機(jī)械工程材料知識(shí)點(diǎn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)械工程材料知識(shí)點(diǎn)第一章 金屬材料的力學(xué)性能及其測定金屬材料的力學(xué)性能是指材料在外加載荷作用下所表現(xiàn)出來的性能。任何機(jī)械零件或工具，在使用過程中，往往要受到各種形式外力的作用。如起重機(jī)上的鋼索，受到懸吊物拉力的作用；柴油機(jī)上的連桿，在傳遞動(dòng)力時(shí)，不僅受到拉力的作用，而且還受到?jīng)_擊力的作用；軸類零件要受到彎矩、扭力的作用等等。這就要求金屬材料必須具有一種承受機(jī)械載荷而不超過許可變形或不破壞的能力。這種能力就是材料的力學(xué)性能。載荷分為靜載荷（力的大小方向不變或變化很慢）和交變載荷（力的大小方向周期性變化）金屬表現(xiàn)來的諸如疲腦強(qiáng)度、強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性等特征就是用來衡量金

2、屬材料材料在外力作用下表現(xiàn)出力學(xué)性能的指標(biāo)。1.1 強(qiáng)度強(qiáng)度是指金屬材料在靜載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。強(qiáng)度指標(biāo)一般用單位面積所承受的載荷即力表示，符號(hào)為，單位為MPa。工程中常用的強(qiáng)度指標(biāo)有（1）彈性極限（公式：e=FeA0)、（2）屈服點(diǎn)（公式：s=FsA0對(duì)于高碳鋼、鑄鐵r0.2=Fr0.2A0）和（3）抗拉強(qiáng)度（公式：b=FbA0）。屈服強(qiáng)度是指金屬材料在外力作用下，產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng) 1.1 拉伸曲線圖 力，或開始出現(xiàn)塑性變形時(shí)的最低應(yīng)力值，用s表示。抗拉強(qiáng)度是指金屬材料在拉力的作用下，被拉斷前所能承受的最大應(yīng)力值，用b表示。對(duì)于大多數(shù)機(jī)械零件，工作時(shí)不允許產(chǎn)生塑性變形

3、，所以屈服強(qiáng)度是零件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的依據(jù)；對(duì)于因斷裂而失效的零件，而用抗拉強(qiáng)度作為其強(qiáng)度設(shè)計(jì)的依據(jù)。1.2 塑性塑性是指材料在斷裂前產(chǎn)生永久變形的能力。工程中常用的塑性指標(biāo)有斷后伸長率（公式：=l1-l0l0×100%）和斷面收縮率（公式：=A0-A1A0×100%。伸長率指試樣拉斷后的伸長量與原來長度之比的百分率，用符號(hào)表示。斷面收縮率指試樣拉斷后，斷面縮小的面積與原來截面積之比，用y表示。伸長率和斷面收縮率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。良好的塑性是金屬材料進(jìn)行壓力加工的必要條件，也是保證機(jī)械零件工作安全，不發(fā)生突然脆斷的必要條件。測量優(yōu)缺點(diǎn)：斷后伸長率：優(yōu)點(diǎn)測量

4、方法簡單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、計(jì)算簡單。缺點(diǎn)材料必須規(guī)格一致。斷面收縮率：不受規(guī)格限制。缺點(diǎn)測量和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。試件分類：長試件（Ld=10）、短試件（Ld=5）、長件（Ld12）、細(xì)長件（Ld20）晶體：結(jié)構(gòu)具有周期性和對(duì)稱性的固體，原子或分子排列規(guī)則。 晶格：用假想的直線將原子中心連接起來所形成的三維空間格架。 液態(tài)金屬在理論結(jié)晶溫度以下開始結(jié)晶的現(xiàn)象稱過冷。 理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度的差T稱過冷度 T= T0 T1 1.3硬度及其測量硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物體壓入的能力。硬度是材料的重要力學(xué)性能指標(biāo)。一般材料的硬度越高，其耐磨性越好。材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越大，硬度值也越高。布氏

5、硬度是用單位壓痕面積的力作為布氏硬度值的計(jì)量即試驗(yàn)力除以壓痕表面積，符號(hào)用HBS（用淬火鋼球壓頭測量范圍450HBS以下）或HBW（用硬質(zhì)合金壓頭測量范圍650以下）表示，即：洛氏硬度是用壓痕深度作為洛氏硬度值的計(jì)量即，符號(hào)用HR表示，其計(jì)算公式為： 專心-專注-專業(yè) 洛氏硬度值=K-h0.002淬火鋼球壓頭多用于測定退火件、有色金屬等較軟材料的硬度，壓入深度較深；金剛石壓頭多用于測定淬火鋼等較硬材料的硬度，壓入深度較淺。采用不同的壓頭與總試驗(yàn)力，組合成幾種不同的洛氏硬度標(biāo)尺。我國常用的是HRA、HRB、HRC三種，其中HRC應(yīng)用最廣。洛氏硬度無單位，須標(biāo)明硬度標(biāo)尺符號(hào)，在符號(hào)前面寫出硬度值，

6、如58HRC、76HRA。讀法，例如，45HRC表示用C標(biāo)尺測定的洛氏硬度值為45。布氏硬度實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：是測定的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng)，常用于測定退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。缺點(diǎn)：是對(duì)不同材料需要更換壓頭和改變載荷，且壓痕較大，壓痕直徑的測量也較麻煩，易損壞成品的表面，故不宜在成品上進(jìn)行試驗(yàn)。洛氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：是操作迅速、簡便，硬度值可從表盤上直接讀出；壓痕較小，可在工件表面試驗(yàn)；可測量較薄工件的硬度，因而廣泛用于熱處理質(zhì)量的檢驗(yàn)。缺點(diǎn)：是精確性較低，硬度值重復(fù)性差、分散度大，通常需要在材料的不同部位測試數(shù)次，取其平均值來代表材料的硬度。此外，用不同標(biāo)尺測

7、得的硬度值彼此之間沒有聯(lián)系，也不能直接進(jìn)行比較。維氏硬度也是以單位壓痕面積的力作為硬度值計(jì)量。試驗(yàn)力較小，壓頭是錐面夾角為136°的金剛石正四棱錐體，見圖所示。維氏硬度用符號(hào)HV表示。維氏硬度表示方法： 在符號(hào)HV前方標(biāo)出硬度值，在HV后面按試驗(yàn)力大小和試驗(yàn)力保持時(shí)間（1015s不標(biāo)出）的順序用數(shù)字表示試驗(yàn)條件。例如：640HV300。維氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：是可測軟、硬金屬，特別是極薄零件和滲碳層、滲氮層的硬度，其測得的數(shù)值較準(zhǔn)確，并且不存在布氏硬度試驗(yàn)?zāi)欠N載荷與壓頭直徑比例關(guān)系的約束。此外，維氏硬度也不存在洛氏硬度那樣不同標(biāo)尺的硬度無法統(tǒng)一的問題，而且比洛氏硬度能更好地測定薄

8、件或薄層的硬度。缺點(diǎn)：是硬度值的測定較為麻煩，工作效率不如洛氏硬度，因此不太適合成批生產(chǎn)的常規(guī)檢驗(yàn)。1.4沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度沖擊韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力。工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗(yàn)來測定材料抵抗沖擊載荷的能力，即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak，單位為焦耳（J）。Ak=G（H1-H2）。沖擊韌度ak（ak=Ak/A）疲勞強(qiáng)度：材料在循環(huán)應(yīng)力的作用下，在一處或幾處產(chǎn)生局部永久性積累損傷，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后或突然發(fā)生完全斷裂的過程稱為疲勞。疲勞強(qiáng)度用-1表示單位MPa第二章 鐵碳合金合金是由兩種或兩種以上金屬元素或金屬和非金屬組成的具有金屬特性的物質(zhì)合金中凡成分相同、結(jié)構(gòu)

9、相同、聚集態(tài)相同，并與其它部分有界面分開的均勻組成部分稱為相固溶強(qiáng)化：固溶體中晶格畸變較大，隨溶質(zhì)原子增加合金強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低。 以固溶體為基，彌散分布金屬間化合物，可提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，即第二相質(zhì)點(diǎn)強(qiáng) 化或稱彌散強(qiáng)化。晶內(nèi)偏析：溶質(zhì)原子在液相能夠充分?jǐn)U散，在固相內(nèi)來不及擴(kuò)散，以致固溶體內(nèi)先結(jié)晶的中心和后結(jié)晶的部分成分不同。 一個(gè)枝晶范圍內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象稱作枝晶偏析。冷速越大，枝晶偏析越嚴(yán)重。枝晶偏析會(huì)影響合金的力學(xué)、耐蝕、加工等性能。 2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶固態(tài)物質(zhì)按其原子排列規(guī)律的不同可分為晶體與非晶體兩大類。原子呈規(guī)則排列的物質(zhì)稱為晶體，晶體具有固定的熔點(diǎn)，呈現(xiàn)規(guī)

10、則的外形，并具有各向異性特征；原子呈不規(guī)則排列的物質(zhì)稱為非晶體，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)。一、晶體結(jié)構(gòu)的基本概念在金屬晶體中，原子是按一定的幾何規(guī)律作周期性規(guī)則排列。是金屬的同素異構(gòu)現(xiàn)象。1晶格這種抽象的、用于描述原子在晶體中規(guī)則排列方式的空間格子稱為晶格。晶體中的每個(gè)點(diǎn)叫做結(jié)點(diǎn)。2晶胞晶體中原子的排列具有周期性的特點(diǎn)，因此，通常只從晶格中選取一個(gè)能夠完全反映晶格特征的、最小的幾何單元來分析晶體中原子的排列規(guī)律，這個(gè)最小的幾何單元稱為晶胞。實(shí)際上整個(gè)晶格就是由許多大小、形狀和位向相同的晶胞在三維空間重復(fù)堆積排列而成的。二、常見金屬的晶格類型1體心立方晶格2面心立方晶格3密排六方晶格體心立方晶格的金

11、屬有鉻(Cr)、鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V)、鐵(-Fe)等。面心立方晶格的金屬有鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、鐵(-Fe)等。晶體缺陷按幾何形狀分為點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷，晶體缺陷對(duì)金屬的性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都有很大影響。通常，晶體缺陷產(chǎn)生晶格畸變，使金屬的強(qiáng)度、硬度有所提高。純金屬結(jié)晶三、凝固與結(jié)晶的基本概念：凝固：物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的過程。結(jié)晶：如果凝固的固態(tài)物質(zhì)是原子（或分子）作有規(guī)則排列的晶體，則這種凝固又稱為結(jié)晶。過程：首先形成晶核吸附周圍液體中的原子長大。與此同時(shí)在液體中又有新的晶核產(chǎn)生、長大，直到全部結(jié)晶成液態(tài)金屬。也是液體中原子有序排列向遠(yuǎn)程有序排

12、列的過程。過冷度是結(jié)晶的必要條件。過冷度：T = T 0 T1純金屬結(jié)晶是等溫結(jié)晶。四、金屬晶粒的大小及細(xì)化方法目的：以提高金屬的力學(xué)性能。方法：1.增加過冷度2.變質(zhì)處理3附加震動(dòng)純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變將導(dǎo)致金屬的體積發(fā)生變化，并產(chǎn)生較大的應(yīng)力。純鐵具有同素異晶轉(zhuǎn)變的特性，因此才有可能通過不同的熱處理來改變鋼鐵的組織和性能。2.2合金的晶體結(jié)構(gòu)與二元合金相圖合金的基本概念（1） 合金：金屬或非金屬通過熔煉或其他放法集合在一起具有金屬特性的材料。（2） 組元：組成合金的尊基本的獨(dú)立物質(zhì)稱為組元，簡稱元。（3） 合金系：組成物質(zhì)相同，但組元比例不同。（4） 相：在合金中成分、結(jié)構(gòu)的

13、組成部分成為相。（5） 組織：金屬材料的內(nèi)部微觀外貌。（6） 結(jié)構(gòu)：晶體中原之排列的幾何方式。合金的相結(jié)構(gòu)及合金的組織（1） 置換固溶體。溶質(zhì)原子替換部分溶劑原子占據(jù)溶劑晶格中一些節(jié)點(diǎn)位置所形成的固溶體。（2） 間隙固溶體原子融入溶劑間隙形成的。所有的金屬化合物都是脆硬相合金組織（1） 由單相固溶體晶粒組成（2） 由單相的金屬化合物晶粒組成（3） 由兩種固溶體的混合物組成（4） 由固溶體和金屬化合物組成。2.3 鐵碳合金的基本相鐵素體、奧氏體、滲碳體均為單項(xiàng)組織，稱為鐵碳合金的基本相。1.鐵素體（F或a）2.奧氏體（A或y）3.滲碳體（Fe3C）鐵素體+滲碳體=珠光體；奧氏體+滲碳體=萊氏體。

14、鐵碳合金相圖過共析鋼：0.77%<Wc2.11%，室溫平衡組織為珠光體+二次滲碳體。（3）白口鑄鐵：2.11%<WC6.69%。共晶白口鑄鐵：WC=4.3%，為低溫萊氏體。亞共晶白口鑄鐵：2.11%<WC<4.30%，為珠光體+二次滲碳體+低溫萊氏體。過共晶白口鑄鐵：4.30<WC<6.69%，為低溫萊氏體+一次滲碳體。第三章 碳鋼的熱處理及鋼的合金化3.1奧氏體的形成過程加熱是熱處理的第一道工序，其目的是均勻的奧氏體組織，這種加熱轉(zhuǎn)變過程稱為鋼的奧氏體化。最終目的是均勻細(xì)小的奧氏體晶粒。（1） A晶核形成。（2）A晶核長大。（3）殘余Fe3C的溶解。（4）

15、A的均勻化。鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變?cè)跓崽幚碇?，通常有兩種方式，即等溫冷卻與連續(xù)冷卻。等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能（1） 珠光體轉(zhuǎn)變。分為珠光體（P、A1650）、索氏體（S、650600）、托氏體（T、600550）。（2） 貝氏體轉(zhuǎn)變。分為上貝氏體（Be、550350）、下貝氏體（Bd、350Ms）下貝氏體硬度高、屬性韌性好，有良好的綜合力學(xué)性能。珠光體、貝氏體的轉(zhuǎn)變是通過鐵、碳原子的擴(kuò)散來完成的，所以都是擴(kuò)散行相變過程。緩慢冷卻方法隨爐、空冷。連續(xù)冷卻方法水冷、油冷、風(fēng)冷、空冷。3.2鋼的普通熱處理方法（1）完全退火：加熱到AC3以上3050，得到均一奧氏體組織后再緩冷轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織的過程。對(duì)

16、象：亞共析成分的鑄鐵、鍛件及扎件。目的：調(diào)整硬度，便于切削加工。 消除內(nèi)應(yīng)力，防止加工中變形。 細(xì)化晶粒，為最終熱處理作組織準(zhǔn)備。 （2）球化退火（不完全退火）：將鋼加熱到Ac1以上2030，保溫一段時(shí)間，然后緩慢冷卻，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物的組織。 球化退火目的及對(duì)象：使鋼中碳化物球化而進(jìn)行的退火工藝。球化退火主要適用于過共析鋼。 降低硬度，提高韌性便于切削；消除內(nèi)應(yīng)力；獲得球狀珠光體，為淬火做組織準(zhǔn)備。球化退火的組織為鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體的組織，稱球狀珠光體， 用P球表示。 與片狀珠光體相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加熱時(shí)，奧氏體晶粒不易長大，

17、冷卻時(shí)工件變形和開裂傾向小。（3）去應(yīng)力退火（低溫退火）：稱為無相變熱處理。目的：消除鍛件、鑄件、焊件及切削加工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸。方法：加熱到Ac1以下，緩慢冷卻，后空冷。（4）均勻化退火（高溫退火）：主要用于合金鑄件。目的消除鋼的偏析，提高鋼的質(zhì)量。（5）正火：將鋼加熱到AC3或Accm以上奧氏體態(tài)，保溫一定時(shí)間，在靜止的空氣中冷卻，得到細(xì)珠光體類型組織的熱處理工藝。 正火、退火對(duì)高硬度材料硬度降低。正火的目的 對(duì)于低、中碳鋼(0.6C%)，目的與退火的相同。調(diào)整硬度利于切削、 消除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶粒。要改善切削性能，低碳鋼用正火，中碳鋼用退火或正火，高碳鋼用球化退火。 對(duì)于過共析鋼，用于

18、消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備。 （6）淬火：將鋼加熱到Ac3或Ac1以上，保溫一定時(shí)間，以一定的速度冷卻，得到馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。 淬火目的是為獲得馬氏體組織，提高鋼的性能。 根據(jù)加熱溫度不同淬火分為完全淬火和不完全淬火。（1）單介質(zhì)淬火（2）雙介質(zhì)淬火（3）分級(jí)淬火（4）貝氏體等溫淬火完全淬火：加熱到Ac3以上，進(jìn)行淬火的過程。不完全淬火：加熱到Ac1以上，得到奧氏體加未溶碳化物或鐵素體，再淬火的過程。（7）回火：是指將淬火鋼重新加熱到相變點(diǎn)以下的某溫度保溫后冷卻的工藝?；鼗鹗侵笇⒋慊痄摷訜岬紸1以下的某溫度保溫后冷卻的工藝。分類： 低溫回火（150250C馬氏）具

19、有高強(qiáng)度、硬度、耐磨性，而塑形、任性較差。中溫回火（350-500C托氏）具有高彈強(qiáng)度，并具有一定韌性。高溫回火（500-650C索氏）較好的綜合力學(xué)性?！按慊鸷蠹痈邷鼗鼗稹狈Q為調(diào)質(zhì)處理回火的目的：(1)減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力, 防止變形或開裂。(2)獲得所需要的力學(xué)性能。淬火鋼一般硬度高，脆性大，回火可調(diào)整硬度、韌性。(3)穩(wěn)定尺寸。 （8）奧氏體的形成也是形核和長大的過程，分為三步。第一步 奧氏體晶核形成及長大；第二步 殘余Fe3C溶解；第三步 奧氏體成分均勻化（9）淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得淬硬層深度的能力。其大小是用規(guī)定條件下淬硬層深度來表示 淬火臨界直徑(Dk) ：圓柱鋼棒在規(guī)定的淬火介

20、質(zhì)中能全部淬透的最大直徑。 (10)淬硬性是指鋼淬火后所能達(dá)到的最高硬度，即硬化能力。 (11)淬火鋼回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變：第一階段（80-200oC）：馬氏體分解；第二階段（200-300oC）殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變；第三階段（300-400oC）：碳化物的轉(zhuǎn)變；第四階段（>400oC）：相狀態(tài)的變化和碳化物的聚集長大。第四章 常用工程材料4.1碳鋼、鑄鋼1）碳鋼的分類及牌號(hào)（1） 按含碳量：低碳鋼（Wc<0.25%）；中碳鋼（Wc=0.25%0.60%）；高碳鋼（Wc>0.60%）（2） 質(zhì)量等級(jí)：普通碳鋼；優(yōu)質(zhì)碳鋼；特殊質(zhì)量碳鋼。（3） 按用途：碳素結(jié)構(gòu)鋼；碳素工具鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼

21、（Q195-Q275進(jìn)率20）Q195薄板；Q235(A3鋼)螺栓、螺母、銷子、螺紋鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（0825制件材料、3055經(jīng)調(diào)制處理后制造齒輪、連桿、軸）碳素工具鋼（T7T7AT13T13A/T7榔頭、T10手鋸條、T12銼刀）2）鑄鋼在冶煉時(shí)使碳集聚成石墨使鑄鋼具有自潤滑性。由于鑄鐵中存在石墨使鑄鐵具有耐磨、耐壓、減震、低缺口敏感性（裂紋延伸速度）及優(yōu)良的鑄造性。熔煉簡單，成本低廉。常用鑄鐵灰鑄鐵（HT150HT350）底座、床身；球墨鑄鐵（QT400-18）力學(xué)性能最好，曲軸、機(jī)床主軸；可鍛鑄鐵（KTH350-10H黑色、KTZ550-04Z白色）；蠕墨鑄鐵（RuT300-RuT3

22、80）齒輪箱體；合金鑄鐵（RTCr16）4.2合金鋼1）合金鋼的結(jié)構(gòu)及牌號(hào)（1） 含量：低（小于5%）中（5%10%）、高（大于10%）合金鋼（2） 用途：合金結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼（3） 元素種類：硅（Si）、錳(Mn)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋁(Al)、硼(B)、鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V)、鈦(Ti)。2）低合金結(jié)構(gòu)鋼3）合金結(jié)構(gòu)鋼（1） 合金滲碳鋼：、ak、極好，H、b較差。（Wc0.25%）。加工工藝：經(jīng)滲碳、淬火及低溫回火后具有表硬心韌的特點(diǎn)。（2） 合金調(diào)制鋼：合金鋼經(jīng)調(diào)制處理Wc=0.30%0.50%（3） 合金彈簧鋼：淬火后中溫回火，高強(qiáng)度、高彈性及足夠的韌性。Wc=

23、0.50%0.70%（4） 滾動(dòng)軸承鋼：Wc=0.95%1.15%具有高強(qiáng)度、高硬度及高耐磨性，常加入Cr、Mn、Si，以提高鋼的淬透性、硬度、耐磨性及耐蝕性。加工工藝：淬火后低溫回火。4）合金工具鋼（1） 合金刀具鋼：1、低合金刀具鋼，2、高速鋼：經(jīng)反復(fù)鍛造后進(jìn)行退火處理，最終熱處理淬火+多次高溫回火。（2） 量具鋼（3） 合金模具鋼：1、冷模具鋼淬火后低溫回火分為：碳素工具鋼，低合金工具鋼常用來制造尺寸較大、形狀較復(fù)雜、精度較高的低負(fù)荷模具。高鉻和中鉻冷作模具鋼用于尺寸大、形狀復(fù)雜、精度高的中重載冷作模具。高速鋼類冷作模具鋼用于大尺寸、復(fù)雜形狀、高精度的重載冷作模具。（4） 熱模具鋼：常用

24、熱模具鋼的應(yīng)用見P62表4.145）特殊性能鋼（1）不銹剛：指在在自然環(huán)境或一定的工藝介質(zhì)中能抵抗腐蝕作用的鋼。1、鉻不銹剛。具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，較強(qiáng)的硬度強(qiáng)度價(jià)格低廉，常用于食品、建筑、普通機(jī)械零件、生活用品。2、鉻鎳不銹鋼。極強(qiáng)的抗腐蝕能力價(jià)格貴常用于醫(yī)療器械、醫(yī)療器具、化工容器。常用不銹鋼牌號(hào)、熱處理、力學(xué)性能及用途見P63表4.15（2）耐熱鋼（3）耐磨剛4.3 粉末冶金1）硬質(zhì)合金1、鎢鉻類YG：具有較好的強(qiáng)度和韌性，刀磨性較好，加工脆性材料2、鎢鉻鈦YT：具有較好的耐磨性和耐熱性，加工塑形材料。3、通用硬質(zhì)合金4、鋼結(jié)硬質(zhì)合金4.4 有色金屬及其合金1)銅及銅合金（1） 純銅：一

25、般用于導(dǎo)線、配置合金、鉗工工具。（2） 銅合金：分為黃銅、白銅和青銅。應(yīng)用較多黃銅和青銅1、 黃銅：以鋅為主要添加元素普通黃銅、特殊黃銅2、 青銅：普通青銅特殊青銅2）鋁及鋁合金1、 純鋁2、 鋁合金：分類：變形鋁合金、鑄造鋁合金鋁合金熱處理特點(diǎn)：在自然條件下的時(shí)效稱為自然時(shí)效；在一定溫度下進(jìn)行的時(shí)效稱人工時(shí)效。3、 變形鋁合金：分為：防銹鋁、硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。4、 鑄造鋁合金3）軸承合金：耐磨、耐壓、摩擦系數(shù)小。1、性能要求（1） 一定強(qiáng)度和疲勞抗力，以承受較高的交變載荷。（2） 足夠的屬性和韌性，以抵抗沖擊和振動(dòng)并保證和軸的良好配合。（3） 較小的摩擦系數(shù)和良好的磨合能力，并能儲(chǔ)油。（4

26、） 良好的導(dǎo)熱性、抗蝕性低的膨脹系數(shù)，以防止升溫與軸咬合。2、常用軸承合金：錫基軸承合金鉛基軸承合金其他軸承合金書本外知識(shí)構(gòu)件用剛構(gòu)件用鋼隨試驗(yàn)溫度的不斷降低，其屈服點(diǎn)顯著升高，并導(dǎo)致斷裂性質(zhì)變化，即由宏觀塑性破斷過渡到宏觀脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為“冷脆” 低碳構(gòu)件用鋼加熱到Ac1以下進(jìn)行快冷(也稱淬火)或塑性變形后，在放置過程中通常使強(qiáng)度和硬度增高，而塑性和韌性降低，這種現(xiàn)象稱為時(shí)效。 塑性變形后的時(shí)效稱為應(yīng)變時(shí)效；淬火后的時(shí)效稱為淬火時(shí)效；在自然條件下的時(shí)效稱為自然時(shí)效；在一定溫度下進(jìn)行的時(shí)效稱人工時(shí)效 低碳鋼在300-400oC的溫度范圍內(nèi)反常的出現(xiàn)b增高，而、降低的現(xiàn)象，稱為藍(lán)脆。機(jī)器零

27、件用剛軸類零件用剛 工作條件：承受交變應(yīng)力；相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生摩擦；承受一定的沖擊載荷；缺口（臺(tái)階等）。中碳碳素鋼制軸類零件的加工工藝：鍛造預(yù)備熱處理(完全退火或正火)機(jī)械加工最終熱處理(完全淬火+高溫回火)精加工(磨削)裝配 齒輪用剛 工作條件：1、通過齒面接觸而傳遞動(dòng)力，接觸應(yīng)力下易產(chǎn)生接觸疲勞而形成剝落。2、齒根承受反復(fù)彎曲應(yīng)力，易發(fā)生彎曲疲勞破壞3、兩齒輪齒面相對(duì)運(yùn)動(dòng)而易產(chǎn)生摩擦磨損。高速運(yùn)轉(zhuǎn)齒輪間易產(chǎn)生膠合磨損。4、變速等情況下沖擊載荷易導(dǎo)致齒根斷裂。 齒輪工作的失效形式：齒根斷裂、彎曲疲勞、接觸疲勞與磨損。滲碳鋼齒輪的加工工藝：鍛造正火高溫回火(高合金鋼)切削加工鍍銅(不滲碳部位)滲碳淬

28、火冷處理(高合金鋼)低溫回火噴丸精磨感應(yīng)加熱表面淬火齒輪加工工藝： 對(duì)于承受較大沖擊載荷的齒輪：鍛造完全退火切削加工調(diào)質(zhì)精加工感應(yīng)加熱表面淬火低溫回火； 對(duì)于承受較小沖擊載荷的齒輪：鍛造正火切削加工精加工感應(yīng)加熱表面淬火低溫回火氮化齒輪工藝路線：鍛造完全退火切削加工調(diào)質(zhì)精加工氮化研磨 彈簧用鋼：最終熱處理為淬火+中溫回火 鉻滾動(dòng)軸承鋼：預(yù)備熱處理 (正火+球化退火) 目的：消除網(wǎng)狀二次滲碳體，細(xì)化晶粒 最終熱處理：不完全淬火+低溫回火 目的：獲得高硬度、強(qiáng)度和耐磨性工具材料（1）刃具鋼 工作條件：刀刃具有足夠的硬度能犁入金屬，大的切削壓力，可能導(dǎo)致車刀變形和斷裂；與工件、切屑間的摩擦，可能導(dǎo)致

29、刃口磨損；切削產(chǎn)生的熱量使刀具溫度升高，可高達(dá)500；零件組織和尺寸的不均等，刀具受一定的沖擊載荷。 失效形式：卷刃、刃口崩斷、刃口磨損、整體斷裂等，以磨損為主。 紅硬性：即高溫下保持高硬度的能力。 制造刃具鋼的鋼種：碳素刃具鋼、低合金刃具鋼和高速鋼。 預(yù)備熱處理：正火+球化退火 正火目的：消除網(wǎng)狀碳化物(球化退火無法實(shí)現(xiàn)) 球化退火目的：1、降低硬度, 便于加工;2、細(xì)化組織為淬火作組織準(zhǔn)備;3、消除應(yīng)力。 最終熱處理：淬火+低溫回火高速鋼：的作用：W以Fe4W2C形式存在。1、加熱時(shí)，部分溶于奧氏體，起穩(wěn)定作用(淬透性)；淬火后存在于馬氏體，強(qiáng)化馬氏體和提高馬氏體回火穩(wěn)定性。鋼回火時(shí)(56

30、0oC左右)，W2C析出并彌散分布，產(chǎn)生二次硬化效果。2、另一部分Fe4W2C不溶于奧氏體，可防奧氏體長大，提高鋼耐磨性。 鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。 回火目的：主要為減少A。消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。常用560三次回火。回火時(shí)的組織變化： 析出彌散小的W、Mo、V的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。 殘余奧氏體中，碳及合金元素含量下降，Ms點(diǎn)上升，回火冷卻時(shí)，A轉(zhuǎn)變?yōu)镸，稱二次淬火。每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火 淬火工藝：加熱溫度遠(yuǎn)大于Ac1，1280 模具鋼：按照被加工毛坯狀態(tài)分：冷作模具鋼和熱作模具鋼。 量具鋼的熱處理工藝：淬火+低溫回火 三個(gè)附加熱處理：(1)淬火前調(diào)質(zhì)處理，得到與馬氏體體積相當(dāng)?shù)幕鼗鹚魇象w，降低淬火應(yīng)力，減少時(shí)效效應(yīng)的影響。(2)常規(guī)處之間的冷處理，使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，增加穩(wěn)定性。(3