第一章金属材料题库.ppt

热工与材料成型工艺基础 考试课，48学时（8个实验学时）； 3个学分 考试成绩安排： 总成绩=平时成绩+实验成绩+考试成绩 平时成绩：到课考勤情况、上课表现、作业完成情况等 实验成绩：考勤、实验完成情况、实验报告等 考试成绩：期末考试卷面成绩 1.1 金属的晶体结构与结晶 2、非晶体：原子无规律地堆积在一起的物质称为非晶体。它们熔点不固定，各向同性。如：玻璃、沥青、松香。 1.1.2 纯金属的结晶 1.2 合金与铁碳合金 1.2 合金与铁碳合金 1.3 金属材料热处理 本周作业：1）掌握铁碳相图分析过程（图1-9）2）第一章课后题P28：2、3、5 下周四交，学委催促提醒大家！ 3、碳对铁碳合金平衡组织和机械性能的影响 1）对组织平衡的影响 2）对机械性能的影响 图1-17 碳对钢的力学性能的影响 4、Fe-Fe3C相图的应用 1）在选材方面的应用 2） 金属材料热处理是指将金属或合金在固态范围内采用适当的范式进行加热、保温和冷却，以改变其组织，从而获得所需要性能的一种工艺方法。 1、热处理概念、分类 热处理的目的： 提高零件的使用性能； 充分发挥钢材的潜力； 延长零件的使用寿面； 改善工件的工艺性能，提高加工质量，减小刀具的磨损。 热处理使钢性能发生变化的原因： 由于铁有同素异转变，从而使钢在加热和冷却过程中，发生 了组织与结构变化。 1.2、钢在加热时的组织转变 钢的奥氏体化 奥氏体晶核的形成及长大； 残余渗碳件/铁素体的溶解； 奥氏体的均匀化； 在热处理工艺中，钢保温的目的是： ①、为了使工件热透； ②、使组织转变完全； ③、使奥氏体成分均匀。 奥氏体晶粒的长大： 加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越大 图1-9 简化的Fe-Fe3C相图 Fe Fe3C 铁碳相图 1.3、钢材在冷却时的组织转变 过冷奥氏体的等温转变 等温转变图的建立 过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 珠光体转变（高温转变）： 温度：A1~550℃→珠光体 HRC A1~650℃→珠光体→P ＜25 650℃~600℃→索氏体→S 25~35 600℃→550℃→屈氏体→T 35~40 贝氏体型转变（中温转变）： 550℃~Ms→贝氏体→B 40~45 550℃→350℃→上贝氏体→B上 350℃~Ms→下贝氏体→B下 45~55 马氏体转变（低温转变）： 碳在α—Fe中的过饱和固溶体，称为马氏体，用符号M表示，体心正方晶格。 马氏体转变的特点： 转变温度：Ms~Mf 转变速度极快； 转变体积发生膨胀； 转变不彻底。 性能特点：针状马氏体：硬度高、脆性大；板条马氏体：强度、韧性较好 马氏体的硬度主要取决于含碳量。 过冷奥氏体等温度转变图的应用。 在等温转变图上估计连续冷却转变产物，确定马氏体临界冷却速度 共析钢等温转变曲线（C曲线/TTT曲线） 2、钢的热处理工艺 1）退火 2）正火 将钢件加热到高于或低于钢的相变点适当温度，保温一段时间，随后在炉中或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的一种热处理工艺。 目的：降低硬度，细化晶粒，改善组织，提高力学性能，消除内应力，防止变形、开裂。 将钢件加热至Ac3(亚共析钢）、Ac1（共析钢）或Acm（过共析钢）以上30℃~50℃，经过保温后从炉中取出，在空气中冷却的热处理工艺。 目的：细化晶粒，提高机械性能和切削加工性能，消除内应力。 3）淬火 将钢加热到Ac3(亚共析钢）或Ac1（共析钢）以上30℃~50℃，保温一定时间使其奥氏体化，然后再冷却介质中迅速冷却的热处理工艺。 目的：得到马氏体，提高钢的硬度和耐磨性。 4）回火 将淬火后的钢加热到Ac1以下温度，保温一段时间，然后置于空气中冷却的热处理工艺。 目的：消除淬火钢中内应力，防止变形和开裂，稳定零件组织及尺寸，调整硬度，提高刚到韧性。 低温回火、中温回火、高温回火 3、钢的表面热处理 在机械设备中，有许多零件（如齿轮、活塞销、曲轴等）是在冲击载荷及表面摩擦条件下工作的。这类零件表面必须具有高硬度和耐磨性，而心部要有足够的塑性和韧性。这类零件要进行表面热处理。 常用的表面热处理方法有：表面淬火及化学热处理。 3、钢的表面热处理 1）钢的表面淬火 2）钢的化学热处理 固体渗碳示意图 井式气体渗碳炉 淬火图片 热处理新技术 热处理新技术 形变热处理 真空热处理 可控气