有色金屬熱處理第一章 概述

有色金屬及熱處理第一章緒論一、材料科學(xué)的發(fā)展二、金屬材料發(fā)展的性能需求三、金屬的分類四、有色金屬及其合金的熱處理概論五、選材原則六、鑄造合金與變形合金的差別一、材料科學(xué)發(fā)展哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)材料是指人類用以制造各種有用器件的物質(zhì)。材料是人類生產(chǎn)和生活所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。手錘銼刀“神舟”四號(hào)飛船成功返回國(guó)產(chǎn)渦噴-7渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)石器鐵器

象形尊(西周)石器時(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代材料是人類進(jìn)化的里程碑。由于材料的重要性，歷史學(xué)家根據(jù)人類所使用的材料來(lái)劃分時(shí)代。材料的發(fā)展水平和利用程度已成為人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。

材料的發(fā)展與人類社會(huì)簡(jiǎn)圖二、金屬材料發(fā)展的性能需求高強(qiáng)度、高韌性、耐高溫、耐腐蝕、輕、特殊的物理性能、新的加工工藝。粉末高溫合金盤大尺寸高強(qiáng)度砂型鑄件三、金屬的分類分為兩大類：黑色金屬及有色金屬黑色金屬:鋼鐵、鉻、錳有色金屬：除黑色金屬以外的所有金屬，均屬有色金屬，也稱非黑金屬。A-100鋼熱擠壓管NdFeB磁性材料合金錠

有色金屬的分類a.比重＜3.5

稱為輕有色金屬（鋁、鎂、鈹、鋰等）b.比重＞3.5

稱為重有色金屬（鈦、銅、鉛、鋅、鎳等）c.鈦、鎢、鉬、釩、鋯等稱為稀有金屬d.金、銀、鉑等稱為貴金屬e.天然放射性的鐳、鈾、釷等稱為放射性金屬f.如硅、硼、硒、碲、砷稱為半金屬（半導(dǎo)體）.

有色金屬及合金的應(yīng)用航空及航天（飛機(jī)等）、新能源、國(guó)防科技、表面工程業(yè)（表面鈑鋅等）、電氣工程業(yè)、機(jī)械及輕工業(yè)（如機(jī)械加工中線切割Mo絲）等，應(yīng)用很廣泛。合金鋼的生產(chǎn)離不開有色金屬航空航天工業(yè)必不可少的基礎(chǔ)材料和重要戰(zhàn)略物資例：A380：鋁合金（61%）鈦合金（10%）波音787：鋁合金（20%）鈦合金（15%）C-17軍用運(yùn)輸機(jī)：鋁合金（69.3%）鈦合金（10.3%）

有色金屬及合金的應(yīng)用鈦合金盤儲(chǔ)氫合金錠（AB5型稀土鎳系）鈦合金假肢部件導(dǎo)彈用鈦合金鑄件四、有色金屬及其合金的熱處理概論熱處理：材料加熱、保溫、冷卻.熱處理主要作用和目的：（1）改善工藝性能，保證后道工序順利進(jìn)行.

如退火改善冷熱加工性能（2）提高使用性能，充分發(fā)揮材料潛力.

如LY12、淬火時(shí)效處理后，бb196MPa↑490MPa.鈦合金真空熱處理爐四、有色金屬及其合金的熱處理概論常用有退火、固溶處理及時(shí)效，形變熱處理也有應(yīng)用，化學(xué)熱處理應(yīng)用較少。①退火：工件加熱，保溫，緩慢速度冷卻.目的：消除殘余應(yīng)力、成分偏析、組織不穩(wěn)定等，↑工藝和使用性能.退火分為：去應(yīng)力退火，再結(jié)晶退火，均勻化退火，重結(jié)晶退火。去應(yīng)力退火：工件<T再加熱，保溫后緩冷.消除殘余應(yīng)力，↑組織及力學(xué)穩(wěn)定性.再結(jié)晶退火：工件>T再以上，保溫后緩冷.細(xì)化晶粒、充分消除內(nèi)應(yīng)力，↓硬度、↑塑性.均勻化退火：加熱到接近Tm，保溫后緩冷.消除偏析、不平衡共晶體等缺陷，↑強(qiáng)度、硬度及抗蝕性.重結(jié)晶退火：加熱到狀態(tài)圖固相線以下，保溫（相變）后緩冷.鑄態(tài)金屬組織細(xì)化、消除內(nèi)應(yīng)力、↑塑性.四、有色金屬及其合金的熱處理概論四、有色金屬及其合金的熱處理概論去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火和均勻化退火規(guī)范②固溶強(qiáng)化（淬火）：加熱到第二相最大限度的融入固溶體的T，保溫后快冷，防止第二相析出，獲得過(guò)飽和固溶體.

條件：第二相在基本相中的固溶度隨T↓而↓↓的合金.

目的：高溫固溶體組織固定到室溫，獲得過(guò)飽和固溶體，以時(shí)效強(qiáng)化.四、有色金屬及其合金的熱處理概論鋁-鐵合金鋁-硅合金四、有色金屬及其合金的熱處理概論固溶處理后，塑性和抗蝕性↑，強(qiáng)化變化不一.③時(shí)效：淬火后不穩(wěn)定組織，分解和析出過(guò)剩溶質(zhì)原子（第二相形式）的自發(fā)趨勢(shì).

自然時(shí)效：室溫下進(jìn)行的過(guò)飽和固溶體的分解.

人工時(shí)效（回火）：加熱到一定的T（遠(yuǎn)<淬火T），使固溶體分解加速.

目的：↑強(qiáng)度、硬度，穩(wěn)定組織等.四、有色金屬及其合金的熱處理概論時(shí)間、溫度對(duì)合金時(shí)效硬化效果的影響不同溫度下時(shí)效時(shí)間與合金硬度的關(guān)系④

形變熱處理：將塑性變形和熱作用結(jié)合起來(lái)的熱處理.塑性變形的變形強(qiáng)化+熱處理時(shí)的相變強(qiáng)化>單一基本熱處理或變形的性能.四、有色金屬及其合金的熱處理概論⑤

化學(xué)熱處理：將熱處理作用和化學(xué)作用有機(jī)的結(jié)合起來(lái)的熱處理.目的：改善材料的表面性能，如↑表面硬度、耐磨性和耐蝕性等.四、有色金屬及其合金的熱處理概論先進(jìn)熱處理技術(shù)：氮基保護(hù)氣氛熱處理、齒輪可控氣氛滲碳、氮基可控氣氛滲碳及計(jì)算機(jī)仿真控制、真空滲碳、脈沖軟氮化、深氮化硬化、真空熱處理、真空高壓氣淬熱處理、真空精密磁場(chǎng)熱處理技術(shù).四、有色金屬及其合金的熱處理概論雙室真空滲碳爐真空滲碳淬火爐精密多功能氣體滲氮爐五、選材原則滿足性能指標(biāo)，良好的綜合力學(xué)性能良好的耐蝕性能良好的工藝性經(jīng)濟(jì)性材料資源問(wèn)題，戰(zhàn)略需要六、鑄造合金與變形合金的差別鑄造合金各種合金變形合金不可熱處理強(qiáng)化可熱處理強(qiáng)化成分變形→