止變形和開裂。應(yīng)用范圍：用于鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件和切削加工件等。一般是在精加工或淬火之 前進(jìn)行三、正火

51、工藝及應(yīng)用1、工藝過(guò)程和特點(diǎn)：將鋼加熱到ac3或accm以上適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，使之完全 奧氏體化，然后在空氣中冷卻，從而得到珠光體型組織的熱處理工藝。2、正火與完全退火相比：兩者加熱溫度和同、轉(zhuǎn)變的過(guò)冷度不同、正火鋼的強(qiáng)度、硬度和韌 性都較退火鋼高。3、正火的實(shí)質(zhì)：完全奧氏體化+偽共析轉(zhuǎn)變4、適用范圍：碳素鋼及低、中碳合金鋼正火不適用于高合金鋼原因：高合金鋼的奧氏體非常穩(wěn)定，即使在空氣屮冷卻也會(huì)獲得馬 氏體組織。原因：高合金鋼的奧氏體非常穩(wěn)定，即使在空氣中冷卻也會(huì)獲得馬氏體組織。應(yīng)用：（1）改善低碳鋼的切削加工性能（2）消除中碳鋼熱加工缺陷（3）消除過(guò)共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，便于球化退火（4）提高普通結(jié)構(gòu)零件的機(jī)械性能四、退火和正火的選