材料加工过程的化学冶金.PDF

第6章材料加工过程的化学冶金 Part 1 清华大学机械工程系 1 本章主要内容 6.1 概述 6.2 杂质污染及其危害 6.3 保护措施 6.4 冶金处理 2 6.1 概述 1、材料加工过程特点 2、温度和环境对加工质量的影响 3、研究化学冶金的目的和任务 3 1、材料加工过程特点 铸造熔炼金属-浇注-冷却成型 焊接熔池中熔炼金属-凝固形成焊缝 锻压加热到可塑性变形-压力促使变形 热处理加热到相变温度以上-冷却相变 表面改性加热至熔化或相变点以上合金化、熔凝处理、相变硬化 材料热加工过程的共同特点--高温和环境 4 2、温度和环境对加工质量的影响 实践表明： 环境和温度影响材料的成分、组织及性能 影响程度与材料和环境的特性密切相关 5 举例1：光焊丝焊接时合金元素烧损气体含量增加 •氮含量增加27倍 •氧含量增加9倍 •冲击韧性和塑性降低 6 举例2：活性钛与气体的相互作用 •材料的活性：钛合金焊接时需要保护的范围比钢大 •加工温度：不同温度下钛合金对不同的环境介质表现出相异的活性 7 8 举例3：镁合金热加工过程保护不良有爆炸危险 N +SF 混合气体保护熔炼过程 2 6 首钢—镁合金压铸设备 镁合金压铸产品 9 举例4 ：利用冶金反应可以提高材料的性能 钛合金在氮气氛中激光表面熔化使硬度提 高，耐磨性得到改善 铝合金微弧氧化提高耐磨性 镁合金微弧氧化处理改善耐腐蚀性能 •--化学冶金反应的结果大多是有害的，如合金元素烧损、杂质含量增加 •--化学冶金反应有时也可以有效利用，如表面改性、冶金反应提高材料性能 10 3、研究化学冶金的目的和任务 温度、材料性质和环境特性对加工质量影响很大； 冶金反应大多数是有害的，有时也是有益的； 采取合理措施可以控制加工质量(带药皮的焊条) ； 研究化学冶金的目的和任务就是弄清楚化学冶金的 本质，为质量控制提高理论依据，避免有害反应的 发生、利用冶金反应改善加工质量。 11 6.2 杂质污染及其危害 6.2.1 杂质种类及其危害 6.2.2 杂质来源 6.2.3 杂质与金属的相互作用