机械基础 教学课件 ppt 作者 蔡广新 主编 贾志宁 副主编第一章 机械常用工程材料与钢的热处理.ppt

第一章 机械常用工程材料与钢的热处理;材料是指人类用以制造各种有用器件的物质。 材料是人类生产和生活所必须的物质基础。;石器;材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步的标志。 ;帆布和木材; 机械工程材料的分类：;??;一、力学性能（机械性能Mechanical Properties ）;;（1）屈服强度σs（材料抵抗塑性变形的能力）;材料的断口类型;布氏硬度试验原理图; 由于布氏硬度试验的压痕较大，试验结果能更好地代表试件的硬度。; 洛氏硬度试验原理图;试验时，根据被测的材料不同，压头的类型、试验力及按下表选择，对应的洛氏硬度标尺为HRA、HRB、HRC三种。;适用范围：表面硬化层 金属镀层 薄片金属;;——材料能经受“无限”次循环而不发生疲劳破坏的最大应力值;车、钳、铣、刨、磨;（1）铸造性能; ; ;（4）切削加工性能;第二节 金属的晶体结构与结晶;一、晶体（crystal）结构;晶体的基本特性：;（1）晶格;（2）晶胞：晶格的最小单位。; ; ;（1）多晶体结构;（2）晶体缺陷;结晶的概念: 液体 -- 固态晶体 ; ;晶粒度的概念;（1）增加冷速;第三节 合金的相结构与合金相图;1、合金：由两种或两种以上的金属元素（或金属与非金属元素）组成的并具有金属特征的物质。;2、组元：组成合金最基本的、独立的物质。组元可以是元素或是稳定化合物。;4、相：在纯金属或合金中具有相同的化学成分、晶体结构和相同物理性能的组分称为相。不同的相之间有明显的界面，如液相、固相是两个不同的相。 ;相是组织的基本组成部分;二、合金的相结构;二、合金的相结构;2.金属化合物：合金组元间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相，其晶格类型和性能不同于合金中任一组元元素，一般用分子式表示。;;时间;Cu;二、合金的相结构;液相组元无限互溶，固相组元有限溶解的合金系，当溶 质超出固溶体溶解极限时，冷却过程中发生包晶转变， 这类合金构成的相图称为包晶相图。;包晶相图;二、合金的相结构;Pb;第四节 铁碳合金及其相图;;1.铁素体（F）：α铁中溶入一种或多种溶质元素构成的固溶体。 晶格结构：体心立方晶格 最大溶解度：0.0218%（727℃） 性能：强度、硬度低，塑性、韧性好。 ;2.奥氏体 ：γ铁中溶入碳形成的固溶体。 晶格结构：面心立方晶格 最大溶解度：2.11%（1148℃）（高温组织） 性能组织：塑性、韧性好，强度、硬度较低;晶格结构：复杂正交 性能：硬而脆 （耐磨性好） 亚稳定： Fe3C 3Fe+C（石墨） 合金渗碳体： (Fe、Me)3C Fe3(C、N)或 Fe3(C、B) ; 珠光体（P）：F与 Fe3C 所形成的机械混合物（平均含碳量：0.77%）;A — Fe 熔点1538° D — Fe3C 熔点1227° G — 同素异构转变点912° F — 共晶Fe3C 的温度点 E — c在 A 最大溶解度点 P — c在 F 最大溶解度点 Q — c在 F 中室温溶解度点 C — 共晶点 S — 共析点 K —共析Fe3C 的温度点;一次渗碳体 Fe3CⅠ;; ？ Fe3CⅠ、Fe3CⅡ、 Fe3CⅢ 有何异同;;PSK 共析线;2.11%;（1）共析钢[wc =0.77%] ;（1）共析钢[wc =0.77%] ;（2）亚共析钢[0.0218% wc 0.77%] ;（1）亚共析钢[0.0218% wc 0.77%];0.20%C;（3）过共析钢[0.077% wc 2.11%];硝酸酒精侵蚀;（4）共晶白口铸铁[wc=4.3%] ;（4）共晶白口铸铁[wc=4.3%] ;（5）亚共晶白口铁[2.11% wc 4.3%] ;（5）亚共晶白口铁[2.11% wc 4.3%] ;（6）过共晶白口铁[4.3% wc 6.69%] ;（6）过共晶白口铁[4.3% wc 6.69%] ;室温平衡组织: + Fe3C;相组成物相对量;;含碳量对钢的力学性能的影响;第五节 钢的热处理;热处理概述;;（1）转变温度;（2）奥氏体的形成（奥氏体化过程）;共析钢的奥氏体化（P A） 奥氏体晶核的形成 奥氏体晶粒的长大 残余渗碳体的溶解 奥氏体成分的均匀化; 基本概念： 过冷奥氏体 奥氏体的冷却转变 目的及重要性 获得所需要的组织和性能; 2、钢冷却时的组织转变;等温冷却曲线（TTT);C曲线分析 关于孕育期（τ）;共析钢 TTT（C）曲线简介;含碳量的影响 合金元素的影响 加热条件的影响;合金元素的影响;; 珠光体转变