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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思其次章 材料的性能1、布氏硬度布氏硬度的优点：测量误差小,数据稳固；缺点：压痕大,不能用于太薄件、成品件及比压头仍硬的材料；适于测量退火、正火、调质钢 , 铸铁及有色金属的硬度（硬度少于 450HB）；2、洛氏硬度HRA 用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层；HRB 用于测量低硬度材料 , 如有色金属和退火、正火钢等；HRC 用于测量中等硬度材料,如调质钢、淬火钢等；洛氏硬度的优点：操作简便,压痕小,适用范畴广；缺点：测量结果分散度大；3、维氏硬度 维氏硬度所用载荷小,压痕浅,适用于测量零件表面
2、的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度,载荷可调范畴大,对软硬材料都适用；4、耐磨性 是材料抗击磨损的性能,用磨损量来表示；分类有黏着磨损（咬合磨损）、磨粒磨损、腐蚀磨损；5、接触疲惫 ：（滚动轴承、 齿轮）经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲惫剥落 损坏的现象；6、蠕变 ：恒温、恒应力下,随着时间的延长,材料发生缓慢塑变的现象；7、应力强度因子 ：描述裂纹尖端邻近应力场强度的指标；第三章 金属的结构与结晶1、晶体中原子（分子或离子）在空间的规章排列的方式为晶体结构；为便于描述晶体结构,把每个原子抽象成一个点,把这些点用假想直线连接起来,构成空间格架,称为 晶格 ；晶格中每个点称为结点,由一
3、系列原子所组成的平面成为 晶面 ；由任意两个原子之间连线所指的方向称为 晶向 ；晶胞 ；组成晶格的最小几何组成单元称为 晶胞的棱边长度、棱边夹角称为 晶格常数 ；体心立方晶格 晶格常数用边长 a 表示,原子半径为3a/4,每个晶胞包含的原子数为 1/8 8+1=2（个）；属于体心立方晶格的金属有 铁、钼、 铬等；面心立方晶格原子半径为 2a/4,每个面心立方晶胞中包含原子数为 典型金属（金、银、铝、铜 等）；密排六方晶格1/8 8+1/2 6=4（个）每个面心立方晶胞中包含原子数为为 12 1/6+2*1/2+3=6 （个）；典型金属 锌 等；2、各向异性 ：晶体中不同晶向上的原子排列紧密程度
4、及不同晶面间距是不同的,所以不同方向上原子结合力也不同,晶体在不同方向上的物理、化学、力学间的性能也有肯定的差异,此特性称为各向异性；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思晶体中的缺陷1）点缺陷包括空位、间隙原子、置换原子；点缺陷的形成主要是由于原子在以各自的平稳位置为中心不停的作热振动的结果；2线缺陷：在三维空间中两维方向尺寸较小,另一维方向的尺寸相对较大的缺陷；位错是晶格中的某处有一列或如干列原子发生了某些有规律的错排现象；位错的基本形式：刃型位错 、螺型位错 ；提高位错密度是
5、 金属强化 对重要途径之一；1） 面缺陷：尺寸在一维很小,另两维较大的缺陷；常见的是： 晶界 和亚晶界1.2凝固1） 晶体的结晶 自由能的削减量等于在变化过程中所讨论的物质可对外界做功的能量；一个变化的 自由能削减 ,就 自发 ；自由能增加 ,就 非自发 ；结晶的 温度条件 ：在该温度下固态自由能 液态自由能 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差；过冷度越大,液固之间能量状态差越大,促使液体结晶的驱动力越大；驱动力达到肯定值时,结晶才能进行；冷却速度越快,过冷度越大；2） 非晶体的结晶 非晶体是一种长程无序,短程有序的混合结构；性质上表现为各向同性；非晶体的凝固是在一个温度范畴内逐步完成的；
6、1.2.2 金属的结晶1、液态金属在理论结晶温度以下开头结晶的现象称过冷；理论结晶温度与实际结晶温度的 T 称过冷度,T= T0 T1 2、金属的结晶过程 金属是由很多外形不规章,位向不同,大小不同的晶粒组成的多晶体；金属结晶过程中,晶核形成有两种形式：匀称形核和非匀称形核；由液体中排列规章的原子团形成晶核称匀称形核；以液体中存在的固态杂质为核心形核称非匀称形核；3、影响形核和长大的因素及晶粒大小掌握 影响形核和长大的重要因素：冷却速度（或过冷度）和难熔杂质；过冷度较 小时,形核率变化低于长大速度,晶核长大速度快,得 粗晶粒 ；过冷度较 大时,形核率的增长快些,得 细晶粒 ；转变过冷度可掌握结
7、晶后晶粒的大小,过冷度可通过冷却速度来掌握；冷却速度 越快,过冷度 越大,晶粒越 细,金属的 性能 越好（强度、塑性、韧性） ；4、细化晶粒是提高金属材料性能的重要途径之一；（细晶强化）（1）增大过冷度 1、金属型代替砂型 2、增大金属型厚度 3、降低金属型预热温度 4、提高液态金属的冷却 才能；名师归纳总结 （2）变质处理,在金属浇注前添加变质剂来转变晶粒的外形或大小的处理方法；第 2 页,共 18 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思作用： 1.增大形核率； 2.降低长大速率；附加振动法（机械振动、超声波振动、
8、电磁振动等）；5、金属塑性变形后的加热 三个阶段 : 回复 -再结晶 - 晶粒长大（1）、回复 : 1.温度 :回=0.250.3 熔2.注 :要排除残余内应力,可采纳回复处理,进行一次 250300 摄氏度的低温回火（2）、再结晶 : 1.再结晶 :固态下 ,晶粒外形变化 ,但晶格类型不变 2.影响 :冷变形强化现象消逝 ,残余内应力完全消逝 3.温度 :T 再=0.4T 熔 4.冷加工 - 在 T 再以下的加工过程 热加工 - 在 T 再以上的加工过程第四章 二元合金合金：由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的,具有金属特性的物质；组元：组成合金的、最基本的单元；（组成合金
9、的元素或稳固的化合物）相：合金中具有相同的物理、化学性能并与该系统的其余部分以界面分开的物质部分；组织：用金相观看法,在金属及合金内部看到的涉及晶体或晶粒的大小、方向、外形、排列状况等组成关系的构造情形；相变：在肯定条件下一种相转变成另一称相；二、1、固态合金中有两类基本相：固溶体和金属化合物；固溶体： 合金在固态下, 组元间会相互溶解, 形成在某一组元晶格中包含其他组元的固相；溶剂 :基础金属 溶质：合金元素 固溶体一般具有与溶质金属相同的晶体结构a） 置换固溶体：溶质原子代替一部分溶剂原子占据溶剂晶格中某些结点的位置；b） 间隙固溶体：溶质原子嵌入各结点间的间隙中；固溶强化：由于溶质原子的
10、溶入,使固溶体的晶格发生畸变,变形抗力增大,合金的强度、硬度上升；金属间化合物：合金组元形成晶格类型与任一组元都不相同的新相；表达式： AmBn 特点：熔点较高,硬度很高,脆性高；例如：渗碳体 Fe3C 弥散强化： 金属间化合物作为强化相弥散分布在固溶体基础上,性；二元合金相图以提高其强度、 硬度及耐磨一、相图： 表达温度、成分和相之间的关系,说明合金系中不同成分合金在不同温度下,由 哪些相组成以及这些相之间平稳关系的图形；二、类型1）匀晶相图名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思
11、定义：两组元在液态和固态均能无限互溶；杠杆定律 枝晶偏析：晶粒的成分不匀称现象；匀称化退火 2）共晶相图：两组元在液态无限互溶,在固态有限溶解,并发生共晶反应时所构成的相图；共晶温度共晶反应： Lcd +e产物是由两个固相组成的机械混合物,称为共晶体；共晶体 显微组织：两相交替分布,细小分散；3）包晶相图及其他相图 包晶相图：两组元在液态下无限互溶,在固态有限溶解,并发生包晶反应时的相图；铁碳合金相变基础学问 铁碳平稳相图 1. 主要特性点 书上图 4-19 简化的 Fe-Fe3C相图中各特性点的温度、碳质量分数及含义点的符号温度 / 碳质量分数 /% 说明A3 A 1538 0 纯铁溶点 C
12、 1148 4.30 共晶点, LC AE+Fe3C D 1227 6.69 渗碳体溶点 E 1148 2.11 碳在 -Fe 中的最大溶解度 F 1148 6.69 渗碳体 G 912 0 -Fe -Fe 同素异构转变点 K 727 6.69 渗碳体成分点 P 727 0.0218 碳在 -Fe 中的最大溶解度 S 727 0.77 共析点, AS FP+ Fe3C Q 600 0.0057 600时碳在 -Fe 中的溶解度2主要特性线 a、ACD线和 AECF线 ACD 线是液相线, AECF线是固相线；b、ECF线共晶线温度1148；c、PSK线共析线温度727,又称 A1线；d、GS线
13、 A3 线；e、ES线 Acm 线；f 、PQ线 碳在铁素体中的溶解度线；3相区 单相区 F 、 A、L 和 Fe3C四个；两相区 L+A 、L+Fe3C、A+F、F+Fe3C和 A+Fe3C五个；一、基本相 固溶体：铁素体 F 奥氏体 A 金属间化合物：渗碳体 Fe3C 1F: 碳在 -Fe 中形成的间隙固溶体（体心立方）名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思特性：强度、硬度不高,塑性和韧性良好；2）A：碳在 -Fe 中形成的间隙固溶体（体心立方）特性：良好的塑性和较低的变形抗力
14、,适于压力加工；3）Fe3C：碳浓度超过固溶体溶解度后,余外的碳与铁形成金属间化合物,含碳量为 6.69%；特性：硬度高、脆性大,作为强化相存在；二、相图分析1）共晶反应 ECF 为共晶线 Ld2）共析反应 PSK 为共析线 P1148L4.30% A2.11% + Fe3C莱氏体：共晶混合物727A0.77% F0.02185 + Fe3C珠光体：共析混合物四、含碳量对铁碳合金组织性能的影响 1铁碳含金的组织随着含碳量的增加,其铁素体相对量削减,珠光体相对量增多,渗碳体 与莱氏体相对量增多；2铁碳合金的力学性能随着含碳量的增加,其强度、硬度增高,而塑性、韧性降低；但当WC1.0%时,由于有网
15、状 五、钢在加热时的转变 1. 奥氏体形成过程Fe3C存在,所以强度下降；钢在加热时珠光体向奥氏体的转变过程称为奥氏体化；该过程遵循形核和长大的相变基本规律,它通过以下四个基本阶段来完成,如图 3.33 所示；1 奥氏体形核 2 奥氏体晶核长大 3 残余渗碳体溶解 4 奥氏体成分匀称化名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思a 形核 b 长大 c 残余 Fe3C溶解 d A匀称化图 3.33 共析钢的奥氏体形成过程示意图晶粒细小匀称, 冷却2.奥氏体晶粒度及其影响因素对冷却转变后钢的
16、性能影响很大；钢加热时所获得的奥氏体晶粒大小,后钢的组织就弥散,强度与塑性、韧性较高；a 起始晶粒度：奥氏体化刚刚完成时的晶粒大小b特点 :难以测量,在实际生产中意义不大实际晶粒度 :钢在某一详细加热条件下获得的奥氏体晶粒大小（直接影响钢冷却后的力学性能）特点：细小匀称,但提高温度或延长保温时间会使晶粒长大；c本质晶粒度 :钢在规定加热条件下930 10保温3h8h 加热时奥氏体晶粒长大的倾向,可分为两类： 1 本质细晶粒钢：晶粒长大倾向小 大2 本质粗晶粒钢：晶粒长大倾向钢中加入合金元素对奥氏体化主要有以下影响：1）延缓钢的奥氏体化过程 2）细化奥氏体晶粒2、合金的结晶只有在缓慢冷却条件下才
17、能得到成分匀称的固溶体；但实际冷速较快,结晶时固相中的原子来不及扩散,使先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素（如 Cu-Ni 合金中的 Ni ）, 后结晶的枝晶间含有较多的低熔点元素如 Cu-Ni 合金中的 Cu；3、在一个枝晶范畴内或一个晶粒范畴内成分不匀称的现象称作枝晶偏析；4、冷速越大,液固相线间距越大,枝晶偏析越严峻；5、当两组元在液态下完全互溶,在固态下有限互溶,并发生共晶反应时所构成的相图称作共晶相图；6、在肯定温度下,由肯定成分的液相同时结晶出两个成分和结构都不相同的新固相的转变 称作共晶转变或共晶反应；7、共晶组织,固态金属自高温冷却时,从同一母相中同时析出,紧密相邻的两种或多
18、种不 同的相构成的组织；8、共晶组织中的相称共晶相；9、共析反应 共析转变 是指在肯定温度下,由肯定成分的固相同时析出两个成分和结构完 全不同的新固相的过程；10、固溶体合金液固相线间距越大、分散缩孔增加 . 偏析倾向大 , 树枝晶发达 , 流淌性降低 , 补缩才能下降 , 11、共晶合金结晶温度低,流淌性好,缩孔集中,偏析小,铸造性能好；12、直接从液相中结晶出的固相称一次相或初生相；13、由已有固相析出的新固相称二次相或次生相；14、组织组成物是指组成合金显微组织的独立部分；15、含碳量为 0.0218% 2.11% 的称钢16、含碳量为 2.11% 6.69%的称铸铁；【留意组织组成物和
19、相组成物的区分】17、亚共析钢随含碳量增加,P 量增加,钢的强度、硬度上升,塑性、韧性下降；18、含碳量对工艺性能的影响 切削性能 : 中碳钢合适名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思 可锻性能 : 低碳钢好 焊接性能 : 低碳钢好 铸造性能 : 共晶合金好 热处理性能 : 以后章节介绍第五章 金属的塑性变形与再结晶1、滑移的定义和现象； （采纳挂图和幻灯讲解）距离、滑移面和滑移方向；,这里有五个问题：滑移线、滑移带、滑移2、 滑移系： 一个滑移面和一个滑移方向构成一个滑移系,滑移
20、系的数目打算了金属的塑性 好坏,其数目越多,塑性越好；体心立方晶格：6 2=12 个滑移系；塑性较低好；如铁、铬等；面心立方晶格：4 3=12 个滑移系；塑性最好；如金、银、铜、铝等；密排六方晶格：1 3=3 个滑移系；塑性最差；如锌、镉等；3、滑移的机理：非刚性滑动,而是由位错的移动实现的；1） 只有位错线邻近的少数原子移动；2） 原子移动的距离小于一个原子间距；总结：金属的塑性变形是由滑移这种方式进行的,而滑移又是通过位错的移动实现的；所以,使强度提高； 金 只要阻碍位错的移动就可以阻碍滑移的进行,从而提高了塑性变形的抗力,属材料常用的五种强化手段（固溶强化、加工硬化、晶粒细化、弥散强化、
21、淬火强化）都是通过这种机理实现的；4、滑移是指晶体的一部分沿肯定的晶面和晶向相对于另一部分移动了原子间距的整数倍 5、滑移部位：滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生；因原子密度最大的晶面和 晶向之间原子间距最大,结合力最弱,产生滑移所需切应力最小；6、滑移系：滑移系越多,金属发生滑移的可能性越大,塑性也越好,其中滑移方向对塑性 的奉献比滑移面更大；7、孪生是指晶体的一部分沿肯定晶面和晶向相对于另一部分所发生的切变；8、随冷塑性变形量增加,金属的强度、硬度提高,塑性、韧性下降的现象称加工硬化；1、加热可使原子扩散才能增加,金属将依次发生回复、再结晶和晶粒长大 2、回复是指在加热温度较低时,
22、由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些 变化3、最低再结晶温度：T 再 0.4T 熔 4、加热温度越高,保温时间越长,金属的晶粒越粗大,加热温度的影响尤为显著；5、当变形度很小时,晶格畸变小,不足以引起再结晶 . 6、当超过临界变形度后,随变形程度增加,变形越来越匀称,再结晶时形核量大而匀称,使再结晶后晶粒细而匀称,达到肯定变形量之后,晶粒度基本不变；7、金属经冷变形后, 组织处于不稳固状态, 有自发复原到稳固状态的倾向；但在常温下, 原子扩散才能小 ,不稳固状态可长时间维护；8、回复是指在加热温度较低时,由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些名师归纳总结 - - -
23、- - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思变化；在回复阶段,金属组织变化不明显,其强度、硬度略有下降,塑性略有提高,但内应 力、电阻率等显著下降；9、去应力退火： （也是回复的过程）将冷变形金属低温加热,既稳固组织又保留加工硬化的热处理方法；金属组织变化不明显,其强度、硬度略有下降,塑性略有提高,但内应力、电 阻率等显著下降；10、再结晶：冷变形组织在加热时重新完全改组的过程；金属的强度、硬度下降,塑性、韧 性提高, 加工硬化消逝； 晶粒的外形开头发生变化,由破裂拉长的晶粒变为新的完整的等轴 晶粒；再结晶也是一
24、个晶核形成和长大的过程,但不是相变过程；11、把排除加工硬化的热处理称为再结晶退火 12、晶粒粗大会使金属的强度下降,特殊是塑性和韧性降低；13、低于再结晶温度的加工称为冷加工,而高于再结晶温度的加工称为热加工；14、提高塑性变形抗力的途径：1）细化晶粒 2）形成固溶体 3）形成其次相 4）采纳冷加工变形 二、提高塑性变形抗力的途径（1）细化晶粒 s = 0+Kd-1/2 d 晶粒尺寸, 0、K 材料常数（2）形成固溶体固溶后,基体晶格畸变,滑移面变得“ 粗糙”（3）形成其次相,位错运动阻力 ,如淬火弥散分布的其次相可以阻碍位错运动,其次相粒径 0.1-0.2 时,这种阻挡成效最好（4）采纳冷
25、加工变形冷加工造成加工硬化,即位错密度 ,位错运动受阻；第六章 金属热处理及材料改性1、在临界点以上加热,目的是获得匀称的奥氏体组织,称奥氏体化；2、奥氏体的形成过程第一步 Fe3C 相界形核；其次步 和 Fe3C 方向长大；第三步 残余 Fe3C 溶解 : 铁素体的成分、 结构更接近于奥氏体, 因而先消逝； 残余的 Fe3C 随保温时间延长连续溶解直至消逝；第四步奥氏体成分匀称化：Fe3C 溶解后,其所在部位碳含量仍很高,通过长时间保温使奥氏体成分趋于匀称；3、处于临界点 A1 以下的奥氏体称过冷奥氏体；过冷奥氏体是非稳固组织,迟早要发生转变；随过冷度不同,过冷奥氏体将发生 变；珠光体转变
26、、贝氏体转变 和马氏体转变 三种类型转名师归纳总结 4、退火：（完全退火、 等温退火、 球化退火、 去应力退火） 将工件加热到临界点（Ac1 、Ac3 ）第 8 页,共 18 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思以上或以下某一温度经过适当保温后缓慢冷却,一般是随炉冷却的一种工艺操作过程；目的：（1）改善组织和使成分匀称化,以提高钢的性能；（2）排除不平稳的强化状态；（3）经过重结晶以细化晶粒、改善组织,为最终热处理做好组织上的预备；5、正火：将钢加热到 Ac3 或 Accm 以上 3050,经适当保温后在空气中冷却
27、的一种操作 工艺；目的：（1）一般构件的最终热处理,正火可使粗大组织细化、匀称化；（2）重要零件的预先热处理；（3）对于过共析钢、轴承钢和工具钢等用正火排除钢状 细化晶粒,并为淬火做组织预备；Fe3C,以利于球化退火,同时正火和退火的挑选：低碳钢（正火）,中、高碳钢（退火）6、淬火：将钢加热到 Ac3 或 Ac1 以上 3050,经保温烧透后快冷,使 A 向 M 转变的一种操作工艺过程；目的：提高钢的强度和硬度,得到的组织是 冷却介质的确定：M （淬火温度不能过低和太高）水：用于外形简洁和大截面碳钢零件的淬火；盐水：用于外形简洁和截面尺寸较大的碳钢工件的淬火；钢工件的淬火；油：用于合金钢和小尺
28、寸碳熔融盐碱：用于外形复杂、尺寸较小和变形要求较严格的零件,常常用于分级淬火和 等温淬火的工艺；淬硬性：钢淬火时的硬化才能；淬透性 :：以在规定条件下钢试样淬硬温度和转变分布表征的材料特性称为淬透性；7、回火：将淬火钢加热到 程；目的：（1）使淬火后的Ac1 以下某一温度,经适当保温后冷却到室温的一种操作工艺过 M 和 A 残转变为稳固的组织,防止零件在使用过程中发生尺寸和外形的变化,特殊是精密零件；（2）防止变形和开裂,降低脆性；要求；（ 3）通过回火调整零件的强度、硬度、塑性和韧性,以满意对零件设计和使用的回火时性能的变化：随回火温度上升,强度和硬度下降,塑性和韧性增加；低温回火（ 100
29、250 摄氏度）回火马氏体 中温回火（ 250500 摄氏度）回火托氏体 高温回火（ 500650 摄氏度）回火索氏体 调质处理 =淬火 +高温回火 注：退火和正火为预备热处理,淬火和回火为最终热处理；8、合金元素对钢回火的影响（三方面）：提高回火稳固性 产生二次硬化 回火脆性 9、表面热处理：a.表面化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗及其它）b.表面淬火（感应加热表面淬火、激光加热表面淬火）c.化学气相沉积 d.物理气相沉积名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思e.离子注入10、金
30、属的合金化：1.合金强化：1.与溶质原子引起的畸变程度有关a.固溶强化：强化成效的影响因素：2.与溶质原子的数量有关注：固溶强化在提高强度、硬度的同时,仍旧保持相当好的塑性、韧性b. 其次相强化：相界面的晶格畸变程度越大或其次相的弥散度越大,强度、硬度越高,对位错运动的阻力作用越大,强化成效也越显著；其次相的强化成效除了与其本身的性能有关外,仍与其外形、 分布及大小密度相关c. 细晶强化第七章 合金钢钢的分类和编号（一）钢的分类低碳钢（ C= 0.25 %）碳素钢 中碳钢（ C= 0.30 %0.60%）高碳钢（ C= 0.60% ）按化学成分分按合金元素种类分锰钢铬钢硼钢铬镍钢按质量分合金钢
31、硅锰刚 10%）普通钢（ S 0.05% ,P = 0.045%）优质钢（ S = 0.030 %,P = 0.035%）高级优质钢（ S = 0.020 %,P = 0.030%）特级优质钢（ S = 0.015 %,P = 0.025%）建筑工程用钢工程用钢 桥梁工程用钢船舶工程用钢结构钢 车辆工程用钢调质钢按用途分机器用钢渗碳钢弹簧钢轴承钢刃具钢工具钢 模具钢量具钢名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思不锈钢 特殊钢 耐热钢 耐磨钢结构钢 一般结构钢（包括碳素结构钢和低合金
32、高强度结构钢）冶炼简洁,成本低,具有相当的力学性能（即马马虎虎的性能）接性,冷成型性（锻压） ,和较高强度的要求,顾用量很大、,能满意工程用刚的良好焊1. 成分特点：碳含量通常在 0.4%以下,当强度要求高时,含碳量就去上限（最大值）；在含碳量小于 0.2%的低碳钢的基础上,加入少量合金元素（总量小于 3%）而形成低合金高强度合金钢； Mn 是强化的基本元素,即古榕强化,又降低了 善塑性和韧性；A3 点,即提高强度又改2. 热处理特点：这类钢一半不进行而处理,大多在热轧状态下火热轧后正火状态下使用；组织为铁素体和少量珠光体；当然,如有需要,也可以进行相应的热处理；优质结构钢（包括优质碳素结构钢
33、和合金结构钢）非金属夹杂物少,质量级别高,一半在热处理后使用；1. 性能要求：良好的塑性和焊接性能；适用于制造冷冲压和焊接件；表面硬而耐磨, 具有较高韧性和足够强度；适用于在冲击和磨损条件下的零件,如汽车上的变速齿轮,内燃机上的凸轮,活塞销；高屈服点,屈强比,高疲惫强度,足够的塑性韧性；综合性能好；适用于齿轮,轴类件,连杆；2. 成分特点：含碳量：低碳：含碳量一半在0.25%以下；中碳：一般在0.25%-0.55%,这类钢通常经过调制处理,故也称调制刚； （综合性能好）中高碳：一般为0.45%-0.85%；主要用于制造弹性元件；高碳：一般为 0.95%-1.15%,保证高硬度和耐磨度；主要用于
34、制造滚动轴承；合金化特点： （主要是 Cr , Ni , Si , Mn 等元素）3. 热处理特点：机器零件的制造工艺流程一般为：下料毛坯成型 （锻造等） 预备热处理粗加工最终热处理精加工装配预备热处理 （通常是退火或正火） ,目的是： 降低硬度, 便于切削, 为淬火做好组织预备；a.完全退火；退火后为 F+P（ S）b球化退火最终热处理a.淬火 +高温回火；主要用于调制刚；处理后为回火索氏体；具有良好的综合力学性能；适用于受力复杂的零件,如齿轮,连杆,螺栓等；b淬火 +中温回火；主要用于弹簧钢名主力后为回火托式体；具有高弹性极限,屈服点,和屈强比；c.淬火 +低温回火；主要用于滚动轴承钢,处
35、理后的组织为回火马氏体和未融碳化物及参与奥氏体；具有高硬度耐磨性用于制造各种滚动轴承d.渗碳 +淬火 +低温回火；主要用于渗碳钢；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思工具钢工具钢按化学成分可分为碳素工具钢,低合金工具钢； 中合金工具钢和钢合金工具钢；按用途份就分为刃具钢,模具钢和量具钢；1.性能要求：高硬度,高耐磨,高耐热,足够的韧性塑性；0.65%-1.35%；主2.成分特点含碳量：中碳：一般为0.3%-0.6%主要用于热做模具钢；高碳：一般为要用于碳素工具钢,地和经工具钢和
36、高速钢；超高碳：具钢1.4%-2.3%；主要用于高铬冷作工3.合金化特点：低合金化：合金元素小于5%；中高合金化：合金元素大于5% 锻造与热处理特点锻造 预备热处理 完全退火 用于热做模具钢 球化退火 用于碳素工具钢,低合金工具钢,高速钢,冷作模具钢和部分热做模 具钢；最终热处理 淬火 +高温回火 正常淬火 +低温回火（一次硬化法）高温淬火 +多次高温回火（二次硬化法）详细参见课本91 页 特殊性能钢1.不锈钢:得失电子；一 金属腐蚀的一般概念二 成分特点：含碳量：低碳或超低碳,一般小于0.2%；含碳量越低,就晶间腐蚀倾向越小,耐蚀性越好；中碳或高碳 ,一般都是马氏体不锈钢合金化特点 :Cr,
37、 Ni 是主要元素一, 热处理特点：淬火+回火,主要用于马氏体不锈钢固溶处理 常用于奥氏体不锈钢；第八章 铸铁含碳量在 2以上的铁碳合金；工业用铸铁一般含碳量为 2 4；碳在铸铁中多以石墨外形存在,有时也以渗碳体外形存在；除碳外,铸铁中仍含有 1 3的硅,以及锰、磷、硫等元素；合金铸铁仍含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素；碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素；铸铁可分为：灰口铸铁；含碳量较高（2.7 4.0 ）,碳主要以片状石墨外形存在,断口呈灰色,简称灰铁；熔点低（1145 1250）,凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好；用于制造机床床身、汽缸、箱 体等结构件； 白口铸
38、铁；碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体外形存在,断口呈银白色；凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹；硬度高,脆性大,不能承担冲击载 荷；多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思 可锻铸铁；由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁；其组织性能匀称,耐磨损,有良好的塑性和韧性；用于制造外形复杂、能承担强动载荷的零件； 球墨铸铁；将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简 称球铁；比一般灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性；用于制造内燃
39、 机、汽车零部件及农机具等； 蠕墨铸铁；将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状；力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间；用 于制造汽车的零部件； 合金铸铁；一般铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得；合金元素使铸铁的基体组织发生变化,从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性；用于制造矿 山、化工机械和仪器、外表等的零部件；铸铁的分类分类方法分类名称说明1. 按断口颜色分 1 灰铸铁 这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在,其 断口呈暗灰色,有肯定的力学性能和良好的被切削性能,普遍应用于工业中 2 白口
40、铸铁 白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金,其断口呈白亮色,硬而脆, 不能进行切削加工,很少在工业上直接用来制作机械零件；由于其具有很高的表面硬度和耐磨性,又称激冷铸铁或冷硬铸铁3 麻口铸铁麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁,其断口呈灰白相间的麻点状,性能不好,极少应用 2. 按化学成分分 1 一般铸铁 是指不含任何合金元素的铸铁,如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁 等2 合金铸铁是在一般铸铁内加入一些合金元素,用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁；如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁 3. 按生产方法和组织性能分 1 一般灰铸铁 参见“ 灰铸铁” 2 孕育铸铁 这
41、是在灰铸铁基础上,采纳“ 变质处理” 而成,又称变质铸铁；其 强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁好得多,组织也较匀称；主要用于制造力学性能要 求较高,而截面尺寸变化较大的大型铸件3 可锻铸铁可锻铸铁是由肯定成分的白口铸铁经石墨化退火而成,比灰铸铁具有较高的韧性,又称韧性铸铁；它并不行以锻造,常用来制造承担冲击载荷的铸件 4 球墨铸铁 简称球铁； 它是通过在浇铸前往铁液中加入肯定量的球化剂和墨化 剂,以促进呈球状石墨结晶而获得的；它和钢相比,除塑性、韧性稍低外,其他性能 均接近,是兼有钢和铸铁优点的优良材料,在机械工程上应用广泛 5 特殊性能铸铁 这是一种有某些特性的铸铁,依据用途的不同,可分为耐磨
42、铸 铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等；大都属于合金铸铁,在机械制造上应用较广泛 铸铁 - 热处理工艺 1. 排除应力退火 由于铸件壁厚不匀称,在加热,冷却及相变过程中,会产生效应力和组织应力；另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力,全部这些内应力都必需排除；去应名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思力退火通常的加热温度为500 550保温时间为2 8h ,然后炉冷 灰口铁 或空冷 球铁 ；采纳这种工艺可排除铸件内应力的90 95%,但铸铁组织不发生变化；如温度超过 550或保温时间过长,反而会引起石墨化,使铸件强度和硬度降低；2. 排除铸件白口的高温石墨化退火 铸件冷却时,表层及薄截面处,往往产生白口；白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落；因此必