金屬工藝學(xué)全套課件

1、金屬工藝學(xué)實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)：60實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6講課學(xué)時(shí)：26山東建筑大學(xué) 工程訓(xùn)練中心1緒 論世界四大材料：鋼鐵、木材、塑料、水泥(如生產(chǎn)一根“軸”) 材料分：金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料金屬材料指鋼鐵、有色金屬等材料非金屬材料無(wú)機(jī)高分子材料（陶瓷、水泥、木材等），有機(jī)高分子材料（如塑料、橡膠），復(fù)合材料-玻璃鋼、碳纖維復(fù)合材料、硼纖維材料。現(xiàn)在新材料-納米材料、智能材料2 材料按物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同分： 金屬材料、非金屬材料（有機(jī)高分子材料和陶瓷料)、復(fù)合材料 材料按用途不同分： 機(jī)械工程材料、土木工程材料、電工材料、電子材料 材料按功能不同分： 結(jié)構(gòu)材料、功能材料、磁性材料等3材料發(fā)展概括 天工開(kāi)物明朝科

2、學(xué)家：宋應(yīng)星 箸 石器時(shí)代陶器時(shí)代銅器時(shí)代：司母戊鼎（公元前1116世紀(jì)）11307801100戰(zhàn)國(guó)編鐘（前475221年）65個(gè) 總重2500Kg天然石，獸骨，樹(shù)枝泥巴（日曬原始陶器；火燒瓷器用具） 鐵器時(shí)代 滄州大獅（公元953年 ）重50T ,長(zhǎng)5.3m,寬3m人工復(fù)合材 料 塑料、橡膠、陶瓷、鈦合金、碳纖維、納米等本草綱目農(nóng)政全書(shū)李時(shí)珍徐光啟 智能材料4滄州鐵獅鑄造于公元953年。鐵獅子通高5.78米，身長(zhǎng)6.5米，體寬3.17米，重約40噸5本課程的性質(zhì)和目的是高等工科院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。2、目的：a獲得有關(guān)金屬熱處理、金屬材料的基本知識(shí)。 b熟悉常見(jiàn)金屬材料的牌

3、號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用；了解它 們之間成分、組織、性能、熱處理的關(guān)系。c 具有選擇零件材料的能力，確定加工工藝路線(xiàn)的能力。d 為后續(xù)課程和從事技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。 1、性質(zhì)：特點(diǎn)：雜，多，廣，邏輯性差。本課學(xué)習(xí)方法是：預(yù)習(xí) 、筆記 、復(fù)習(xí)、討論問(wèn)題本教材的重點(diǎn)：常見(jiàn)的材料牌號(hào)及應(yīng)用，鋼的熱處理6第一章 金屬材料的力學(xué)性能Mechanics properties of metals金屬材料的性能使用性能力學(xué)、物理、化學(xué)工藝性能鑄造、鍛壓、焊接、切削加工力學(xué)性能：受外力作用下所表現(xiàn)出的性能。不能說(shuō)：機(jī)械性能 判據(jù) 如： 強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度等第一節(jié) 強(qiáng) 度 與 塑 性一、強(qiáng)度 strengt

4、h 概念：強(qiáng)度是指金屬抵抗永久變形（塑性變形）和斷裂 的能力。通過(guò)拉伸試驗(yàn)測(cè)得大小。見(jiàn)教材P5強(qiáng)度判據(jù)：屈服點(diǎn) （屈服強(qiáng)度）、 抗拉強(qiáng)度7L0LKd0拉斷前試樣拉斷后試樣試樣按GB639786制取，分長(zhǎng)試樣L0=10d0短試樣 L0=5d0說(shuō)明：bkse拉伸力 F O伸長(zhǎng)量 LFsFbFe低碳鋼的力伸長(zhǎng)曲線(xiàn)FF8說(shuō)明： 單位面積上的內(nèi)力稱(chēng)應(yīng)力。讀sigmL長(zhǎng)度 Length 單位：mmA截面積 Area 單位：mm2 F外力 Force 單位：N s屈服點(diǎn)的值 單位 ：MPa（兆帕）mega pascal屈服點(diǎn)概念：力不增加仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力。用符號(hào)：s 表示抗拉強(qiáng)度概念：試樣拉斷前所承受的

5、最大拉應(yīng)力。用符號(hào)：b表示 補(bǔ)充：bb 表示抗彎強(qiáng)度注：s 、 b 是設(shè)計(jì)與選材的重要依據(jù) 另：e 表示彈性極限。在外力作用下產(chǎn)生彈性變形時(shí)所承受的最大拉應(yīng)力。9補(bǔ)充資料： GB/T2282002金屬材料 室溫拉伸試驗(yàn)方法 規(guī)定：斷后伸長(zhǎng)率 A 表示； 斷面收縮率 Z 表示； 屈服強(qiáng)度 Re 表示； 抗拉強(qiáng)度 Rm 表示；此規(guī)定代替GB228-87，從2002年7月執(zhí)行。10二、塑性 plasticity概念：在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力。判據(jù)：斷后伸長(zhǎng)率 、斷后斷面收縮率斷后伸長(zhǎng)率 Percentage elongation after fracture概念：試樣斷后標(biāo)準(zhǔn)的伸長(zhǎng)量與

6、標(biāo)準(zhǔn)的百分比。用符號(hào) 表示，讀作 代兒特其中：Lk斷后試樣長(zhǎng)度 Lo試樣原始長(zhǎng)度斷后斷面收縮率概念：斷后截面處面積的最大縮減量與原始截面面積百分比。用符號(hào) 表示， 讀作撲灑哎說(shuō)明：伸長(zhǎng)率和收縮率在實(shí)際應(yīng)用中，一般是用表示塑性大小。、 越大，材料的塑性越好。通常認(rèn)為0.9%后，其HB，b、ak二、狀態(tài)圖中的特性點(diǎn)、線(xiàn)、區(qū)域組織請(qǐng)打開(kāi)教材40頁(yè)，二部分。40鋼鐵力學(xué)性能與碳含量WC的關(guān)系41特性點(diǎn)：見(jiàn)表22特性線(xiàn)：1、ACD線(xiàn)；2、AECF線(xiàn)固相線(xiàn)液相線(xiàn)（其中AE線(xiàn)是碳鋼固線(xiàn)）3、ECF線(xiàn)共晶轉(zhuǎn)變線(xiàn) LLd4、GS線(xiàn)（又稱(chēng)A3線(xiàn)）5、ES線(xiàn)（又稱(chēng)Acm線(xiàn)）6、PSK線(xiàn)共析轉(zhuǎn)變線(xiàn) A p（又稱(chēng)A1線(xiàn)

7、）42三、合金的結(jié)晶過(guò)程分析亞共析鋼共析鋼過(guò)共析鋼AF+ALEA+Fe3CL+A43三、合金的結(jié)晶過(guò)程分析AEGPQSFeLAL+AFF+A F+PPP+Fe3CA+Fe3C0.772.11 、共析鋼 WC=0.77%123P、亞共析鋼123412344LL+AAF+AAPP+F冷卻曲線(xiàn)過(guò)共析鋼 WC=1.0%狀態(tài)圖的應(yīng)用：自己看P4544 四、碳素鋼（簡(jiǎn)稱(chēng)：碳鋼）carbon -steel本內(nèi)容P101，重點(diǎn)是常見(jiàn)牌號(hào)的含義、性能、應(yīng)用。GB/T133041991規(guī)定：鋼按化學(xué)成分分：非合金鋼（碳鋼）、低合金鋼、合金鋼三類(lèi)。非合金鋼是指WC2.11%，并含有少量Si、Mn、P、S等元素的鐵碳

8、合金。（一）、常存元素對(duì)碳鋼性能的影響 （了解）1、錳 Mn作用：脫氧，F(xiàn)eO還原Fe；與S作用MnS降低熱脆性；提高強(qiáng)度、硬度。有益元素2、硅 Si作用：與鋼液中FeO生成爐渣，提高鋼質(zhì)量；溶于F中，固溶強(qiáng)化。有益元素。453 、硫 S作用：形成FeS(熔點(diǎn)1190），在晶界 處，在1100 1200 時(shí)，壓力加工，產(chǎn)生脆裂。“熱脆”。有害元素4、磷 P作用：全部溶于F中，固溶強(qiáng)化；、HB，在低溫下引起脆斷“冷脆”。有害元素（二）、碳鋼分類(lèi)、牌號(hào)、用途（掌握內(nèi)容）1、分類(lèi)（1）按鋼中含碳量多少分：低碳鋼中碳鋼高碳鋼Wc 0.6%462、按鋼的質(zhì)量（品質(zhì)）分：（S、P含量多少）普通碳素鋼:優(yōu)

9、質(zhì) 鋼:高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼:S、P較高；Ws0.05%,Wp0.045%Ws 0.035%, Wp 0.035%;Ws 0.02%. Wp 0.03%;3、按鋼的用途不同分：（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 structural steel（2）碳素工具鋼 tool steel（3）特殊性能鋼 special steel（4）鑄 鋼 casting steel適用于各種機(jī)器零件、工程結(jié)構(gòu)件制造量具、刀具、模具、手錘、鉗子等用于特殊要求，酸、堿、鹽腐蝕環(huán)境。形狀復(fù)雜，難用鍛造方法成形的鑄鋼件。47（三）碳鋼的牌號(hào)、用途1、碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB7001988牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法四部分組

10、成。其中質(zhì)量等級(jí)分別用A、B、C、D表示。A的S、P量高，D的S、P量最低，且質(zhì)量最好。如：Q235A . FQ“屈”字漢語(yǔ)拼音字首235s235MPaA質(zhì)量等級(jí) A級(jí)F脫氧方法，指“沸騰鋼”制造的鋼材，一般不標(biāo)出。牌號(hào)有：Q195；Q215；Q235；Q255；Q275五類(lèi)。見(jiàn)教材105頁(yè) 表52。482、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼S、P含量較低，用于重要零件GB69988規(guī)定：牌號(hào)用兩位數(shù)字表示。其中兩位數(shù)字表示含碳量萬(wàn)分之幾。如：08F、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75。 如: 45鋼是WC=0.45%用途見(jiàn)表52，P106。20Mn、65Mn等稱(chēng)

11、含錳量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。3、碳素工具鋼GB129888規(guī)定：牌號(hào)用“碳”字漢語(yǔ)拼音字首“T”+數(shù)字表示。數(shù)字表示W(wǎng)C的千分之幾。如：T7、T8、T9、T10、T10A、T12等。如T10鋼WC=1%；T10A中的“A”表示為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。用途見(jiàn)P112，表5949補(bǔ)充：鑄 鋼 GB/T56131995牌號(hào)：用“鑄鋼”漢語(yǔ)拼音字首 ZG表示。如：ZG200400 用變速箱體、殼等，焊接性好。200s200MPa400b400MPa還有：ZG230450；用力不大的閥體、軸承蓋。ZG270500熱軋曲軸、連桿等注意：碳鋼分類(lèi)；說(shuō)出常見(jiàn)鋼號(hào) 20、45、65Mn、Q235B、Q235A、T

12、7、T10、T10A、T12、ZG200400等，屬哪類(lèi)鋼，有何性能特點(diǎn)，用途。50作業(yè)：機(jī)械工程材料實(shí)驗(yàn)與習(xí)題 （1）P67 ：225（2） P68 ：238 （默畫(huà)相圖） （3） P69：242 （計(jì)算題） 上作業(yè)本！ 239；24051第二章 金屬材料的基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié) 金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、晶體結(jié)構(gòu)的基本概念Base knowledge of the Metallic materical1.晶體與非晶體概念：原子按一定幾何形狀作有規(guī)律的重復(fù)排列的 固體物質(zhì)稱(chēng)晶體；非晶體則反之。特點(diǎn)：晶體有熔點(diǎn)；具有各向異性。如：食鹽，冰，金剛石，金屬等。 非晶體無(wú)熔點(diǎn)；各向同性。如：玻璃，松香，瀝青等。52

13、二、常見(jiàn)的晶格類(lèi)型1. 體心立方晶格 bodycentered cubic lattice特點(diǎn)：b 較好。如：912 Fe, Cr, Mo, V等。體心立方晶格含有2個(gè)原子體積組成。2. 面心立方晶格 facecentered cubic lattice特點(diǎn)： 較好。如： 912 Fe ,Cu, Al 等金屬。含有4個(gè)原子體積組成。面心立方晶格532. 晶格與晶胞晶格：表示晶體中原子排列形成的空間格子。晶胞：組成晶格最基本的幾何單元。abc晶 胞 示意圖原子3. 晶格常數(shù)a ,b , ca=b=c且互垂直表示晶胞幾何形狀大小晶體中的原子排列晶面結(jié)點(diǎn)形成的原因：各原子之間相互吸引力與排斥力相平衡

14、結(jié)果。543. 密排六方晶格 hexagonal closepacked lattice特點(diǎn)：硬度高、脆性大。如：鋅(Zn) , 鎂(Mg), 鎘(Cd)等金屬。abCa=bc4. 晶格致密度原子排列的緊密程度。致密度= = 原子體積晶胞體積43 r3a3結(jié)果：體心=0.68面心=0.74六方=0.74原子半徑 r =a55三、 金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)(教材20 頁(yè) 三)（一）、多晶體結(jié)構(gòu)晶粒晶界多晶體 示意圖由多個(gè)單晶粒組成的晶體為多晶體通常：鋼鐵材料晶粒尺寸 為 0.10.001mm 顯微組織：在顯微鏡下觀察到其形態(tài)、大小、分布不同的組成物。（二）、晶格缺陷1、點(diǎn)缺陷：在長(zhǎng)、寬、高方向尺寸都有

15、很小變化的一種缺陷。 間隙原子晶格空位562、線(xiàn)缺陷 ：在晶格中呈線(xiàn)狀分布的缺陷。，3、面缺陷：呈面狀分布的缺陷。 ，線(xiàn) 缺 陷面缺陷57第二節(jié) 合金的相結(jié)構(gòu)一、有關(guān)合金的基本概念1、合金 alloy由兩種或兩種以上金屬元素或者金屬元素與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。2、組元 constituent組成合金的最基本的獨(dú)立的物質(zhì)稱(chēng)組元，簡(jiǎn)稱(chēng)“元”。如：黃銅 CuZn；硬鋁 AlCu 等都稱(chēng)二元合金。 3、系 system由給定組元可以按不同比例配制一系列成分不同的合金，簡(jiǎn)稱(chēng)：“系”。584、相圖 ：表示合金系中合金狀態(tài)與溫度、成分之間的關(guān)系的圖解。 如：鐵碳合金狀態(tài)圖5、相 phase ：

16、指同一化學(xué)成分，同一結(jié)構(gòu)并以界面互相分開(kāi)的均勻組成部分。如 固相、液相等。 6、組織 structure ：借助于放大鏡、顯微鏡下觀察到具有某種形態(tài)、形貌特征的組成部分。 二、合金的相結(jié)構(gòu)1、固溶體 solid solution 概念：溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中所形成的一種均勻固體。如；糖水 水溶劑，糖溶質(zhì)。59 分類(lèi)： 按溶質(zhì)原子在溶劑中分布情況不同， 分 置換固溶體和間隙固溶體兩類(lèi)置換固溶體溶質(zhì)原子替換晶格上的原子間隙固溶體溶質(zhì)原子溶入晶格原子間隙a)間隙固溶體 b)置換固溶體特征：晶格類(lèi)型不變，化學(xué)成分有限，性能發(fā)生變化60 特征：（1）晶格仍保持原晶格（溶劑）。（2）化學(xué)成分在一定范圍內(nèi)可

17、改變。（3）性能隨化學(xué)成分改變而逐漸變化。性能：造成晶格畸變，強(qiáng)度、硬度上升。這種現(xiàn)象稱(chēng)固溶強(qiáng)化。若溶質(zhì)原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)（含量）適當(dāng)，其力學(xué)性能高。2、金屬化合物 compound 概念：合金元素之間發(fā)生相互作用而生成的一種具有金屬特性的新相。如 Fe與CFe3C61 特征（1）具有一定的化學(xué)成分。（2）與任一組元成分不同。（3）熔點(diǎn)高脆性大硬度高。 性能晶格復(fù)雜斜方，、HB，、ak，脆性大3、機(jī)械混合物 mixture 概念：兩相按固定比例構(gòu)成的組織（復(fù)合相），稱(chēng)機(jī)械混合物。如 鐵碳合金中 F與Fe3C結(jié)合為P 特征：各相保持自己的晶格類(lèi)型、性能特點(diǎn)。 強(qiáng)度、硬度適中，目前鋼鐵材料中大 部分是這

18、種組織。62第三節(jié) 純 金 屬 的 結(jié) 晶一、結(jié)晶的概念1、結(jié)晶 crystallization 由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w晶體的過(guò)程。或者描述為：原子由不規(guī)則排列到有規(guī)則排列過(guò)程。或者描述為：晶體結(jié)構(gòu)形成的過(guò)程。如水冰2、冷卻曲線(xiàn)與過(guò)冷度TT0T1時(shí)間O冷卻曲線(xiàn)平臺(tái)：結(jié)晶過(guò)程時(shí)間。是結(jié)晶時(shí)放出的熱（潛熱）造成的。 T0理論結(jié)晶溫度T1實(shí)際結(jié)晶溫度T0T1= T 過(guò)冷度過(guò)冷是結(jié)晶的必要條件！Ttemperation63結(jié)論：冷卻速度T 或者說(shuō)： T F（結(jié)晶能量） 結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力結(jié)晶傾向二、結(jié)晶過(guò)程過(guò)程：不斷形核和晶核不斷長(zhǎng)大的過(guò)程。三、晶粒大小控制1、晶粒越細(xì)小，力學(xué)性能越高。64FF結(jié)果：小雞蛋不易碎，

19、 大雞蛋容易碎舉例：兩組大小不同的雞蛋受力情況2、細(xì)化晶粒方法：（1）增加T。（2）孕育處理（變質(zhì)處理）。（3）附加振動(dòng)或攪拌。65四、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變補(bǔ)充內(nèi)容鐵絲加熱實(shí)驗(yàn)示意圖鐵絲標(biāo)尺支架現(xiàn)象：加熱時(shí)鐵絲伸長(zhǎng)，到912開(kāi)始收縮。若冷卻時(shí)從1000 到912 出現(xiàn)伸長(zhǎng)現(xiàn)象。概念：在固態(tài)下隨溫度發(fā)生變化，其晶格類(lèi)型發(fā)生轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象-同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。冷卻曲線(xiàn)：用冷卻曲線(xiàn)表示出此現(xiàn)象。實(shí)質(zhì)是：原子排列不同，結(jié)構(gòu)不同，金屬體積發(fā)生改變66冷卻曲線(xiàn)：溫度時(shí)間liquid結(jié)晶過(guò)程Fe 體心立方晶格Fe 面心立方晶格Fe體心立方晶格轉(zhuǎn)變式： Fe Fe Fe 9121394體心 面心

20、 體心或者： Fe Fe 912臨界轉(zhuǎn)變溫度 面心 體心體心2個(gè)原子體積面心4個(gè)原子體積67第四節(jié) 合金的結(jié)晶描述合金的結(jié)晶過(guò)程用“二元相圖”解釋一、二元合金相圖的建立： 用熱分析法繪制如：CuNi合金CuNi成分變化：Cu由100%0%； Ni由0%100%0100溫度AB10831452L-liquidS-solidL+SWNi%結(jié)晶過(guò)程分析：70%Cu+30%Ni 合金121點(diǎn)以上為液體 L到1點(diǎn)開(kāi)始結(jié)晶出固體 S12間為兩相 區(qū) L+S到2點(diǎn)時(shí)全為固體 S2點(diǎn)以下為固體68ABCuNi12LSAB上線(xiàn)液相線(xiàn)AB下線(xiàn)固相線(xiàn)二、 合金結(jié)晶的特點(diǎn)：1、一個(gè)溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，有兩個(gè)相變點(diǎn)（因?yàn)楹?/p>

21、金有兩組元 ）。2、結(jié)晶出的固相成分與液相成分不同（液相成分不斷改變）。3、形成單相、兩相混合物、單相與兩相混合物。L+StO12LLS（L+S）S冷卻曲線(xiàn)69第五節(jié) 鐵碳合金 Ferrocarbon alloy一、鐵碳合金狀態(tài)圖1、狀態(tài)圖的建立通過(guò)熱分析法獲得Fe與C形成：FeCFe3CFe2CFeC-Wc=6.69%-Wc=9.3%-Wc=17.8%Fe3CFe2CFeC說(shuō)明：GB310293規(guī)定W稱(chēng)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下標(biāo)為含某元素W-weight 分量、重量FeFe3C 簡(jiǎn)化狀態(tài)圖70二、狀態(tài)圖作用：（1）研究鋼鐵的成分、組織和性能之間關(guān)系理論基礎(chǔ)。（2）制定熱加工工藝的依據(jù)。簡(jiǎn)化 FeFe3

22、C 狀態(tài)圖三、基本組織1、鐵素體 F Ferrite 碳在Fe中所形成的間隙固溶體。 特點(diǎn)：塑性、韌性好，強(qiáng)度、硬度低。712、奧氏體 Aaustenite 英國(guó)金相學(xué)家碳在Fe中的間隙固溶體。特點(diǎn)：塑性較好，強(qiáng)度較低3、滲碳體 Fe3C是Fe與C的化合物。特點(diǎn)：硬度很高，很脆，塑性幾乎等于零，在鋼中起強(qiáng)化作用。-cementite4、珠光體 Ppearlite（日本）是F與Fe3C機(jī)械混合物，WC=0.77%特點(diǎn)：有一定的強(qiáng)度、塑性，層片狀。725、萊氏體 Ld-Ledeburite德國(guó)金相學(xué)家特點(diǎn)：硬而脆，不能進(jìn)行壓力加工。是高溫下A與Fe3C的機(jī)械混合物 共晶反應(yīng)的產(chǎn)物。Wc=4.3%

23、反應(yīng)式： L 4.3=Ld (A+Fe3C)1148注：隨溫度降低至727時(shí)，A轉(zhuǎn)變?yōu)镻，室溫下變成：P+ Fe3C共晶組織，稱(chēng)為 低溫萊氏體 LdLd =（P+ Fe3C）F、A、 Fe3C是單相組織P、 Ld 是混合物73第二節(jié) FeFe3C 狀態(tài)圖分析一、分類(lèi)工業(yè)純鐵碳鋼白口鑄鐵亞共析鋼共析鋼過(guò)共析鋼亞共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵過(guò)共晶白口鑄鐵74力學(xué)性能變化：隨碳含量增加，其強(qiáng)度、硬度，塑性、韌性。但當(dāng)WC0.9%后，其HB，b、ak二、狀態(tài)圖中的特性點(diǎn)、線(xiàn)、區(qū)域組織請(qǐng)打開(kāi)教材40頁(yè)，二部分。75鋼鐵力學(xué)性能與碳含量WC的關(guān)系76特性點(diǎn)：見(jiàn)表22特性線(xiàn)：1、ACD線(xiàn)；2、AECF線(xiàn)固相線(xiàn)液

24、相線(xiàn)（其中AE線(xiàn)是碳鋼固線(xiàn)）3、ECF線(xiàn)共晶轉(zhuǎn)變線(xiàn) LLd4、GS線(xiàn)（又稱(chēng)A3線(xiàn)）5、ES線(xiàn)（又稱(chēng)Acm線(xiàn)）6、PSK線(xiàn)共析轉(zhuǎn)變線(xiàn) A p（又稱(chēng)A1線(xiàn)）77三、合金的結(jié)晶過(guò)程分析亞共析鋼共析鋼過(guò)共析鋼AF+ALEA+Fe3CL+A78三、合金的結(jié)晶過(guò)程分析AEGPQSFeLAL+AFF+A F+PPP+Fe3CA+Fe3C0.772.11 、共析鋼 WC=0.77%123P、亞共析鋼123412344LL+AAF+AAPP+F冷卻曲線(xiàn)過(guò)共析鋼 WC=1.0%狀態(tài)圖的應(yīng)用：自己看P4579 四、碳素鋼（簡(jiǎn)稱(chēng)：碳鋼）carbon -steel本內(nèi)容P101，重點(diǎn)是常見(jiàn)牌號(hào)的含義、性能、應(yīng)用。GB/

25、T133041991規(guī)定：鋼按化學(xué)成分分：非合金鋼（碳鋼）、低合金鋼、合金鋼三類(lèi)。非合金鋼是指WC2.11%，并含有少量Si、Mn、P、S等元素的鐵碳合金。（一）、常存元素對(duì)碳鋼性能的影響 （了解）1、錳 Mn作用：脫氧，F(xiàn)eO還原Fe；與S作用MnS降低熱脆性；提高強(qiáng)度、硬度。有益元素2、硅 Si作用：與鋼液中FeO生成爐渣，提高鋼質(zhì)量；溶于F中，固溶強(qiáng)化。有益元素。803 、硫 S作用：形成FeS(熔點(diǎn)1190），在晶界 處，在1100 1200 時(shí)，壓力加工，產(chǎn)生脆裂。“熱脆”。有害元素4、磷 P作用：全部溶于F中，固溶強(qiáng)化；、HB，在低溫下引起脆斷“冷脆”。有害元素（二）、碳鋼分類(lèi)、牌

26、號(hào)、用途（掌握內(nèi)容）1、分類(lèi)（1）按鋼中含碳量多少分：低碳鋼中碳鋼高碳鋼Wc 0.6%812、按鋼的質(zhì)量（品質(zhì)）分：（S、P含量多少）普通碳素鋼:優(yōu) 質(zhì) 鋼:高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼:S、P較高；Ws0.05%,Wp0.045%Ws 0.035%, Wp 0.035%;Ws 0.02%. Wp 0.03%;3、按鋼的用途不同分：（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 structural steel（2）碳素工具鋼 tool steel（3）特殊性能鋼 special steel（4）鑄 鋼 casting steel適用于各種機(jī)器零件、工程結(jié)構(gòu)件制造量具、刀具、模具、手錘、鉗子等用于特殊要求，酸、堿、鹽腐蝕環(huán)境。形狀復(fù)雜，難用

27、鍛造方法成形的鑄鋼件。82（三）碳鋼的牌號(hào)、用途1、碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB7001988牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法四部分組成。其中質(zhì)量等級(jí)分別用A、B、C、D表示。A的S、P量高，D的S、P量最低，且質(zhì)量最好。如：Q235A . FQ“屈”字漢語(yǔ)拼音字首235s235MPaA質(zhì)量等級(jí) A級(jí)F脫氧方法，指“沸騰鋼”制造的鋼材，一般不標(biāo)出。牌號(hào)有：Q195；Q215；Q235；Q255；Q275五類(lèi)。見(jiàn)教材105頁(yè) 表52。832、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼S、P含量較低，用于重要零件GB69988規(guī)定：牌號(hào)用兩位數(shù)字表示。其中兩位數(shù)字表示含碳量萬(wàn)分之幾。如：08F、10、15、2

28、0、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75。 如: 45鋼是WC=0.45%用途見(jiàn)表52，P106。20Mn、65Mn等稱(chēng) 含錳量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。3、碳素工具鋼GB129888規(guī)定：牌號(hào)用“碳”字漢語(yǔ)拼音字首“T”+數(shù)字表示。數(shù)字表示W(wǎng)C的千分之幾。如：T7、T8、T9、T10、T10A、T12等。如T10鋼WC=1%；T10A中的“A”表示為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。用途見(jiàn)P112，表5984補(bǔ)充：鑄 鋼 GB/T56131995牌號(hào)：用“鑄鋼”漢語(yǔ)拼音字首 ZG表示。如：ZG200400 用變速箱體、殼等，焊接性好。200s200MPa400b400MPa還有：Z

29、G230450；用力不大的閥體、軸承蓋。ZG270500熱軋曲軸、連桿等注意：碳鋼分類(lèi)；說(shuō)出常見(jiàn)鋼號(hào) 20、45、65Mn、Q235B、Q235A、T7、T10、T10A、T12、ZG200400等，屬哪類(lèi)鋼，有何性能特點(diǎn)，用途。85作業(yè)：機(jī)械工程材料實(shí)驗(yàn)與習(xí)題 （1）P67 ：225（2） P68 ：238 （默畫(huà)相圖） （3） P69：242 （計(jì)算題） 上作業(yè)本！ 239；24086第三章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶本章重點(diǎn)：1、變形機(jī)理。2、形變后組織性能特點(diǎn)。第一節(jié) 金屬的塑性變形 plastic deformation of metal一、單晶體的塑性變形1、彈性變形：受力變形，外力卸

30、去后，又回到原狀態(tài)現(xiàn)象。2、塑性變形：外力取消后，物體的變形不完全恢復(fù)的現(xiàn)象。變形的基本方式：滑移位錯(cuò)造成的。87滑移變形的實(shí)質(zhì)：在切應(yīng)力作用下，某一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生位移。此現(xiàn)象稱(chēng)“滑移”二、實(shí)際多晶體塑性變形1、晶粒本身的變形（滑移變形）主要的2、晶粒之間的變形（晶間變形）次要的88第二節(jié) 冷塑性變形對(duì)組織、性能的影響一、晶粒被拉長(zhǎng)（壓扁），性能趨于各向異性1122受力變形二、產(chǎn)生冷變形強(qiáng)化（加工硬化）現(xiàn)象work hardened隨變形程度的增加，其強(qiáng)度、硬度，塑性、韌性的現(xiàn)象如：手彎鐵絲；冷卷彈簧；推土機(jī)前板；不銹鋼刀三、產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力（殘余應(yīng)力）解決辦法：去應(yīng)力退火

31、8990第三節(jié) 變形金屬在加熱時(shí)的變化一、回復(fù) recovery 晶格歪扭現(xiàn)象消失的過(guò)程。T回（0.250.3)T熔T回回復(fù)加熱溫度 ，單位 KT熔絕對(duì)熔化溫度， 單位 K熱力學(xué)溫度單位二、再結(jié)晶 recrystallization對(duì)回復(fù)后的金屬繼續(xù)加熱，由于原子獲得了更大的活動(dòng)能力，晶粒外形發(fā)生變化。進(jìn)而由碎晶粒變成完整晶粒的過(guò)程，此時(shí)沒(méi)有應(yīng)力出現(xiàn)。加工硬化現(xiàn)象消失。通過(guò)：形核、長(zhǎng)大方式完成。再結(jié)晶后晶格類(lèi)型沒(méi)有變化。T再0.4 T熔碳 鋼 T再0.5 T熔合金鋼 T再0.6 T熔91三、晶粒長(zhǎng)大若T再繼續(xù)升高，則晶粒長(zhǎng)大、變粗，力學(xué)性能大大下降。所以要嚴(yán)格控制加熱溫度、保溫時(shí)間。第四節(jié) 金

32、屬的熱加工 hot working一、熱加工與冷加工概念1、熱加工：當(dāng)加熱溫度大于再結(jié)晶溫度時(shí)，變形工藝稱(chēng)熱加工。2、冷加工：cold working T加小于T再稱(chēng)冷加工特點(diǎn)：如：金屬鉛在室溫下變形屬熱加工金屬鎢在1000時(shí)變形屬冷加工熱加工變形量大，表面粗糙，無(wú)加工硬化現(xiàn)象，有再結(jié)晶。冷加工變形量小，表面光滑，有加工硬化現(xiàn)象，無(wú)再結(jié)晶。92二、熱加工對(duì)組織、性能的影響1、材料中的氣孔、間隙壓合，使組織致密，晶粒細(xì)化，力學(xué)性能高2、形成鍛造流線(xiàn)forging flow line（纖維組織），產(chǎn)生各向異性.鋼錠中夾雜物沿晶界被壓伸長(zhǎng)，與變形方向一致，好似一條條細(xì)線(xiàn)。平行流線(xiàn)方向抗拉強(qiáng)度、塑性好

33、。垂直于流線(xiàn)方向抗剪切力大，抗拉強(qiáng)度低。曲軸齒輪裂紋93 不合理 合理作業(yè)：習(xí)題冊(cè) P7294第三章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶本章重點(diǎn)：1、變形機(jī)理。2、形變后組織性能特點(diǎn)。第一節(jié) 金屬的塑性變形 plastic deformation of metal一、單晶體的塑性變形1、彈性變形：受力變形，外力卸去后，又回到原狀態(tài)現(xiàn)象。2、塑性變形：外力取消后，物體的變形不完全恢復(fù)的現(xiàn)象。變形的基本方式：滑移位錯(cuò)造成的。95滑移變形的實(shí)質(zhì)：在切應(yīng)力作用下，某一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生位移。此現(xiàn)象稱(chēng)“滑移”二、實(shí)際多晶體塑性變形1、晶粒本身的變形（滑移變形）主要的2、晶粒之間的變形（晶間變形

34、）次要的96第二節(jié) 冷塑性變形對(duì)組織、性能的影響一、晶粒被拉長(zhǎng)（壓扁），性能趨于各向異性1122受力變形二、產(chǎn)生冷變形強(qiáng)化（加工硬化）現(xiàn)象work hardened隨變形程度的增加，其強(qiáng)度、硬度，塑性、韌性的現(xiàn)象如：手彎鐵絲；冷卷彈簧；推土機(jī)前板；不銹鋼刀三、產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力（殘余應(yīng)力）解決辦法：去應(yīng)力退火9798第三節(jié) 變形金屬在加熱時(shí)的變化一、回復(fù) recovery 晶格歪扭現(xiàn)象消失的過(guò)程。T回（0.250.3)T熔T回回復(fù)加熱溫度 ，單位 KT熔絕對(duì)熔化溫度， 單位 K熱力學(xué)溫度單位二、再結(jié)晶 recrystallization對(duì)回復(fù)后的金屬繼續(xù)加熱，由于原子獲得了更大的活動(dòng)能力，晶粒外形發(fā)生

35、變化。進(jìn)而由碎晶粒變成完整晶粒的過(guò)程，此時(shí)沒(méi)有應(yīng)力出現(xiàn)。加工硬化現(xiàn)象消失。通過(guò)：形核、長(zhǎng)大方式完成。再結(jié)晶后晶格類(lèi)型沒(méi)有變化。T再0.4 T熔碳 鋼 T再0.5 T熔合金鋼 T再0.6 T熔99三、晶粒長(zhǎng)大若T再繼續(xù)升高，則晶粒長(zhǎng)大、變粗，力學(xué)性能大大下降。所以要嚴(yán)格控制加熱溫度、保溫時(shí)間。第四節(jié) 金屬的熱加工 hot working一、熱加工與冷加工概念1、熱加工：當(dāng)加熱溫度大于再結(jié)晶溫度時(shí)，變形工藝稱(chēng)熱加工。2、冷加工：cold working T加小于T再稱(chēng)冷加工特點(diǎn)：如：金屬鉛在室溫下變形屬熱加工金屬鎢在1000時(shí)變形屬冷加工熱加工變形量大，表面粗糙，無(wú)加工硬化現(xiàn)象，有再結(jié)晶。冷加工變

36、形量小，表面光滑，有加工硬化現(xiàn)象，無(wú)再結(jié)晶。100二、熱加工對(duì)組織、性能的影響1、材料中的氣孔、間隙壓合，使組織致密，晶粒細(xì)化，力學(xué)性能高2、形成鍛造流線(xiàn)forging flow line（纖維組織），產(chǎn)生各向異性.鋼錠中夾雜物沿晶界被壓伸長(zhǎng)，與變形方向一致，好似一條條細(xì)線(xiàn)。平行流線(xiàn)方向抗拉強(qiáng)度、塑性好。垂直于流線(xiàn)方向抗剪切力大，抗拉強(qiáng)度低。曲軸齒輪裂紋101 不合理 合理作業(yè)：習(xí)題冊(cè) P72102第四章 鋼的熱處理 Heat treatment of carbon steel1、熱處理概念 GB/T737299采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)金屬材料或工件進(jìn)行加熱、保溫、冷卻以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝

37、。目的：改變鋼的工藝性能；強(qiáng)化鋼材；滿(mǎn)足使用要求。原理：改變組織。t o時(shí)間 加熱保溫冷卻熱處理工藝曲線(xiàn)本章重點(diǎn)：熱處理基本理論；常用熱處理工藝；熱處理組織、性能特點(diǎn)。1032、熱處理分類(lèi)按目的、加熱條件和特點(diǎn)不同分：退火、正火、淬火、回火。 是討論的重點(diǎn) （1）整體熱處理 bulk heat-treatment（2）表面熱處理 surface heat-treatment火焰加熱法、感應(yīng)加熱法。（3）化學(xué)熱處理 thermo-chemical treatment滲碳、滲氮、碳氮共滲等（4）特殊熱處理 special hent-treatment形變熱處理、磁場(chǎng)熱處理、真空熱處理、激光熱處理等

38、。104第一節(jié) 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變GPQSEAFF+AA+Fe3CpF+PP+Fe3C加熱時(shí)： “C” 下標(biāo)如：AC1 ；AC3 ；AccmAC3AccmAC1冷卻時(shí)：“ r ” 下標(biāo)如：Ar1； Ar3 ；ArcmAr3Ar1Arcm一、奧氏體的形成以共析鋼為例，室溫 PF+Fe3C混合物F體心 立方 WC=0.0218%;Fe3C密排六方 WC=6.69%AC1A 面心立方 WC=0.77%*奧氏體形成的過(guò)程是 Fe、C原子的擴(kuò)散過(guò)程105Fe3CFA 核AA形成過(guò)程：1、奧氏體的形核與長(zhǎng)大2、剩余Fe3C的溶解3、奧氏體的均勻化6.69%0.0218%二、影響 A 形成的因素1、加熱速

39、度、溫度的影響。2、原始組織的影響。3、化學(xué)成分的影響106三、奧氏體晶粒大小與控制1、晶粒度 晶粒的大小程度，稱(chēng)晶粒度。GB639486規(guī)定：有10個(gè)級(jí)別，1 級(jí)最粗10 級(jí)最細(xì)。見(jiàn)教材P632、晶粒大小與控制（1）起始晶粒度（2）實(shí)際晶粒度（3）本質(zhì)晶粒度 P剛剛轉(zhuǎn)變?yōu)锳時(shí)的晶粒大小。經(jīng)熱處理后獲得的晶粒大小。原材料的晶粒大?。ㄎ醇訜釙r(shí)）。（1）合理選擇加熱溫度和保溫時(shí)間。（2）選擇原始材料晶粒 粒狀 P 組織。（3）加入一定量的合金元素，抑制 A 晶粒長(zhǎng)大。107第二節(jié) 鋼在冷卻時(shí)組織轉(zhuǎn)變A1溫度時(shí)間O連續(xù)冷卻等溫冷卻一、過(guò)冷A的等溫冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)冷A冷卻到 A1 線(xiàn)以下暫時(shí)存在的A。等溫冷

40、卻將 A 由高溫冷卻到 A1 線(xiàn)以下某個(gè)溫度等溫停留一段時(shí)間，然后冷卻下來(lái)的方式。等溫轉(zhuǎn)變?cè)诘葴乇３謺r(shí)，過(guò)冷 A 發(fā)生的轉(zhuǎn)變1、等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)的建立以共析鋼為例步驟（1）制成若干101.5 mm的試樣。108（2）將試樣加熱到850900，保溫一段時(shí)間。A1tO850900（3）將試樣分別放入不同溫度的等溫槽（爐）中，如：700、650、600、550、500、450、400、200等700650650600550500450200230Ms2、曲線(xiàn)分析時(shí)間溫度組織轉(zhuǎn)變關(guān)系曲線(xiàn) ，簡(jiǎn)稱(chēng)“T T T ”線(xiàn)。TimeTemperatureTransformPBM按溫度劃分三個(gè)區(qū)：高溫區(qū)：A1550

41、珠光體型轉(zhuǎn)變 P 中溫區(qū)：550Ms 貝氏體型轉(zhuǎn)變B低溫區(qū)：Ms（230）以下 馬氏體型轉(zhuǎn)變M1093、過(guò)冷 A 等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能550600650A1MsPBM（1）珠光體型轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 P由于冷卻速度不等，得到的P 層片厚薄不同，三種：、A1650，T小，P 粒粗，160HBS250HBS “ P”表示。P、650600， T 稍大，P 粒較細(xì)，薄F與Fe3C，”S”表示，sarbite 索氏體，2535HRC。S、600550，T大，P 粒很細(xì)，用 T 表示，troostite 托氏體；35HRC48HRC。T（2）貝氏體型轉(zhuǎn)變 - B bainite727奧氏體轉(zhuǎn)變成過(guò)飽和鐵素體和

42、極細(xì)小的滲碳體的混合物，稱(chēng) “貝氏體”。分B上、B下，B上硬脆無(wú)使用價(jià)值，B下力學(xué)性能較好。生產(chǎn)中常用。350B上B下（3）馬氏體型轉(zhuǎn)變M martensiteT極大，F(xiàn)e、C原子不能擴(kuò)散，C全部溶于Fe中，體積，產(chǎn)生應(yīng)力。面心立方：Fe體心立方FeT+M+AM+A110碳在Fe中的過(guò)飽和固溶體，稱(chēng)為馬氏體。硬度很高：62HRC65HRC，耐磨性好。二、過(guò)冷 A 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變A1550MsV1爐冷V2空冷V3油冷V4 水冷PSTVK1、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)又稱(chēng)“C C T ”曲線(xiàn)Continuous Cooling TransformVK臨界冷卻速度 V1P 170220HBS V2S 25HRC

43、35HRC V3T+M 45HRC55HRC V4M+A 55HRC65HRC2、馬氏體的形態(tài)、性能晶體結(jié)構(gòu)：體心立方體心正方，體積增大。形態(tài)、性能：片狀M ，WC1%，HB高，、ak差。板條狀M，WC0.6%,良好，較高ak,強(qiáng)韌性。111第三節(jié) 鋼的退火與正火一、退火 annealing GB/T72321999概念：將工件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝，稱(chēng)退火。屬整體熱處理的一種。分：完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退化、再結(jié)晶退火等。1、完全退火 full annealing（1）概念：將工件加熱到AC3+3050完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻，獲得接近平衡組織

44、（P+F）的退火工藝。AA3Ac3完全退火P+F（2）目的：細(xì)化晶粒，提高性能；消除應(yīng)力，防止變形；降低硬度。提高切削加工性。（3）應(yīng)用：亞共析鋼；鑄件；鍛件；焊接件。1122、球化退火 spheroidizing annealing（1）、概念：使工件中碳化物球狀化而進(jìn)行的退火工藝。A+Fe3CP+Fe3CAAc13050完全退火球化退火加熱溫度Ac1+3050 （2）目的：HB，切削加工性（195HBS左右）；為淬火做準(zhǔn)備。（3）應(yīng)用：過(guò)共析鋼，模具鋼，合金工具鋼。3、去應(yīng)力退火 tress relievisng（1）、概念：將工件加熱到500600左右，保留一段時(shí)間，然后隨爐冷到2003

45、00，再空冷的方法。去應(yīng)力 退火500600（2）、目的：去除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形。（3）、應(yīng)用：鑄件，鍛造件，焊接件，切削加工件。113二、正火 normalizingAF+AA+Fe3CP+Fe3CSFPG1、概念：將工件加熱到奧氏體化狀態(tài)，然后在空氣中冷卻的熱處理工藝。2、加熱溫度：Ac3或Accm+3050正火AccmAc330503、目的：細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，消除網(wǎng)狀Fe3C。4、應(yīng)用：碳鋼件。三、退火與正火的選擇1、使用性能：工件要求不高，用正火；形狀復(fù)雜、大件用退火。2、可加工性：WC0.45%碳鋼用正火；高碳鋼用退火，HB。3、經(jīng)濟(jì)性：正火經(jīng)濟(jì)；退火工藝繁雜；114第四節(jié)

46、 鋼的淬火與回火一、淬火 quenching卒ZU（兵）CU（忽然）蘸1、概念將工件加熱到奧氏體化后以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。2、目的：提高硬度，高彈性和耐磨性。3、加熱溫度亞共析鋼：AC3+3050過(guò)共析鋼：AC1+3050AA+Fe3C M+A少M(fèi)+Fe3C+ A很少4、保溫時(shí)間：太短奧氏體化不均勻，出現(xiàn)軟點(diǎn)；太長(zhǎng)鋼件表面出現(xiàn)氧化、脫碳、晶粒粗大。1155、淬火冷卻介質(zhì)水：較快，易變形開(kāi)裂。油：較慢，減少變形，如10#、20#機(jī)油。食鹽水：冷卻能力提高，加10%NaCI，6、淬火方法 P80 自己看7、鋼的淬透性和淬硬性（1）淬透性 hardenability

47、：獲得硬度深度和硬度分布的能力。硬度層越深，淬透性越好。（2）淬硬性 hardening capacity ：淬火后獲得的最高硬度的能力。取決于WC的含量；注意：淬火后硬度高的鋼，不一定淬透性好； 淬火后硬度低的鋼，也可能具有高的淬透性。當(dāng)WC0.7%，隨WC，淬透性；當(dāng)WC0.7%，隨WC，淬透性。116（3）對(duì)力學(xué)性能的影響：淬透性好的鋼，力學(xué)性能高；淬透性差的鋼，尤其是心部力學(xué)性能底，受力易變形。二、回火 tempering1、概念：淬火后的工件，再加熱到A1以下某一溫度、保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的工藝。2、目的：（1）使工件獲得要求的力學(xué)性能；（2）穩(wěn)定工件尺寸；（3）消除或減少內(nèi)

48、應(yīng)力；（4）改善工件的切削加工性。3、回火方法 （組織轉(zhuǎn)變、性能、應(yīng)用）（1）低溫回火 （150250）lowtemperature tempering獲得組織 M回；5865HRC；用于 高碳鋼、工具鋼（刀具、量具、模具）、滾動(dòng)軸承鋼。（2）中溫回火117（2）中溫回火 （350500）；mediumtemperatur tempering回火后 b、s 較高，內(nèi)應(yīng)力消除，ak 較好。回火組織：T回；用于彈簧鋼制造的彈性件、鍛模。（3）高溫回火 ( 500650)；hightemperatuer tempering回火組織：S回；特點(diǎn)是 綜合力學(xué)性能好。應(yīng)用廣泛，汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)車(chē)，承受較大

49、載荷的結(jié)構(gòu)零件，如：軸、齒輪等。淬火+高溫回火稱(chēng)調(diào)質(zhì)處理，簡(jiǎn)稱(chēng)：調(diào)質(zhì)。trawn說(shuō)明：回火組織與等溫冷卻轉(zhuǎn)變組織的區(qū)別：S回、T回 是粒狀，而 S、T 是片狀；正火與調(diào)質(zhì)硬度很接近，但結(jié)構(gòu)件一般經(jīng)調(diào)質(zhì)而不正火后用，因調(diào)質(zhì)綜合力學(xué)性能好。1184、回火脆性：一般來(lái)講，隨回火溫度，其、HB，、ak，但在250350之間其ak的現(xiàn)象，稱(chēng)“回火脆性”。碳化物沿著馬氏體周?chē)龀觯纬纱嘈员?，受力易裂紋。1、退火、正火、淬火、回火簡(jiǎn)稱(chēng)“四把火”的概念、工藝、目的、應(yīng)用。 小結(jié)：2、回火后的組織性能、應(yīng)用如何？作業(yè)：P 74；119第五節(jié) 鋼的表面熱處理和化學(xué)熱處理簡(jiǎn)介一、表面熱處理 surface he

50、at-treatment1、概念：將工件快速加熱，表面達(dá)到淬火溫度立即淬火（噴水），表面層獲得 M ，而心部保持了原有的韌性、塑性且達(dá)到表面耐磨的工藝。2、應(yīng)用：齒輪、凸輪、套筒、頂桿等， WC=0.4%0.5%較好。3、方法：按加熱方式不同，分為：感應(yīng)加熱和火焰加熱（1）感應(yīng)加熱表面淬火原理“集膚效應(yīng)”120高頻加熱：200KHZ300KHZ ；0.32.5mm,小件；軸；齒輪中頻加熱：1KHZ10KHZ；210mm；較大件，凸輪，曲軸工頻加熱：50HZ；硬度層 1020mm；應(yīng)用大件 特點(diǎn)：a、生產(chǎn)率高，加熱速度快；b、淬火后晶粒細(xì)、硬度高；c、加熱不氧化、不脫碳、不變形；d、有較高疲勞強(qiáng)

51、度；e、缺點(diǎn)是設(shè)備投資大。應(yīng)用大批量生產(chǎn)小件，齒輪等。（2）、火焰加熱用乙炔氧氣混合氣體燃燒的火焰。特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，效率低；表面層26mm，工作表面嚴(yán)重氧化，質(zhì)量難以控制。應(yīng)用 單件、小批生產(chǎn)。第六節(jié) 化學(xué)熱處理 簡(jiǎn)介T(mén)hermochemical treatment一、概念：是將金屬或合金工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表面，改變化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。121二、工藝方法1、滲碳：向工件表面深入碳原子過(guò)程，WC，滲碳層0.52mm.（1）目的：提高耐磨性；此時(shí)心部有良好的韌性；“外強(qiáng)里韌”。（2）應(yīng)用：低碳鋼，低合金鋼。（3）方法：氣體滲碳，固體滲碳。（4）

52、熱處理：滲碳、淬火+低溫回火。2、氮化：向工件表面滲入活性氮原子形成硬度極高的合金氮化物。（1）目的：提高硬度、耐磨性，提高疲勞強(qiáng)度，耐蝕性。（2）應(yīng)用：含較高合金元素的鋼，V、W、AI、Mo、Cu等（3）方法：離子滲氮氨氣第七節(jié) 鋼的熱處理新工藝、新技術(shù) P95 自己看。 122本章總結(jié)：1、什么是熱處理？分類(lèi)；為什么要進(jìn)行熱處理？2、加熱、冷卻時(shí)組織如何轉(zhuǎn)變的？冷卻速度對(duì)組織有何影響？3、“四把火”的概念、工藝、應(yīng)用，工序安排。4、何謂表面熱處理，化學(xué)熱處理；機(jī)理是什么？有何特點(diǎn)，應(yīng)用如何？作業(yè) P76 ；40，41，42123第五章 合 金 鋼 alloy-steel一、分類(lèi)1、按含合金

53、元素量多少：（1）低合金鋼（2）中合金鋼（3）高合金鋼W含量10%W含量=5%10%2、按用途分：（1）合金結(jié)構(gòu)鋼（2）合金工具鋼（3）特殊性能鋼軸、齒輪、鋼筋、型鋼等刀具、模具、手用工具等不銹鋼、耐熱鋼、耐蝕鋼等二、合金元素在鋼中的作用（了解）1、與鐵作用：固溶于鐵素體中，固溶強(qiáng)化，力學(xué)性能。1242、與碳作用：固溶于鐵素體；形成碳化物，HB、b.總的看來(lái)：在碳鋼的基礎(chǔ)上，加入些合金元素，提高淬透性，提高綜合力學(xué)性能，滿(mǎn)足使用要求。第一節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼一、低合金高強(qiáng)度鋼：GB/T15911994 （原：低合金鋼）牌號(hào)：標(biāo)出 化學(xué)元素和含量，含碳量WC兩位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字含元素量的%1.5%

54、不標(biāo)出 1.52.5%用 2表示2.53.5%用 3表示主加元素WC的萬(wàn)分之幾例如：40Cr 、60Si2Mn 、20CrMnTi合金元素總量5%，主要用于橋梁、井架、電視塔架、船舶等。1251、成分 ： WC0.2%；合金元素強(qiáng)化鐵素體。2、性能：良好的、ak，較高的b、s；3、鋼號(hào)、用途 ：P107 表54 Q295 ；Q345 ； Q390 ；Q420；Q460常用的是：Q345 代替舊標(biāo)準(zhǔn) 16Mn4、熱處理：熱軋后，正火狀態(tài)使用。二、合金滲碳鋼 GB3077991、成分：WC0.25%；目的保證心部有良好的塑性、韌性。2、性能：良好的淬透性；經(jīng)滲碳后，耐磨性，-1，良好的、ak ，

55、抗沖擊。3、鋼號(hào)、用途： P108 表55統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)：20Cr-A20202; 20CrMnTi-A262021264、熱處理：滲碳、淬火+低溫回火，58HRC62HRC三、合金調(diào)質(zhì)鋼 GB/T3077991、成分：Wc=0.25-0.50%；過(guò)高，ak；過(guò)低，淬不硬，不高。2、性能：具有良好的綜合力學(xué)性能。3、鋼號(hào)、用途：P109 表56 代號(hào)40Cr-A204024、熱處理：淬火+高溫回火S回四、合金彈簧鋼 GB1222841、成分：Wc=0.5-0.7% 過(guò)低，e不高，屈服比低；過(guò)高-1、 ak 2、性能：具有高的b；高的屈強(qiáng)比s/b， -1、足夠的、 ak 3、鋼號(hào)、用途：P110

56、表57； 60Si2Mn1274、熱處理：（1）冷成形彈簧：當(dāng)d8mm, 200250去應(yīng)力退火；淬火+中溫回火。五、滾動(dòng)軸承鋼 （專(zhuān)用）應(yīng)用在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中。1、成分：Wc=0.95-1.1%, 目的保證高硬度、耐磨性；加Wcr=0.4-1.6%，提高淬透性。2、性能：較高的-1，HB，e一定的ak3、鋼號(hào)、用途： p112 ,常用的 GCr15 小型套圈，直徑12%1、鉻不銹鋼：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13，見(jiàn)表513 P1222、鉻鎳不銹鋼：1Cr18Ni9Ti 、0Cr18Ni9另：鐵素體不銹鋼：1Cr17容器，日用品二、耐磨鋼 GB568098 P123 3、又稱(chēng)“高錳

57、鋼”，強(qiáng)烈沖擊力作用下發(fā)生硬化現(xiàn)象。如牌號(hào)：ZGMn131； ZGMn132 ；等應(yīng)用 防彈板、鐵道叉、履帶板、顎板、鏟斗、保險(xiǎn)箱等。三、耐熱鋼 P121 自己閱小結(jié)： 作業(yè) P78131第六章 鑄 鐵 cast iron P124 第二節(jié)本章重點(diǎn)：鑄鐵的分類(lèi)、常用的牌號(hào)、應(yīng)用。一、什么是鑄鐵？GB561195一系列主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱(chēng)，稱(chēng)為鑄鐵。補(bǔ)充：生鐵 ：pigiron 鐵礦石在高爐中煉出來(lái)的。煉鐵（Ironmaking)工藝，分鑄造生鐵和煉鋼生鐵（WSi1.25%)兩種；鑄造生鐵與其他材料一起熔化后，獲得的材料，叫鑄鐵；煉鋼生鐵通過(guò)進(jìn)一步的熔煉，得到鋼材，此過(guò)程稱(chēng)煉鋼 st

58、eelmaking。特點(diǎn)：鑄鐵有良好的鑄造性、耐磨性、減摩性、減振性、切削加工性等優(yōu)良性能，且制造容易、價(jià)格便宜，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。132二、鑄鐵分類(lèi)按碳的存在形式分1、白口鑄鐵 white cast-iron碳以碳化物（Fe3C)形式出現(xiàn)。斷口：銀白色，硬而脆；很難切削加工，很少直接用于零件.2、灰口鑄鐵 gray cast-iron碳以石墨形式出現(xiàn)。斷口：呈灰色；常用材料。按石墨的形狀不同，又分為：（1）灰 鑄 鐵片 狀石墨（2）球墨鑄鐵球 狀石墨（3）可鍛鑄鐵團(tuán)絮狀石墨（4）蠕墨鑄鐵蠕蟲(chóng)狀石墨3、麻口鑄鐵 mottled cast-iron碳以 Fe3C+石墨 形式出現(xiàn)。斷口：白色與

59、灰色之間；此類(lèi)鑄鐵脆性很大，很少使用。白口灰口麻口另：合金鑄鐵（向鑄鐵中加入合金元素，改善性能）。133第一節(jié) 鑄鐵的石墨化及影響因素一、鑄鐵石墨化鑄鐵中石墨的形成過(guò)程稱(chēng)為“石墨化”。石墨 “ G ” 表示，graphite是碳的一種結(jié)晶形式，六方晶格，碳原子呈層片狀排列； 性能：、ak很低，硬度為3HBS；實(shí)踐證明：冷卻速度快Fe3C冷卻速度慢 G二、石墨化影響因素1、化學(xué)成分：隨C、SiG核，有利于 G 析出；S阻礙 G ，促進(jìn)白口化，所以嚴(yán)格控制。2、冷卻速度：V原子來(lái)不急擴(kuò)散，G難以進(jìn)行；易白口。V小易得到灰口。所以設(shè)計(jì)時(shí)：合理選擇 鑄件壁厚。薄 件 白口厚大件灰口134第二節(jié) 灰鑄鐵

60、 gray cast一、成分、組織、性能1、成分：Wc=2.6%3.5%；Wsi=1.13%；Mn=0.61.3%2、組織（1）F+片狀G；（2）F+P+片狀G；（3）P+片G3、性能：（1）力學(xué)性能：壓高；b低；、ak較差；（2）其他性能：鑄造性好；減振性好；減摩性好；切削加工性好；低的缺口敏感性。135二、灰鑄鐵的牌號(hào)、用途GB943988牌號(hào)： H T b MPa灰鑄鐵簡(jiǎn)稱(chēng)“灰鐵”，漢語(yǔ)拼音字母首如：HT150；HT200；見(jiàn)表515 P127；主要應(yīng)用于 床身、箱體、底座等。三、熱處理1、消除應(yīng)力退火2、消除白口組織改善切削加工性能退火3、表面淬火 如車(chē)床導(dǎo)軌136第三節(jié) 球墨鑄鐵 n