金屬工藝學(xué)可見整理

1、強(qiáng)度 材料在外力作用，抵抗塑性變形和斷裂的 能力。工程上常用的金屬材料的強(qiáng)度指標(biāo) 有屈服強(qiáng)度(s)和抗拉強(qiáng)度(b)等； 沖擊韌度 金屬材料抵抗沖擊載荷的作用而不破壞的能力。常用的指標(biāo)有沖擊韌度(Ak)。疲勞強(qiáng)度 金屬材料抵抗交變載荷的作用而不 破壞的能力。常用的指標(biāo)有疲勞強(qiáng)度(-1) 零件發(fā)生疲勞破壞是沒有預(yù)兆而突然斷裂，此時(shí)發(fā)生疲勞破壞的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度，甚至比屈服強(qiáng)度還小，非常危險(xiǎn)。塑性 材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的性能。 表示材料的塑性指標(biāo)是：伸長(zhǎng)率和斷面收縮率；對(duì)于塑性差的材料，用0.2來代替s； 1）使材料具有良好的成形性； 2）受到外力變形時(shí)，有強(qiáng)化作用。硬度 材料抵

2、抗更硬的物體壓入其內(nèi)的能力。最常用的硬度指標(biāo)有：布氏硬度（HB)和 洛氏硬度 (HRA-C)。布氏硬度和洛氏硬 度試驗(yàn)原理和使用范圍均不相同；三種常見的金屬的晶格類型： 體心立方 面心立方 密排六方原子團(tuán)形核晶核長(zhǎng)大 小晶粒晶粒（外形不規(guī)則的小晶體）ü 細(xì)化晶粒的方法增加冷卻速度，增大過冷度；增加外來晶核;采用機(jī)械、超聲波振動(dòng)、電磁攪拌等；晶粒粗細(xì)對(duì)材料力學(xué)性能的影響 晶粒越細(xì)，強(qiáng)度越高，塑性和韌性也越好。金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的慨念 金屬在固態(tài)下，隨著溫度的改變其晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的現(xiàn)象。 金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的意義 可以用熱處理的方法即可通過加熱、保溫、冷卻來改變材料的組織，從而達(dá)到改善

3、材料性 能的目的。1538cº1394ºc912ºc室溫-Fe -Fe- Fe體心立方面心立方體心立方合金：由兩種或兩種以上的元素通過熔煉后 所獲得的新的物質(zhì)仍然具有金屬特性。組元：組成合金的基本元素。相： 凡是成分相同、結(jié)構(gòu)相同并與其他部 分有界面分開的均勻組成部分。例如：?jiǎn)我坏囊?單一的固相； 液相、固相兩相共存；固溶體： 由兩種組元相互溶解后所組成的新的物質(zhì)仍然保持其中某一組元的晶體結(jié)構(gòu)。置換固溶體：A組元的原子取代了B組元的原子。 當(dāng)A、 B兩個(gè)組元的原子直徑相差不大時(shí)，兩個(gè)組元可以以任何比例溶解，形成無限固溶體，反之則為有限固溶體。間隙固溶體：A組元溶入

4、B組元的的間隙中。只能形成有限固溶體。 例如：C溶入-Fe或-Fe 所形成的鐵素體、奧氏體。Ø 鐵素體：碳溶解在Fe中的間隙固溶( F）。塑性 （=45-50%）、韌性好，強(qiáng)度、硬度低。Ø 奧氏體：碳溶解在 Fe中的間隙固溶體（A）。塑 性好。Ø 滲碳體：鐵與碳形成的金屬化合物（Fe3C）。硬度很 高（HBW=800），塑性、韌性幾乎為零。Ø 珠光體：是奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的鐵素體 與滲碳體的共析體（P）。Ø 萊氏體：是液態(tài)鐵碳合金發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變所形成的奧氏 體與滲碳體的共晶體（Ld）。硬度高，塑性 差。共晶反應(yīng)： 一定成分的液相在一定的溫度

5、下同時(shí)結(jié)晶出兩種成分和結(jié)構(gòu)均不相同的固相的反應(yīng)。共析反應(yīng)：一定成分的固相在一定的溫度下同時(shí)析出兩種成分和結(jié)構(gòu)均不相同的 新的固相的反應(yīng)。相圖中主要線的含義Ø ACD線液相線 是不同成分鐵碳合金開始結(jié)晶的溫度線。Ø AECF線固相線 各種成分的合金均處在固體狀態(tài)。結(jié)晶溫度終止線。Ø ECF水平線共晶線 含碳量為4.3%的液態(tài)合金冷卻到此線時(shí)，在1148 由液態(tài)合金同時(shí)結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的機(jī)械混合物，此反應(yīng)稱為共晶反應(yīng)。Ø PSK水平線共析線（A1線） 含碳量為0.77%的奧氏體冷卻到此線時(shí)，在727 同時(shí)析出鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，此反應(yīng)稱為共析反應(yīng)

6、。Ø GS線（A3線） 是冷卻時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始線。Ø ES線稱Acm線 是碳在奧氏體中的溶解度線，實(shí)際上是冷卻時(shí)由奧氏體中析出二次滲碳體的開始線。典型合金結(jié)晶過程分析熱處理普通熱處理表面熱處理 退火正火淬火回火表面淬火化學(xué)熱處理滲碳滲氮碳氮共滲加熱保溫冷卻臨界溫度熱處理工藝曲線T其它熱處理形變真空激光1 .7 鋼的熱處理 典型合金結(jié)晶過程分析鐵碳合金含碳量為2.11%¡ª6.69%的鐵碳合金。共晶生鐵： 含碳量為4.3%;亞共晶生鐵：含碳量在2.11%¡ª4.3%之間；過共晶生鐵：含碳量在4.3%¡ª6.

7、69%之間；含碳量小于0.02%的鐵碳合金。工業(yè)純鐵鋼生鐵 含碳量為0.02%2.11%的鐵碳合金。根據(jù)金相 組織的不同，可分為三種。共析鋼： 含碳量為0.77%;亞共析鋼：含碳量在0.02%0.77%之間；過共析鋼：含碳量在0.77%2.11%之間；退火： 將鋼加熱、保溫，然后隨爐冷卻或埋入灰中緩慢冷卻。目的：Ø 降低硬度，便于機(jī)加工。Ø 細(xì)化晶粒，提高塑性和韌性。Ø 消除應(yīng)力。應(yīng)用：鑄件、鍛件、焊接及其它毛坯的熱處理。鋼碳素鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼（0.38%C)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 (0.2-0.7%C用途廣)碳素工具鋼 (T8等)合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊性能鋼不銹鋼耐

8、熱鋼 耐磨鋼其它量具鋼模具鋼刃具鋼軸承鋼彈簧鋼調(diào)質(zhì)鋼滲碳鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼（<1.5%C) 16Mn、20Cr9Cr2、CrWMn2Cr13、1Cr18Ni91.6 工業(yè)用鋼分類及選材1、完全退火：將亞共析鋼加熱到Ac3線以上3050，保溫后緩慢冷卻. 2、球化退火: 將過共析鋼加熱到Ac1線以上2030，保溫后緩慢冷卻. 3、低溫退火: 將鋼加熱到Ac1線以下，保溫后緩慢冷卻. 再結(jié)晶退火：消除沖壓件冷變形所產(chǎn)生的加工硬化（再結(jié)晶溫度以上150250），降低硬度，恢復(fù)塑性。正火 將鋼加熱到Ac3 線以上3050 （亞共析鋼）或Accm以上3050 （過共析鋼），保溫后在空氣中冷卻。得到的是

9、細(xì)珠光體組織（索氏體）。 應(yīng)用：（1）取代部分完全退火； （2）用于普通結(jié)構(gòu)件的最終熱處理； （3）用于過共析鋼，減少或消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化處理作準(zhǔn)備。 淬火和回火將鋼加熱到Ac3或Ac1 線以上3050 ，保溫后在淬火介質(zhì)中快速冷卻（Fe向aFe同素異晶轉(zhuǎn)變），以獲得馬氏體（M)組織（碳在a Fe中的嚴(yán)重過飽和固溶體）。馬氏體形成過程中將伴隨著體積膨脹，造成淬火內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)采取以下措施： （1）嚴(yán)格控制淬火加熱溫度 溫度低，硬度低；溫度高，晶粒粗大，應(yīng)力大，易 產(chǎn)生裂紋。 （2）合理選擇淬火介質(zhì) 淬透性好，選油淬。 （3）正確選擇淬火方法 采用水油雙介質(zhì)淬火法?；鼗穑?將鋼重新加熱到Ac

10、1 線以上某溫度，保溫后冷卻的熱處理工藝。目的：主要是消除淬火內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的脆性，防止產(chǎn)生裂紋?；鼗鹑N形式： （1）低溫回火（150250），目的是降低淬火鋼的內(nèi)應(yīng)力和脆性，并保持高硬度（5664HRC)和耐磨性。如模具、刃具等。 （2）中溫回火（350500），目的是使鋼獲得高彈性，并保持較高硬度（3550HRC)和一定的韌性。如彈簧、鍛模等。 （3）高溫回火調(diào)質(zhì)處理（500650），硬度2035HRC，強(qiáng)度及韌性等綜合性能較好。如連桿、曲軸、齒輪等。合金流動(dòng)性對(duì)充型能力的影響合金流動(dòng)性的決定因數(shù) 合金的種類: 合金不同流動(dòng)性不同 化學(xué)成分：同種合金中成分不同的合金具有不同的結(jié)晶特點(diǎn)，流

11、動(dòng)性也不同。 結(jié)晶特性: 恒溫下結(jié)晶，流動(dòng)性較好；兩相區(qū)內(nèi)結(jié)晶，流動(dòng)性較差澆注條件對(duì)充型能力的影響縮松的形成原因: 鑄件最后凝固的收縮未能得到補(bǔ)足，或者結(jié)晶溫度范圍寬的合金呈糊狀凝固，凝固區(qū)域較寬，液、固兩相共存，樹枝晶發(fā)達(dá)，枝晶骨 架將合金液分割開的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。澆注條件澆注溫度充型壓力澆注系統(tǒng)澆注溫度越高，液態(tài)金屬的粘度越小，過熱度高，金屬液內(nèi)含熱 量多，保持液態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)，充型 能力強(qiáng)。液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力稱為充型壓力。充型壓力越大, 充型能力越強(qiáng)。澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則流動(dòng) 阻力越大，充型能力越差。消除縮孔和縮松的方法定向凝固原則是鑄件讓遠(yuǎn)離冒口的地方先凝固，靠近冒口的地方次凝固，最后才是冒口本身凝固。實(shí)現(xiàn)以厚補(bǔ)薄，將縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中去。原理合理布置內(nèi)澆道及確定澆鑄工藝。方法合理應(yīng)用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施。液態(tài)成形內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋內(nèi)應(yīng)力熱應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力變形裂紋鑄件在凝固和冷卻的過程中，由于鑄件的壁厚不均勻，導(dǎo)致不同部位