第4章 金屬材料2(2013)

1、The fourth chapter Metal MaterialThe fourth chapter Metal Material河南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院河南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 張義順張義順手機(jī)：手機(jī)13938180860 E Emailmail：討論和爭(zhēng)論討論和爭(zhēng)論1、金屬材料可分為幾類？各類都包括哪些材料？2、高碳鋼是Wc 0.25%的鋼嗎?3、何謂合金鋼？它可分為幾大類？2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu22022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu34.3.6 4.3.6 合金工具鋼

2、合金工具鋼Alloy Tool Steel2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu4數(shù)字?jǐn)?shù)字+化學(xué)元素化學(xué)元素+數(shù)字?jǐn)?shù)字1、前面(一位）數(shù)字表示鋼平均含碳量的千分?jǐn)?shù)； 含碳量1時(shí)，不寫數(shù)字。2、后面的數(shù)字表示合金元素含量。 合金元素含量小于1.5%時(shí)，不標(biāo)含量； 等于或大于1.5%、2.5%時(shí)，以2、3表示。4、特殊標(biāo)注：、特殊標(biāo)注： 高速鋼，例如：高速鋼，例如：W18Cr4V； 3、S、P量較低的高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，加A 工工 具具 鋼鋼 編編 號(hào)號(hào) 原原 則則材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu5

3、4.3.7 合金刃具鋼合金刃具鋼alloy cutting tool steel材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu6 什么是合金刃具鋼？什么是合金刃具鋼？ 用途：車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。用途：車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。 用于制造各類切削刀具的合金鋼。用于制造各類切削刀具的合金鋼。 （alloy cutting tool steel） 低合金低合金 刃具鋼刃具鋼 高合金高合金 刃具鋼刃具鋼材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu7刃具鋼刃具鋼 主要用途主

4、要用途 車刀端面銑刀鉆頭絲錐板牙盤型銑刀齒輪滾刀材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu8 1. 1.性能要求性能要求（properties) （1）高硬度 (hardness) 一般刃具鋼60HRC，部分刃具鋼70HRC （2）高的耐磨性（wearability) 決定了刀具的耐用度； 耐用度：耐用度：刀具由開始切削到磨鈍的時(shí)間。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-269 63 60 HRC 降降3 大量大量VC VC 70 70 HRC 刃具的耐磨性刃具的耐磨性 材料的硬度材料的硬度 碳化物性質(zhì)碳化物性質(zhì)

5、成分VCWCFe3C硬度/HV20101730800三種碳化三種碳化物的硬度物的硬度材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-2610 (3)高的熱硬性 （hot hardness) 熱硬性熱硬性：材料在高溫下保持高硬度的性能，取決于鋼的回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性和碳化物的性質(zhì)碳化物的性質(zhì)。 意大利五軸數(shù)控銑床意大利五軸數(shù)控銑床 德國(guó)數(shù)控銑床德國(guó)數(shù)控銑床 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu11 （4）足夠的塑性和韌性 （plasticity and toughness) 材料塑韌性低材料塑韌性低 刃具崩刃、斷裂刃具崩

6、刃、斷裂 高速鋼刃具高速鋼刃具5050，硬質(zhì)合金刃，硬質(zhì)合金刃 具具4545，其它材料刃具，其它材料刃具5 5。 主要原因：高速鋼的韌性好。主要原因：高速鋼的韌性好。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu12低合金刃具鋼：低合金刃具鋼： 9SiCr CrWMn 淬火低溫回火淬火低溫回火材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2、典型鋼種及熱處理：、典型鋼種及熱處理：高合金刃具鋼：高合金刃具鋼： W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 淬火淬火560回火回火2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu13

7、4.3.8 模具鋼模具鋼Die steel材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu14用途：用途：近室溫下對(duì)金屬進(jìn)行變形的模具；近室溫下對(duì)金屬進(jìn)行變形的模具； 冷沖模、冷擠壓、拉絲、滾絲輪、搓絲板等。 性能：性能：1）高硬度； 2）高的耐磨性； 3）足夠的韌性和疲勞抗力。 汽車沖壓模具汽車沖壓模具 冷冷 作作 模模 鋼鋼 ( cold-working die steel ) 1、用途及性能：、用途及性能：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu15 1）高碳，

8、1.0%C，有的甚至可達(dá)到2； 2）提高淬透性元素 Cr W Mn; 3）碳化物元素，Mo、W、V等。 淬火低溫回火淬火低溫回火 尺寸較小、輕載的模具尺寸較小、輕載的模具 T10AT10A、9SiCr9SiCr、9Mn9Mn2 2V V； 尺寸較大、重載、熱處理變尺寸較大、重載、熱處理變 形小的模具形小的模具 CrCr1212、CrCr1212MoVMoV。 成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：高碳提高淬透性元素碳化物元素高碳提高淬透性元素碳化物元素 熱處理及典型鋼種：熱處理及典型鋼種：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu164.3.9

9、熱作模鋼熱作模鋼 ( hot-working die steel )用途：用途： 對(duì)高溫金屬進(jìn)行變形的模具；對(duì)高溫金屬進(jìn)行變形的模具； 如熱鍛模、熱擠壓模等。如熱鍛模、熱擠壓模等。 性能性能: : 1 1）高強(qiáng)度和韌性的配合；）高強(qiáng)度和韌性的配合； 2 2）高的回火穩(wěn)定性；）高的回火穩(wěn)定性； 3 3）高的抗熱疲勞能力；）高的抗熱疲勞能力； 4 4）好的淬透性。）好的淬透性。 1、用途及性能：、用途及性能：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu17 1 1）中碳）中碳 0.3-0.5%C0.3-0.5%C； 2 2）提高淬透性

10、元素）提高淬透性元素 Cr Mn Ni Si;Cr Mn Ni Si; 3 3）提高回火穩(wěn)定性元素）提高回火穩(wěn)定性元素 MoMo、WW 4) 4) 防止第二類回火脆性元素防止第二類回火脆性元素 W MoW Mo 成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：中碳提高淬透性元素提高回火穩(wěn)定性元素 防止第二類回火脆性元素材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu18 5CrMnMo 5CrMnMo 一般模具一般模具 5CrNiMo 5CrNiMo 各種模具，淬透性好各種模具，淬透性好 3Cr2W8V 3Cr2W8V 重載大型模具重載大型模具 熱處理及典型鋼種

11、：熱處理及典型鋼種：淬火高溫回火汽車鍛模汽車鍛模材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 4.4 鋼的熱處理工藝鋼的熱處理工藝 金屬材料的特點(diǎn)之一是在其性能方面的多變性，同一種材金屬材料的特點(diǎn)之一是在其性能方面的多變性，同一種材料經(jīng)過不同方式的熱處理后，可具有不同的性能，從而使料經(jīng)過不同方式的熱處理后，可具有不同的性能，從而使一種材料能夠適應(yīng)于多種用途。為什么金屬材料能夠表現(xiàn)一種材料能夠適應(yīng)于多種用途。為什么金屬材料能夠表現(xiàn)出這種特殊性呢？除了由于金屬材料能夠進(jìn)行形變和再結(jié)出這種特殊性呢？除了由于金屬材料能夠進(jìn)行形變和再結(jié)晶外，主要在于金屬的結(jié)構(gòu)及組織在固態(tài)下可以進(jìn)行多種晶外，主要在于金屬的結(jié)構(gòu)及

12、組織在固態(tài)下可以進(jìn)行多種形式的轉(zhuǎn)變。本章在介紹相變基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介形式的轉(zhuǎn)變。本章在介紹相變基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹鋼的幾種熱處理工藝。紹鋼的幾種熱處理工藝。 （1）熱處理概念及其作用）熱處理概念及其作用 熱處理是將金屬在固態(tài)下加熱到預(yù)定的溫度，在該溫度下熱處理是將金屬在固態(tài)下加熱到預(yù)定的溫度，在該溫度下保持一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻下來的一種熱加工保持一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻下來的一種熱加工工藝。工藝。2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu19 熱處理的作用：熱處理的作用：改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，以改善其性能，改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，以改善

13、其性能，延長(zhǎng)材料及零件的使用壽命；延長(zhǎng)材料及零件的使用壽命；熱處理工藝可以消除鑄、鍛等熱處理工藝可以消除鑄、鍛等熱加工工藝造成的缺陷，消除偏析，降低內(nèi)應(yīng)力，使組織和性熱加工工藝造成的缺陷，消除偏析，降低內(nèi)應(yīng)力，使組織和性能更加均勻；能更加均勻；通過熱處理可改善工件表面的抗磨損、耐腐蝕通過熱處理可改善工件表面的抗磨損、耐腐蝕等特殊性能。等特殊性能。 可進(jìn)行熱處理合金的特點(diǎn)：只有在加熱或冷卻時(shí)發(fā)生溶解度顯可進(jìn)行熱處理合金的特點(diǎn)：只有在加熱或冷卻時(shí)發(fā)生溶解度顯著變化或者發(fā)生（類似純鐵）同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的合金材料，即有著變化或者發(fā)生（類似純鐵）同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的合金材料，即有固態(tài)相變發(fā)生的合金才能進(jìn)行熱處理。

14、純金屬，某些單相合金固態(tài)相變發(fā)生的合金才能進(jìn)行熱處理。純金屬，某些單相合金不能用熱處理強(qiáng)化，只能采用加工硬化的方法來改善材料強(qiáng)度不能用熱處理強(qiáng)化，只能采用加工硬化的方法來改善材料強(qiáng)度。下面具體分析合金的熱處理情況，見圖。下面具體分析合金的熱處理情況，見圖4-1。圖圖4-1 合金材料熱處理相圖分析合金材料熱處理相圖分析2022-6-2620 第一種合金在固態(tài)加熱或冷卻過程中均無相變發(fā)生第一種合金在固態(tài)加熱或冷卻過程中均無相變發(fā)生，不能進(jìn)行熱處理，組織為單一的，不能進(jìn)行熱處理，組織為單一的相。第二種合金相。第二種合金加熱時(shí)，可使加熱時(shí)，可使相全部溶解，形成均勻的相全部溶解，形成均勻的相，如果相，如

15、果快速冷卻，會(huì)得到過和飽的快速冷卻，會(huì)得到過和飽的固溶體，改變了其組織固溶體，改變了其組織，性能亦會(huì)改變，所以說可以進(jìn)行熱處理。，性能亦會(huì)改變，所以說可以進(jìn)行熱處理。 （2）鋼的熱處理工藝）鋼的熱處理工藝 定義：鋼的熱處理工藝就是通過加熱、保溫和冷定義：鋼的熱處理工藝就是通過加熱、保溫和冷卻的方法改變鋼的組織結(jié)構(gòu)（組織決定性能）以獲卻的方法改變鋼的組織結(jié)構(gòu)（組織決定性能）以獲得工件所需性能的熱加工技術(shù)。得工件所需性能的熱加工技術(shù)。 分類：根據(jù)加熱、冷卻方式及獲得的組織和性能分類：根據(jù)加熱、冷卻方式及獲得的組織和性能的不同，鋼的熱處理工藝可分為普通熱處理（退火的不同，鋼的熱處理工藝可分為普通熱處

16、理（退火、正火、淬火和回火），表面熱處理（表面淬火、正火、淬火和回火），表面熱處理（表面淬火、化學(xué)熱處理）及形變熱處理。我們本節(jié)內(nèi)容主要討化學(xué)熱處理）及形變熱處理。我們本節(jié)內(nèi)容主要討論普通熱處理包括的論普通熱處理包括的“四把火四把火”工藝。工藝。2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu21 （3）退火）退火 退火是將鋼加熱到臨界點(diǎn)退火是將鋼加熱到臨界點(diǎn)Ac1以上或以下溫度，保溫后隨以上或以下溫度，保溫后隨爐緩慢冷卻以獲得近乎平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。其主爐緩慢冷卻以獲得近乎平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。其主要目的有以下三點(diǎn)：要目的有以下三點(diǎn)：均勻鋼的化學(xué)成分及組織、細(xì)

17、化晶均勻鋼的化學(xué)成分及組織、細(xì)化晶粒、調(diào)整材料的強(qiáng)度、硬度；粒、調(diào)整材料的強(qiáng)度、硬度；消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化；消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化；改善鋼的切削加工性能，為淬火作好組織準(zhǔn)備。改善鋼的切削加工性能，為淬火作好組織準(zhǔn)備。 退火的種類：完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火退火的種類：完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火、去氫退火等。、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火、去氫退火等。 1）完全退火：完全退火是將鋼件或鋼材加熱至）完全退火：完全退火是將鋼件或鋼材加熱至Ac3以上以上2030，經(jīng)過完全奧氏體化后進(jìn)行緩慢冷卻，以獲得，經(jīng)過完全奧氏體化后進(jìn)行緩慢冷卻，以獲得近乎平衡組織的熱處理工

18、藝。它主要用于亞共析鋼，低碳近乎平衡組織的熱處理工藝。它主要用于亞共析鋼，低碳鋼和過共析鋼不宜采用完全退火。低碳鋼完全退火后硬度鋼和過共析鋼不宜采用完全退火。低碳鋼完全退火后硬度偏低，不利于材料切削加工，過共析鋼完全退火時(shí)，有網(wǎng)偏低，不利于材料切削加工，過共析鋼完全退火時(shí)，有網(wǎng)狀二次滲碳體析出，使鋼的強(qiáng)度，塑性和沖擊韌性顯著降狀二次滲碳體析出，使鋼的強(qiáng)度，塑性和沖擊韌性顯著降低。低。2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu22 2）球化退火：球化退火是使鋼中碳化物球化，獲得）球化退火：球化退火是使鋼中碳化物球化，獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝。它主要應(yīng)用于共析粒狀

19、珠光體的一種熱處理工藝。它主要應(yīng)用于共析鋼、過共析鋼和合金工具鋼。一般將退火溫度控制鋼、過共析鋼和合金工具鋼。一般將退火溫度控制在在Ac1以上以上2030，保溫時(shí)間的制定以獲得均勻，保溫時(shí)間的制定以獲得均勻的奧氏體加細(xì)小彌散的滲碳體質(zhì)點(diǎn)為原則。分析：的奧氏體加細(xì)小彌散的滲碳體質(zhì)點(diǎn)為原則。分析：過共析鋼組織若為片狀珠光體和網(wǎng)狀二次滲碳體時(shí)過共析鋼組織若為片狀珠光體和網(wǎng)狀二次滲碳體時(shí)，硬度高，難以進(jìn)行切削加工，而且脆性大，淬火，硬度高，難以進(jìn)行切削加工，而且脆性大，淬火時(shí)易開裂，必須進(jìn)行球化退火。使時(shí)易開裂，必須進(jìn)行球化退火。使Fe3CII網(wǎng)和球光網(wǎng)和球光體中的片狀滲碳體發(fā)生球化，得到粒狀珠光體。

20、體中的片狀滲碳體發(fā)生球化，得到粒狀珠光體。 3）再結(jié)晶退火：冷變形后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度）再結(jié)晶退火：冷變形后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上，保溫適當(dāng)時(shí)間，使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蛞陨?，保溫適當(dāng)時(shí)間，使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻牡容S晶粒，這種熱處理工藝就叫再結(jié)晶退火。加的等軸晶粒，這種熱處理工藝就叫再結(jié)晶退火。加熱溫度一般比理論再結(jié)晶溫度高熱溫度一般比理論再結(jié)晶溫度高100150，適用，適用于需進(jìn)一步冷加工件的中間退火。也可作為制品的于需進(jìn)一步冷加工件的中間退火。也可作為制品的最終熱處理。最終熱處理。2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu23（4）正火）正火 正火是

21、將鋼加熱到正火是將鋼加熱到A3或或Acm以上以上3050，保溫以后在，保溫以后在空氣中冷卻，得到珠光體光組織的熱處理工藝。與完全退火空氣中冷卻，得到珠光體光組織的熱處理工藝。與完全退火相比，二者的加熱溫度相同，但正火冷卻速度快，轉(zhuǎn)變溫度相比，二者的加熱溫度相同，但正火冷卻速度快，轉(zhuǎn)變溫度較低，因此，相同成分的鋼材正火后得到的組織較細(xì)，其強(qiáng)較低，因此，相同成分的鋼材正火后得到的組織較細(xì)，其強(qiáng)度、硬度較高。度、硬度較高。 1）適用范圍：正火適用于含碳量較低的鋼（小于）適用范圍：正火適用于含碳量較低的鋼（小于0.25）或）或含碳量較高的（大于含碳量較高的（大于0.75）鋼。含碳量小于）鋼。含碳量小于

22、0.25的鋼可的鋼可以用正火代替退火；高碳鋼應(yīng)先用正火消除網(wǎng)狀二次滲碳體以用正火代替退火；高碳鋼應(yīng)先用正火消除網(wǎng)狀二次滲碳體，然后進(jìn)行球化退火。正火可作為預(yù)備熱處理，也可作為最，然后進(jìn)行球化退火。正火可作為預(yù)備熱處理，也可作為最終熱處理。終熱處理。 2）正火的目的：）正火的目的：改善鋼的切削加工性能（低碳鋼，退火后改善鋼的切削加工性能（低碳鋼，退火后硬度低，加工時(shí)易硬度低，加工時(shí)易“粘刀粘刀”，通過正火后，加工特性得到改善，通過正火后，加工特性得到改善，強(qiáng)度提高，零件的光潔度好）；消除熱加工缺陷（晶粒，強(qiáng)度提高，零件的光潔度好）；消除熱加工缺陷（晶粒粗大，帶狀組織，內(nèi)應(yīng)力等用正火處理可以消除）

23、；作為粗大，帶狀組織，內(nèi)應(yīng)力等用正火處理可以消除）；作為預(yù)備熱處理，消除過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，以便于后續(xù)球化預(yù)備熱處理，消除過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，以便于后續(xù)球化退火；提高普通零件的機(jī)械性能（最終熱處理）。退火；提高普通零件的機(jī)械性能（最終熱處理）。2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu24（5）淬火）淬火定義：將鋼加熱到臨界點(diǎn)定義：將鋼加熱到臨界點(diǎn)Ac3或或Ac1以上一定溫度，以上一定溫度，保溫一段時(shí)間后，以大于臨界冷卻速度的條件冷卻得保溫一段時(shí)間后，以大于臨界冷卻速度的條件冷卻得到馬氏體（或下貝氏體）的熱處理工藝。到馬氏體（或下貝氏體）的熱處理工藝。淬火有兩個(gè)

24、關(guān)鍵點(diǎn)淬火有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):亞共析鋼加熱到亞共析鋼加熱到Ac3以上以上3050，過共析鋼為，過共析鋼為Ac1以上以上3050，保溫后獲得奧，保溫后獲得奧氏體組織；氏體組織；冷卻速度必須大于臨界淬火速度（冷卻速度必須大于臨界淬火速度（Vc），以獲得全部馬氏體組織。下面我們分析常用的淬），以獲得全部馬氏體組織。下面我們分析常用的淬火方法?；鸱椒ā３Ｓ玫拇慊鸱椒ㄓ校撼Ｓ玫拇慊鸱椒ㄓ校?單液淬火：淬火時(shí)工件投入一種淬火介質(zhì)中單液淬火：淬火時(shí)工件投入一種淬火介質(zhì)中，直至轉(zhuǎn)變結(jié)束，稱為單液淬火。通常碳鋼的淬透性，直至轉(zhuǎn)變結(jié)束，稱為單液淬火。通常碳鋼的淬透性不好，多用水淬，而合金鋼常采用油淬（見圖不好，多用水淬

25、，而合金鋼常采用油淬（見圖4-2a所所示）。示）。2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu25雙液淬火：為了利用水在高溫區(qū)快冷的優(yōu)點(diǎn)，避免水在低雙液淬火：為了利用水在高溫區(qū)快冷的優(yōu)點(diǎn)，避免水在低溫區(qū)快冷的缺點(diǎn)，可以采用先水淬后油冷的雙液淬火法。溫區(qū)快冷的缺點(diǎn)，可以采用先水淬后油冷的雙液淬火法。進(jìn)行雙液淬火時(shí)需要準(zhǔn)確掌握水中停留的時(shí)間，使工作表進(jìn)行雙液淬火時(shí)需要準(zhǔn)確掌握水中停留的時(shí)間，使工作表面溫度略高于面溫度略高于Ms，立即從水中取出，轉(zhuǎn)移到油中冷卻（見，立即從水中取出，轉(zhuǎn)移到油中冷卻（見圖圖4-2b所示）。所示）。分級(jí)淬火：將奧氏體化后工件淬入略高于或稍低于分級(jí)

26、淬火：將奧氏體化后工件淬入略高于或稍低于Ms的熔的熔鹽中恒溫，待工件內(nèi)外溫度均勻后，從中取出置于空氣中鹽中恒溫，待工件內(nèi)外溫度均勻后，從中取出置于空氣中冷卻得到馬氏體組織，這種處理方法稱分級(jí)淬火。分級(jí)淬冷卻得到馬氏體組織，這種處理方法稱分級(jí)淬火。分級(jí)淬火后內(nèi)應(yīng)力很小（緩冷的作用），能保證較小的變形，減火后內(nèi)應(yīng)力很?。ň徖涞淖饔茫?，能保證較小的變形，減少開裂傾向，分級(jí)淬火多用于尺寸較小的精密工件（見圖少開裂傾向，分級(jí)淬火多用于尺寸較小的精密工件（見圖4-2c所示）。所示）。等溫淬火：將奧氏體化后工件淬入略高于等溫淬火：將奧氏體化后工件淬入略高于Ms的熔鹽中，停的熔鹽中，停留足夠的時(shí)間，使之發(fā)生貝

27、氏體轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變結(jié)速后將工件留足夠的時(shí)間，使之發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變結(jié)速后將工件取出空氣中冷卻，這種處理方法稱為等溫淬火（得到下貝取出空氣中冷卻，這種處理方法稱為等溫淬火（得到下貝氏體組織）。經(jīng)等溫淬火后的工件具有良好的綜合機(jī)械性氏體組織）。經(jīng)等溫淬火后的工件具有良好的綜合機(jī)械性能，淬火應(yīng)力小，因此多用于形狀復(fù)雜，尺寸較小的精密能，淬火應(yīng)力小，因此多用于形狀復(fù)雜，尺寸較小的精密工件（見圖工件（見圖4-2d所示）。所示）。2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu262022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu27圖4-2 幾種常見的淬火工藝曲線

28、 （6）鋼的淬透性與淬硬性）鋼的淬透性與淬硬性 淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。其大小通常淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。其大小通常用規(guī)定條件下淬火獲得淬透層的深度表示，淬透層越深，用規(guī)定條件下淬火獲得淬透層的深度表示，淬透層越深，淬透性越好，淬透性是鋼的固有屬性。淬透性越好，淬透性是鋼的固有屬性。 淬硬性是指淬火后馬氏體所能達(dá)到的最高硬度。淬硬性淬硬性是指淬火后馬氏體所能達(dá)到的最高硬度。淬硬性主要決定于鋼的含碳量，一般含碳量越高，材料的淬硬性主要決定于鋼的含碳量，一般含碳量越高，材料的淬硬性越大。越大。 特別指出：在同樣奧氏體化條件下，同一種鋼的淬透性是特別指出：在同樣奧氏體化條

29、件下，同一種鋼的淬透性是相同的，但是水淬比油淬的淬透層深，小件比大件的淬透相同的，但是水淬比油淬的淬透層深，小件比大件的淬透層深，決不能說同一種鋼水淬比油淬的淬透性大，也不能層深，決不能說同一種鋼水淬比油淬的淬透性大，也不能說小件比大件的淬透性好，比較淬透性必須排除工件尺寸說小件比大件的淬透性好，比較淬透性必須排除工件尺寸和淬火介質(zhì)等條件的影響。和淬火介質(zhì)等條件的影響。 鋼在淬火過程中，由于工件內(nèi)外溫差產(chǎn)生脹縮不一致及相鋼在淬火過程中，由于工件內(nèi)外溫差產(chǎn)生脹縮不一致及相變不同而引起淬火應(yīng)力，甚至?xí)鹱冃闻c開裂，尤其是變不同而引起淬火應(yīng)力，甚至?xí)鹱冃闻c開裂，尤其是淬透性大的鋼材料更易如此，

30、怎樣解決這個(gè)問題呢？我們淬透性大的鋼材料更易如此，怎樣解決這個(gè)問題呢？我們就要用到回火這道工序。就要用到回火這道工序。2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu28 （7）回火）回火 1）定義：是將淬火后的鋼在）定義：是將淬火后的鋼在A1以下溫度加熱，使其以下溫度加熱，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織，并以適當(dāng)方式冷卻到室溫的轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織，并以適當(dāng)方式冷卻到室溫的工藝過程。工藝過程。 2）主要目的：減少或消除淬火應(yīng)力，保證相變的組）主要目的：減少或消除淬火應(yīng)力，保證相變的組織轉(zhuǎn)變，提高鋼的韌性和塑性，獲得強(qiáng)度、硬度、塑織轉(zhuǎn)變，提高鋼的韌性和塑性，獲得強(qiáng)度、硬度、塑性

31、和韌性的適當(dāng)配合。性和韌性的適當(dāng)配合。 3）回火的種類：按加熱溫度可分為低溫回火、中溫）回火的種類：按加熱溫度可分為低溫回火、中溫回火、高溫回火三種。回火、高溫回火三種。 低溫回火：在低溫回火：在150250之間進(jìn)行回火，得到的之間進(jìn)行回火，得到的組織為回火馬氏體。低溫回火能有效降低淬火所形成組織為回火馬氏體。低溫回火能有效降低淬火所形成的巨大內(nèi)應(yīng)力，使之具有一定韌性，并保持鋼的高硬的巨大內(nèi)應(yīng)力，使之具有一定韌性，并保持鋼的高硬度。它一般用來處理要求高硬度、高耐磨性的工件，度。它一般用來處理要求高硬度、高耐磨性的工件，如刀具、滾動(dòng)軸承等。如刀具、滾動(dòng)軸承等。2022-6-26Anming Li

32、, Dept of MSE,hpu29圖4-3 回火馬氏體的光學(xué)顯微組織2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu30中溫回火：在中溫回火：在350500之間進(jìn)行回火，得到的組織為回火之間進(jìn)行回火，得到的組織為回火屈氏體。中溫回火后，鋼具有較高的彈性極限，并有一定的屈氏體。中溫回火后，鋼具有較高的彈性極限，并有一定的韌性。它主要用于各種彈簧的熱處理，它可用于要求較高強(qiáng)韌性。它主要用于各種彈簧的熱處理，它可用于要求較高強(qiáng)度的工件。度的工件。圖4-4 回火屈氏體的光學(xué)顯微組織2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu31高溫回火：在高溫回火：

33、在500650之間進(jìn)行回火，得到的組織為回之間進(jìn)行回火，得到的組織為回火索氏體。我們常說的調(diào)質(zhì)處理其實(shí)質(zhì)就是淬火加高溫回火索氏體。我們常說的調(diào)質(zhì)處理其實(shí)質(zhì)就是淬火加高溫回火處理。調(diào)質(zhì)處理后的材料具有較高的綜合力學(xué)性能，既火處理。調(diào)質(zhì)處理后的材料具有較高的綜合力學(xué)性能，既有高的強(qiáng)度極限和屈服極限，又有足夠的塑性和韌性。它有高的強(qiáng)度極限和屈服極限，又有足夠的塑性和韌性。它廣泛用于要求高強(qiáng)度并受沖擊較大的工件處理。廣泛用于要求高強(qiáng)度并受沖擊較大的工件處理。圖4-5 回火索氏體的光學(xué)顯微組織2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu32 4）回火脆性）回火脆性 回火時(shí)的沖擊

34、韌性并不總是隨回火溫度的升高而簡(jiǎn)單的增加，有些淬火鋼在250400和450650的范圍內(nèi)回火時(shí)，其沖擊韌性比在較低溫度回火時(shí)還要差，這種脆化現(xiàn)象稱為回火脆性，按回火溫度不同可分為低溫回火脆性和高溫回火脆性兩類。 低溫回火脆性低溫回火脆性：淬火鋼在250400回火時(shí)出現(xiàn)的脆性，稱為低溫回火脆性，又叫第一類回火脆性。幾乎所有淬成馬氏體的鋼在300左右回火時(shí)都存在這種脆性，并且回火后冷卻速度對(duì)之無影響。2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu33圖圖4-6 鋼的沖擊韌性與回火溫度的關(guān)系鋼的沖擊韌性與回火溫度的關(guān)系2022-6-26Anming Li, Dept of M

35、SE,hpu34 到目前為止，還沒有一種能有效消除低溫回火脆性的熱處理到目前為止，還沒有一種能有效消除低溫回火脆性的熱處理方法，這里我們給出兩個(gè)防止措施：方法，這里我們給出兩個(gè)防止措施：A.避免在脆化溫度范圍避免在脆化溫度范圍內(nèi)回火，必須在此溫度回火時(shí)，采用等溫淬火（得到下貝氏內(nèi)回火，必須在此溫度回火時(shí)，采用等溫淬火（得到下貝氏體組織，不存在回火脆性體組織，不存在回火脆性)；B.在鋼中加入合金元素在鋼中加入合金元素Si、Mn，以提高回火脆化溫度以提高回火脆化溫度(這就保證了鋼在低溫回火時(shí)，不產(chǎn)生脆這就保證了鋼在低溫回火時(shí)，不產(chǎn)生脆性性)。 高溫回火脆性：高溫回火脆性： 鋼在鋼在450650回火

36、時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為高溫回火脆性，也叫回火時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為高溫回火脆性，也叫第二類回火脆性。這種脆性的產(chǎn)生與鋼的化學(xué)成分、回火溫第二類回火脆性。這種脆性的產(chǎn)生與鋼的化學(xué)成分、回火溫度及回火后的冷卻條件有關(guān)。度及回火后的冷卻條件有關(guān)。 我們分析消除或抑制高溫回火脆性的措施：我們分析消除或抑制高溫回火脆性的措施：A.對(duì)于可以快速對(duì)于可以快速冷卻的鋼，回火后加大冷卻速度，能有效抑制高溫回火脆性冷卻的鋼，回火后加大冷卻速度，能有效抑制高溫回火脆性的發(fā)生（不易開裂及淬火應(yīng)力不大的低碳鋼）；的發(fā)生（不易開裂及淬火應(yīng)力不大的低碳鋼）；B.對(duì)于不適對(duì)于不適宜采用快速冷卻來抑制回火脆性的鋼，加入適量宜采用快速冷卻來

37、抑制回火脆性的鋼，加入適量Mo和和W元素元素于鋼中，可以減輕高溫回火脆性的產(chǎn)生（主要用于回火應(yīng)力于鋼中，可以減輕高溫回火脆性的產(chǎn)生（主要用于回火應(yīng)力大的高碳鋼）。大的高碳鋼）。2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu35 （8）鋼的其它類型熱處理簡(jiǎn)述）鋼的其它類型熱處理簡(jiǎn)述 1）形變熱處理：又稱機(jī)械熱處理，是將奧氏體化后的鋼在奧氏）形變熱處理：又稱機(jī)械熱處理，是將奧氏體化后的鋼在奧氏體狀態(tài)下進(jìn)行形變，當(dāng)組織來不及再結(jié)晶或冷卻分解的條件下立體狀態(tài)下進(jìn)行形變，當(dāng)組織來不及再結(jié)晶或冷卻分解的條件下立即淬火，以使材料的形變和淬火緊密結(jié)合的一種熱處理工藝。這即淬火，以使材料

38、的形變和淬火緊密結(jié)合的一種熱處理工藝。這種熱處理發(fā)優(yōu)點(diǎn)在于能提高鋼的強(qiáng)度，又能改善鋼的塑性和韌性種熱處理發(fā)優(yōu)點(diǎn)在于能提高鋼的強(qiáng)度，又能改善鋼的塑性和韌性，簡(jiǎn)化工藝，節(jié)省能源。，簡(jiǎn)化工藝，節(jié)省能源。 2）化學(xué)熱處理：將金屬工件放入含有某種活性原子的化學(xué)介質(zhì)）化學(xué)熱處理：將金屬工件放入含有某種活性原子的化學(xué)介質(zhì)中，通過加熱使介質(zhì)中的原子擴(kuò)散滲入工件一定深度和表層，改中，通過加熱使介質(zhì)中的原子擴(kuò)散滲入工件一定深度和表層，改變其化學(xué)成分和組織，并獲得與內(nèi)部不同性能的熱處理工藝。如變其化學(xué)成分和組織，并獲得與內(nèi)部不同性能的熱處理工藝。如鋼的滲碳、滲氮（氮化處理）等都是化學(xué)熱處理的例子。鋼高溫鋼的滲碳、滲

39、氮（氮化處理）等都是化學(xué)熱處理的例子。鋼高溫滲氮時(shí)，活性原子滲氮時(shí)，活性原子N先在先在-Fe中形成固溶體，當(dāng)含氮量超過一中形成固溶體，當(dāng)含氮量超過一定的溶解度時(shí)，便形成氮化物定的溶解度時(shí)，便形成氮化物Fe4N，另外，另外N還能與其它合金元還能與其它合金元素如素如Cr、Mo、Al形成形成CrN、Mo2N、AlN，這些氮化物具有較高，這些氮化物具有較高的硬度和耐磨性。所以經(jīng)過滲氮的鋼具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐的硬度和耐磨性。所以經(jīng)過滲氮的鋼具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性（三高材料），一般模具鋼要經(jīng)過氮化處理，以提高模具的磨性（三高材料），一般模具鋼要經(jīng)過氮化處理，以提高模具的使用壽命。使用壽命。202

40、2-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu362022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu37材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 4.5 鑄鑄 鐵鐵2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu382.54.0%C, 1.03.0%Si2.54.0%C, 1.03.0%Si，0.51.40.51.4MnMn，0.010.50%P0.010.50%P，0.020.20%S,0.020.20%S,有時(shí)加入有時(shí)加入CrCr、MoMo、V V、CuCu、AlAl等元素。等元素。 含碳量大于含碳量大于2.11%2.11%的鐵碳合金

41、的鐵碳合金 鑄鐵應(yīng)用廣泛，按重量計(jì)，汽車、拖拉機(jī)中鑄鐵零鑄鐵應(yīng)用廣泛，按重量計(jì)，汽車、拖拉機(jī)中鑄鐵零件約占件約占(50(5070)%70)%；機(jī)床中約占；機(jī)床中約占(60(6090)%90)%。 例如：機(jī)床床身、工作臺(tái)、箱體、底座等。例如：機(jī)床床身、工作臺(tái)、箱體、底座等。 4.5.1 鑄鐵的定義： 常用鑄鐵常用鑄鐵成分范圍：成分范圍： 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu391.1.生產(chǎn)成本低廉生產(chǎn)成本低廉; ;2.2.工藝性好，優(yōu)良的鑄造性能、切削加工性；工藝性好，優(yōu)良的鑄造性能、切削加工性； 1 1） 鑄造性能好，熔點(diǎn)

42、低；流動(dòng)性好；收縮小，鑄造性能好，熔點(diǎn)低；流動(dòng)性好；收縮小， 僅僅0.50.51.01.02 2）切削性能好。斷屑性能好。）切削性能好。斷屑性能好。3.3.減磨性及耐磨性很高，優(yōu)異的消振性以及低的缺口敏感減磨性及耐磨性很高，優(yōu)異的消振性以及低的缺口敏感性。性。4.4.力學(xué)性能如抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性較低。力學(xué)性能如抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性較低。 4.5.2 鑄鐵的特點(diǎn)：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu40 1 1）灰口鑄鐵：）灰口鑄鐵： 碳全部或大部分以游離狀態(tài)的石墨形式存在于鑄鐵中，斷口呈暗灰色，故稱灰口鑄鐵。 2 2）白

43、口鑄鐵）白口鑄鐵： 碳以Fe3C的形式存在于鑄鐵中，斷口呈銀白色，組織硬而脆，難以切削加工。 3 3）麻口鑄鐵：）麻口鑄鐵： 碳一部分以石墨形式存在，一部分以Fe3C形式存在，斷口夾雜著白亮的滲碳體和暗灰色的石墨，故稱為麻口鑄鐵。 4.5.3 鑄鐵的分類： 1.按碳的存在形式分類按碳的存在形式分類： 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu41 灰口鑄鐵中，根據(jù)石墨的形態(tài)不同分為灰口鑄鐵中，根據(jù)石墨的形態(tài)不同分為灰鑄鐵灰鑄鐵、 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵。 2.按石墨形態(tài)分類按石墨形態(tài)分類： 材料科

44、學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu42 4.5.4 灰灰 鑄鑄 鐵：鐵：F 灰鑄鐵P 灰鑄鐵F+P 灰鑄鐵G G以片狀存在，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，工業(yè)應(yīng)用廣。以片狀存在，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，工業(yè)應(yīng)用廣。1.1.牌號(hào)：牌號(hào)： HT+HT+b b “HT”“HT”表示表示“灰鐵灰鐵”，后面數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度，后面數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度 例如：例如：HT200 HT200 灰鑄鐵，灰鑄鐵， b b200MPa200MPa材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu432. 2. 性能

45、：性能： b、比相同基體鋼低，抗壓強(qiáng)度和硬度接近鋼減振性好，耐磨性好，缺口敏感性低，鑄造性好，切削加工性好。3. 3. 熱處理熱處理: :1 1）消除應(yīng)力的退火：）消除應(yīng)力的退火：500500600600，長(zhǎng)時(shí)間保溫。，長(zhǎng)時(shí)間保溫。2 2）消除白口的退火：）消除白口的退火：850900，保溫25小時(shí)3 3）表面淬火：）表面淬火：得到得到M+GM+G組織組織 HRC59HRC5961 61 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu44常用灰鑄鐵的牌號(hào)與用途常用灰鑄鐵的牌號(hào)與用途HT200HT200表示灰鑄鐵，b200N/mm2

46、（壁厚增加，強(qiáng)度降低）性能指標(biāo)抗拉強(qiáng)度 b (N/mm2) 延伸率 (%)沖擊韌性k(J/cm2) 硬度 (HBS) 鑄造碳鋼灰鑄鐵400650100350102500.5206005160230148298牌號(hào)基體組織用途HT100鐵素體低負(fù)荷和不重要的零件。如手柄、蓋板、重錘等。HT150鐵素體+珠光體受中等負(fù)荷的零件。如機(jī)座、支架、箱體、帶輪等。HT200珠光體受較大負(fù)荷的重要零件。如汽缸、床身、活塞、中等壓力閥體、齒輪箱、飛輪等?；诣T鐵與碳鋼機(jī)械性能的比較材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu45 1、性能：、性能：

47、 4.5.5 球球 墨墨 鑄鑄 鐵：鐵： 力學(xué)性能最好的一種鑄鐵。具有優(yōu)良鑄造工藝性、切削加工性，耐磨性和消振性。其強(qiáng)度和塑性較灰鑄鐵有很大提高。且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、不受鑄件尺寸限制等特點(diǎn)；可以進(jìn)行各種熱處理，改善組織性能，在很多場(chǎng)合下可以代替鋼使用。力學(xué)性能接近相應(yīng)組織的鋼，耐力學(xué)性能接近相應(yīng)組織的鋼，耐磨性、減振性、磨性、減振性、s s/b b比鋼好比鋼好 。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu462、球墨鑄鐵的牌號(hào)：、球墨鑄鐵的牌號(hào)：QT b 例如：QT400-17 F 球墨鑄鐵 F+P 球墨鑄鐵 P 球墨鑄

48、鐵 珠光體球鐵的抗拉強(qiáng)度比鐵素體球鐵的高約一倍。馬珠光體球鐵的抗拉強(qiáng)度比鐵素體球鐵的高約一倍。馬氏體為基的球鐵具有高強(qiáng)度、高硬度；下貝氏體為基的氏體為基的球鐵具有高強(qiáng)度、高硬度；下貝氏體為基的球鐵具有良好的綜合力學(xué)性能。球墨鑄鐵的力學(xué)性能取球鐵具有良好的綜合力學(xué)性能。球墨鑄鐵的力學(xué)性能取決于石墨的大小和基體的組織。球徑越小，性能越好。決于石墨的大小和基體的組織。球徑越小，性能越好。 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu47 3、球鐵的生產(chǎn)：、球鐵的生產(chǎn)：鐵水鐵水 加入球化劑加入球化劑 加入孕育劑加入孕育劑球化劑球化劑(Mg

49、、 Re)：使G球化孕育劑孕育劑(Si-Fe、 Si-Ca)：促進(jìn)石墨化 球化處理方法材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 球鐵的生產(chǎn)球鐵的生產(chǎn)2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu48性能指標(biāo)抗拉強(qiáng)度 b (N/mm2) 屈服強(qiáng)度 b (N/mm2 )延伸率 (%) 硬度 (HBS) 45號(hào)鍛鋼（正火）珠光體球鐵（正火）690815410640263229229321常用球墨鑄鐵的牌號(hào)與用途常用球墨鑄鐵的牌號(hào)與用途牌號(hào)基體組織用途QT450-10鐵素體農(nóng)機(jī)具零件、中低壓閥門、輸氣管道。QT600-3鐵素體+珠光體負(fù)荷大、受力復(fù)雜的零件。如汽車、拖拉機(jī)曲軸，連桿

50、，凸輪軸，蝸桿機(jī)床蝸桿、蝸輪，軋鋼機(jī)軋輥、大齒輪。QT700-2珠光體QT800-2珠光體高強(qiáng)度齒輪。鋼與球墨鑄鐵機(jī)械性能比較材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu49材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 4.6 有色金屬有色金屬2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu504.6.1 4.6.1 鋁鋁 合合 金金 Aluminium Alloy2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu51鋁合金的鋁合金的主要應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用領(lǐng)域戰(zhàn)機(jī)艦船導(dǎo)彈火箭人造衛(wèi)星戰(zhàn)車高速列車汽車

51、高層建筑材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu52 鋁合金：鋁合金：Al+(Cu、Mg、Si、Mn)另外：Ti、B材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu53鋁合金鋁合金形變鋁合金形變鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金不能熱處理強(qiáng)化不能熱處理強(qiáng)化 能熱處理強(qiáng)化能熱處理強(qiáng)化鋁硅系鋁硅系 ZLZL1 1鋁銅系鋁銅系 ZL L2 2鋁鎂系鋁鎂系 ZL L3 3鋁鋅系鋁鋅系 ZL L4 4 1. 鋁合金分類鋁合金分類：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26

52、Anming Li, Dept of MSE,hpu54 2、形變鋁合金形變鋁合金 （deformation aluminum alloy )防銹鋁合金為不可熱處理強(qiáng)化的鋁合金，其余三種為可熱處理強(qiáng)化的鋁合金。防銹鋁合金防銹鋁合金 LF（防銹鋁）硬鋁合金硬鋁合金 LY（硬鋁）超硬鋁合金超硬鋁合金 LC（超硬鋁）鍛鋁合金鍛鋁合金 LD（鍛鋁） 形變形變鋁合金鋁合金材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu55 Al Mg 通過固溶強(qiáng)化提高鋁合金的強(qiáng)度和 抗蝕性 。例如:LF11(5A05)(5A05)等。 防銹鋁合金( LF )

53、：Al Mn 通過固溶強(qiáng)化提高鋁合金的強(qiáng)度和 抗蝕性 ，例如:LF21（3A21)3A21)。時(shí)效硬化效果不明顯，不宜熱處理強(qiáng)化，通過加工硬化來提高強(qiáng)度和硬度。性能特點(diǎn)是具有優(yōu)良的耐蝕性、塑性和焊接性，適宜制造需深沖、焊接和在腐蝕介質(zhì)中工作的零、部件。 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu56 Al Cu Mg 系，通過時(shí)效強(qiáng)化提鋁合金強(qiáng)度，但耐蝕性不高。 LY11(2A11(2A11)、LY12(2A12)(2A12)。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 Al Zn Mg Cu 通過時(shí)效強(qiáng)化和形成的強(qiáng)化相,使鋁合金達(dá)到

54、最高的硬度和強(qiáng)度，但耐蝕性較差。 LC4(7A04)(7A04) 。 AlMgSiCu系，具有良好的熱塑性, 通過固溶處理和人工時(shí)效來提高鋁合金的力學(xué)性能。 例如：LD5(2A50)(2A50)、LD10(2A14)(2A14)硬鋁合金硬鋁合金( LY ) ( LY ) ：超硬鋁合金超硬鋁合金( LC ) ( LC ) ：鍛鋁合金鍛鋁合金( LD ) ( LD ) ：2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu57鑄造鋁合金鑄造鋁合金 ( cast aluminum alloy ) 鑄造鑄造鋁合金鋁合金AlSiAlSi系系 ZLZL1 1AlCuAlCu系系 ZLZL

55、2 2AlMgAlMg系系 ZLZL3 3AlZnAlZn系系 ZLZL4 4 鑄造鋁合金的代號(hào)用“ZL”后加三位數(shù)字表示。第一位數(shù)表示合金類別，后兩位數(shù)字表示合金順序號(hào)。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu58 ZL101ZL111 鑄造鋁鑄造鋁- -硅合金：硅合金： 具有很好的流動(dòng)性，補(bǔ)縮能力強(qiáng)，熱裂傾向小，是使用最廣泛的鑄造鋁合金。 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 ZL102: (ZAlSi12)合金成分：合金成分：Al+11-13%SiT（）AlSi11.72022-6-26Anming Li, Dept o

56、f MSE,hpu59 較高的強(qiáng)度、塑性及耐熱性，鑄造性能和耐蝕性較差。 鑄造鋁鑄造鋁-銅合金：銅合金：ZL201ZL203鋁銅合金 210 ZL201室溫強(qiáng)度、塑性比較好，可制作300以下工作的零件。ZL202 塑性較低，制作不受沖擊的零件。ZL201 (ZAlCu(ZAlCu5 5Mn)Mn)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu604.6.2 4.6.2 銅銅 合合 金金 Copper AlloyCopper Alloy2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu61 5、沖擊無火花 等。 純

57、純 銅銅工業(yè)純銅工業(yè)純銅 T1T4無氧銅無氧銅 TU2 性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：1 1、導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能好；、導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能好；2 2、抗大氣腐蝕性好；、抗大氣腐蝕性好；3 3、塑性高、加工性好；、塑性高、加工性好；4 4、無磁性；、無磁性； 分類：分類：純銅組織純銅組織材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu62雜質(zhì)：雜質(zhì)：PbPb、BiBi、S S、O O2 2、P P等等雜質(zhì)的量：雜質(zhì)的量：0.1%0.1%0.5%0.5%PbPb、Bi:Bi:與銅形成低熔點(diǎn)的共晶體分布在銅的晶界上，對(duì)銅進(jìn)行熱加工時(shí)，共晶體發(fā)生熔化，造成脆性斷裂，即“熱裂”。O O2 2、S:S:與銅形成共晶體，Cu2S、Cu2O均為脆性化合物，在冷變形加工時(shí)易產(chǎn)生破裂，即“冷脆”。純銅用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱及兼具抗蝕性的器材。純銅用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱及兼具抗蝕性的器材。 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 2022-6-26Anming Li, Dept of MSE,hpu63黃銅黃銅 : Cu Zn 白銅白銅 : Cu Ni 青銅青銅 : 除黃銅和白銅外的所有銅合金。 銅銅 合合 金金 簡(jiǎn)單黃銅簡(jiǎn)單黃銅 ( common brass ) 復(fù)雜黃銅復(fù)雜黃銅 ( special brass