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1、2020/7/31,1,一、課程主線,2020/7/31,2,二、主要內(nèi)容,工程材料,基本理論,常用材料,零件的選材,,,,2020/7/31,3,1. 基本理論,熱處理,鑄鐵的熱處理,塑變與再結(jié)晶,基本理論,,,,金屬學(xué),材料的性能,材料的結(jié)構(gòu),材料的結(jié)晶,相圖及鐵碳相圖,鋼的熱處理,,,,,,,2020/7/31,4,1.1 材料性能,焊接性能,硬度HB HRC,材料性能,,,,強(qiáng) 度,塑 性,鍛造性能,,,,,,力學(xué)性能,工藝性能,切削加工性能,鑄造性能,韌性k ,k1c,,,熱處理工藝性,,2020/7/31,5,,表面淬火鋼宜用HRA硬度指標(biāo) 鋁合金成品宜用HRB硬度指標(biāo) 整體淬火鋼
2、宜用HRC硬度指標(biāo),2020/7/31,6,,5）殘余奧氏體 （1）A中CMs MfA% （2）A中MeMs MfA%,2020/7/31,7,1.2 材料的結(jié)構(gòu)（金屬的晶體結(jié)構(gòu)）,1.2.1三種典型金屬的晶體結(jié)構(gòu),晶體結(jié)構(gòu),空間點(diǎn)陣,晶體點(diǎn)陣（理想晶體）,晶體的結(jié)構(gòu)基元(分子、原子、離子、原子集團(tuán))依靠一定的結(jié)合鍵結(jié)合后，在三維空間作有規(guī)律的周期性的重復(fù)排列方式。,抽象的空間幾何模型（非物質(zhì)性）7個(gè)晶系14種晶胞類型,把空間點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)作為物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的中心位置，忽略原子的熱振動(dòng)和晶體缺陷，將單純的幾何圖形變成具有物質(zhì)性的點(diǎn)陣，稱其為晶體點(diǎn)陣（物質(zhì)性的）。 若陣點(diǎn)用直線通過(guò)中心連接起來(lái)晶格,,,
3、2020/7/31,8,2020/7/31,9,2020/7/31,10,化合物,間隙化合物,合金的相,,,,固溶體,間隙固溶體,置換固溶體,其它化合物,間隙相,,,,,2020/7/31,11,2020/7/31,12,2020/7/31,13,2020/7/31,14,3、鐵碳合金相圖,1 默畫(huà)簡(jiǎn)化的鐵碳合金相圖,2 相與機(jī)械混合物 A、F、Fe3C與P、Ld,3 兩個(gè)基本反應(yīng)式,4 結(jié)晶過(guò)程分析（冷速曲線表達(dá)）,5 杠桿定律的應(yīng)用,6 熱處理加熱溫度的表達(dá),,注意： 1 組織組成物和相組成物的分析；,2 同一種鋼在不同的加熱條件下對(duì)組織、成分及HT分析。,哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒粗大
4、？ 哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？ 哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？ 哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？ 哪個(gè)溫度為正常的淬火加熱溫度？,相（成分、結(jié)構(gòu)相同且有界面分開(kāi)的部分）,機(jī)械混合物（相與相的構(gòu)成狀態(tài)）,組織（關(guān)注：形態(tài)、大小及分布）,組織可以由單相構(gòu)成； A,組織可以由機(jī)械混合物構(gòu)成； P,A 站在不同的角度可稱為相、組織；,P 站在不同的角度可稱為機(jī)械混合物、組織。,組織組成物是指組成合金顯微組織的獨(dú)立部分（形態(tài)）。,相組成物是指組成合金中成分、結(jié)構(gòu)均勻一致的部分。,2020/7/31,15,1.4 鋼的熱處理,1） 奧氏體化的四個(gè)階段 奧氏體晶核的形成 奧氏體晶核的長(zhǎng)大 剩
5、余滲碳體的溶解 奧氏體成分的均勻化 2） 奧氏體晶粒度 實(shí)際晶粒度 本質(zhì)晶粒度（本質(zhì)粗(細(xì))晶粒鋼）,1 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變,1.4.1鋼的熱處理原理,2020/7/31,16,擴(kuò)散退火,去應(yīng)力退火,,各種退火（正火）的加熱溫度范圍,,,,,完全退火,,球化退火,,正火,,,2020/7/31,17,,,,,,,650,600,550,350,P,S,T,B上,B下,M,M+A,AP,AS,AT,AB上,AB下,AM,過(guò)冷A,過(guò)冷A,過(guò)冷A,過(guò)冷A,過(guò)冷A,2020/7/31,18, 用C曲線定性說(shuō)明連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（共析碳鋼為例）,根據(jù)冷速曲線與C曲線交點(diǎn)位置判斷轉(zhuǎn)變產(chǎn)物,,,P,均勻A,細(xì)A
6、,,,,,等溫退火,P,P,退火,(爐冷),,正火,(空冷),S,,淬火,(油冷),T+M+A,,,,等溫淬火,B下,,M+A,分級(jí)淬火,,M+A,淬火,(水冷),,,,M回+A,150-250,,,,T回,350-500,,,,S回,500-650,,,,?,,,,?,,,,?,,,,?,P,T+S回,S,T+B下+M+A,2020/7/31,19,例題：（T12鋼）,3、淬火鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變 1）碳鋼：馬氏體的分解 ；殘余奧氏體分解 ；-碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3C ；Fe3C聚集長(zhǎng)大和鐵素體多邊形化 。 2）W18Cr4V鋼： 560三次回火。析出W、Mo、V的碳化物，產(chǎn)生二次硬化?；鼗鹄鋮s時(shí)，
7、A轉(zhuǎn)變?yōu)镸。每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。 強(qiáng)化鋼鐵材料最經(jīng)濟(jì)有效的熱處理工藝是淬火+回火,它包含了多種基本強(qiáng)化方法。,2020/7/31,20,1.4.2鋼的熱處理工藝,1、機(jī)械零件的加工工工藝路線,,預(yù)備熱處理,機(jī)械粗加工,最終熱處理,機(jī)械精加工,,,預(yù)備熱處理（退火與正火）,最終熱處理（淬火+回火）,2020/7/31,21,2、三個(gè)判據(jù),1）實(shí)際生產(chǎn)中退火與正火的選擇,2）正火組織判斷,3）組織中是否有殘余奧氏體,2020/7/31,22,3、鋼的熱處理工藝列表,2020/7/31,23,（材料的尺寸小于10mm）,45鋼 Ac3=785 Ac1=735,840,760,注
8、意：（1）零件滲碳后的性能表面淬火后的性能。 （2）滲碳件通常可以替代表面淬火件，反之不可。（分析） （3）淬透性與淬火缺陷（分析） （4）銼刀材料T12搞錯(cuò)（45），用T12的工藝，可行嗎？,淬火后發(fā)現(xiàn)硬度不足，可能的原因： 1)未淬上火； 2)加熱時(shí)工件表面脫碳。,2020/7/31,24,2.常用材料,復(fù)合材料,無(wú)機(jī)非金屬材料,有色金屬及合金,常用材料,,,,金屬材料,工業(yè)用鋼,鑄 鐵,高分子材料,,,,,,非金屬材料,2020/7/31,25,2.1工業(yè)用鋼,2020/7/31,26,2020/7/31,27,2020/7/31,28,2.2 鑄鐵,鑄鐵的組織狀態(tài)=鋼基石墨（G),2020/7/31,29,2.3 有色金屬及其合金,2020/7/31,30,2.4 典型零件、材料及熱處理,選材三原則 使用性能 工藝性能 經(jīng)濟(jì)性 齒輪類零件選材 軸類零件選材,2020/7/31,31,過(guò)冷度 同素異晶轉(zhuǎn)變 顯微組織 過(guò)冷奧氏體 淬火,名詞總匯,固溶體 重結(jié)晶 組元 鐵素體 正火 合金 相,馬氏體 貝氏體 奧氏體 晶格 晶胞 索氏體,回火索氏體 熱處理 回火 第二類回火脆性 紅硬性,
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