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中级电焊工知识重点第十五章 金属学及热处理知识1、铁碳合金相图；钢材的退火、正火、淬火、回火；金属的强度；金属的弹性与塑性；金属的硬度；金属的韧性及金属的疲劳。（重点）2、纯金属的结构；合金的结构；钢在加热冷却时的组织转变。（次重点）3、铁碳合金的基本组织。（一般）第十六章 焊工电工基础知识1、电阻联接的分压、分流；磁场的基本知识。（重点）2、全电路的欧姆定律；电流的热效应；变压器的工作原理。（次重点）3、直流电路电动势；交流电路功率因数。（一般）中级电焊工知识讲义第十五章 金属学及热处理基础知识第一节 二元合金和Fe—Fe3C相图构造及应用一、二元合金 二元合金是指由两个组元组成的合金。1、合金的结晶及相图 合金相图是用实验方法作出的。2、二元合金相图 二元合金相图是合金成分、温度和组织之间关系的一个简明图表。它是研究和选用合金的重要工具，对于金属的加工及热处理，相图都具有指导意义。二、Fe—Fe3C相图构造及应用1、Fe—Fe3C相图的构造 根据含碳量、组织转变的特点及室温组织，铁碳合金可分为钢及白口铸铁：①对钢来说，C=0.0218％～2.11％的铁碳合金称为钢。其特点是高温时都有单相奥氏体。根据其含碳量及室温组织的不同，又可分为：亚共析钢：0.0218％＜C＜0.77％；共析钢：C=0.77％；过共析钢：0.7％＜C＜2.11％。②对白口铸铁来说，C=2.11％～6.69％的铁碳合金称为白口铸铁。其特点是金属液结晶时都将发生共晶反应，生成莱氏体。根据其含碳及室温组织的不同，又可分为：亚共晶白口铸铁：2.11％＜C＜4.3％；共晶白口铸铁：C=4.3％；过共晶白口铸铁：4.3％＜C＜6.69％。根据铁碳合金相图的分析可知，铁碳合金在室温的组织都是由铁素体和渗碳体两相组成。随着含碳量的增加，铁素体的量逐渐减少，而渗碳体的量则有所增加，合金的组织也将发生变化。由此可知，改变合碳量可以在很大范围内改变钢的力学性能：含碳量越高，钢的强度和硬度越高，而塑性和韧性越低。这是由于含碳量越高，钢中的硬脆相—一Fe3C越多的缘故。而当含碳量超过0.8％时，由于网状渗碳体的出现，使钢的强度有所降低。2、Fe—Fe3C相图的应用（1）在制定热加工工艺方面的应用1）在铸造方面的应用 具有良好的铸造性能。而铸钢的浇注温度比铸铁高得多，结晶温度范围也较大，故其铸造性能比铸铁差。2）在轧钢和锻造方面的应用 在钢材轧制或锻造加工时，应加热到奥氏体状态。3）在焊接方面的应用 由Fe—Fe3C相图可知，不同的加热温度会获得不同的组织，冷却后就可能出现不同的组织与性能。因此，对于焊接性较差的金属，焊前焊后都应采用适当的措施，改善焊缝组织。4）在热处理方面的应用 热处理与Fe一Fe3C相图有着更为直接的关系。根据对工件材料性能要求的不同，各种不同热处理方法的加热温度都是参考铁碳合金相图选定的。3、在选材方面的应用 Fe—Fe3C相图总结了铁碳合金的组织、性能随成分变化的规律，根据零件的性能要求选择材料时，Fe—Fe3C相图就成为重要的工具。含碳低的钢塑性、韧性好，适用于要求成型性好的型材、板材、线材、钢管等，用于制造桥梁、船舶及建筑结构。共析成分附近的钢的强度和弹性极限最高，可作结构件和弹簧。过共析钢硬度较高，可以制造要求强度高、硬而耐磨的各种切削工具。白口铸铁可用于制造耐磨而不受冲击的零件，以及可锻铸铁的坯料等。第二节 钢的热处理基本理论一、钢在加热时的组织转变1、钢在加热时奥氏体的形成 珠光体向奥氏体转变的过程也遵循结晶的基本规律。即形核和核长大。（1）奥氏体晶核的形成及长大 （2）残余渗碳体的溶解 （3）奥氏体的均匀化 2、影响奥氏体形成的因素（1）加热温度的影响 （2）原始组织的影响 （3）化学成分的影响 3、奥氏体的晶粒度 4、影响奥氏体晶粒长大的因素（1）加热温度高易使奥氏体晶粒长大。（2）保温时间延长会使奥氏体晶粒粗大。（3）钢中含碳量增加会促使奥氏体晶粒长大。（4）钢中的合金元素锰能促使奥氏体晶粒长大，而加入钛、钒、钨、钼等合金元素，则能阻止奥氏体晶粒长大。二、钢在冷却时的组织转变冷却过程是钢热处理的关键，它对控制钢在冷却后的组织与性能具有决定性的意义。在热处理生产中，常用的冷却方式有两种：等温冷却和连续冷却，如图15—4所示（P147）。实践表明，同一种钢在相同加热条件下获得奥氏体组织，在不同的条件下冷却，力学性能有着明显的差别。下面以共析钢为例研究钢在冷却时的组织转变。1、过冷奥氏体的等温转变 所谓过冷奥氏体就是指在共析温度以下存在的奥氏体。它处于不稳定状态。将已奥氏体化的钢，迅速冷却到A1点温度以下某一给定温度进行保温，使过冷奥