第4章 改善材料性能的热处理合金化及改性.ppt

4.6 聚合物的改性 4.6.1 物理改性： 加入各种填料（无机物或金属）改善高聚物的物理性能，如： 加石墨、MoS2：提高高聚物自润滑性能 加石墨、铜粉、银粉等：提高高聚物导电导热性能 加Fe、Ni等：导磁塑料 加石棉、碳酸钙等：提高高聚物力学性能 4.6.2 化学改性： 通过共聚、嵌段、接枝、共混、复合等方法，改变大分子链的链段结构与组成，形成聚合物“合金”等，显著改善高聚物性能。 本 章 结 束 图4-2 加热和冷却时相图各临界点的位置 图4-3 奥氏体转变量与温度、时间的关系 图 4-9 亚共析钢、共析钢及过共析钢的C曲线比较（a）亚共析钢；（b）共析钢；（c）过共析钢 图4-10 奥氏体等温转变曲线的基本类型示意图 图4-14 Al-4%Cu合金的时效处理与沉淀强化 图4-17 碳钢的退火及正火加热温度范围和工艺曲线（a）加热温度范围；（b）工艺曲线 图4-18 退火的分类 图4-22 钢的淬火温度范围 图4-23 不同淬火冷却方法示意图1—单介质冷却；2—双介质冷却；3—分级淬火；4—等温淬火 图4-24 回火温度对50钢力学性能的影响 图4-25 感应加热表面淬火示意图 图4-26 火焰加热表面淬火示意图 图4-28 气体渗碳示意图 返回 返回 返回 4.4.4 表面形变强化（surface work hardening） ?原 理：仅表面塑性变形→加工硬化并产生内应力→表面强度↑，疲劳强度↑↑。 ?常用方法：喷丸、滚压、内孔挤压。 ?应 用：重要弹簧，齿轮；飞机结构件等。 4.4.5 表面涂覆层（surface coating） 目的： 高耐热、耐蚀和耐磨性等，特殊理化性能或装饰性等。 (1)金属沉积覆层（metal deposition coating） ?电镀与化学镀： 镀Cr、Ni等，美观、耐磨耐蚀，如卡尺、日用器具。 ?浸 镀： 镀Zn、 Sn，一般防锈，如铁板、铁皮（罐头等）。 ?真空镀覆（CVD、PVD）： 表面沉积TiC、TiN（金黄色）等。 ? TD法： （盐浴中）表面形成硬化物层，日本广泛应用于工模具。 (2)金属喷涂覆层法（热喷涂 spray coating） ?金属等熔融粉末喷射工件表面(金属、陶瓷或塑料等)。 (3)非金属覆层法（non-metallic coating） ?发黑(发兰) ：水溶液中形成Fe3O4膜，美观防锈(军械等)。 ?磷 化 ：水溶液中形成磷化物膜，减摩耐蚀。 ?阳 极 氧 化 ：Al合金表面形成氧化膜，美观耐磨。 ?不锈钢着色：利用表面氧化物膜厚度形成不同的颜色 （彩色不锈钢）。 ?非金属涂覆和挂衬：形成非金属表面层 (有机物或无机 物)，获得特殊理、化或电性能，如陶瓷涂覆(Al2O3、Cr2O3等)、玻璃 挂衬(搪瓷)和塑料挂衬等。 4.5 钢的合金化 ?合金化：在碳素钢中有目的地加入某些（合金）元素，从而改善、提高钢材力学性能或理化性能的方法。 4.5.1 常用的合金元素及作用 ?合金元素类型： 单独加入或多元加入，倾向“多元少量”。 非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B。 碳化物形成元素：Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr。 稀土元素Re。 ?钢中合金元素的作用： ①固溶强化: ②第二相强化：合金渗碳体(F、M)3C尤其特殊碳化物M7C3、 M23C6、MC等弥散强化，稳定性好、硬度与耐磨性极高。 ③溶入奥氏体提高淬透性、保证大截面性能，微量硼 (0.0005%～0.003%)对于结构钢特别有效。 ④提高钢的抗回火性能，高温下具有高强度高硬度： 热硬性（对工具重要）。 ⑤细化晶粒：通过细小弥散合金碳化物阻碍晶粒长大。 图4-29 图4-30 4.5.2 钢中常存元素与杂质 ?常存元素： Mn 、Si，作为脱氧剂加入而残存（1%），有益。 ?非金属夹杂物(氧化物、硫化物等): 冶炼反应等生成，力性↓，有害。 ? O、H、S、P、N： 原料及冶金过程吸气等反应产生，特别害。 ?减轻办法： 特殊冶炼和真空冶炼等。 作业：3、4、5、7、8、9、12。 返 回 图