工程材料知識(shí)點(diǎn)修改版

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載材料的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)1.（考點(diǎn)）晶體與非晶體： 晶體：長(zhǎng)程（遠(yuǎn)程）有序排列 非晶體：短程（近程）有序排列固態(tài)金屬一般情形下都是晶體；2、三種常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu)：體心立方晶格，致密度為0.68（mo 、w、v 、 fe）密排面： 1 1 0密排方向： <1 1 1>面心立方晶格，致密度為0.74（al 、cu、 fe、金、銀）密排面： 1 1 1密排方向： <1 1 0>密排六方晶格，致密度為0.74（mg、zn 等）3、金屬中的晶面和晶向晶面族：原子排列相同，空間位向不同的晶面晶向族：原子排列相同，空間位向不同的晶向留意：表示方式相同的晶面和晶向相互垂直，

2、例如：<1 1 0>晶向垂直于 1 1 0晶面密排面與密排方向：原子密度最大的晶面（晶向）4、（考點(diǎn)）實(shí)際金屬中的晶體缺陷點(diǎn)缺陷（空位，間隙原子）線缺陷（位錯(cuò)）面缺陷（晶界與亞晶界）5、合金的晶體結(jié)構(gòu)：固溶體、金屬化合物6、金屬材料的力學(xué)性能：塑性：斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率越大，塑性越好（考點(diǎn)）硬度：布氏硬度hb 、洛氏硬度hr 、維氏硬度hv 、肖氏硬度hs三者關(guān)系： hbhv 10hrchbhv 6hs7、（考點(diǎn)）擴(kuò)散的概念及影響因素：概念：原子在金屬晶體中移動(dòng)距離超過(guò)其平均原子間距的遷移現(xiàn)象；影響因素： 1.溫度2.晶體結(jié)構(gòu)3.表面及晶體缺陷金屬材料的組織和性能掌握1、純金屬的

3、結(jié)晶：過(guò)冷：液態(tài)金屬實(shí)際冷卻到結(jié)晶溫度以下而暫不結(jié)晶的現(xiàn)象；冷卻曲線中顯現(xiàn)平臺(tái)的緣由：由于液態(tài)原子的無(wú)序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)原子有序狀態(tài)時(shí)放出結(jié)晶潛熱，抵消了向外界散發(fā)的熱量，而保持結(jié)晶溫度不變；純金屬的結(jié)晶過(guò)程（形核和長(zhǎng)大）形核：非自發(fā)形核和自發(fā)形核，其中非自發(fā)形核占主導(dǎo)位置；長(zhǎng)大：平面長(zhǎng)大和樹(shù)枝狀長(zhǎng)大，其中樹(shù)枝狀長(zhǎng)大得到樹(shù)枝晶；留意：金屬簡(jiǎn)潔過(guò)冷，一般均以樹(shù)枝狀長(zhǎng)大方式結(jié)晶學(xué)習(xí)必備歡迎下載fe 的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變（二次結(jié)晶、重結(jié)晶）：體心（ 1538-1394）面心（ 1394-912）體心（ 912以下） 此公式為考點(diǎn)2、合金的結(jié)晶：勻晶反應(yīng)、共晶反應(yīng)、包晶反應(yīng)、共析反應(yīng)留意：勻晶反應(yīng)冷卻較快會(huì)發(fā)

4、生枝晶偏析，應(yīng)用擴(kuò)散退火排除；（重點(diǎn)，大題）3、鐵碳合金相圖：鋼類共析鋼（ w （ c）=0.77% ）過(guò)程： l（ l+a ） a a+p （ f+fe3c） p組織組成物：全為p（珠光體：鐵素體與滲碳體的共析混合物）組成相： f+fe3c典型鋼種： t8 鋼亞共析鋼（0.0218<w （ c） <0.77 ）過(guò)程： l（ l+ ）（ l+ +a ）（ l+a ） a（ a+f ）（ a+f+p ）（ f+p） 組織組成物：f+p組成相： f+fe3c典型鋼種： 45 鋼過(guò)共析鋼（0.77<w （c）<2.11）過(guò)程： l（ l+a ） a （ a+fe3c ）（ a

5、+fe3c +p）（ p+fe3c） 組織組成物：fe3c +p組成相： f+fe3c 典型鋼種： t10 鋼白口鑄鐵類共晶白口鑄鐵（w（ c） =4.3 ）過(guò)程： l（ l+le （ a+fe3c ） le（ a+fe3c+fe3c ） le（ a+p+fe3c+fe3c ） lep+fe3c+fe3c 組織組成物：全為le組成相： f+fe3c亞共晶白口鑄鐵（2.11<w （ c） <4.3 ）過(guò)程： l l+a l+le le+a le+a+fe3c le+a+p+fe3c le+p+fe3c 組織組成物：p+fe3c +le 組成相： f+fe3c過(guò)共晶白口鑄鐵（4.3&l

6、t;w （c） <6.69）過(guò)程： l l+fe3c l+fe3c +le fe3c +le fe3c +le （a 、p 共存） fe3c+le學(xué)習(xí)必備歡迎下載（ 有 p 無(wú) a ）總結(jié)：含碳量小于0.0218%的合金組織全為f； 含碳量為0.77%時(shí)全為 p；含碳量為4.3% 時(shí)全為 le； 含碳量為6.69%時(shí)全為 fe3c；例題： t12 鋼加熱到a+fe3c 相區(qū)保溫，a 中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 45 號(hào)鋼加熱到f+a 相區(qū)保溫， a 中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于 鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)；附： 相：又稱高溫f ，是碳在 -fe 中的間隙固溶體，體心立方晶格 相：鐵素體f ，是碳在 -f

7、e 中的間隙固溶體，體心立方晶格 相：奧氏體a ，是碳在 -fe 中的間隙固溶體，面心立方晶格萊氏體： le， a 與 fe3c 的共晶混合物，le 中的滲碳體稱為共晶滲碳體珠光體： p， f 與 fe3c 的共析混合物共晶反應(yīng)溫度：1148 共析反應(yīng)溫度：7274、金屬的塑性加工（考點(diǎn)）金屬的塑性變形：滑移和孿生滑移的本質(zhì)： 晶體內(nèi)部位錯(cuò)在切應(yīng)力作用下運(yùn)動(dòng)的結(jié)果面心立方晶格比體心立方晶格塑性好的緣由：滑移方向?qū)扑鸬淖饔帽然?面大，雖然滑移系相同， 但是面心立方晶格的滑移方向比體心立方晶格的多，所以面心立方晶格的塑性更好；塑性變形（冷加工）對(duì)金屬組織和性能的影響： 、對(duì)組織的影響 1）

8、晶粒變形，形成纖維組織；2）亞結(jié)構(gòu)形成，細(xì)化晶粒；3）形成形變織構(gòu)（絲織構(gòu)和板織構(gòu)p89）； 、對(duì)性能的影響1）（考點(diǎn)）加工硬化：隨形變度的增大，金屬的強(qiáng)度和硬度顯著提高，塑性和韌性明顯下降；也叫形變強(qiáng)化；2）產(chǎn)生各向異性：由于纖維組織和形變織構(gòu)的形成，使金屬的性能產(chǎn)生各向異性；例如： 用有織構(gòu)的板材沖制筒型零件時(shí)，由于在不同方向上塑性差別很大，零件的邊緣顯現(xiàn)“制耳”；3）金屬的物理、化學(xué)性能發(fā)生變化；4）產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力：金屬內(nèi)部形變不勻稱，位錯(cuò)、空位等晶體缺陷增多，導(dǎo)致金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力；5、塑性變形和再結(jié)晶的工程應(yīng)用金屬的熱加工（鋼材的熱鍛和熱軋）學(xué)習(xí)必備歡迎下載在金屬的再結(jié)晶溫度以上

9、的塑性變形加工稱為熱加工；對(duì)組織性能的影響：使鑄態(tài)金屬中的氣孔、疏松、微裂紋壓合，提高金屬的致密度，減輕甚至排除樹(shù)枝晶偏析和改善夾雜物、其次相分布等；明顯提高金屬的強(qiáng)度、韌性和塑性；破裂鑄態(tài)金屬中的粗大樹(shù)枝晶和柱狀晶，并通過(guò)再結(jié)晶獲得等軸細(xì)晶粒，使金屬的力學(xué)性能全面 提高；金屬的冷加工（低碳鋼的冷軋、冷拔、冷沖）冷加工會(huì)使金屬材料的強(qiáng)度和硬度上升，塑性和韌性下降，產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象 ；留意： 鋼材的切削加工也屬于冷加工，也會(huì)產(chǎn)生加工硬化；由于加工硬化而使奧氏體不銹鋼的切削較為困難；噴丸強(qiáng)化再結(jié)晶退火（排除加工硬化現(xiàn)象）為了縮短時(shí)間，實(shí)際采納的再結(jié)晶退火溫度比該金屬的最低再結(jié)晶溫度要高100200

10、；（考點(diǎn)） tr=0.4tm k 其中 tr 是最低再結(jié)晶溫度，tm 是金屬的熔點(diǎn)6、鋼的熱處理鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變奧氏體化：將鋼加熱到臨界溫度以上，獲得全部或部分奧氏體組織；共析鋼必需加熱到727（ a1 ）以上時(shí)，完全轉(zhuǎn)變成奧氏體；亞共析鋼必需加熱到gs（ a3 ）以上；過(guò)共析鋼必需加熱到es（ acm ）線以上；影響奧氏體轉(zhuǎn)變速度的因素：1）加熱溫度：溫度越高，轉(zhuǎn)變?cè)娇欤?）加熱速度：加熱速度越快，轉(zhuǎn)變?cè)娇欤?）鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，滲碳體越多，相界面增大，奧氏體核心增多，轉(zhuǎn)變速度越快；4）合金元素：鈷、鎳增大碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度，加快奧氏體化；鉻、鉬、釩減小碳在奧氏體中的擴(kuò)散速

11、度，減慢奧氏體化；硅、鋁、錳對(duì)碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度影響不大，不影響奧氏體化過(guò)程；5）原始組織奧氏體的晶粒度及其影響因素某一詳細(xì)熱處理或熱加工條件下的奧氏體的晶粒度叫做實(shí)際晶粒度 ；鋼在加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向用本質(zhì)晶粒度 來(lái)表示；本質(zhì)晶粒度：鋼加熱到（ 930± 10），保溫8h，冷卻后測(cè)得的晶粒度叫做本質(zhì)晶粒度；假如測(cè)得的晶粒細(xì)小，就該鋼成為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，反之為本質(zhì)粗晶粒鋼；影響因素：1）加熱溫度和保溫時(shí)間溫度越高，晶粒長(zhǎng)大越明顯，a 也越粗大2）鋼的化學(xué)成分鋼中加入能形成穩(wěn)固碳化物的元素和能生成氧化物和氮化物的元素，有利于獲得本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，由于碳化物、氧化物；氮化物分布在晶界

12、上，阻礙晶粒長(zhǎng)大；mn 和 p 使促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大的元素；鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變等溫處理：將鋼快速冷卻到臨界點(diǎn)以下的給定溫度，進(jìn)行保溫，在該溫度恒溫轉(zhuǎn)變；連續(xù)冷卻：將鋼以某種速度連續(xù)冷卻，使其在臨界點(diǎn)以下變溫連續(xù)轉(zhuǎn)變；1） 過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)必備歡迎下載a、共析鋼過(guò)冷奧氏體的兩個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)： 、高溫轉(zhuǎn)變（也稱珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)（a1550 ）擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變；轉(zhuǎn)變產(chǎn)物： p（ s t）；留意： p s t 均為 fe 和 fe3c 的機(jī)械混合物，只是層片粗細(xì)不同，轉(zhuǎn)變溫度越低，層間距越小；、中溫轉(zhuǎn)變（也稱貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)（550ms）半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變；轉(zhuǎn)變產(chǎn)物：貝氏體組織（鐵碳化合物分布在碳過(guò)飽和的鐵素體基體上的兩相混合

13、物）（考點(diǎn)簡(jiǎn)答題）上貝氏體（350550）：羽毛狀，小片狀滲碳體分布在成排的鐵素體 之間；強(qiáng)度和韌性較差；下貝氏體（ 350ms ）：黑色針狀，硬度高，韌性好，有較好的綜合力學(xué)性能；b、亞共析鋼過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變亞共析鋼隨著碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，c 曲線的位置往右移，ms、m f 線往下移； 、高溫轉(zhuǎn)變（與共析鋼類似，只是先有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)閒，其余的過(guò)冷a 再轉(zhuǎn)變?yōu)閜）轉(zhuǎn)變產(chǎn)物： f+p（s t ）例如： 45 鋼過(guò)冷 a 在 600650 等溫轉(zhuǎn)變后，產(chǎn)物為f+s；c、過(guò)共析鋼過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變過(guò)共析鋼隨著碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，c 曲線的位置往左移，ms、m f 線往下移； 、高溫轉(zhuǎn)變（與共析鋼類

14、似，只是先析出二次滲碳體，其余的過(guò)冷a 在轉(zhuǎn)變?yōu)閜） 例如： t10 鋼過(guò)冷a 在 a1650 等溫轉(zhuǎn)變后，產(chǎn)物為fe3c +p；2） 過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變（實(shí)際生產(chǎn)中較多的情形）a、共析鋼（一）轉(zhuǎn)變產(chǎn)物爐冷：過(guò)冷a轉(zhuǎn)變?yōu)閜，粗片狀組織，硬度為170220hb空冷：過(guò)冷a轉(zhuǎn)變?yōu)閟，細(xì)片狀組織，硬度為2535hrc油冷：過(guò)冷a 先有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)閠，剩余的過(guò)冷a 冷卻到 ms 以下轉(zhuǎn)變?yōu)閙 ，冷卻到室溫時(shí)，殘留一部分a；（ t+m+ 剩余 a ）硬度為4555hrc ；水冷：過(guò)冷a 將直接轉(zhuǎn)變?yōu)閙 ，冷卻到室溫時(shí)，殘留一部分a ；（ m+a ） a、過(guò)冷 a 轉(zhuǎn)變?yōu)?m 為低溫轉(zhuǎn)變過(guò)程（非擴(kuò)散

15、型轉(zhuǎn)變），轉(zhuǎn)變溫度在msm f之間，該溫區(qū)稱為馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)；馬氏體（ m ）：碳在 fe 中的過(guò)飽和固溶體b、馬氏體形成速度很快c、馬氏體轉(zhuǎn)變是不完全的，總要?dú)埩粝律倭縜 d、馬氏體形成時(shí)體積膨脹，在鋼中造成很大的內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)峻時(shí)將使被處理零件開(kāi)裂（二）馬氏體分類板條狀（低碳）馬氏體（碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.25% ），由于板條狀m 內(nèi)有大量位錯(cuò)纏結(jié)的亞結(jié)構(gòu)，所以 低碳 m 也稱位錯(cuò)m ；針狀（高碳）馬氏體（碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.0%），由于針狀m 內(nèi)有大量孿晶，因此高碳 m 也稱孿晶 m ；（三）馬氏體性能特點(diǎn)1、硬度很高，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，硬度越高2、比容比a 大，當(dāng) a 轉(zhuǎn)變?yōu)?m 時(shí)，體積會(huì)膨脹3、

16、m 是是一種鐵磁相，在磁場(chǎng)中出現(xiàn)磁性；a 是一種順磁相，在磁場(chǎng)中無(wú)磁性學(xué)習(xí)必備歡迎下載4、晶格畸變導(dǎo)致電阻率高b、亞共析鋼（一）轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（無(wú)剩余a ）爐冷： f+p；空冷 f+s；油冷： t+m ；水冷： m與共析鋼不同， 亞共析鋼過(guò)冷a 在高溫時(shí)有一部分將轉(zhuǎn)變?yōu)閒；在中溫轉(zhuǎn)變區(qū)會(huì)有少量貝氏體（上 b）產(chǎn)生；如油冷產(chǎn)物為：f+t+ 上 b+m ， f 和上 b 量少，有時(shí)也忽視不計(jì)；c、過(guò)共析鋼（一）轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（有剩余a ）爐冷： p+fe3c；空冷： s+fe3c；油冷： t+m+ 剩余 a ；水冷： m+ 剩余 a（考點(diǎn)：死脖子復(fù)印的資料p64-72）鋼的一般熱處理熱處理： 將固態(tài)金屬或合金

17、在肯定介質(zhì)中加熱、保溫順冷卻， 以轉(zhuǎn)變材料整體或表面組織，從而獲得所需性能的工藝；退火：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫肯定時(shí)間，然后緩慢冷卻（一般隨爐冷卻）的熱處理工藝叫做退火； a、完全退火： 1、又稱重結(jié)晶退火，主要用于亞共析鋼；是把鋼加熱到ac3 以上 2030，保溫肯定時(shí)間后緩慢冷卻（隨爐冷卻或埋入石灰和砂中冷卻），以獲得接近平穩(wěn)組織的熱處理工藝；2、產(chǎn)物： f+p3、目的：通過(guò)重結(jié)晶，使加工造成的粗大、不勻稱組織勻稱化和細(xì)化，以提高性能；或使中碳以上的碳鋼和合金鋼得到近平穩(wěn)狀態(tài)的組織，以降低硬度， 改善切削加工性能；由于冷卻速度緩慢，仍可排除內(nèi)應(yīng)力； b、等溫退火 1、等溫退火是把鋼件或毛

18、坯加熱到ac3 （或 ac1 ）的溫度，保溫后，較快的冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)的某一溫度，并等溫保持，奧氏體等溫轉(zhuǎn)變，然后緩慢冷卻的熱處理工藝；2、產(chǎn)物：主要為p3、目的：與完全退火相同，但轉(zhuǎn)變較易掌握，能獲得勻稱組織，對(duì)于a 較穩(wěn)固的合金鋼可短退火時(shí)間；c、球化退火 1、球化退火是使鋼中碳化物球狀化的熱處理工藝；主要用于過(guò)共析鋼、共析鋼， 如工具鋼、滾珠軸承鋼等；2、目的：使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球狀化（退火前需先進(jìn)行正火使網(wǎng)狀二次滲碳體破裂），以降低硬度，改善切削加工性能，為以后的淬火組織做預(yù)備；3、產(chǎn)物： t12 鋼球化退火后，鐵素體基體上分布著細(xì)小勻稱的球狀滲碳體，叫球化體；d、擴(kuò)散退

19、火 1、為了削減鋼錠、鑄件或鍛坯的化學(xué)成分和組織的不勻稱性，將其加熱到略低于固相線溫度，長(zhǎng)時(shí)間保溫并進(jìn)行緩慢冷卻的熱處理工藝，也稱勻稱化退火；2、加熱溫度：鋼的熔點(diǎn)以下100200，保溫時(shí)間一般為1015h；加熱溫度提高時(shí)，擴(kuò)散 時(shí)間可以縮短學(xué)習(xí)必備歡迎下載3、擴(kuò)散退火后鋼的晶粒很粗大，因此一般再進(jìn)行完全退火或正火處理；e、去應(yīng)力退火1、為排除鑄造、鍛造和機(jī)加工、冷變形等冷熱加工在工件中造成的殘余應(yīng)力而進(jìn)行的低溫退火；2、將工件加熱至低于ac1 的某一溫度（一般為500650），保溫，然后隨爐冷卻3、可以排除50%80% 的內(nèi)應(yīng)力，不引起組織變化正火：鋼材或鋼件加熱到ac3（對(duì)于亞共析鋼） 、

20、ac1（對(duì)于共析鋼） 、 acm（對(duì)于過(guò)共析鋼）以上3050，保溫適當(dāng)時(shí)間后，在自由流淌的空氣中勻稱熱處理稱為正火；1、正火后的產(chǎn)物：亞共析鋼為f+s；共析鋼為s；過(guò)共析鋼為s+fe3c2、正火的目的： a、作為最終熱處理：正火可以細(xì)化晶粒，使組織勻稱化，削減亞共析鋼中f 的含量，使p 含量增多并細(xì)化，從而提高鋼的強(qiáng)度、硬度和韌性；對(duì)于一般結(jié)構(gòu)鋼零件，力學(xué)性能要求不很高時(shí)，可把正火作為最終熱處理；b、作為預(yù)先熱處理： 截面較大的合金結(jié)構(gòu)鋼件，在淬火或調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）前進(jìn)行正火， 以排除魏氏組織和帶狀組織， 并獲得細(xì)小而勻稱的組織； 對(duì)于過(guò)共析鋼可削減二次滲碳體，并使其防止形成連續(xù)網(wǎng)狀

21、，為球化退火做組織預(yù)備；c、改善切削加工性能：低碳鋼或低碳合金鋼退火后硬度太低，不便于切削加工；正火后可提高其硬度，改善其切削加工性能；淬火：將鋼加熱到相變溫度以上，保溫肯定時(shí)間，然后快速冷卻以得到馬氏體組織的熱處理工藝成為淬火；淬火是鋼的最重要的強(qiáng)化方法；a、（考點(diǎn)）淬火溫度的選定 1、亞共析鋼：ac3 以上 3050；亞共析鋼加熱到ac3 溫度以下時(shí)，淬火組織中會(huì)保留鐵 素體，使鋼的硬度降低；2、共析鋼和過(guò)共析鋼：ac1 以上 3050；過(guò)共析鋼加熱到ac1 以上時(shí)，組織中保留少量二次滲碳體， 而有利于提高鋼硬度和耐磨性，此時(shí)奧氏體中的碳含量不太高，可降低馬氏體的脆性，仍能削減殘余a 的含

22、量；3、假如淬火溫度太高，會(huì)形成粗大的馬氏體，使力學(xué)性能惡化，同時(shí)也會(huì)增大淬火應(yīng)力，使變形和開(kāi)裂傾向增大；b、加熱時(shí)間的選定：升溫順保溫兩個(gè)階段1、加熱時(shí)間：以裝爐后爐溫達(dá)到淬火溫度所需時(shí)間為升溫階段2、一般保溫時(shí)間為15 分 鐘 /mmc、淬火冷卻介質(zhì)：常用介質(zhì)為水和油d、淬火方法：?jiǎn)谓橘|(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火和等溫淬火1、單介質(zhì)淬火：工件在一種介質(zhì)（水或油）中冷卻優(yōu)點(diǎn)： 操作簡(jiǎn)潔，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用廣泛缺點(diǎn)： 水中淬火應(yīng)力大，工件簡(jiǎn)潔變形開(kāi)裂；在油中淬火，冷卻速度小，淬透直徑小，大件淬不硬；2、雙介質(zhì)淬火：工件先在較強(qiáng)冷卻才能介質(zhì)中冷卻至300左右，再在一種冷卻才能較弱的介質(zhì)中冷卻，

23、如先油淬后水淬；優(yōu)點(diǎn)： 可有效削減熱應(yīng)力和相變應(yīng)力，減小工件變形開(kāi)裂的傾向；缺點(diǎn)： 難以把握雙液轉(zhuǎn)換時(shí)刻，轉(zhuǎn)換過(guò)早易淬不硬，轉(zhuǎn)換過(guò)時(shí)易淬裂；用于： 外形復(fù)雜、截面不勻稱的工件淬火；學(xué)習(xí)必備歡迎下載3、分級(jí)淬火：工件快速放入鹽浴或堿浴爐（溫度略高于或略低于ms 點(diǎn)）保溫25min，然 后取出空冷進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變；優(yōu)點(diǎn)： 大大減小淬火應(yīng)力，防止變形開(kāi)裂；適用范疇： 分級(jí)溫度略高于ms 點(diǎn)的分級(jí)淬火適合小件的處理（如刀具）；分級(jí)溫度略低于ms 點(diǎn)的分級(jí)淬火適合大件的處理，在ms 點(diǎn)以下分級(jí)的成效更好；例如：高碳模具鋼在160堿浴中分級(jí)淬火，既能淬硬，變形又??；4、等溫淬火：工件快速放入鹽?。}浴溫度在

24、貝氏體區(qū)的下部，稍高于ms 點(diǎn)）中，等溫停留較長(zhǎng)時(shí)間，直到貝氏體轉(zhuǎn)變終止，取出空冷，獲得下貝氏體組織；用于： 中碳以上的鋼，目的是為了獲得下b 組織，以提高強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨性；留意：低碳鋼一般不采納等溫淬火e、鋼的淬透性：鋼在淬火時(shí)形成馬氏體的才能1、測(cè)定方法：末端淬火法2、鋼的淬硬性：鋼淬火后所能達(dá)到的最高硬度，主要取決于馬氏體的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，淬硬性越高；3、影響淬透性的因素a、碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)亞共析鋼：隨著 c 質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，淬透性降低過(guò)共析鋼：隨著 c 質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，淬透性降低所以，三者中共析鋼的淬透性最好（ t8 鋼）b、合金元素除 co 以外，其余合金元素溶于a 之后，

25、降低臨界冷卻溫度，使c 曲線右移，提高鋼的淬透性；所以，合金鋼的淬透性比碳鋼的要好c、奧氏體化溫度提高奧氏體化溫度，將使奧氏體晶粒長(zhǎng)大，成分勻稱，可削減珠光體的生核率，降低鋼的臨界冷卻溫度，提高淬透性；d、鋼中未溶其次相未溶入鋼的雜質(zhì)會(huì)成為奧氏體分解的非自發(fā)核心，使臨界冷卻速度增大，降低淬透性；回火：鋼件淬火后，為了排除內(nèi)應(yīng)力并獲得所要求的組織和性能，將其加熱到ac1 以下某一溫度，保溫肯定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝； a 、低溫回火回火溫度： 150250產(chǎn)物：回火馬氏體+殘余奧氏體目的：降低淬火應(yīng)力，提高工件韌性，保證淬火后的高硬度和高耐磨性；用途：各種高碳鋼工具、模具、滾動(dòng)軸承及滲

26、碳和表面淬火的零件；b、中溫回火回火溫度： 300500產(chǎn)物：回火屈氏體（鐵素體仍保持馬氏體的外形，滲碳體比回火馬氏體中的碳化物粗）目的：獲得具有高的彈性極限和屈服強(qiáng)度，同時(shí)具有肯定韌性的回火屈氏體；用途：主要用于各類彈簧c、高溫回火回火溫度： 500650 產(chǎn)物：回火索氏體目的：獲得強(qiáng)度、塑性和韌性都比較好的回火s學(xué)習(xí)必備歡迎下載調(diào)質(zhì)處理：淬火+高溫回火用途：各種重要的機(jī)器結(jié)構(gòu)件，如：連桿、軸、齒輪等受交變載荷的零件；也可作為某些精密工件如量具、模具等的預(yù)先熱處理；鋼的表面熱處理（考點(diǎn)）1. 感應(yīng)加熱2. 火焰加熱3. 激光加熱鋼的化學(xué)熱處理（考點(diǎn)）1. 滲碳1. 固體滲碳2. 液體滲碳3.

27、 氣體滲碳=k 1/2（其中 為滲碳層厚度， 為保溫時(shí)間）2. 氮化1. 氣體滲氮2. 離子氮化3. 氰化1. 中溫氣體氰化2. 低溫氣體氰化第三章碳鋼、合金鋼碳鋼碳鋼的成分及分類a 、碳鋼的成分：主要由fe、c、mn 、si、s、p 6 種元素組成；留意： mn 、si 有利于改善鋼的力學(xué)性能；s 易使鋼發(fā)生熱脆（高溫鍛軋時(shí)開(kāi)裂）； p 易使鋼發(fā)生冷脆（室溫脆性增加）（考點(diǎn)） b、按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類：低碳鋼 w （ c） 0.25%中碳鋼 0.25% w （ c） 0.6%高碳鋼 w （ c） 0.6（考點(diǎn)） c、按鋼的質(zhì)量分類：一般碳素鋼w （ s） 0.040%； w （ p） 0.04

28、0%優(yōu)質(zhì)碳素鋼w （ s） 0.035%； w （ p） 0.035%高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼；w （ s） 0.030%； w （ p） 0.030%碳鋼的牌號(hào)及用途 a 、碳素結(jié)構(gòu)鋼（一般碳素鋼）（考點(diǎn)） 1、符號(hào)： q+ 屈服強(qiáng)度 ；牌號(hào)后面標(biāo)注字母abcd表示鋼材質(zhì)量等級(jí)不同，d 最高 ；f、z 、tz 分別表示沸騰鋼（脫氧程度最低）、冷靜鋼（脫氧程度中等）、特殊冷靜鋼（脫氧程度最學(xué)習(xí)必備歡迎下載高）2、用途： q195、215、235a 、235b 通常軋制成鋼筋、鋼板、鋼管等，可用于橋梁、建筑物等構(gòu)件，也可用作一般螺釘、螺帽、鉚釘?shù)?；q235c 、235d 可用于重要的焊接件；q235、27

29、5 強(qiáng)度較高，可軋制成鋼、鋼板做構(gòu)件用；3、熱處理：一般不需進(jìn)行熱處理，在熱軋狀態(tài)下使用；但對(duì)某些零件，也可進(jìn)行正火、調(diào)質(zhì)、滲碳等處理，以提高其使用性能；b、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（考點(diǎn)）1、符號(hào)：平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)分?jǐn)?shù) 的數(shù)字表示，例如20 鋼即表示碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20% ；如鋼中 mn 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，就在鋼號(hào)后加mn ；高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼分別以a 、e 表示；保證淬透性用鋼用h 表示2、用途： 10、20 鋼可做沖壓件及焊接件，熱處理后也可制造軸、銷等零件；35、40、45、50 鋼經(jīng)熱處理后，用來(lái)制造齒輪、軸類、套筒等零件；60、65 鋼主要用來(lái)制造彈簧；實(shí)例：教材p142 實(shí)例 1 2

30、3（包括熱處理工藝，認(rèn)真看）留意：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼使用前一般要經(jīng)過(guò)熱處理c、碳素工具鋼1、符號(hào)：碳素工具鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.65%1.35%之間，用平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù) 來(lái)表示，數(shù)字前加“ t ”；2、用途：制造各種刃具、；量具、模具等例如： t7 8 鋼硬度高、韌性較高，可制造沖頭、鑿子、錘子等工具；t9 10 11 鋼硬度高、 韌性適中， 可制造鉆頭、 刨刀、 絲錐、手鋸條等刃具及冷作模具；t12 13 鋼硬度高、韌性較低，可制造銼刀、刮刀等刃具及量規(guī)、樣套等量具；留意：碳素工具鋼使用前都要經(jīng)過(guò)熱處理！實(shí)例：教材p143 實(shí)例 1 2（包括熱處理工藝，認(rèn)真看）合金鋼（考點(diǎn)）合金鋼的分類我國(guó)

31、采納按用途來(lái)分類：合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、（特殊性能鋼不做要求）（考點(diǎn)）合金鋼的編號(hào)1、結(jié)構(gòu)鋼：萬(wàn)分之一為單位的數(shù)字（兩位數(shù)），例如： 40cr，平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.40% ；2、工具鋼：千分之一為單位的數(shù)字（一位數(shù)），當(dāng)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1%時(shí)，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)不標(biāo) 出，例如： 5crmnmo ，平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%， crwmn ，平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.0% 合金結(jié)構(gòu)鋼（考點(diǎn)）a、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（代表鋼種q295、q345、q420）1）、 用途 ：制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等；2）、性能要求 ：高強(qiáng)度、高韌性、良好的冷成型性能和焊接性能、低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度

32、、良好 的耐蝕性；3）、 成分特點(diǎn) ：低碳（不超過(guò)0.20%）、加入 mn 為主的合金元素、加入鈮、鈦、釩等輔加元素、加入少量cu 和 p 可提高耐腐蝕性能、加入少量稀土元素可脫硫； 4）、 熱處理特點(diǎn) ： 一般在 熱軋（相當(dāng)于正火）空冷狀態(tài)下使用；在有特殊需要時(shí)，如為了改善焊接區(qū)性能，可進(jìn)行一次正火 處理；5）組織組成物：使用狀態(tài)下一般為鐵素體 +細(xì)珠光體（ s）學(xué)習(xí)必備歡迎下載b、合金滲碳鋼 1、用途 ：主要用于制造汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪，內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸、活塞銷等機(jī)器零件；2性能要求 ：表面滲碳層硬度高、心部具有足夠高的韌性和強(qiáng)度、有良好的熱處理工藝性能（在較高的滲碳溫度下，a 晶粒不

33、易長(zhǎng)大，并具有良好的淬透性）3成分特點(diǎn) ：低碳：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在0.10%0.25% 之間，以保證零件心部有足夠的塑性和韌性加入提高淬透性的合金元素（cr 、ni 、mn ）加入阻礙a 晶粒長(zhǎng)大的元素（ti 、v 、w 、mo ） 4）、 鋼種及用途 ：低淬透性： 20cr，淬透性低，心部強(qiáng)度較低，只適用于制造受沖擊載荷較小的耐磨件，如小軸、活塞銷、小齒輪等；中淬透性： 20crmnti ，淬透性較高，有良好的力學(xué)性能和工藝性能，因此大量用于制造承擔(dān)高速中載、要求抗沖擊和耐磨損的零件，特殊是汽車、拖拉機(jī)上的重要零件；（考點(diǎn)） 20crmnti工藝流程：鍛造 正火加工齒形非滲碳部位鍍銅愛(ài)護(hù)滲碳預(yù)

34、冷直接淬火 低溫回火噴丸磨齒高淬透性： 18cr2niw a 、20cr2ni4a ，不但淬透性很高，仍具有很好的韌性；主要用于只在大截面、高載荷的重要耐磨件，如飛機(jī)、坦克中的曲軸及重要齒輪等； 5） 、熱處理工藝：滲碳后直接淬火（900950） +低溫回火6）、熱處理后的組織：表面滲碳層為合金滲碳體+回火馬氏體 +少量殘余a心部組織完全淬透時(shí)為低碳回火馬氏體；多數(shù)情形下是t+ 回 火 m+少量 f ；c、合金調(diào)質(zhì)鋼 1）、 用途 ：廣泛用于制造汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床和其他機(jī)器上的各種重要零件，如齒輪、軸類件、連桿、螺栓等；2） 性能要求 ：高強(qiáng)度、良好的塑性和韌性、很好的淬透性；3） 成分特點(diǎn)

35、：中碳：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在0.25%0.50% 之間，大多數(shù)為0.4% ；碳量過(guò)低不易淬硬，回火后強(qiáng)度不夠；碳量過(guò)高就韌性不夠；加入提高淬透性的元素：如cr 、mn 、ni 、si、b 等；這些元素除了能提高淬透性外，仍能形成合金滲碳體，提高鋼的強(qiáng)度；加入防止其次類回火脆性的元素：含ni 、cr、mn 的合金調(diào)質(zhì)鋼，高溫回火慢冷時(shí)易產(chǎn)生其次類回火脆性； 在鋼中加入mo 、w 可以防止其次類回火脆性；其相宜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： w（ mo ）=0.15%0.30% 或 w （ w ）=0.8%1.2% ；4）、 鋼種及牌號(hào) ：低淬透性：臨界油淬直徑為3040mm ，典型鋼種40cr，廣泛用于制造一般尺寸的

36、重要零 件；中淬透性：臨界油淬直徑為4060mm ，典型鋼種35crmo ，用于制造截面較大的零件，如學(xué)習(xí)必備歡迎下載曲軸、曲桿等；mo 的加入不僅能提高淬透性，仍能防止其次類回火脆性；高淬透性：臨界油淬直徑為60100mm ，典型鋼種40crnimo ，不但具有好的淬透性，仍可排除其次類回火脆性，用于制造大截面、重載荷的零件，如汽輪機(jī)主軸、葉輪、航空發(fā)動(dòng)機(jī) 軸 等 ； 5） 、熱處理：淬火 +高溫回火（即調(diào)質(zhì)） ，淬火一般采納油淬；回火溫度一般在500650； 得到的組織為回火s；d、合金彈簧鋼1） 用途： 制造各種彈簧和彈性元件；屬于專用結(jié)構(gòu)鋼；2） 性能要求： 高彈性極限、高疲憊強(qiáng)度、足

37、夠的塑性和韌性；較好的淬透性等；3） 成分特點(diǎn)： 中高碳（一般為0.50%0.70% ），過(guò)高時(shí)，塑性、韌性降低，疲憊強(qiáng)度也有下降；加入以si、mn 為主的提高淬透性的元素；4）、 熱處理：淬火+中溫回火（ 450550），得到回火屈氏體組織 e、滾動(dòng)軸承鋼 1）、 用途 ：主要用來(lái)制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體（滾珠、滾柱、滾針）、內(nèi)外套圈等；也屬于專用結(jié)構(gòu)鋼； 從化學(xué)成分上看它屬于工具鋼，所以也用來(lái)制造精密量具、冷沖模、機(jī)床絲杠等耐磨件；2） 性能要求 ：滾動(dòng)軸承工況復(fù)雜而苛刻，因此對(duì)軸承鋼的性能要求很高；高的接觸疲憊強(qiáng)度高的硬度和耐磨性足夠的韌性和淬透性在大氣和潤(rùn)滑介質(zhì)中有肯定的耐蝕才能和良好的尺

38、寸穩(wěn)固性； 3） 成分特點(diǎn)：高碳：一般為0.95%1.10% ，以保證高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性；cr 為基本合金元素：cr 提高淬透性；形成合金滲碳體 fe， cr3c ，呈細(xì)密、勻稱分布，提高鋼的耐磨性和疲憊強(qiáng)度；加入 si、mn 、v 等： si、mn 進(jìn)一步提高鋼的淬透性，便于制造大型軸承；v 部分溶于奧氏體中，部分形成vc ，提高鋼的耐磨性并防止過(guò)熱（熱加工時(shí)a 晶粒長(zhǎng)大） ；嚴(yán)格掌握夾雜物含量！4、鋼種和牌號(hào)：cr 軸承鋼：典型鋼種gcr15 ，使用量占軸承鋼的絕大部分；除制造軸承外也常用來(lái)制造冷沖模、量具、絲錐等；添加 mn 、si 、mo 、 v 的軸承鋼：加入si、mn 可提高

39、淬透性，鋼種有g(shù)cr15simn 、 gcr15mnmov等；加入mo、v 可得到無(wú)cr 的軸承鋼，如gsimnmov ； 5、熱處理工藝：預(yù)先熱處理：球化退火目的：不僅降低鋼的強(qiáng)度，利于切削加工，更重要的是獲得細(xì)的球狀珠光體和勻稱分布的細(xì)狀碳化物，為零件的最終熱處理做組織預(yù)備；最終熱處理：淬火+低溫回火（ gcr15 的淬火溫度嚴(yán)格掌握在820840 范疇內(nèi)；回火溫度一般為150160）目的：得到極細(xì)的回火m+ 勻稱分布的粒狀碳化物+少量殘余a淬火后立刻進(jìn)行冷處理，并在回火和磨削加工后進(jìn)行低溫時(shí)效處理；目的：穩(wěn)固尺寸，去除內(nèi)應(yīng)力和殘余a 的轉(zhuǎn)變；合金工具鋼學(xué)習(xí)必備歡迎下載a、合金刃具鋼1）

40、用途： 主要用于制造各種金屬切削工具，如車刀、銑刀、鉆頭等；2） 性能要求： 高硬度、高耐磨性、高熱硬性（高溫下保持高硬度的才能）、足夠的塑性和韌性 ； 3） 成分特點(diǎn)：低合金刃具鋼（工作溫度不超過(guò)300，用于低速切削） ：a、高碳，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%1.1% b、加入cr、mn 、 si、w 、v 等合金元素；cr、mn 、si 主要提高鋼的淬透性，si 仍能提高鋼的回火穩(wěn)固性，w、v 能提高硬度和耐磨性，并防止加熱時(shí)過(guò)熱，保持細(xì)小的晶粒；高速鋼 （高合金刃具鋼，具有很高的熱硬性，高速切削中溫度達(dá)600時(shí)硬度無(wú)明顯下降） a、高碳，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.70% 以上，最高可達(dá)1.5%左右 b、加

41、入cr、w 、mo 、v 等元素 c、加入 cr 提高淬透性；加入w 、 mo 保證鋼的熱硬性 d、v 能大大提高鋼的硬度和耐磨性，同時(shí)能阻礙奧氏體長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒；4）鋼種及牌號(hào)：低合金刃具鋼：典型鋼種9sicr ，廣泛用于制造各種低速切削的刃具，如板牙、絲錐等，也常用作冷沖模；留意：冷作模具鋼9mn2 、 crwmn也可制造刃具，如板牙、絲錐、拉刀、鉸刀等高速鋼：典型鋼種，鎢系w18cr4v （熱硬性較好） 、鎢 -鉬系 w6mo5cr4v2 （耐磨性、高溫塑性和韌性較好）5）加工及熱處理特點(diǎn)低合金刃具鋼：加工過(guò)程：球化退火機(jī)加工淬火+低溫回火淬火溫度應(yīng)依據(jù)工件外形、尺寸及性能要求嚴(yán)格掌握，

42、一般都要預(yù)熱；回火溫度為160200； 熱處理后的組織為：回火m+ 碳化物 +少量殘余a高速鋼：屬于萊氏體鋼鍛造球化退火淬火+三次回火（ 550570）球化退火：溫度為ac1+3050 ，得到索氏體基體和勻稱分布的細(xì)小粒狀碳化物淬火：必需進(jìn)行二次預(yù)熱（500600、 800850），淬火后的組織為：淬火 m+ 碳化物 +大量殘余a回火：在550570回火三次，為了逐步削減殘余a 的含量；回火后的組織為：回火 m+碳化物 +少量殘余a b、合金模具鋼冷作模具鋼（工作溫度不超過(guò)200300）1） 用途： 制造各種冷沖模、冷鐓模、冷擠壓模和拉絲模等；2） 性能要求： 高硬度、高耐磨性、足夠的韌性和疲憊抗力、熱處理變形?。?） 成分特點(diǎn)： a、高含碳量：多在1.0%以上，個(gè)別甚至達(dá)到2.0% b、加入cr、mo 、 w 、v 等合金元素形成難溶碳化物，