第2章金属材料组织-6-清华大学-工程材料.ppt

2. 激光表面合金化 在高能激光束作用下，将一种或多种合金元素与基材表面快速熔凝，使材料表层获得具有预定的高合金特性的技术。? 3.激光表面熔覆 激光加热基材表面形成较浅的熔池，同时送入合金粉末一起熔化后迅速凝固、或者是将预先涂敷在基材表面的涂层与基材一起熔化后迅速凝固，得到一层新的熔覆层。 激光表面熔覆应用： 在柴油机铸铁阀座的衬(不锈钢制造)表面熔覆Co基硬质合金涂层。 在刀具和石油钻头表面熔覆WC层。 在凸轮上熔覆钴基自熔合金层。 工件耐磨性大大提高。 激光表面熔覆层 （钴基自熔合金） 4.激光熔凝??? 激光束(功率密度高达104 W/cm2～105 W/cm2)在金属表面扫描，金属表层快速熔化，表层与基体间形成很大的温度梯度。 激光移去后，表层冷却速度高达105 ℃/s。 熔化层凝固后形成极细或超细的晶粒，甚至形成非晶层。?? 激光熔凝典型应用： 拖拉机气缸套，材料灰铸铁HT200。 激光熔凝工艺的参数是：激光功率950W; 扫描速度14mm/s～25mm/s。 激光熔凝后, 其硬化带宽度约为3mm, 显微硬度为740 HV～950 HV(原始值约260 HV)。 细化组织，硬度提高。 显著提高缸套的耐磨性和使用寿命。 本节小结 表面处理技术 表面淬火 化学热处理 电镀与电刷镀 热喷涂 气相沉积 激光表面处理?　 表面处理技术可以大大提高工程材料的耐蚀、耐磨、耐疲劳性能，延长工件的使用寿命，具有重要的经济意义。 第2章?? 小结 　 1.金属结晶的条件是要有一定的过冷度，推动力是固态金属和液态金属之间的自由能差。结晶由形核和长大二个过程组成。细化铸态金属晶粒的措施。 2.合金的结晶用相图来分析。常用的有匀晶相图和共晶相图。 铁碳相图中包含5种相，铁碳合金的平衡结晶过程用铁碳相图来分析，室温平衡组织中的组成相和组织组成物的质量分数可以用杠杆定律求出。 ??? ? 3.金属塑性变形机理 滑移和孪生。 金属晶粒变形，位错密度增加，产生残余内应力。冷塑性变形使金属产生加工硬化现象。 再结晶形成新的等轴晶，可以消除加工硬化。 T再结晶　=（0.35 ～ 0.4）T熔点 4.过冷奥氏体的转变产物 珠光体、索氏体、屈氏体、上贝氏体、下贝氏体、马氏体。 钢的热处理工艺：退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。 影响淬透性高低的主要因素是合金元素，影响淬硬性高低的主要因素是碳的质量分数。??? 5.合金元素在钢中的作用 提高钢的淬透性，细化晶粒，提高钢的回火稳定性，防止回火脆性，二次硬化，固溶强化，第二相强化（弥散强化），增加韧性，提高钢的耐蚀性或耐热性。 合金元素在不同的钢中的作用不一样。 6.表面处理技术 电刷镀、热喷涂、气相沉积、激光强化。提高工程材料的耐蚀、耐磨、耐疲劳性能，延长工件使用寿命，具有重要的经济意义。 2.6? 表面技术 　 ??? 概述 表面技术? 通过物理、化学工艺方法使材料表面具有与基体材料不同的组织结构、化学成分和物理状态，使表面具有与基体材料不同的性能的技术。 表面处理后的材料，基体材料的化学成分和力学性能并未发生变化，但表面却具有一些特殊性能， 如高的耐磨性、耐蚀性、抗氧化性、耐热性、导电性、电磁特性、光学性能等。  表面工程技术分类  表面热处理、化学热处理 表面机械强化处理（喷丸强化） 电镀、电刷镀 热喷涂 气相沉积镀膜 高能束(激光、电子束）表面处理 2.6.1 电刷镀 一、电镀 　 把工件置于装有电镀液的镀槽中，工件接直流电源的负极，作为阴极。阳极板接直流电源的正极，镀液中金属离子在阴极上得到电子还原成金属原子，工件表面得到电镀层。 电镀示意图 镀铜： CuSO4 → Cu+2+SO4-2 Cu+2+2e → Cu 普通电镀的过程： ? （1）金属的水合离子或络合离子从溶液内部迁移到阴极界面； （2）水合离子脱水或络合离子解离，金属离子在阴极上得到电子发生还原反应生成金属原子； （3）还原的原子进入晶格结点。　 应用：提高零件耐磨耐蚀性，如自行车钢圈、活塞环。 在球墨铸铁活塞环、弹簧钢活塞环表面镀铬，硬度800～900HV，耐磨性好。 球墨铸铁活