金属材料及热处理概论.ppt

金属材料: ⑴黑色金属 ①铸铁:指碳的质量分数超过2%的铁碳合金。 ②钢:指碳的质量分数小于2%的铁碳合金。 占全世界的金属材料总产量 的95%。 ⑵有色金属 占全世界的金属材料总产量 的5%。 有色金属材料与钢铁材料相比，其突出的优良性能主要在物理性能和化学性能和力学性能等方面。 热处理： 是指金属或合金在固态范围内，通过一定的加热、保温、冷却的方法改变金属或合金的内部组织，从而得到所需要性能的一种工艺操作。 　　4.合金工具钢 　　当合金工具钢中的平均含碳量大于或等于1.0％时，不标出数字；平均含碳量小于1.0％时，以千分之几标出数字。例如：CrW5表示平均含碳量大于1.0％，不标出，Cr＜1.5％，W=5.0％；9Mn2V表示平均含碳量为0.90％，要标出，Mn=2％，V＜1.5％。 　　5.特殊用途钢 　　在特殊用途钢中，耐热钢、不锈钢牌号表示方法和合金工具钢基本相同，钢号前面的数字表示含碳量的千分之几，如9Cr18表示C=0.9％，Cr=18％。但对于含碳量小于0.03％或0.08%，在钢号前分别冠以“00”或“0”，如00Cr18Ni10，0Cr18等。 5.2.3铸铁 　　铸铁是应用广泛的一种铁碳合金材料，其碳的质量分数在2.11％以上，实际生产中的铸铁含碳量一般在4.0%～6.5％之间，铸铁材料基本上以铸件形式应用，但近年来，铸铁板材、棒材的应用也日见增多。 　　 　　与钢相比: ①优点:铸铁成本低，铸造性能良好，体积收缩不明显，而且在力学性能、可加工性、耐磨性、耐蚀性、热导率和减振性能之间有良好的配合，也具有强度。 ②缺点:缺点是冲击、韧性值较低，均质性较差，缺乏塑性变形能力，焊接性差。 　　　　 　　1.铸铁的分类 　　（1）按碳的析出状态和断口颜色分为灰铸铁、白口铸铁、麻口铸铁。 　　（2）按化学成分分为普通铸铁和合金铸铁。 　　（3）按生产方法和组织性能分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁及特种性能铸铁。 　　2.铸铁的性能 　　包括：抗拉强度、屈服强度、伸长率、弹性模量、疲劳极限、布氏硬度值、冲击韧性、密度、热导率、线胀系数及电阻率。 　　各种铸铁由于其化学成分、生产方法及组织性能的不同，其性能也不相同。 　　铸铁中的碳以两种形式存在，即化合物状态的渗碳体和自由状态的石墨。石墨的强度、硬度极低，塑性、韧性几乎为零。当铸铁在极其缓慢的冷却条件下结晶，或在铸铁中含有促进石墨形成元素时，碳便会以稳定的石墨相析出，而不再析出渗碳体。碳以石墨形式析出的过程称为石墨化。 　　化学元素对铸铁性能的影响因素主要是： （1）碳和硅。碳和硅是铸铁中的两个主要元素，能促进石墨化，石墨碳越多，铸铁越软，因此，往往通过控制两者的含量来保证一定的组织和性能。 　　（2）锰。锰可阻止石墨化过程，抵消硫的有害影响，因此，铸铁中含有适量的锰是有益的。 　　（3）硫。硫是一种有害元素，它能强烈地阻止石墨的形成，降低铸铁的流动性，应尽量降低硫的含量。 　　（4）磷。磷对石墨化无明显影响，含量较高时，可增加铁水的流动性，提高耐磨性，但高磷铁的缺点是质硬性脆。 　　3.铸铁的牌号表示方法 　　各种铸铁代号，由表示该铸铁特征的汉语拼音字母的第一个大写正体字母组成，当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在该大写正体字母后加小写正体字母来区别，同一名称铸铁，需要细分时，取其细分特点的汉语拼音第一个大写正体字母，排列在后面。 　　例如：QT400-17中，QT为球墨铸铁代号，400为抗拉强度(MPa)，17为伸长率(％)。 　　4.灰铸铁 　　　　灰铸铁的组织实际上是在钢的基体上分布了大量的片状石墨。 在各类铸件总量中，灰铸铁占80％以上，这是由于灰铸铁的铸造性能、切削加工性、耐磨性能和消振性等都优于其他铸铁，且生产方便，成品率高，成本低。 　　灰铸铁的牌号由“灰铁”两字的汉语拼音字首“HT”及后面一组数字组成。数字表示的是最低抗拉强度，例如，HT300表示最低抗拉强度为300MPa。 　　灰铸铁共有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350、HT400七种牌号。验收灰铸铁时，各牌号的灰铸铁其抗拉强度应在n～(n+100)MPa的范围内。 　　 　　5.球墨铸铁 　　球墨铸铁是指其中的碳以球状石墨存在的铸铁。 球墨铸铁是通过将灰铸铁原材料熔化后经球化处理后得到的.球化处理是在铁水浇铸前加入少量的球化剂及孕育剂，使石墨以球状析出。球墨铸铁与灰铸铁相比，它的碳、硅含量较高，以利于石墨球化。 　　球墨铸铁牌号用“球铁”二