HB硬度和HRC硬度對照表要點

1、硬度知識一、硬度簡介：硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。1布氏硬度（HB）以一定的載荷（一般3000kg）把一定大?。ㄖ睆揭话銥?0mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB）,單位為公斤力/mm2（N/mm2）。2洛氏硬度（HR）當(dāng)HB450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試

2、驗材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來表示：.HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質(zhì)合金等）。.HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。.HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。3維氏硬度（HV）以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136。的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度HV值（kgf/mm2）。#注：洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標(biāo)準(zhǔn)，稱為標(biāo)尺A、標(biāo)尺B、標(biāo)尺C。洛氏

3、硬度試驗是現(xiàn)今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一，三種標(biāo)尺的初始壓力均為98.07N（合10kgf），最后根據(jù)壓痕深度計算硬度值。標(biāo)尺A使用的是球錐菱形壓頭，然后加壓至588.4N（合60kgf）；標(biāo)尺B使用的是直徑為1.588mm（1/16英寸）的鋼球作為壓頭，然后加壓至980.7N（合100kgf）；而標(biāo)尺C使用與標(biāo)尺A相同的球錐菱形作為壓頭，但加壓后的力是1471N（合150kgf）o因此標(biāo)尺B適用相對較軟的材料，而標(biāo)尺C適用較硬的材料。實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形

4、抗力越高，硬度值也就越高。但各種材料的換算關(guān)系并不一致。本站硬度對照表一文對鋼的不同硬度值的換算給出了表格，請查閱。#二、硬度對照表：根據(jù)德國標(biāo)準(zhǔn)DIN50150,以下是常用范圍的鋼材抗拉強度與維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的對照表。抗拉強度RmN/mm2維氏硬度HV布氏硬度HB洛氏硬度HRC2508076.0-2708580.7-2859085.2-3059590.2-32010095.0-33510599.8-350110105-370115109-380120114-400125119-415130124-430135128-450140133-465145138-480150143-49

5、0155147-510160152-530165156-545170162-560175166575180171-595185176-610190181-625195185-640200190-660205195-675210199-690215204-705220209-720225214-740230219-755235223-77024022820.378524523321.380025023822.282025524223.183526024724.085026525224.886527025725.688027526126.490028026627.191528527127.8930

6、29027628.595029528029.296530028529.899531029531.0103032030432.2106033031433.3109534032334.4112535033335.5111536034236.6119037035237.7122038036138.8125539037139.8129040038040.8132041039041.8138543040943.6142044041844.5145545042845.3148546043746.1152047044746.91555480(456)47.71595490(466)48.41630500(4

7、75)49.11665510(485)49.81700520(494)50.51740530(504)51.11775540(513)51.71810550(523)52.31845560(532)53.01880570(542)53.61920580(551)54.11955590(561)54.71995600(570)55.22030610(580)55.72070620(589)56.32105630(599)56.82145640(608)57.32180650(618)57.866058.367058.868059.269059.770060.172061.074061.87606

8、2.578063.380064.082064.784065.386065.9135042039942.788066.490067.092067.594068.0硬度試驗是機械性能試驗中最簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗，生產(chǎn)上需要一個比較準(zhǔn)確的硬度和強度的換算關(guān)系。實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。下面是本站根據(jù)由實驗得到的經(jīng)驗公式制作的快速計算器，有一定的實用價值，但在要求數(shù)據(jù)比較精確時，仍需要通過試驗測得。三、硬度換算

9、公式肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15勃式硬度(BHN)=洛克式硬度(HV)洛式硬度(HRC)=勃式硬度(BHN)/10-3硬度測定範(fàn)圍：HSV100HBV500HRCV70HVV1300HV洛氏硬度布氏硬度HB10/3000維氏硬度HRCHRA59.580.767659.080.566658.580.265558.080.064557.579.763557.079.562556.579.261556.078.960555.578.659655.078.453858754.578.153257854.077.952656953.576.6

10、52056053.076.351555152.576.150954352.076.950353551.576.649752751.076.349252050.576.148651250.075.8480504硬度換算表HVHRCHBSHVHRCHBSHVHRCHBS940685605330029.828492067.555052.350529529.22809006754051.749629028.527588066.453051.148828527.827086065.952050.548028027.126584065.351049.847327526.426182064.750049.1

11、46527025.62568006449048.445626524.825278063.348047.74482602424776062.547046.944125523.124374061.846046.143325022.22387206145045.342524521.323370060.144044.541524020.322869059.743043.64052301868059.242042.739722015.767058.841041.838821013.466058.340040.83792001165057.839039.83691908.564057.338038.836

12、0180663056.837037.7350170362056.336036.6341160061055.735035.533160055.234034.432259054.733033.331358054.132032.230357053.631031294附錄G鋼的硬度值換算（續(xù)）表1鋼的維氏硬度（HV）與其他硬度和強度的近似換算值a（續(xù)）布氏硬維度肖氏10mm洛氏硬度b表面洛氏硬度氏硬鋼球表面金剛石圓錐壓頭硬度3000kg負(fù)荷b度標(biāo)準(zhǔn)鋼球A.標(biāo)尺60-kg負(fù)荷金剛圓錐壓頭標(biāo)尺100-kg負(fù)荷金剛圓錐壓頭標(biāo)尺100-kg負(fù)荷金剛圓錐壓頭100-kg負(fù)荷金剛圓錐壓頭15-N標(biāo)尺15kg負(fù)荷3

13、0-N標(biāo)尺30-kg負(fù)荷45-N標(biāo)尺45-kg負(fù)荷275HBSHBWHRAHRBHRCHRDHR15NHR30NHR45NHS456101135035034133132231330329428428027527026526134133132231330329428428027527026526169.268.768.167.667.066.465.865.265.864.564.263.863.5(109.0)(108.0)(107.0)(105.5)(104.5)(103.5)37.736.635.534.433.332.331.029.829.228.527.827.126.453.652

14、.851.951.150.249.448.447.547.146.546.045.344.979.278.678.077.476.876.275.674.974.674.273.873.473.057.456.455.454.453.652.351.350.249.749.048.447.847.240.439.137.836.535.233.932.531.130.429.528.727.927.1504745424140HV1370360350340330320310300295290285280270256256631(102.0)25.644.372.646.426.238265252

15、25262.724.843.772.145.725.226024724762.4(101.0)24.043.171.645.024.33725524324362.023142.271.144.223.225023823861.699.522.241.770.643.422.23624523323361.221.341.170142.521.124022822860.798.120.340.369.641.719.93423021921996.7(18.0)3322020920995.0(15.7)3221020020093.4(13.4)3020019019091.5(11.0)2919018

16、118189.5(8.5)2818017117187.1(6.0)2617016216285.0(3.0)2516015215281.7(0.0)2415014314378.72214013313375.02113012412471.22012011411466.711010510562.3100959556.295909052.090868648.085818141.0a)在本表中用黑體字表示的值與按ASTME140表1的硬度轉(zhuǎn)換值一致，由相應(yīng)的SAEASMASTM聯(lián)合會列出的。b)括號里的數(shù)值是超出范圍的，只是提供參考。利用布氏硬度壓痕直徑直接換算出工件的洛氏硬度在生產(chǎn)現(xiàn)場，由于受檢測儀器

17、的限制，經(jīng)常使用布氏硬度計測量大型淬火件的硬度。如果想知道該工件的洛氏硬度值，通常的方法是，先測量出布氏硬度值，然后根據(jù)換算表，查出相對應(yīng)的洛氏硬度值，這種方式顯然有些繁瑣。那么，能否根據(jù)布氏硬度計的壓痕直徑，直接計算出工件的洛氏硬度值呢？答案當(dāng)然是肯定的。根據(jù)布氏硬度和洛氏硬度換算表，可歸納出一個計算簡單且容易記住的經(jīng)驗公式：HRC=(479-100D)/4,其中D為10mm鋼球壓頭在3OKN壓力下壓在工件上的壓痕直徑測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在0.5-1范圍內(nèi)，該公式在現(xiàn)場用起來十分方便，您不妨試一試。附錄：金屬工藝學(xué)金屬工藝學(xué)是一門研究有關(guān)制造金屬機件的工藝方法的綜合性技術(shù)學(xué)

18、科.主要內(nèi)容:1常用金屬材料性能2各種工藝方法本身的規(guī)律性及應(yīng)用.3金屬機件的加工工藝過程、結(jié)構(gòu)工藝性。熱加工：金屬材料、鑄造、壓力加工、焊接目的、任務(wù)：使學(xué)生了解常用金屬材料的性質(zhì)及其加工工藝的基礎(chǔ)知識，為學(xué)習(xí)其它相關(guān)課程及以后從事機械設(shè)計和制造方面的工作奠定必要的金屬工藝學(xué)的基礎(chǔ)。以綜合為基礎(chǔ)，通過綜合形成能力第一篇金屬材料第一章金屬材料的主要性能兩大類：1使用性能：機械零件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能。包括：機械性能、物理、化學(xué)性能2工藝性能：鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、熱處理性能、切削性能等。第一節(jié)金屬材料的機械性能指力學(xué)性能-受外力作用反映出來的性能。一彈性和塑性：1彈性：金屬材料

19、受外力作用時產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去掉后能恢復(fù)其原來形狀的性能。力和變形同時存在、同時消失。如彈簧：彈簧靠彈性工作。2塑性：金屬材料受外力作用時產(chǎn)生永久變形而不至于引起破壞的性能。（金屬之間的連續(xù)性沒破壞）塑性大小以斷裂后的塑性變形大小來表示。塑性變形：在外力消失后留下的這部分不可恢復(fù)的變形。3拉伸圖金屬材料在拉伸過程中彈性變形、塑性變形直到斷裂的全部力學(xué)性能可用拉伸圖形象地表示出來。以低碳鋼為例bkse8（Al）將金屬材料制成標(biāo)準(zhǔn)式樣。在材料試驗機上對試件軸向施加靜壓力P,為消除試件尺寸對材料性能的影響,分別以應(yīng)力（即單位面積上的拉力4P/nd2）和應(yīng)變（單位長度上的伸長量Al/l0）來代替P和A

20、l,得到應(yīng)力應(yīng)變圖1）彈性階段oe彈性極限e2）屈服階段：過e點至水平段右端塑性極限，s屈服點s過s點水平段一一說明載荷不增加，式樣仍繼續(xù)伸長。（P一定，=P/F定，但真實應(yīng)力P/Fif因為變形，F(xiàn)1J）發(fā)生永久變形3）強化階段：水平線右斷至b點Pf變形Tb強度極限，材料能承受的最大載荷時的應(yīng)力。b4）局部變形階段bkk過b點，試樣某一局部范圍內(nèi)橫向尺寸突然急劇縮小?？s頸”（試樣橫截面變小，拉力J）4延伸率和斷面收縮率：表示塑性大小的指針1）延伸率：8=10式樣原長，*拉深后長2）斷面收縮率：尸0_原截面，F(xiàn)1拉斷后截面*1）8、屮越大，材料塑性越好2）s與8區(qū)別：拉伸圖中8=8+s8=sma

21、s塑彈塑，3）一般85%為塑性材料，85%為脆性材料。5條件屈服極限0。2有些材料在拉伸圖中沒有明顯的水平階段。通常規(guī)定產(chǎn)生0.2塑性變形的應(yīng)力作為屈服極限，稱為條件屈服極限.二剛度金屬材料在受力時抵抗彈性變形的能力一1材料本質(zhì)彈性模量在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的比值.其大小主要決定材料本身.相當(dāng)于單位元元變形所需要的應(yīng)力.z=Es,E=z/s=tga2幾何尺寸形狀受力相同材料的E相同，但尺寸不同，則其剛度也不同.所以考慮材料剛度時要把E形狀尺寸同時考慮.還要考慮受力情況.三強度強度指金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力.按作用力性質(zhì)的不同，可分為：抗拉強度Z抗壓強度Z抗彎強度Z+-w抗

22、剪強度nb抗扭強度zbn常用來表示金屬材料強度的指標(biāo)：屈服強度:(PaN/m2)Ps-產(chǎn)生屈服時最大外力,F0-原截面抗拉強度(PaN/m2)Pb-斷裂前最大應(yīng)力.b在設(shè)計機械和選擇評定材料時有重要意義.因金屬材料不能在超過的sbs條件下工作，否則會塑變.超過b工作,機件會斷裂.-b之間塑性變形，壓力加工sb四硬度金屬抵抗更硬的物體壓入其內(nèi)的能力一是材料性能的綜合物理量，表示金屬材料在一個小的體積范圍內(nèi)的抵抗彈性變形塑性變形或斷裂的能力.1布式硬度HB用直徑D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球，在一定壓力P下，將鋼球垂直地壓入金屬表面，并保持壓力到規(guī)定的時間后卸荷，測壓痕直徑d(用刻度放大鏡測)則HB=P

23、/F(N/mm2)單位一般不寫.F-壓痕面積.HBS壓頭用淬火鋼球，HBW壓頭用硬質(zhì)合金球l因鋼球存在變形問題，不能測太硬的材料，適于HBSV450,如鑄鐵，有色金屬，軟鋼等.而HBWV650.特點：壓痕大，代表性全面l應(yīng)用：不適宜薄件和成品件洛式硬度HR用金剛石圓錐在壓頭或鋼球，在規(guī)定的預(yù)載荷和總載荷下，壓入材料，卸載后，測其深度h,由公式求出，可在硬度計上直接讀出，無單位.不同壓頭應(yīng)用范圍不同如下表：HRBd=1.588淬火鋼球980.7退火鋼灰鐵有色金屬HRC1200金剛石圓錐1471淬火回火件HRA588.4硬質(zhì)合金碳化物優(yōu)點:易操作，壓痕小，適于薄件,成品件缺點:壓痕小，代表性不全面

24、需多測幾點.*硬度與強度有一定換算關(guān)系，故應(yīng)用廣泛.根據(jù)硬度可近似確定強度,如灰鐵:b=lHBSb3顯微硬度(Hm)用于測定金屬組織中個別組成體，夾雜物等硬度.顯微放大測量顯微硬度(查表)與HR有對應(yīng)關(guān)系.如:磨削燒傷表面，看燒傷層硬度變化.五沖擊韌性akk材料抵抗沖擊載荷的能力常用一次擺錘沖擊試驗來測定金屬材料的沖擊韌性，標(biāo)準(zhǔn)試樣一次擊斷,用試樣缺口處單位截面積上的沖擊功來表示akkak=Ak/F(J/m2)Ak=G(H-h)G-重量F-缺口截面kkk脆性材料一般不開口，因其沖擊值低，難以比較差別.akT，沖擊韌性愈好.Ak不直接用于設(shè)計計算:在生產(chǎn)中，工件很少因受一次大能量沖擊載荷而破壞，

25、多是小沖擊載荷,多次沖擊引起破壞,而此時，主要取決于強度,故設(shè)計時,ak只做校核.ak對組織缺陷很敏感,能夠靈敏地反映出材料品質(zhì)，宏觀缺陷，纖維組織方面變化.所以，沖擊試驗是生產(chǎn)上用來檢驗冶煉、熱加工、熱處理工藝質(zhì)量的有效方法。（微裂紋應(yīng)力集中沖擊裂紋擴展）六疲勞強度：問題提出：許多零件如曲軸、齒輪、連桿、彈簧等在交變載荷作用下，發(fā)生斷裂時的應(yīng)力遠(yuǎn)低于該材料的屈服強度，這種現(xiàn)象疲勞破壞。據(jù)統(tǒng)計，80%機件失效是由于疲勞破壞。疲勞強度當(dāng)金屬材料在無數(shù)次交變載荷作用下而不致于引起斷裂的最大應(yīng)力。1疲勞曲線交變應(yīng)力與斷裂前的循環(huán)次數(shù)N之間的關(guān)系。例如：純彎曲，有色金屬N108鋼材N107不疲勞破壞2

26、疲勞破壞原因材料有雜質(zhì)，表面劃痕，能引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致微裂紋，裂紋擴展致使零件不能承受所加載荷突然破壞.3預(yù)防措施改善結(jié)構(gòu)形狀，避免應(yīng)力集中，表面強化-噴丸處理,表面淬火等.第二節(jié)金屬材料的物理，化學(xué)及工藝性能一物理性能比重：計算毛坯重量，選材，如航天件：輕熔點:鑄造鍛造溫度（再結(jié)晶溫度）熱膨脹性:鐵軌模鍛的模具量具導(dǎo)熱性：鑄造:金屬型鍛造:加熱速度導(dǎo)電性：電器元件銅鋁磁性:變壓器和電機中的硅鋼片磨床：工作臺二化學(xué)性能金屬的化學(xué)性能，決定了不同金屬與金屬，金屬與非金屬之間形成化合物的性能,使有些合金機械性能高,有些合金抗腐蝕性好,有的金屬在高溫下組織性能穩(wěn)定.如耐酸，耐堿等如化工機械，高溫工作

27、零件等三工藝性能金屬材料能適應(yīng)加工工藝要求的能力.鑄造性，可鍛性，可焊性,切削加工形等思考題；1什么是應(yīng)力，應(yīng)變（線應(yīng)變）？2頸縮現(xiàn)象發(fā)生在拉伸圖上哪一點？如果沒發(fā)生頸縮，是否表明該試樣沒有塑性變形？3Z2的意義?能在拉伸圖上畫出嗎？4將鐘表發(fā)條拉成一直線，這是彈性變形還是塑性變形？如何判定變形性質(zhì)？5為什么沖擊值不直接用于設(shè)計計算？第二章金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)一基本概念：固體物質(zhì)按原子排列的特征分為：晶體：原子排列有序，規(guī)則，固定熔點，各項異性.非晶體:原子排列無序,不規(guī)則，無固定熔點，各項同性女口：金屬，合金，金剛石一晶體玻璃，松香瀝青一非晶體晶格：原子看成一個點，

28、把這些點用線連成空間格子.結(jié)點：晶格中每個點.晶胞：晶格中最小單元，能代表整個晶格特征.晶面：各個方位的原子平面晶格常數(shù)：晶胞中各棱邊的長度(及夾角)，以A(lA=10-8cm)度量金屬晶體結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于晶格類型，晶格常數(shù).二常見晶格類型1體心立方晶格:CrWa-Fe，Mo，V等,特點:強度大，塑性較好,原子數(shù):1/8X8+1=220多種2面心立方晶格:CuAgAuNiAlPbyFe塑性好原子數(shù):420多種4密排六方晶格：MgZnBe卩-Cra-TiCd(鎘)純鐵在室溫高壓(130 x108N/M2)成s-Fe原子數(shù)=1/6x12+1/2x2+3=6,30多種三多晶結(jié)構(gòu)單晶體-晶體內(nèi)部的晶

29、格方位完全一致.多晶體一許多晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu).各項同性.晶粒一外形不規(guī)則而內(nèi)部晶各方位一致的小晶體.晶界一晶粒之間的界面.第二節(jié)金屬的結(jié)晶一金屬的結(jié)晶過程（初次結(jié)晶）1結(jié)晶：金屬從液體轉(zhuǎn)變成晶體狀態(tài)的過程.晶核形成：自發(fā)晶核:液體金屬中一些原子自發(fā)聚集，規(guī)則排列.外來晶核:液態(tài)金屬中一些外來高熔點固態(tài)微質(zhì)點.晶核長大:已晶核為中心,按一定幾何形狀不斷排列.*晶粒大小控制：晶核數(shù)目：多一細(xì)（晶核長得慢也細(xì)）冷卻速度：快一細(xì)（因冷卻速度受限，故多加外來質(zhì)點）晶粒粗細(xì)對機械性能有很大影響,若晶粒需細(xì)化，則從上述兩方面入手.結(jié)晶過程用冷卻曲線描述！2冷卻曲線溫度隨時間變化的曲線一熱分析法得到1）理論

30、結(jié)晶溫度實際結(jié)晶溫度時間（s）T（C）過冷：液態(tài)金屬冷卻到理論結(jié)晶溫度以下才開始結(jié)晶的現(xiàn)象.2）過冷度:理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差.（實際冷卻快，結(jié)晶在理論溫度下）二金屬的同素異購轉(zhuǎn)變（二次結(jié)晶重結(jié)晶）同素異構(gòu)性一一種金屬能以幾種晶格類型存在的性質(zhì).同素異購轉(zhuǎn)變一金屬在固體時改變其晶格類型的過程.如:鐵錫錳鈦鉆以鐵為例：-Fe（1394C）y-Fe（912C）a-Fe體心面心體心因為鐵能同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,才有對鋼鐵的各種熱處理.（晶格轉(zhuǎn)變時，體積會變化，以原子排列不同）第三節(jié)合金的晶體結(jié)構(gòu)一合金概念合金：由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬組成的具有金屬特性的物質(zhì).組元:組成合金的基本物質(zhì)

31、.如化學(xué)元素（黃銅:二元）金屬化合物相:在金屬或合金中，具有相同成分且結(jié)構(gòu)相同的均勻組成部分.相與相之間有明顯的界面.如:純金屬一一個相，溫度升高到熔點，液固兩相.合金液態(tài)組元互不溶，幾個組元,幾個相.固體合金中的基本相結(jié)構(gòu)為固溶體和金屬化合物，還可能出現(xiàn)由固溶體和金屬化合物組成的混合物。二合金結(jié)構(gòu)1固溶體溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格而仍保持溶劑晶格類型的金屬晶體。根據(jù)溶質(zhì)在溶劑晶格中所占的位置不同，分為：1)置換固溶體溶質(zhì)原子替代溶劑原子而占據(jù)溶劑晶格中的某些結(jié)點位置，所形成的固溶體。*溶質(zhì)原子，溶劑原子直徑相差不大時，才能置換如：CuZnZn溶解度有限。CuNi溶解度無限晶格畸變固溶強化：畸變時塑

32、性變形阻力增加，強，硬增加。這是提高合金機械性能的一個途徑。2)間隙固溶體溶質(zhì)原子嵌入各結(jié)點之間的空隙，形成固溶體。溶質(zhì)原子小，與溶劑原子比為0.59。溶解度有限。也固溶強化。2金屬化合物合金各組成元素之間相互作用而生成的一種新的具有金屬性質(zhì)，可用分子式表示的物質(zhì)。如Fe3CWC特點：(1)較高熔點、較大脆性、較高硬度。(2)在合金中作強化相，提高強度、硬度、耐磨性，而塑性、韌性下降，如WC、TiC?？赏ㄟ^調(diào)整合金中的金屬化合物的數(shù)量、形態(tài)、分布來改變合金的性能3機械混合物固溶體+金屬化合物、固+固綜合性能4二元合金狀態(tài)圖的構(gòu)成合金系：由給定的組元可以配制成一系列成分含量不同的合金，這些合金組

33、成一個合金系統(tǒng)為研究合金系的合金成分、溫度、結(jié)晶組織之間的變化規(guī)律、建立合金狀態(tài)圖來描述。合金狀態(tài)圖合金系結(jié)晶過程的簡明圖解。實質(zhì)：溫度一一成分作標(biāo)圖，是在平衡狀態(tài)下（加熱冷卻都極慢的條件下）得到的。二、二元合金狀態(tài)圖的建立以Pb（鉛）-Sb（銻）合金為例：1配置幾種Pb-Sb成分不同的合金。2做出每個合金的冷卻曲線3將每個合金的臨界點標(biāo)在溫度一成分坐標(biāo)上，并將相通意義的點連接起來，即得到Pb-Sb合金的狀態(tài)圖。ABDCE液相線：ACB固相線：DCE單相區(qū)：只有一個相。兩相區(qū)：兩個相。ACD、BCE。c共晶點*作業(yè):第三章鐵碳合金1鐵碳合金的基本組織液態(tài)：Fe、C無限互溶。固態(tài)：固溶體金屬化合

34、物tC15388-Fe+C鐵素體F1394丫-Fe+C奧氏體A912a-Fe+C鐵素體Fs一鐵素體碳溶于a-Fe形成的固溶體鐵素體F體心立方，顯微鏡下為均勻明亮的多邊形晶粒。性能：韌性很好（因含C少），強、硬不高。6=4550%,HBS=zb=250Mpa含碳：727C,0.02%二奧氏體碳溶于Y-Fe中形成的固溶體一面心立方，顯微鏡下多邊形晶粒,晶界較F平直.性能:塑性好，壓力加工所需要組織.含碳最高;1147C,2.11%HBS=170220三滲碳體金屬化合物Fe3C復(fù)雜晶格，含碳669%.性能:硬高HB(sw)800,脆，作強化相.在一定條件下會分解成鐵和石墨,這對鑄造很有意義.四珠光體

35、PF+Fe3C機械混合物，含碳0.77%組織:兩種物質(zhì)相間組成,性能:介于兩者之間.強度較高：硬度HBS=250五萊氏體727CA+Fe3CLd高溫萊氏體700塑性極差.2鐵碳合金狀態(tài)圖是表明平衡狀態(tài)下含C不大于6.69%的鐵碳合金的成分，溫度與組織之間關(guān)系,是研究鋼鐵的成分,自治和性能之間關(guān)系的基礎(chǔ)，也是制定熱加工工藝的基礎(chǔ).含C6.69在工業(yè)上午實際意義，而含C6.69%時,Fe與C形成Fe3C，故可看成一個組元，即鐵碳合金狀態(tài)圖實際為Fe-Fe3C的狀態(tài)圖.一鐵碳合金狀態(tài)圖中點線面的意義1各特性點的含義A:純鐵熔點含C:0%1538CTOC o 1-5 h zC:共晶點4.3%1148D

36、:Fe3C熔點6.691600E:C在A中最大溶解度2.111148F:Fe3C成分點6.691148G:a-Fe與丫-Fe轉(zhuǎn)變點0%912K:Fe3C成分點6.69727P:C在a-Fe中最大溶解度0.02727S:共析點0.77727Q:C在a-Fe中溶解度0.0008室溫2主要線的意義ACD:液相線,液體冷卻到此線開始結(jié)晶.AECF:固相線此線下合金為固態(tài)ECF:生鐵固相線,共晶線，液體LdAE:鋼的固相線，液態(tài)到此線一AGS:”AA到此線開始析出FESTA”A到此線開始析出Fe3CTTzcm311PSK:”A共析線.A同時析出P(F+Fe3C)3主要區(qū)域ACE:兩相區(qū)L+A2)DCF:

37、兩相區(qū)L+Fe3C13)AESG:單相區(qū)A4)GPS:A+F兩相區(qū)二鋼鐵分類1工業(yè)純鐵：含CvO.0218%組織:F鋼:含碳:0.02182.11共析鋼含C=0.77%P亞共析鋼含Cv0.77%P+F過共析鋼含C0.77%P+Fe3C11鐵含C:2.11%6.69%共晶生鐵4.3%CLd亞共晶生鐵4.3%CLd+Fe3C1三典型合金結(jié)晶過程分析1共析鋼LL+AA-P2亞共析鋼LA+LAA+FF+P3過共析鋼LL+AAA+Fe3C-Fe3C1+P共晶鐵LLdLd亞共晶鐵L1點一L+AA+LdP+Ld過共晶鐵L1點L+FegC2點Ld+FegC】3點FegCi+Ld四鐵碳合金狀態(tài)圖的應(yīng)用1鑄造確定

38、澆鑄溫度選材：共晶點附近鑄造性能好2鍛造鍛造溫度區(qū)間A3焊接焊接缺陷用熱處理改善.根據(jù)狀態(tài)圖制定熱處理工藝3鋼的分類和應(yīng)用按化學(xué)成分:碳鋼:2.11%C少量SiMnSP等雜質(zhì)合金鋼:加入一種或幾種合金元素一碳鋼1含碳量對碳鋼性能的影響0.9%CCT硬T強，塑，韌JFeC分布晶界，脆性T2鋼中常見雜質(zhì)對性能的影響Si:溶于F，強化F，強，硬T塑，韌J.含量0.030.4%有益作用不明顯Mn:1）溶于F，F(xiàn)e3C.引起固溶強化.2）與FeS反應(yīng)一MnS比重輕，進(jìn)入熔渣，如量少,有益作用不明顯.S:FeS（FeS+Fe）共晶體，熔點985C,分布晶界，引起脆性熱脆P:溶于F,是強度，硬度但室溫塑性，

39、韌性JJ冷脆3碳鋼的分類1）按含碳量分低碳鋼0.6%C2）按質(zhì)量分（含S,P多少分）普通鋼Sv=0.055%,Pv=0.045%優(yōu)質(zhì)鋼S,P=0.04%高級優(yōu)質(zhì)鋼S=0.03%P0.6%C4碳鋼的編號和用途1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q235數(shù)字表示屈服強度單位Mpa2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼正常含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼:0.250.8%Mn較高含錳量0.150.6%C0.71.0%Mn,0.6%C0.91.2%Mn0810152025強J塑T沖壓件焊件30354045505560強f硬f彈簧，軸，齒輪耐磨件6570758085耐磨件數(shù)字表示含C萬分8之幾3）碳素工具鋼T7T8t13數(shù)字表示含C千分之幾高級優(yōu)質(zhì)

40、鋼加A含Mn高，加MnT8MnA常加合金元素:MnSiCrNiMoWVTiB（硼）稀土元素（Xt）等1合金結(jié)構(gòu)鋼數(shù)+元素符號+數(shù)”表示數(shù)一含碳萬分之幾，符號一合金元素，符號后面數(shù)表示含合金,1.5%不標(biāo)，=1.5%標(biāo)2若為高級優(yōu)質(zhì)鋼，后加A女口：60Si2Mn0.6%C,2%Si=1.0%不標(biāo)如:9SiCr（板牙，絲錐）0.9%C1.5%Si400C工作耐磨鋼：高錳鋼水韌處理，沖擊下工作，表面產(chǎn)生加工硬化.并有馬試體在滑移面形成，表面硬度達(dá)HB450550，表面耐磨,心部為A.水韌處理：鋼加熱到臨界點以上（10001100C）保溫,碳化物全容于A,水冷，因冷速快，無法析出碳化物,成單一A組織.

41、5常用非金屬材料一高分子材料天然：羊毛橡膠人工合成：塑料人工橡膠粘結(jié)劑等有機玻璃尼龍丙綸氯綸-商品名工程塑料：環(huán)氧樹脂聚甲醛：塑料手表中零件聚酰亞胺：絕緣二陶瓷耐磨耐蝕脆刀片砂輪三復(fù)合材料磨削軟片：聚酰亞胺+金剛石4金屬零件選材的一般原則產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)成本如何，與材料選擇的是否恰當(dāng)有直接關(guān)系，機械零件進(jìn)行選材時，主要考慮零件的工作條件，材料的工藝性能和產(chǎn)品的成本.基本原則如下：1滿足零件工作條件：受力狀態(tài)一機械性能，基本z8ak等工作溫度環(huán)境介質(zhì)一使用環(huán)境，高溫一耐熱，抗腐蝕一不銹鋼高硬度一工具鋼2材料的工藝性能零件的生產(chǎn)方法不同，直接影響其質(zhì)量和生產(chǎn)成本.如:灰口鐵，鑄造性能切削加工性很好

42、，可鍛性差.3經(jīng)濟性價值=功能/成本女口：耐腐蝕容器：1）普通碳素鋼:5000元用一年2）奧氏體不銹鋼:40000元用10年3）鐵素體不銹鋼：15000元用6年1）:2）:3）=1:1.25:2第四章鋼的熱處理1概述一鋼的熱處理：把鋼在固態(tài)下加熱到一定的溫度進(jìn)行必要的保溫，并以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s到室溫,以改變鋼的內(nèi)部組織，從而得到所需性能的工藝方法*只改變組織和性能，而不改變其形狀和大小.熱處理是改善材料性能的重要手段之一，能提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長機件壽命,節(jié)約金屬材料，所以，重要機件都要經(jīng)過熱處理.提問:前面學(xué)過的改善金屬材料性能的手段一固溶強化）熱處理工藝曲線：各種熱處理都可以用溫度一時間的坐標(biāo)圖

43、形表示.溫度保溫臨界溫度加熱冷卻時間應(yīng)用廣泛:機械制造業(yè)中70%零件需熱處理.汽車拖拉機制造業(yè)7080%量具刃具模具滾動軸承等100%二目的1冶金鍛鑄焊毛坯或成品，消除缺陷,改善工藝性能.為后續(xù)加工(如機加)做好組織，性能，準(zhǔn)備.退火正火2是鋼件的機械性能提高，達(dá)到鋼件的最終使用性能指標(biāo)，以滿足機械零件或工具使用性能要求.淬火+回火表面淬火化學(xué)處理l依據(jù):狀態(tài)圖2熱處理過程中的組織轉(zhuǎn)變一鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變1臨界溫度：狀態(tài)圖上A:共析線(P-A)臨界溫度：A3:A析出F(F-A)極緩慢冷卻Acm:A析出FesCJ)實際加熱臨界溫度A11a3a過熱3Am實際冷卻臨界溫度A1Pr1A3A析出F過冷

44、r3A析出Fe3Cnrem3112組織轉(zhuǎn)變1)共析鋼:P(F+Fe3C)-A(1)A晶核形成:F和Fe3C界面上先形成A晶核(因界面原子排列不規(guī)則,缺陷多，能量低)A晶核長大:F晶格轉(zhuǎn)變,Fe3C不斷溶入A,A晶核不斷生成，長大.F轉(zhuǎn)變快，先消失.殘余滲碳體的溶解:隨保溫時間加長，殘余Fe3C逐漸溶入AA成分均勻化：A轉(zhuǎn)變完成后,各處含C濃度不均勻，繼續(xù)保溫,C充分?jǐn)U散，得到單一的均勻A這個過程是A重結(jié)晶的過程.亞共析鋼：F+PAe1F+AAe3-A過共析鋼：P+Fe3C1-Ae1A+Fe3Cn-Aeem-A(晶粒粗化)二鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變（鋼在室溫時的機械性能不僅與加熱，保溫有關(guān),與冷卻過

45、程也有關(guān)）1冷卻方式1）連續(xù)冷卻：時加熱到A的鋼,在溫度連續(xù)下降的過程中發(fā)生組織轉(zhuǎn)變.水冷油冷空冷（正火）爐冷（退火）2）Ar1（1）等溫冷卻：使加熱到A的鋼，先以較快的速度冷卻到Ari線下某一溫度，成為過冷A,保溫，使A在等溫下發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變完，再冷卻到室溫.等溫退火等溫淬火2共析鋼冷卻時的等溫轉(zhuǎn)變以共析鋼為例，進(jìn)行一系列不同過冷度的等溫冷卻實驗，可以測出過冷奧氏體在恒溫下開始轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變終了的時間，畫到溫度一時間坐標(biāo)系中,然后,把開始轉(zhuǎn)變的時間和轉(zhuǎn)變終了的時間分別連接起來，即得到共析鋼的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線.又叫C曲線.1）高溫產(chǎn)物：Ar1650CP層片較厚500X顯微鏡HRC10-206

46、50600C細(xì)珠光體索氏體SHRC2535層片較薄8001000X600550C極細(xì)珠光體屈氏體THRC3040層片極薄la）以上三種均為F+Fe3C層片相間的珠光體，只是層片厚度不同。lb）由于過冷度從小到大，原子活動能力由強到弱，致使析出的滲碳體和鐵素體層片越來越來薄。lc）珠光體層片越薄，塑變抗力越大，強，硬越大。2）中溫產(chǎn)物550350C上貝氏體B電鏡下觀察，滲碳體不連續(xù)，短桿狀，分布于許上多平行而密集的鐵素體條之間。350230C下貝氏體B比B有較高強、硬、韌、塑。片狀過飽和F和下上其內(nèi)部沉淀的碳化物組織（因為過飽和F有析出Fe3C傾向，但過冷度太大，導(dǎo)致碳原子沒能擴散超出F片，只是

47、在片內(nèi)沿一定晶面聚集，沉淀出碳化物粒子）3）低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物：230-50C馬氏體（M）+殘余A馬氏體：過飽和的a固溶體（由于溫度低，原子活動能力低，晶格轉(zhuǎn)變完成，但是，C原子不能從面心中擴散出來，仍留在體心中，形成過飽和a固溶體）晶格嚴(yán)重畸形，M硬THRC65塑韌03共析鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變連續(xù)冷卻可能發(fā)生幾種轉(zhuǎn)變，很復(fù)雜。共析鋼連續(xù)冷卻，只有珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)和馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)：三條線構(gòu)成：開始，終了，終止線冷卻速度過開始終了線，組織為珠光體冷卻速度過開始從終止線，組織為珠光體和馬氏體冷卻速度不過珠光體區(qū)，則為M3鋼的熱處理工藝熱處理：整體熱處理：退火正火淬火回火表面熱處理：表面淬火化學(xué)熱處理一

48、滲碳滲氮一退火將鋼件加熱到高于或低于鋼的臨界點,保溫一定時間，隨后在爐內(nèi)或埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中緩慢冷卻，以獲得接近平衡的組織,這種工藝叫一目的：1）降低硬度一切削加工2）細(xì)化晶粒，改善組織一提高機械性能3）消除內(nèi)應(yīng)力一淬火準(zhǔn)備4）提高塑性，韌性一冷沖壓，冷拉拔1完全退火:將鋼加熱到Ac3以上3050C,保溫一定時間后，緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態(tài)組織（P+F）的熱處理工藝.目的:通過完全重結(jié)晶，使鍛，鑄,焊件降低硬度，便于切削加工,同時可消除內(nèi)應(yīng)力,使A充分轉(zhuǎn)變成正常的F和P.應(yīng)用：亞共析鋼*不能用于共析鋼,在Accm以上緩冷，會析出網(wǎng)狀滲碳體（FeO脆性f2不完全退火:將共析鋼或過共析鋼加熱

49、到Ac1以上2030C,適當(dāng)保溫，緩慢冷卻的熱處理工藝-又叫球化退火.目的:使珠光體組織中的片狀滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)榱罨蚯驙?，這種組織能將低硬度，改善切削加工性.并為以后淬火做準(zhǔn)備.減小變形和開裂的傾向.應(yīng)用:共析鋼，過共析鋼（球化退火）3等溫退火：將鋼件加熱到Ac3A（亞共析鋼）或Acl（共析鋼或過共析鋼）以上,保溫后較快地冷卻到稍低于Ari的溫度，再等溫處理,A轉(zhuǎn)變成P后,出爐空冷.目的：節(jié)省退火時間，得到更均勻的組織，性能.應(yīng)用：合金工具鋼，高合金鋼4去應(yīng)力退火:將鋼加熱到Acl以下某一溫度（約500650C）保溫后緩冷.（又叫低溫退火）目的:消除內(nèi)應(yīng)力應(yīng)用:鑄，鍛，焊*不發(fā)生相變,重結(jié)晶例子

50、:杯裂5再結(jié)晶退火:將鋼件加熱到再結(jié)晶溫度以上150250C,即650750C,保溫,空冷.目的：發(fā)生再結(jié)晶，消除加工硬化.應(yīng)用：冷扎,冷拉,冷壓等*可能相變6擴散退火：均勻化退火，高溫進(jìn)行目的:消除偏析，應(yīng)用:鑄件二正火鋼件加熱到Ac3（亞）或Accm（過共）以上3050C,保溫，空冷*正火作用與退火相似，區(qū)別是正火冷速快，得到非平衡的珠光體組織，細(xì)化晶粒,效果好，能得到片層間距較小的珠光體組織.與退火對比含碳量工藝碳素結(jié)構(gòu)鋼（HB）碳素工具鋼（HB）0.250.250.65%0.650.85%0.71.3%退火150150-220220-229187-217（球化）正火HV850)，氮化層

51、殘余壓應(yīng)力，疲勞強度T氮化物抗腐蝕.溫度低，變形小.碳氮共滲：硬度高，滲層較深,硬度變化平緩，具有良好的耐磨性,較小的表面脆性.第二篇鑄造概述一什么是鑄造？將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中，待其冷卻凝固后,以獲得零件或毛坯的方法.二特點1優(yōu)點：1）可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件,尤其復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯（如暖氣）2）適應(yīng)性廣，工業(yè)常用的金屬材料均可鑄造.幾克幾百噸.3）原材料來源廣泛.價格低廉.廢鋼，廢件，切屑4）鑄件的形狀尺寸與零件非常接近，減少切削量，屬少無切削加工.應(yīng)用廣泛：農(nóng)業(yè)機械4070%機床:7080%重量鑄件2缺點：1）機械性能不如鍛件（組織粗大，缺陷多等）2）砂性鑄造中，單件，小

52、批，工人勞動強度大.3）鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定，工序多,影響因素復(fù)雜，易產(chǎn)生許多缺陷.鑄造的缺陷對鑄件質(zhì)量有著重要的影響，因此，我們從鑄件的質(zhì)量入手，結(jié)合鑄件主要缺陷的形成與防止，為選擇鑄造合金和鑄造方法打好基礎(chǔ).第一章鑄造工藝基礎(chǔ)1液態(tài)合金的充型充型：液態(tài)合金填充鑄型的過程.充型能力：液態(tài)合金充滿鑄型型腔,獲得形狀完整，輪廓清晰的鑄件的能力充型能力不足:易產(chǎn)生：澆不足：不能得到完整的零件.冷隔:沒完整融合縫隙或凹坑，機械性能下降.一合金的流動性液態(tài)金屬本身的流動性-合金流動性1流動性對鑄件質(zhì)量影響1）流動性好，易于澆出輪廓清晰，薄而復(fù)雜的鑄件.2）流動性好,有利于液態(tài)金屬中的非金屬夾雜物和氣體上浮,

53、排除.3）流動性好,易于對液態(tài)金屬在凝固中產(chǎn)生的收縮進(jìn)行補縮.2測定流動性的方法：以螺旋形試件的長度來測定：如灰口鐵:澆鑄溫度1300C試件長1800mm.鑄鋼:1600C100mm3影響流動性的因素主要是化學(xué)成分：1）純金屬流動性好:一定溫度下結(jié)晶，凝固層表面平滑,對液流阻力小2）共晶成分流動性好:恒溫凝固，固體層表面光滑，且熔點低，過熱度大.3）非共晶成分流動性差：結(jié)晶在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，初生數(shù)枝狀晶阻礙液流二澆注條件1澆注溫度:tf合金粘度下降，過熱度高.合金在鑄件中保持流動的時間長，:tf提高充型能力.但過高，易產(chǎn)生縮孔，粘砂，氣孔等，故不宜過高2充型壓力：液態(tài)合金在流動方向上所受的

54、壓力f充型能力f如砂形鑄造-直澆道，靜壓力.壓力鑄造，離心鑄造等充型壓力高.三鑄型條件1鑄型結(jié)構(gòu)：若不合理，如壁厚小，直澆口低，澆口小等充J2鑄型導(dǎo)熱能力：導(dǎo)熱f金屬降溫快，充J如金屬型3鑄型溫度:tf充f如金屬型預(yù)熱4鑄型中氣體：排氣能力f充f減少氣體來源，提高透氣性，少量氣體在鑄型與金屬液之間形成一層氣膜，減少流動阻力,有利于充型.2鑄件的凝固和收縮鑄件的凝固過程如果沒有合理的控制，鑄件易產(chǎn)生縮孔，縮松一鑄件的凝固1凝固方式：鑄件凝固過程中，其斷面上一般分為三個區(qū)：1固相區(qū)2凝固區(qū)3液相區(qū)對凝固區(qū)影響較大的是凝固區(qū)的寬窄,依此劃分凝固方式.1）逐層凝固：純金屬，共晶成分合金在凝固過程中沒有

55、凝固區(qū)，斷面液，固兩相由一條界限清楚分開，隨溫度下降，固相層不斷增加，液相層不斷減少，直達(dá)中心.2）糊狀凝固合金結(jié)晶溫度范圍很寬，在凝固某段時間內(nèi)，鑄件表面不存在固體層，凝固區(qū)貫穿整個斷面，先糊狀,后固化.故-3）中間凝固大多數(shù)合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固之間.2影響鑄件凝固方式的因素1）合金的結(jié)晶溫度范圍范圍?。耗虆^(qū)窄，愈傾向于逐層凝固如:砂型鑄造，低碳鋼逐層凝固，高碳鋼糊狀凝固2）鑄件的溫度梯度合金結(jié)晶溫度范圍一定時，凝固區(qū)寬度取決于鑄件內(nèi)外層的溫度梯度.溫度梯度愈小，凝固區(qū)愈寬.（內(nèi)外溫差大,冷卻快，凝固區(qū)窄）二合金的收縮液態(tài)合金從澆注溫度至凝固冷卻到室溫的過程中，體積和尺寸減少的

56、現(xiàn)象-.是鑄件許多缺陷（縮孔，縮松，裂紋，變形，殘余應(yīng)力）產(chǎn)生的基本原因.1收縮的幾個階段1）液態(tài)收縮：從金屬液澆入鑄型到開始凝固之前.液態(tài)收縮減少的體積與澆注溫度質(zhì)開始凝固的溫度的溫差成正比.2）凝固收縮：從凝固開始到凝固完畢.同一類合金，凝固溫度范圍大者,凝固體積收縮率大.如:35鋼，體積收縮率3.0%,45鋼4.3%3）固態(tài)收縮：凝固以后到常溫.固態(tài)收縮影響鑄件尺寸，故用線收縮表示.2影響收縮的因素1）化學(xué)成分：鑄鐵中促進(jìn)石墨形成的元素增加，收縮減少.女口：灰口鐵c,sif,收收因石墨比容大，體積膨脹,抵銷部分凝固收縮.2）澆注溫度：溫度f液態(tài)收縮f3）鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件鑄件在鑄型中收縮

57、會受鑄型和型芯的阻礙.實際收縮小于自由收縮.鑄型要有好的退讓性.3縮孔形成在鑄件最后凝固的地方出現(xiàn)一些空洞，集中一縮孔.純金屬，共晶成分易產(chǎn)生縮孔*產(chǎn)生縮孔的基本原因：鑄件在凝固冷卻期間，金屬的液態(tài)及凝固受縮之和遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固態(tài)收縮.4影響縮孔容積的因素（補充）1）液態(tài)收縮，凝固收縮f縮孔容積f2）凝固期間，固態(tài)收縮縮孔容積J3）澆注速度J縮孔容積J4）澆注速度T液態(tài)收縮T易產(chǎn)生縮孔5縮松的形成由于鑄件最后凝固區(qū)域的收縮未能得到補足，或者，因合金呈糊狀凝固，被樹枝狀晶體分隔開的小液體區(qū)難以得到補縮所至.1）宏觀縮松肉眼可見,往往出現(xiàn)在縮孔附近，或鑄件截面的中心.非共晶成分，結(jié)晶范圍愈寬,愈易形成縮

58、松.2）微觀縮松凝固過程中，晶粒之間形成微小孔洞-凝固區(qū)，先形成的枝晶把金屬液分割成許多微小孤立部分，冷凝時收縮，形成晶間微小孔洞.凝固區(qū)愈寬，愈易形成微觀縮松，對鑄件危害不大,故不列為缺陷，但對氣密性，機械性能等要求較高的鑄件,則必須設(shè)法減少.（先凝固的收縮比后凝固的小，因后凝固的有液，凝，固三個收縮，先凝固的有凝,固二個收縮區(qū)-這也是形成微觀縮松的基本原因.與縮孔形成基本原因類似）6縮孔，縮松的防止辦法基本原則：制定合理工藝一補縮，縮松轉(zhuǎn)化成縮孔.順序凝固：冒口一補縮同時凝固：冷鐵一厚處.減小熱應(yīng)力，但心部縮松，故用于收縮小的合金.l安置冒口,實行順序凝固，可有效的防止縮孔，但冒口浪費金屬

59、，浪費工時,是鑄件成本增加.而且，鑄件內(nèi)應(yīng)力加大,易于產(chǎn)生變形和裂紋.主要用于凝固收縮大,結(jié)晶間隔小的合金.l非共晶成分合金，先結(jié)晶樹枝晶,阻礙金屬流動，冒口作用甚小.l對于結(jié)晶溫度范圍甚寬的合金，由于傾向于糊狀凝固,結(jié)晶開始之后，發(fā)達(dá)的樹枝狀骨狀布滿整個截面,使冒口補縮道路受阻，因而難避免顯微縮松的產(chǎn)生.顯然，選用近共晶成分和結(jié)晶范圍較窄的合金生產(chǎn)鑄件是適宜的.3鑄造內(nèi)應(yīng)力，變形和裂紋凝固之后的繼續(xù)冷卻過程中，其固態(tài)收縮若受到阻礙，鑄件內(nèi)部就發(fā)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因.（有時相變膨脹受阻，負(fù)收縮）一內(nèi)應(yīng)力形成1熱應(yīng)力：鑄件厚度不均，冷速不同，收縮不一致產(chǎn)生.塑性狀態(tài)：金

60、屬在高于再結(jié)晶溫度以上的固態(tài)冷卻階段，受力變形，產(chǎn)生加工硬化，同時發(fā)生的再結(jié)晶降硬化抵消，內(nèi)應(yīng)力自行消失.（簡單說,處于屈服狀態(tài)，受力一變形無應(yīng)力）彈性狀態(tài)：低于再結(jié)晶溫度，外力作用下，金屬發(fā)生彈性變形，變形后應(yīng)力繼續(xù)存在.舉例:a）凝固開始，粗細(xì)處都為塑性狀態(tài)，無內(nèi)應(yīng)力兩桿冷速不同,細(xì)桿快，收縮大,受粗桿限制，不能自由收縮，相對被拉長，粗桿相對被壓縮，結(jié)果兩桿等量收縮.b）細(xì)桿冷速大，先進(jìn)如彈性階段，而粗桿仍為塑性階段，隨細(xì)桿收縮發(fā)生塑性收縮，無應(yīng)力.c）細(xì)桿收縮先停止,粗桿繼續(xù)收縮，壓迫細(xì)桿，而細(xì)桿又阻止粗桿的收縮，至室溫,粗桿受拉應(yīng)力(+),(-)由此可見，各部分的溫差越大，熱應(yīng)力也越大