華中科技大學(xué)工程材料學(xué)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)

1、工程材料學(xué)知識(shí)點(diǎn)第一章材料是有用途的物質(zhì)。一般將人們?nèi)ラ_掘的對(duì)象稱為“原料”，將經(jīng)過(guò)加工后的原料稱為“材 料”工程材料：主要利用其力學(xué)性能，制造結(jié)構(gòu)件的一類材料。主要有：建筑材料、結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能：強(qiáng)度、塑性、硬度功能材料：主要利用其物理、化學(xué)性能制造器件的一類材料.主要有：半導(dǎo)體材料（Si ）磁性材料 壓電材料 光電材料金屬材料：純金屬和合金金屬材料有兩大類：鋼鐵（黑色金屬）非鐵金屬材料（有色金屬）非鐵金屬材料：輕金屬（Ni以前）重金屬（Ni以后）貴金屬（Ag, Au, Pt，Pd） 稀有金屬（Zr，Nb，Ta）放射性金屬（Ra, U）高分子材料：由低分子化合物依靠分子鍵聚合而成的有機(jī)聚合物

2、主要組成：C，H, O N, S，Cl，F(xiàn)，Si三大類：塑料（低分子量）： 聚丙稀樹脂（中等分子量）：酚醛樹脂，環(huán)氧樹脂橡膠（高分子量）：天然橡膠，合成橡膠陶瓷材料:由一種或多種金屬或非金屬的氧化物，碳化物，氮化物，硅化物及硅酸鹽組成的無(wú)機(jī)非金屬材料。陶瓷：結(jié)構(gòu)陶瓷 AI2O3 , Si3N4 , SiC等功能陶瓷 鐵電 壓電 材料的工藝性能：主要反映材料生產(chǎn)或零部件加工過(guò)程的可能性或難易程度。 材料可生產(chǎn)性：材料是否易獲得或易制備鑄造性：將材料加熱得到熔體，注入較復(fù)雜的型腔后冷卻凝固，獲得零件的能力鍛造性：材料進(jìn)行壓力加工（鍛造、壓延、軋制、拉拔、擠壓等）的可能性或難易程度的度量 焊接性：利

3、用部分熔體，將兩塊材料連接在一起能力第二章（詳見課本）密排面密排方向fee 111bee 110<110><111>單胞的原于數(shù)利X吉+ 1=2；點(diǎn)陣常數(shù)原子半徑 配位數(shù) 晶體中與任一原子垠近鄰且第距離的原子數(shù)日. =8致密度體心立方bcc原子本身的體積 原子所占有的空間體積單胞的原子數(shù)8 X責(zé)+6X=4點(diǎn)陣常數(shù)原子半徑單胞的原子數(shù)12X* + 2X*+3 = Ci配位數(shù)致密度面心立方fcc點(diǎn)陣常數(shù) c cia = a/8/3 = 1.633)1原子半徑 /= -«配位數(shù) 126 - -ff (-)3 致密廈-0.743-V3 - f8燈-J-a密堆六方cph

4、'' '點(diǎn)缺陷：在三維空間各方向上尺寸都很小，是原子尺寸大小的晶體缺陷。類型：空位：在晶格結(jié)點(diǎn)位置應(yīng)有原子的地方空缺，這種缺陷稱為“空位”。間隙原子：在晶格非結(jié)點(diǎn)位置， 往往是晶格的間隙，出現(xiàn)了多余的原子。它們可能是同類原 子，也可能是異類原子。異類原子：在一種類型的原子組成的晶格中，不同種類的原子占據(jù)原有的原子位置。線缺陷：在三維空間的一個(gè)方向上的尺寸很大(晶粒數(shù)量級(jí))，另外兩個(gè)方向上的尺寸很小子尺寸大小)的晶體缺陷。其具體形式就是晶體中的位錯(cuò)(Dislocation )形式：刃型位錯(cuò)螺型位錯(cuò)混合型位錯(cuò)位錯(cuò)線附近的晶格有相應(yīng)的畸變，有高于理想晶體的能量；位錯(cuò)線附近異類

5、原子濃度高于平均水平；位錯(cuò)在晶體中可以發(fā)生移動(dòng)，是材料塑性變形基本原因之一； 位錯(cuò)與異類原子的作用，位錯(cuò)之間的相互作用，對(duì)材料的力學(xué)性能有明顯的影響。面缺陷：在三維空間的兩個(gè)方向上的尺寸很大 （晶粒數(shù)量級(jí)），另外一個(gè)方向上的尺寸很小 （原 子尺寸大?。┑木w缺陷。形式：晶界面 亞晶界面相界面第三章過(guò)冷：一般地，熔體自然冷卻時(shí)，隨時(shí)間延長(zhǎng)，溫度不斷降低，但當(dāng)冷卻到某一溫度Tn時(shí)，開始結(jié)晶，此時(shí)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，出現(xiàn)一個(gè)溫度平臺(tái)，這一平臺(tái)溫度通常要低于理想的 結(jié)晶溫度TO,這樣在低于理想結(jié)晶溫度以下才能發(fā)生結(jié)晶的現(xiàn)象一一過(guò)冷。過(guò)冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度 Tn與理想結(jié)晶溫度 TO之差 T= TO Tn稱為過(guò)

6、冷度。 過(guò)冷度的大 小隨冷卻速度的增加而增加過(guò)冷度愈大，G愈大，結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力愈大結(jié)晶過(guò)程：形核：符合能量條件和結(jié)構(gòu)條件的短程有序集團(tuán)（尺寸達(dá)到 臨界尺寸）將成為結(jié)晶核心。長(zhǎng)大：金屬液體中的晶核一旦形成，由于系統(tǒng)自由能降低， 晶核將迅速長(zhǎng)大直到液體全部消 形核率（N）:單位時(shí)間在單位母體（液體）的體積內(nèi)晶核的形成數(shù)目稱為形核率。一般合金相圖是在常壓下（P= 1atm）獲得的，所以對(duì)于一個(gè)合金體系描述相圖的參數(shù)有三C）為橫坐標(biāo)，T為縱坐標(biāo),丨 _ 1 AX XB個(gè)：成分，溫度，相。即相只與溫度和成分相關(guān)。若以成分（ 那么坐標(biāo)系任一點(diǎn)即表示某一成分合金在某一溫度下對(duì)應(yīng)的相勻晶相圖杠桿定律：設(shè)mL和R分

7、別為兩相的質(zhì)量，它們滿足以下杠桿定律:“L時(shí)定律示昶)00Ni共晶反應(yīng)：在某一溫度下，從液體中同時(shí)析出兩種固溶體。即:Lt a + 3AC BD為固相線，溫度在此以 CG DH為a , 3固溶體的溶解度變 a , 3固溶體的溶解度隨溫度變化而發(fā)生變化的曲線。、B 3個(gè)兩相區(qū)：L+ a, L+目、（相律）7條線：AE BE為液相線，溫度在液相線上，為單一液態(tài)； 下為單一固溶體；CED共晶反應(yīng)線， 對(duì)應(yīng)LTa + 3 ； 化線，即:6個(gè)相區(qū)：3個(gè)單相區(qū)：L、:注：兩個(gè)單相區(qū)由一個(gè)雙相區(qū)分隔1個(gè)點(diǎn)：E:共晶成分點(diǎn)，成分在E點(diǎn)以右，為過(guò)共晶（成分在 包晶反應(yīng)：兩組元在液態(tài)下無(wú)限互溶，L、：+ 1:,液

8、體溫度最低點(diǎn)。 成分在E點(diǎn)以左，為亞共晶ED范圍）固態(tài)下有限溶解，并且發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變：（成分在CE范圍）L+ ,-，：。(X、Ac和bc為兩液相線，與其對(duì)應(yīng)的ad和bp為兩固相線;Df和pg固溶體a、3的溶解度隨溫度變化線；dpc為包晶轉(zhuǎn)變線。相圖含三個(gè)單相區(qū) L、a、3 ；三個(gè)雙相區(qū) L +a、L +3、a + 3 ； 一個(gè)三相區(qū)L +a +3，水平線dpc為包晶反應(yīng)線，P點(diǎn)為包晶點(diǎn)，對(duì)應(yīng)包晶反應(yīng)：L+ ：。 共析反應(yīng)：特點(diǎn)：（1）固態(tài)反應(yīng)。（2）類似于共晶反應(yīng)。（3）共析反應(yīng)：；_, + :（4） :、1為交替的片層結(jié)構(gòu)。（5） :、一：的相對(duì)含量符合杠桿定律。 穩(wěn)定化合物（金屬間化合物）在

9、相圖中的形式：I W7CMRJSi形曲代右鞫的MSi臺(tái)金棺（E穩(wěn)定化合物在相圖中表現(xiàn)為一直線，可將其視為獨(dú)立組元，并以其為界將相圖分開進(jìn)行分析。吟 E A 噸 B A 咧 E!*jfl相的坊合金的強(qiáng)度謹(jǐn)度和電陰率之間的關(guān)系第四章純鐵:a -Fe在770 C （居里溫度）發(fā)生由鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判?，即鐵磁性消失。工業(yè)純鐵的力學(xué)性能特點(diǎn)是：強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性好C在鋼鐵中存在的三種形式：溶入Fe的晶格形成固溶體（間隙固溶體）一鋼 以游離石墨存在于鋼鐵中鑄鐵。與鐵成金屬間化合物 如Fe3C, Fe2C, FeC ）金屬間化合物 石墨性能：耐高溫，可導(dǎo)電，潤(rùn)滑性好，強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性低。EfoC

10、1200t M嘗C CC<30>10009加73TCP 5(0.1?)72711600AN 140C15381465RC仏；5>/J122兀亠 + *L+Fe3C(L+G)0B> 1I54*C* 600® 770 V r400F + ftjC (F + G)230 r丄d1!LQ-S L5-FeFeiC 相 03Fe-Gffiffi一4的居硼度鐵碟雙耐圖5. 5 6. «9實(shí)線為Fe Fe3C相圖虛線為Fe C相圖a相C在a -Fe中的間隙固溶體，晶體結(jié)構(gòu)為bcc,僅由a相形成的組織稱為 鐵素體，記為 F(Ferrite) 。 a = F丫相C在丫

11、-Fe中的間隙固溶體，晶體結(jié)構(gòu)為fee ,僅由丫相形成的組織稱為 奧氏體，記為 A(Auste nite)。 丫 = A3相C在3 -Fe中的間隙固溶體，晶體結(jié)構(gòu)也為bee, 3相出現(xiàn)的溫度較高，組織形貌一般不易觀察，也有稱 高溫鐵素體。的共析體組織，稱為珠光體，記為P(Pearlite)iUSSCwcAtFtjC +k7WCJA)P+FejCi +U5C<ll/o.77727V7 0.0218共析反應(yīng)(727 C)，產(chǎn)物為F、Fe3C兩相層片交替分布0-2 Oil 0-6 0! L0 L2 U 2.023站相 4汴0 5恥詢*C/XFeC相 鐵與碳生成的間隙化合物，其中碳的重量百分比為

12、6.69%，晶體結(jié)構(gòu)是復(fù)雜正交晶系，僅由F&C相構(gòu)成的組織稱為滲碳體，依然記為FesC,也有寫為Cm(Cementite)。石墨在鐵碳合金中的游離狀態(tài)下存在的碳為石墨，組織記 G(Graphite)。L相碳在高溫下熔入液體，相圖中標(biāo)記L(Liquid)。Z 口 53 + 0 09空匹_> Zc 17-這是一包晶反應(yīng)(1495 C)，發(fā)生在高溫，并且在隨后的冷卻過(guò)程中組織還會(huì)發(fā)生變化。共晶反應(yīng)(1148 C)，產(chǎn)物共晶體組織稱為萊氏體，記為L(zhǎng)d(Ledeburite)I cr ins4.30共晶點(diǎn)5冃=Ar+F匕c lD1227& 69Fe»C的熔點(diǎn)1 E1U82

13、J1A中的量天榕碳量|PI7270 021 8F中的最大整號(hào)量S7270.77其折點(diǎn)(AJ / + FM 1(1)ABCD液相線(2) AHJECF固相線(3)HJB 包晶反應(yīng)線(1495 C) Lb+jh Aj(4)ECF -共晶反應(yīng)線(1148 C) LsA E+Fe3C (稱為萊氏體)(5)PSK -共析反應(yīng)線(727 C)As -；Fp+FaC (稱為珠光體)(6)Asm線(ES線)一從奧氏體析出Fe3Cn的臨界溫度線(7)A線(GS線)一從奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體線五個(gè)單相區(qū)：液相區(qū)L高溫固溶體-相(奧氏體，A ; :相(鐵素體，F(xiàn))fc相(滲碳體，cm七個(gè)雙相區(qū)：L+ 、；, L + ,

14、 L + FesC, ：.+ , + Fe sC,:+;+ FesC三個(gè)三相區(qū)：HJB線 L + j.+ ; ECK線 L + + Fe sC; PSK線+ ： + FesC工業(yè)純鐵(C%<0.02%)碳鋼i依據(jù)C含量不同，又分為：亞共析鋼：C<0.77 wt% 共析鋼：C=0.77 wt% 過(guò)共析鋼：C>0.77 wt%白口鑄鐵(生鐵)(氏-依據(jù)C含量不同，又分為：亞共晶白口鑄鐵 C<4.3 wt% 共晶白口鑄鐵 C=4.3 wt%過(guò)共晶白口鑄鐵 C>4.3 wt%灰口鑄鐵 (亞共晶、共晶、過(guò)共晶灰口鑄鐵工業(yè)純鐵(C%<0.02%)：組織： F£

15、 Z t $>方一>方 I卜疣一>疣一> 疣 +相：:-(F)共析鋼(C% 0.77%):組織：P相：:(F) + FesC八、八1什丨1"/')亞共析鋼 H!2匕了7® ：組織：F+ P相：:-(F) + Fe3C組織轉(zhuǎn)變： L t L+L At F+L F+P過(guò)共析鋼(C-0. 77 匕":組織：P+ Fe3Ci 相；(F) + Fe3C組織轉(zhuǎn)變：Lt l+ A tAt a+ Fe3O t p+ f&C共晶白口鐵(C% 4.3%):組織： L'(相：:-(F) + Fe3C組織轉(zhuǎn)變 Lt Ld (A+Fe3A+F

16、e3CI+Fe3C t (P + Fe 3C ( FenCn)亞共晶白口鐵(C%=2.11 4.3%):組織：P+ Fe3CiI+ L' 相: :- (F) + FesC組織轉(zhuǎn)變 L+ Z A+ L4 A+ Fe3Ci + L4 P+ FCi + L'過(guò)共晶白口鐵(C%=4.3 - 6.69%):組織：FQG+ L'(相：ct (F) + FenC組織轉(zhuǎn)變 L t L+Fe3CtFe3C+LdT FaC+L' d的與自口鎮(zhèn)鐵平衡組織名 稱Wc/%組織代表符號(hào)工業(yè)純鐵'<0.02 F 中 Pefi-亞共析鋼0. 020.77鐵索體+珠光味F+P共析鋼

17、0.77疎光體P過(guò)共析鋼0.77 2.11妹光體+二次汐碳體P+Fe,Cl亞共A白口侈閔2.11 4.30珠光體+二次*碳體+變杏萊氏體P+Fe,Ci+L；共晶白口鑄佚4. 30變態(tài)萊氏體Li過(guò)共A白口鋅鐵4. 306. 69變杏萊氏體+次*最體L；+Fe,C I10050200104003002502001502401/J/HBX/) 1iK/丿/、/、4i、yI0.20.6 L01.460P、：2§ D7 孑 O002sc/%含碳量對(duì)鋼力學(xué)性能的形響0.772. 11仞c/%鋼決的熱加工溫度范圍K700N30O1001各組成相的力學(xué)性質(zhì)：F：軟， 塑Fe 3C:硬，脆 P （ F

18、+ Fe3C）:介入二者之間2、C對(duì)性能的影響：隨 C含量增加，硬度持續(xù)增加S ,"持續(xù)下降 d b先增加（C 2.11 %）后下降（由于網(wǎng)狀 FesG的出現(xiàn)）按含碳量分：低碳鋼 WC <0.25 % 中碳鋼0.25 % < Wc < 0.6 % 高碳鋼 WC>0.6 %按用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼（建筑材料，如橋梁，房屋，機(jī)器零件等） 碳素工具鋼（刀具，模具等）根據(jù)P, S含量的多少普通碳素鋼 W < 0.045 % W <0.055 % 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 W <0.040 % W < 0.040 %高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼 Wp < 0.035 %

19、W <0.030 %根據(jù)含氧量：沸騰鋼鎮(zhèn)定鋼Q275AF普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q:屈服數(shù)字為強(qiáng)度值 A為等級(jí)F為沸騰鋼）特點(diǎn)：這一鋼種僅關(guān)心材料的力學(xué)性能，不考察其成分，大多為軋制的型 材（鋼板、圓、管、角）。用途：合適的強(qiáng)度，一定的塑性和韌性， 價(jià)格較低，大量用于普通簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)零件。女口：橋梁，建筑。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（數(shù)字表示鋼中C的含量（萬(wàn)分之幾）F表示沸騰鋼）特點(diǎn)：這類鋼種要求保證C含量。用途：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用來(lái)制造機(jī)器零件。一般都要熱處理以提高其力學(xué)性能。隨著C含量的增加，材料的強(qiáng)度和硬度愈高，塑性相應(yīng)會(huì)降低。T12A碳素工具鋼（T”表示 碳”數(shù)字表示含碳量（千分之幾）全部為優(yōu)質(zhì)鋼，后

20、綴 A為高級(jí) 優(yōu)質(zhì)鋼）特點(diǎn)：過(guò)共析鋼，組織為：顆粒狀的碳化物+球化珠光體（經(jīng)球化退火），可以直接進(jìn)行機(jī)械加工。用途：碳素工具鋼的硬度高、變形量小，適合用于量具，刃具，模具。工業(yè)鑄鐵是指 Wc >2.11wt %的Fe-C合金 為鑄鐵。當(dāng)C以Fe3C相似存在：白口鑄鐵 當(dāng)C以石墨形式存在：灰口鑄鐵鑄鐵性質(zhì)：鑄造，切削加工，減震性較好。強(qiáng)度，塑性，韌性低 石墨化過(guò)程：第一階段高溫石墨化溫度：>1154C，從液體中直接析出初生或共晶石墨。共晶反應(yīng)：Lc）Ae+ G組織：（奧氏體+石墨）的共晶體。第二階段中溫石墨化溫度：1154738 C之間，從奧氏體中析出石墨，稱為二次石墨 Gi過(guò)飽和析

21、出反應(yīng)：AA+ G11組織：A+ Gii第三階段低溫石墨化溫度：738C，奧氏體發(fā)生共析反應(yīng)析出石墨，稱為三次石墨Giii。共析反應(yīng)：As > Fp+ Gm。組織：（鐵素體+石墨）共析體 注：這一階段析出的石墨往往在前兩階段出現(xiàn)的石墨基礎(chǔ)上長(zhǎng)大。石墨化程產(chǎn)斷口顧色第階段第二酚段第二Em茨口充分充分充分F+G充分充分F+P+G充分充分P+G昧口Ld+P+G歩白相間白口Ld+P+Fe3C團(tuán)絮狀）蠕墨按鑄鐵中石墨的形狀分： 普通灰鑄鐵（片狀）球墨鑄鐵（球狀）可鍛鑄鐵 鑄鐵（蠕蟲狀）等 鑄鐵性能： 1 抗拉強(qiáng)度低、塑性韌性差 石墨相當(dāng)于孔或裂縫，明顯降低了材料的力學(xué)性能。球狀石墨對(duì)基體的破壞作用

22、相對(duì)較 小，故球墨鑄鐵的力性接近低碳鋼，且可以用熱處理改善基體組織，提高性能。2。鑄造性能好。3。耐磨性好。4。消震性好。5。切削加工性能好。6。缺口敏感性低。普通灰鑄鐵：如 HT150,HT200,HT250牌號(hào)：HTxxx , HT表示灰鐵，三個(gè)數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度，單位MPa。用途：用于要求消震、耐磨，如機(jī)床床身、汽缸、箱體、活塞等。 熱處理： 只進(jìn)行去應(yīng)力退火。球墨鑄鐵：如 QT400-15, QT500-05 , QT600-03 牌號(hào)： QTxxx-xx, 數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，單位MPa 和%。用途：用于一般機(jī)械零件，如齒輪、曲軸、凸輪軸等。熱處理： 可通過(guò)熱處理改善基體

23、組織和性能?？慑戣T鐵 蠕墨鑄鐵 合金鑄鐵第五章引起加工硬化：隨塑性變形量增加，金屬?gòu)?qiáng)度、硬度會(huì)升高，而塑性、韌性會(huì)降低，這種現(xiàn) 象稱為 加工硬化 。（折鐵絲是一實(shí)例）產(chǎn)生加工硬化的原因 ：變形產(chǎn)生位錯(cuò)， 隨著變形量增加， 位錯(cuò)密度增高， 位錯(cuò)發(fā)生纏結(jié)和在 晶界上塞積，導(dǎo)致位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)困難，從而引起加工硬化。加工硬化的作用 ： 強(qiáng)化材料的一種手段保持材料均勻形變 在加熱過(guò)程中，形變了的材料會(huì)發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大三個(gè)過(guò)程 回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒的長(zhǎng)大，他們都是減少或消除結(jié)構(gòu)缺陷的過(guò)程。相應(yīng)地 ,材料的結(jié)構(gòu)和sf如贈(zèng)溫度性能也發(fā)生對(duì)應(yīng)變化?；貜?fù)：經(jīng)冷加工的材料在在小于 0.4Tm （以K表示）以下的溫

24、度保溫，這時(shí)材料發(fā)生點(diǎn)缺陷消失，位錯(cuò)重排，應(yīng)力下降的過(guò)程為回復(fù)。變化：宏觀應(yīng)力（第一類應(yīng)力）基本消除，但微觀應(yīng)力（第二、第三類）仍然殘存。力學(xué)性 質(zhì)，如強(qiáng)度沒有明顯變化。再結(jié)晶：當(dāng)加熱溫度達(dá)到0.4Tm以上，晶粒形狀開始發(fā)生變化， 在亞晶界或晶界處形成了新 的結(jié)晶核心，并不斷以等軸晶形式生長(zhǎng)， 取代被拉長(zhǎng)及破碎的舊晶粒， 這一過(guò)程稱為再結(jié)晶。 變化：強(qiáng)度和硬度明顯下降，塑韌性提高，加工硬化現(xiàn)象消除。新晶粒形核和長(zhǎng)大，替代舊晶粒。位錯(cuò)大量消失 。特點(diǎn)：1）再結(jié)晶不是一個(gè)相變過(guò)程。因?yàn)樵诮Y(jié)晶前后的結(jié)構(gòu)和成分沒有明顯變化。它只是一個(gè)形態(tài)上的變化。（物理過(guò)程）。2）再結(jié)晶沒有一個(gè)確定的溫度，當(dāng)T>

25、;0.4Tm即可發(fā)生再結(jié)晶過(guò)程。概念：冷加工：在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行塑性變形熱加工：在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行塑性變形區(qū)別：冷加工：加工硬化，晶粒變形熱加工：加工硬化和再結(jié)晶過(guò)程同時(shí)發(fā)生，加工硬化消失金屬材料的強(qiáng)度和硬度會(huì)隨溫度的上升而下降，塑性會(huì)隨溫度的升高而升高，因此在較高的溫度下進(jìn)行塑性變形，材料的抗力小，易成型。熱加工的影響：1、提高致密度：熱加工可使鑄件的縮松和氣泡焊合，提高材料的致密度，提高材料性能。2、細(xì)化晶粒：熱加工可以打碎鑄件粗大的枝晶和柱狀晶，細(xì)化晶粒尺寸。3、形成合理的纖維組織：各種可變形的夾雜物會(huì)沿形變方向拉長(zhǎng)，呈流線分布，從而造成 各向異性。在流線方向，性能較好，而在垂直于流

26、線方向上性能相對(duì)較差強(qiáng)化金屬的基本原理和方法塑性變形的本質(zhì)是位錯(cuò)的滑移細(xì)晶強(qiáng)化依靠晶界阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。晶粒愈小，強(qiáng)度愈高。d s= b 0+Kd-"2 （Hall-patch關(guān)系式）固溶強(qiáng)化固溶原子引起晶格畸變， 產(chǎn)形成固溶體由于溶質(zhì)原子與溶劑原子在尺寸和性質(zhì)上的不同，生應(yīng)力場(chǎng)阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。加工硬化進(jìn)行冷加工，使材料位錯(cuò)密度增加，發(fā)生纏結(jié)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。彌散強(qiáng)化在基體中形成彌散分布的第二相質(zhì)點(diǎn)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。有時(shí)稱為沉淀強(qiáng)化。第六章為了對(duì)鋼進(jìn)行熱處理，必須首先將鋼加熱到單相A區(qū)，然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s以獲得特定的結(jié)構(gòu)和性能。固態(tài)相變同樣需要一定的過(guò)冷度（降溫）或過(guò)熱度（升溫），因此，加熱轉(zhuǎn)

27、變實(shí)際發(fā)生溫度在平衡臨界點(diǎn)之上，而冷卻轉(zhuǎn)變的實(shí)際發(fā)生溫度在平衡臨界點(diǎn)之下。AC1、As、ACcm為升溫引起的奧氏體化溫度上移線Ari、Ag和Arcm則為降溫時(shí)奧氏體分解溫度的下移線Ai、A3. Acm、為平衡條件下合金獲得奧氏體的溫度線。奧氏體化過(guò)程以共析鋼（Wc= 0.77%）為例，共析鋼在室溫下的組織為層片珠光體，在加熱到Ac1以上，其將轉(zhuǎn)變?yōu)锳,這一過(guò)程稱為奧氏體化，這一過(guò)程是形核與長(zhǎng)大過(guò)程。900F8C7000.4 0.60. 8 1. 0 1. 2 1,4Vc(%>兩個(gè)過(guò)程：晶格變化；C的擴(kuò)散1. 在鐵素體和滲碳體的交界處形成奧氏體的核心；2. 奧氏體同時(shí)消耗兩相來(lái)長(zhǎng)大；F晶格

28、轉(zhuǎn)變（BC3FCC,滲C體溶解；3. 隨后殘余滲碳體的溶解；4. 奧氏體的均勻化，各處的碳濃度都達(dá)到平均成分。實(shí)際晶粒度：指在某一具體熱處理?xiàng)l件下（如加熱溫度、保溫時(shí)間）所得到的晶粒大小。它 決定于鋼的成分和奧氏體化的工藝過(guò)程。本質(zhì)晶粒度：不同的鋼在同樣的加熱條件下，奧氏體的長(zhǎng)大傾向性不一樣，為比較不同鋼的晶粒長(zhǎng)大傾向，將不同的鋼加熱到930 ± 10 C,保溫8小時(shí)得到的實(shí)際晶粒度作為該鋼的本質(zhì)晶粒度。本質(zhì)晶粒度是一材料特性，表示的是鋼在奧氏體化時(shí)奧氏體晶粒的長(zhǎng)大傾向。等溫冷卻：將鋼迅速過(guò)冷到臨界點(diǎn)(An)以下某一溫度，使奧氏體保持在該溫度下進(jìn)行等溫轉(zhuǎn) 變TTT曲線(Tempera

29、ture Time Transformation ):在某一溫度下 A轉(zhuǎn)變量與時(shí)間的關(guān)系的曲 線。連續(xù)冷卻：將鋼以某一固定速度不停頓地冷卻(到室溫),使奧氏體在連續(xù)降溫的過(guò)程中轉(zhuǎn)變。CCT曲線(Continuous Cooling Transformation ):在連續(xù)冷卻過(guò)程中，A轉(zhuǎn)變量與時(shí)間的關(guān)系曲線。過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖，也稱TTT曲線，或C曲線。它綜合反映了過(guò)冷奧氏體在不同溫度下等溫轉(zhuǎn)變的開始和終了時(shí)間及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物之間的關(guān)系。鋼在奧氏體化后，當(dāng)溫度降低到Am以下，此時(shí)奧氏體并不立即轉(zhuǎn)變，要經(jīng)歷一段時(shí)間后，才開始轉(zhuǎn)變。把這種存在于Ar1溫度以下暫未發(fā)生轉(zhuǎn)變的不穩(wěn)定奧氏體稱為過(guò)冷奧氏體。C

30、曲線特征：(1) 在Ar1線溫度以上，奧氏體穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。(2) 在Ar1線以下，C曲線以左區(qū)域?yàn)檫^(guò)冷 A區(qū)，轉(zhuǎn)變終了線以右的區(qū)域?yàn)檗D(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)， 兩條線之間為轉(zhuǎn)變過(guò)渡區(qū)。(3) 不同溫度等溫對(duì)應(yīng)的孕育期不同，在C曲線 鼻尖”處的孕育期最短，鼻尖以上( Ar1以下)，隨溫度孕育期J，因?yàn)樾魏蓑?qū)動(dòng)力大，但在鼻尖以下，隨溫度孕育期f這 是因?yàn)楸M管驅(qū)動(dòng)力大，但原子擴(kuò)散緩慢(受溫度影響)。(4) 當(dāng)冷速很快，繞過(guò) C曲線的鼻尖，奧氏體快速冷卻到 Ms以下，則發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變， Ms為馬氏體轉(zhuǎn)變開始線，Mf為馬氏體轉(zhuǎn)變終了線，兩線之間為奧氏體+馬氏體兩相混合區(qū)。11I4043冊(cè)加5J FT 1 IJ

31、f廠rr if IA1 rp_1°l ' T- I10* IIP珠光體型轉(zhuǎn)變區(qū) 溫度：Ar1 550 C依據(jù)F/Fe3C的片層大小，分為： 珠光體（粗），索氏體（細(xì)），屈氏體（托氏體）（很細(xì)）片1趣（恥）ZC.O 代FArl-6506 4-0.7P (Pearlite)25-5650-6000.25-0.4索氏體S (Sorbite)35-25000550<0.25屈氏體T (Troostite)40-35貝氏體型轉(zhuǎn)變區(qū) （中溫轉(zhuǎn)變區(qū)）根據(jù)轉(zhuǎn)變溫度的高低，貝氏體轉(zhuǎn)變又分為：上貝氏體轉(zhuǎn)變 （鼻尖”到350 C）下貝氏體轉(zhuǎn)變 （350 C到Ms點(diǎn)） 名稱符號(hào)形成溫度形貌性能

32、上貝氏體B上 550 C 350 C 羽毛狀HRC4050,韌性差下貝氏體B下 350 C Ms竹葉狀 HRC5055,韌性好_B下具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用于要求高強(qiáng)韌性的工件（如模具等）馬氏體型轉(zhuǎn)變區(qū)（針對(duì)共析鋼）9Q070ti|41X1LI J2 .WWC1& 79%H氐綿化HitTMT匚 氏埠劭為層、 * »- -f -V- » -» H *GM/*馬氏體轉(zhuǎn)變的臨界冷卻速度c>1.0 wt%:形成針狀馬氏體M針；Cv0.2 wt%:形成板條狀馬氏體M板條;0.2wt% v Cv 1.0wt%:形成混合馬氏體。決定于奧氏體的含碳量:

33、低碳馬氏體性能: 具有較高的強(qiáng)度和韌性，即良好的綜合力學(xué)性能。如0.2%C鋼淬火后，HRC50 6= 1500MPa、 ak= 150 - 180J/cm2。高碳馬氏體性能：片狀馬氏體具有高的硬度和強(qiáng)度 （HRC 60）,但塑性和韌性很低（ ak= 1J/cm2） 不管是板條馬氏體還是片狀馬氏體，都具有相當(dāng)高的硬度（HRC50）,其原因是：C在F中的過(guò)飽和固溶 t晶格畸變t固溶強(qiáng)化t高硬度。對(duì)C曲線的影響：C含量：亞共析鋼：隨著含碳量的增加，C曲線右移 過(guò)共析鋼： 隨著含碳量的增加，C曲線左移加熱溫度和保溫時(shí)間：Tf, t ?t Fe3C溶解充分，晶粒粗大（晶界減小）t A穩(wěn)定 t C曲線右移

34、 合金元素：除Co以外，幾乎所有元素都會(huì)使 C曲線右移Al Co Ms4gHi Si Mn退火：定義：將鋼（材料）加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（例如：隨爐冷卻），以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝叫做“退火”。作用：消除殘余內(nèi)應(yīng)力、改變組織的形態(tài)。退火類別：完全退火 球化退火 去應(yīng)力退火不同類型的退火選用不同的溫度。完全退火（用于亞共析鋼）方法：將亞共析鋼加熱到 Ac3以上3050C，保溫一定時(shí)間，緩慢冷卻。目的：通過(guò)重新結(jié)晶細(xì)化晶粒，改善鋼錠或坯料粗大，不均勻的原始組織，充分（1）消除內(nèi)應(yīng)力，（2）降低硬度，（3）防止開裂。組織：F + P （接近平衡組織）球化退火（適用于共

35、析鋼和過(guò)共析鋼）方法：將共析鋼或過(guò)共析鋼加熱在A1以上30 - 50 C長(zhǎng)時(shí)間保溫，使 Fe3C球化。然后極緩慢冷卻，使A發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。組織：鐵素體的基體上均勻分布顆粒狀的滲碳體，稱為球狀珠光體。去應(yīng)力退火方法：將鋼緩慢加熱到 A1以下某一溫度（如：200 - 400 C）,保溫后慢冷。目的：完全消除殘余內(nèi)應(yīng)力。組織：無(wú)相變發(fā)生，無(wú)組織明顯變化。正火：定義：將鋼加熱到 AC3 （亞共析鋼）或 ACcm（過(guò)共析鋼）以上30-50C保溫一段時(shí)間后，再 空冷得到珠光體型組織的工藝。注：合金鋼在空氣中連續(xù)冷卻可能發(fā)生珠光體型、貝氏體型甚至馬氏體型相變，但正火一般是指空冷時(shí)發(fā)生珠光體型轉(zhuǎn)變的熱處理工藝

36、。用途：亞共析鋼：在低、中碳鋼中代替完全退火。（消除缺陷和內(nèi)應(yīng)力 ，降低硬度，均勻組織）。過(guò)共析鋼：因空氣冷卻速度較快，先析出相Fe3C的量較少，不能連成網(wǎng)狀，故起到消除網(wǎng)狀組織的作用。淬火：定義：將鋼加熱到 A后，以大于 Vk的速度快速冷至 Ms點(diǎn)以下以獲得馬氏體組織的熱處理 工藝，叫作“淬火”。目的：提高鋼的硬度和耐磨性。注：馬氏體不是熱處理所要得到的最終組織，馬氏體再經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)幕鼗?，可以得到需要的組織和使用性能。淬火后獲得的馬氏體一一淬火馬氏體 回火后獲得的馬氏體一一回火馬氏體 常用介質(zhì)：鹽水、堿水：10- 15%的NaCI水溶液，這是最強(qiáng)的冷卻介質(zhì)。 清水：直接冷卻，冷卻能力也很強(qiáng)。堿

37、浴、硝鹽?。涸?20- 180C以上的溫度下有好的冷卻能力（適用于分級(jí)淬火）。礦物油冷卻能力約為水的1/4- 1/8,適用于大多數(shù)合金鋼，可以有效防止零件的變形開裂。 原則：淬火時(shí)既要快冷獲得 M，又要盡可能減少變形和開裂。定義：將淬火后的鋼件加熱到 AG以下某一溫度，等溫一段時(shí)間后，再冷卻至室溫而獲得不 同組織的熱處理工藝叫 回火”目的：消除內(nèi)應(yīng)力：鋼在淬火后，存在較大的內(nèi)應(yīng)力（熱應(yīng)力和相變應(yīng)力） 利用回火可以消除或減小內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到防止變形開裂。穩(wěn)定組織和尺寸：淬火后的組織為馬氏體+殘余奧氏體，它們都不是穩(wěn)定組織， 使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而帶來(lái)零件的尺寸和性能的變化。利用回火讓可能變化的組

38、織發(fā)生轉(zhuǎn)變，達(dá)到穩(wěn)定零件的組織性能和尺寸。調(diào)整性能：淬火后得到的馬氏體的碳含量較高，材料的硬度高，脆性大，通過(guò)回火處理，達(dá) 到所需要的強(qiáng)度、塑性和韌性的組合。便于加工：降低硬度，便于機(jī)械加工。 組織轉(zhuǎn)變： 馬氏體的分解（200 C以下）回火馬氏體 回火時(shí)馬氏體中過(guò)飽和的碳發(fā)生短距離的遷移， 以薄片形式存在M中，該組織稱為回火馬氏體。 殘余奧氏體的分解（200- 300C） 馬氏體向回火馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，由于應(yīng)力的減小，溫區(qū)）。最終組織：回火馬氏體+下貝氏體 回火屈氏體的形成（ 由于回火溫度的升高， 為鉄素體，組織為： 布回火屈氏體 回火索氏體的形成（，容易出現(xiàn)開裂形成極細(xì)的碳化物（Fe2.4C）（

39、稱為£碳化物），殘余奧氏體發(fā)生分解產(chǎn)生下貝氏體（貝氏體300 - 500 C）碳的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)能力加強(qiáng)，F(xiàn)上均勻分布極細(xì)的滲碳體，稱為過(guò)渡碳化物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定滲碳體，馬氏體轉(zhuǎn)變回火屈氏體”。F+ Fe3C （彌散分500 - 650 C)鉄素體發(fā)生再結(jié)晶形成等軸晶鐵素體，同時(shí)細(xì)小的FesC顆粒不斷長(zhǎng)大，得到平衡狀鐵素體中分布著顆粒狀的碳化物混合組織，稱為回火索氏體”。最終組織：等軸晶 F+顆粒狀FaCT回火索氏體回火組織性能：硬度和強(qiáng)度： 硬度在200 C以下變化不明顯，以后隨溫度的上升而下降，強(qiáng)度也如此； 塑性： 塑性隨回火溫度提高而提高；韌性：韌性變化的趨勢(shì)隨回火溫度的提高而提高?；鼗鸫?/p>

40、性：在回火過(guò)程中出現(xiàn)韌性下降的現(xiàn)象稱為回火脆性，主要是由于碳化物析出和長(zhǎng)大所致。低溫回火 回火溫度為150 200 C,組織：回火馬氏體，性能： 高硬度，硬度可達(dá)到58 64HRC,好的耐磨性應(yīng)用： 常用于軸承、冷作模具的熱處理。中溫回火 回火溫度為350 500 C組織：回火屈氏體性能：具有一定韌性，同時(shí)有高的 彈性極限應(yīng)用： 彈簧鋼（如：65, 70）和要求較高強(qiáng)度和一定韌性的工件，如刀桿、軸套等。高溫回火 回火溫度為500 650 C （淬火后進(jìn)行高溫回火的工藝也稱為調(diào)質(zhì)”處理）組織： 回火索氏體，性能： 具有良好的綜合力學(xué)性能，尤其是沖擊韌性高。應(yīng)用：可以直接進(jìn)行機(jī)械加工。主要用于承受

41、較大應(yīng)力，特別是有沖擊應(yīng)力場(chǎng)合下的結(jié)構(gòu) 零件，如各種軸、連桿、齒輪等。淬透性：是指鋼件在淬火時(shí)能獲得淬硬層（ 馬氏體）的深度。由于表面冷卻速度高于心部，所以從表面至心部的馬氏體的量存在一個(gè)分布，通常將馬氏體含量達(dá)到50 %的深度作為淬硬層深度，用淬硬層深度來(lái)表征不同材料的淬透性。亞共析鋼：Cff 淬透性f過(guò)共析鋼 C . t淬透性f合金元素中除Co外，絕大部分都使 C曲線右移，提高淬透性加熱溫度的升高和保溫時(shí)間延長(zhǎng)（FC溶解充分），穩(wěn)定奧氏體，均可適當(dāng)?shù)奶岣咪摰拇阃感?。表面熱處理?、淬火工藝：將鋼件表面迅速加熱到奧氏體化后，急冷使表面層形成馬氏體。 而心部組織不發(fā)生變化， 這樣表面具有強(qiáng)硬特

42、征而心部保持好的韌性。用于表面淬火用鋼大多為低 C或中C鋼（即為亞共析鋼）。2、淬火組織：由于從表面到心部的溫度不同，淬火后在組織也不同表面：溫度 > AC3，表面奧氏體化，淬火后得到細(xì)小的馬氏體（M）中間：溫度在 AC1AC3之間，加熱組織為 A+ F, 淬火后得到M + F心部：溫度 在AC1以下， 加熱組織主要為 F, 淬火后仍為F 化學(xué)熱處理：種類：滲C （形成FesC或C固溶）（彌散強(qiáng)化+固溶強(qiáng)化）滲N （ Fe （ N）固溶），（固溶強(qiáng)化）滲B Fe （ B）固溶，（固溶強(qiáng)化）C N共滲（彌散強(qiáng)化+固溶強(qiáng)化）滲碳用鋼：低碳鋼或低碳合金鋼，淬火后心部得到低碳馬氏體，保持好的塑性

43、和韌性第七章碳鋼的缺點(diǎn)：1. 基本相（F、 Fe3C ）性能不夠好；2. 淬透性低；3. 使用溫度不能超過(guò) 200 C；4. 沒有特殊性能，如耐腐蝕、抗氧化、高耐磨。合金元素的作用：提高強(qiáng)度，塑韌性；提高淬透性；高溫強(qiáng)度、熱硬性；提高抗氧化、耐腐蝕、耐熱、耐磨、電磁等特殊性能按用途分類：合金結(jié)構(gòu)鋼（工程構(gòu)件，機(jī)械零件），合金工具鋼（量具，模具，刀具），特殊性能鋼（不銹鋼，耐蝕鋼，耐熱鋼，低溫鋼）合金結(jié)構(gòu)鋼 例：18Cr2Ni4WA = 18+ Cr2 + Ni4+ W + A牌號(hào)的組成為：兩位數(shù)字+元素符號(hào)和數(shù)字+字母。如：18Cr2Ni4WA其中第一部分兩位數(shù)字：碳含量的萬(wàn)分之幾；C= 0.

44、18 wt %第二部分的元素符號(hào)表示主要或關(guān)鍵合金元素，元素含量超過(guò)1.5 %,則標(biāo)注在元素符號(hào)的后面。女口： Cr= 2%, Ni = 4%, W<1.5%第三部分的字母表示級(jí)別，女口： A優(yōu)質(zhì)鋼合金工具鋼 例：9SiCr = 9 + Si+ Cr牌號(hào)的組成和合金結(jié)構(gòu)鋼基本相同，僅第一部分用一位數(shù)字表示含碳量的千分之幾，若含碳量大于1.0%的將這部分?jǐn)?shù)字略去。如：9SiCr 表示 C%= 0.9%, Si<1.5%, Cr<1.5%。CrWMn 表示 C% >1%, Cr、W、Mn <1.5 %特殊性能鋼 對(duì)于某些專門用途或特殊性能的鋼有特殊牌號(hào)。如滾動(dòng)軸承鋼：

45、GCr15、GCr6 （分別含Cr 1.5%和 0.6% （千分之幾），C>1%, G:滾動(dòng)）弱（非）碳化物形成元素：Mn , Co , Ni, Al, Si等，基本上能溶入鐵素體使鋼的強(qiáng)度和硬度提高（固溶強(qiáng)化），但韌性降低。作用是固溶強(qiáng)化和提高淬透性。強(qiáng)碳化物形成元素：Cr, Mo , W, V, Nb, Ti （前過(guò)渡族）等元素與碳的親合力比鐵強(qiáng)， 一部分能溶入 Fqc形成合金滲碳體（Fe,M）3C，另一部分則形成特殊碳化物，如：Cr23C6,WC, NbC, TiC等，這些碳化物比滲碳體更高的熔點(diǎn)和更高的硬度（彌散強(qiáng)化），并阻礙A體晶粒長(zhǎng)大（細(xì)化晶粒）。作用是細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化。對(duì)

46、相圖的影響：1. 擴(kuò)大丫相區(qū)：元素Ni, Mn ,W等促進(jìn)奧氏體化，擴(kuò)大丫區(qū)。原因是這些合金元素使A3線降低。這類元素也稱為 丫相穩(wěn)定化元素。如1Cr18Ni9Ti不銹鋼就是奧氏體類型鋼。2. 擴(kuò)大a區(qū)：元素Si, Cr等使A3線升高，擴(kuò)大a區(qū)。如：加入一定量的 Cr, Si可使丫區(qū)消失，得到全部鐵素體組織，如Cr17, Cr25,屬于鐵素體不銹鋼。3. 對(duì)S點(diǎn)（共析點(diǎn)）和 丘點(diǎn)（A最大C濃度）影響：一些添加元素（如：Cr、Mn）使SE點(diǎn)左移，使共析鋼中的碳含量減少。女口： 4Cr13不銹鋼，其C= 0.4%,但為過(guò)共析鋼。Mn, Cr使S點(diǎn)左移，Mn使A3線降低，Cr使A3線升高1 2001

47、 /、*1%、1*y匕/嚴(yán)二趴況/ f 券i-y* 1*緩纟X嚴(yán)1 說(shuō)如%n= 6亠 5 %wWfJ=9.1 11900SOO7001 4001 30011001 0001 4001 3009007006005001 200£1 100I 1000 S 20. 40. 60. 81. 0L 2 1.4 1. 6 胡Cr對(duì)Fe-F«aC相圖的影響o 0. 2 0. 4 0. 6 0. fl i. 0 L 2 1. 4 L 6WC.l%Mr：對(duì)Fe-FeaC相圖影晌對(duì)奧氏體化及晶粒度的影響（升溫過(guò)程）（1）奧氏體化：Co可加速奧氏體化，大部分強(qiáng)碳化物合金元素（如過(guò)程。原因：這些

48、強(qiáng)碳化物形成元素阻止Fe, C的遷移，（2）奧氏體的晶粒度：強(qiáng)碳化物形成元素，如 V、Ti、Nb、Zr可以強(qiáng)烈阻止奧氏體晶粒生長(zhǎng); 原因：合金碳化物彌散分布在A上，阻礙晶界遷移。對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響（降溫過(guò)程）C曲線移動(dòng)：Cr, Mo , W, V, Ti ）都延緩?qiáng)W氏體化減緩?qiáng)W氏體的形成。Co使C曲線左移，即：降低淬透性；Ni，Si, Mn，Al Cu等（均為弱或非碳化物形成元素）,使C曲線右移，即：提高淬透性。原因：穩(wěn)定奧氏體 對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響提高鋼的回火穩(wěn)定性，產(chǎn)生二次硬化 低合金高強(qiáng)度鋼 成分：CW 0.25 %主要合金元素：Mn : W合金元素v 3%,固溶于鐵素體（固溶強(qiáng)化）輔助

49、合金元素：V, Ti, Nb,作用：形成VC, TiC, NbC等（彌散強(qiáng)化，細(xì)化晶粒）牌號(hào)：16Mn （舊）,兩位數(shù)字：C含量的萬(wàn)分之幾；合金元素含量表示同前。Q345C （新） Q:屈服，345：屈服強(qiáng)度，C:等級(jí)熱處理：熱軋+空冷（相當(dāng)于正火）組織：鉄素體+珠光體（或索氏體），（F+P）或（F+S）性能：強(qiáng)度高，塑、韌性好。用途：制造橋梁、船舶、大型鋼架、農(nóng)業(yè)機(jī)械等等。合金滲碳鋼成分：低碳合金鋼C：0.10-0.25 %:保證淬火后，心部形成板條馬氏體，心部有好的韌性 主要合金元素： Mn，Ni，Cr，B 等，保證好的淬透性 輔助合金元素： Ti， V，W 等，用于形成穩(wěn)定化合物，細(xì)化晶

50、粒，提高回火穩(wěn)定性。 熱處理及組織：熱處理表面滲碳直接淬火低溫回火（P.171）。組 織 表面為過(guò)共析鋼：M回+碳化物+A'，約HRC60;心部為亞共析鋼：M回+ A ,HRC3050。性能： 心部韌性好表面硬度高 低淬透性滲碳鋼 20Cr 中淬透性滲碳鋼 20CrMnTi 高淬透性滲碳鋼 18Cr2Ni4W 調(diào)質(zhì)鋼 成分： C： 0.35-0.50 屬于中碳鋼，主要合金元素：Cr, Mn , Ni, Si, B （弱碳化物元素），提高淬透性，固溶強(qiáng)化，輔助合金元素：Mo，W，V （強(qiáng)碳化物元素），提高回火穩(wěn)定性。牌號(hào) 低淬透性 40Cr，40CrMn 熱處理：調(diào)質(zhì)處理，即 : 淬火高

51、溫回火組織： 回火索氏體 性能：高強(qiáng)度和高韌性的配合 彈簧鋼成分：WC 0.5-0.9% 高C以保證高的彈性極限。主要合金元素 Mn , Si 提高淬透性，提高 d S/ d b比，固溶強(qiáng)化。輔助元素 Cr， Mo， W， V 提高耐回火性和沖擊韌性 牌號(hào)： 60Si2Mn熱處理：熱成形彈簧，材料加熱到奧氏體進(jìn)行成型，再進(jìn)行 淬火+中溫回火 回火溫度：450-550 C。 組織：回火屈氏體（T回）， HRC4050冷成形彈簧，材料加熱到奧氏體化，然后在500-550 C等溫，形成索氏體，冷加工產(chǎn)生加工硬化后冷成形，再在 200-300 C去應(yīng)力退火。組織：索氏體性能：高彈性極限，高屈強(qiáng)（d S/ d b）比；硬度適中，40 50 HRC滾動(dòng)軸承用鋼 成分特點(diǎn)： 高碳：C= 0.95 1.15%C,確保淬火后的硬度； 主合金元素：Cr，提高淬透性，形成細(xì)小的合金滲碳體，提高耐磨性和接觸疲勞性能（彌 散強(qiáng)化）； 輔助元素：Mn、Mo、V，形成碳化物，細(xì)化晶粒，彌散強(qiáng)化，以進(jìn)一步提高耐磨性； 鋼號(hào)： GCr15 等。第一個(gè)字母G表示滾動(dòng)軸承，碳含量通常在1.0%左右，不用標(biāo)注，元素符號(hào)Cr后的數(shù)字為 其含量的千分?jǐn)?shù)（針對(duì)常用滾動(dòng)軸承鋼） 。性能要求：高強(qiáng)度，高硬度（ HRC60）; 高的接觸疲勞抗力； 高的耐磨損能力熱處理：球化退火機(jī)械加工淬火、低