【正文】 86。С—727186。С時(shí)為奧氏體和滲碳體的機(jī)械混合物，用符號(hào)Ld表示；727 186。С及以下時(shí)為珠光體和滲碳體的機(jī)械混合物，用符號(hào)Ld’表示。力學(xué)性能：與滲碳體相似，即硬度高、塑性差。鐵碳合金相圖1）相圖分析：鐵碳合金相圖中的相：液相、δ鐵素體、鐵素體、奧氏體和滲碳體。鐵碳合金相圖中的特性點(diǎn)：C、E、P、S。鐵碳合金相圖中的特性線：ECF線、ES線、PSK線、GS線。2）典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程和組織轉(zhuǎn)變：工業(yè)純鐵：含碳量≤%，室溫平衡組織F。亞共析鋼：含碳量%——%，室溫平衡組織F+P。共析鋼：%，室溫平衡組織P。過(guò)共析鋼：含碳量%——%，室溫平衡組織F+Fe3CⅡ。亞共晶白口鑄鐵：含碳量≥%——%，室溫平衡組織P+ Fe3CⅡ+ Ld’。共晶白口鑄鐵：%，室溫平衡組織Ld’。過(guò)共晶白口鑄鐵：含碳量≥%——%，室溫平衡組織Fe3CⅠ+ Ld’。3）含碳量對(duì)鐵碳合金組織轉(zhuǎn)變和力學(xué)性能的影響：對(duì)平衡組織的影響：隨著含碳量的增加，鐵素體不斷減少，滲碳體不斷增加，滲碳體的形態(tài)和分布有所變化。對(duì)鋼力學(xué)性能的影響：：隨著鋼中含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度、硬度增加，而塑性、韌性下降，%時(shí)，強(qiáng)度明顯下降。三、本章重點(diǎn)含碳量對(duì)鐵碳合金組織轉(zhuǎn)變和力學(xué)性能的影響。四、習(xí)題一、填空題寫出鐵碳合金組織的符號(hào)：鐵素體（ ）、奧氏體（ ）、滲碳體（ ）、珠光體（ ）。鐵碳合金可以分為（ ）、（ ）、（ ）三種。寫出三種鋼的含碳量：亞共析鋼（ ）、共析鋼（ ）、過(guò)共析鋼（ ）。二、判斷題碳溶于αFe中形成的間隙固溶體，稱為奧氏體。（ ）%。（ ）碳在γ %。（ ）三、選擇題鐵素體為（ ）晶格。A 體心立方 B 面心立方 C 密排六方奧氏體為（ ）晶格。A 體心立方 B 面心立方 C 密排六方滲碳體為（ ）晶格。A 復(fù)雜 B 面心立方 C 密排六方四、名詞解釋同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 鐵素體 奧氏體 滲碳體五、簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述含碳量對(duì)鋼的組織和力學(xué)性能影響。第4章 鋼的熱處理一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)了解鋼在加熱和冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變；掌握鋼的退火、正火、淬火、回火的工藝特點(diǎn)、主要目的和用途；了解鋼的表面熱處理。二、基本內(nèi)容鋼在加熱和冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變1）鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變：鋼的奧氏體化：把鋼加熱到臨界溫度以上，由室溫下組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。其過(guò)程是：奧氏體晶核生成、晶核長(zhǎng)大、殘余滲碳體溶解和奧氏體均勻化。奧氏體晶粒的長(zhǎng)大及其控制：加熱溫度愈高和保溫度時(shí)間愈長(zhǎng)，奧氏體晶粒長(zhǎng)的愈粗大，冷卻后鋼的性能愈差，所以要控制奧氏體晶粒的大小。在加熱溫度相同時(shí)，加熱速度愈快，保溫時(shí)間愈短，奧氏體晶粒愈小。2）鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變：等溫冷卻轉(zhuǎn)變：將奧氏體化的鋼迅速冷卻到臨界溫度以下的給定溫度等溫保持，使過(guò)冷奧氏體發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，待轉(zhuǎn)變完成后再冷卻到室溫。共析鋼的等溫冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物：在A1——550186。С之間溫度等溫冷卻，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為珠光體組織，內(nèi)部鐵素體和滲碳體呈片狀，間距愈小，性能愈好；在550186。С——Ms之間溫度等溫冷卻，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為貝氏體組織，下貝氏體組織具有較高的強(qiáng)度和硬度、塑性和韌性；在Ms以下溫度等溫冷卻，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為馬氏體組織，低碳板條狀馬氏體具有較高的硬度和強(qiáng)度、較好的塑性和韌性，高碳針片狀馬氏體具有很高的硬度、但塑性和韌性很差，脆性大。 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變：將奧氏體化的鋼在溫度連續(xù)下降過(guò)程中使過(guò)冷奧氏體發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，冷卻速度不同，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物也不同。鋼的退火和正火:1）鋼的退火：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，隨后緩慢冷卻獲得接近平衡組狀態(tài)組織。退火目的：消除偏析、細(xì)化組織、降低硬度、提高塑性、消除殘余應(yīng)力。應(yīng)用：完全退火用于鑄、鍛、焊、軋件及中碳鋼和中碳合金鋼；球化退火用于高碳鋼鍛軋件；去應(yīng)力退火用于鑄、鍛、焊、軋件。2）鋼的正火：將鋼加熱到Ac3或Acm以上30—50186。С溫度，保溫一定時(shí)間，隨后在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。正火目的：消除網(wǎng)狀滲碳體、細(xì)化組織、改善切削加工性能、降低應(yīng)力。應(yīng)用：用于中、低碳鋼提高硬度，改善切削加工性能；用于高碳鋼消除網(wǎng)狀滲碳體、為球化退火做準(zhǔn)備。鋼的淬火和回火1）鋼的淬火：將鋼加熱到Ac3或Ac1以上30—50186。С溫度，保溫一定時(shí)間，隨后以大于臨界冷卻速度進(jìn)行冷卻的熱處理工藝。淬火目的：獲得馬氏體或貝氏體組織，以提高鋼的硬度和耐磨性。應(yīng)用：用于中、高碳鋼及中、高碳合金鋼提高硬度和耐磨性。2）淬火鋼的回火：將鋼加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一定時(shí)間后冷卻到室溫的熱處理工藝?；鼗鸱N類和應(yīng)用：（1）低溫回火(150—250186。С）目的是消除淬火應(yīng)力，保持硬度和耐磨性，常用于刃、量、冷模具，軸承、表面淬火件。（2）中溫回火(350—500186。С）目的是提高韌性和彈性，保持一定硬度，常用于彈簧、熱模具等件。（1）高溫回火(500—650186。С）目的是獲得良好綜合力學(xué)性能，常用于重要構(gòu)件，如傳動(dòng)軸、齒輪、曲軸、連桿等件。淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)。鋼的表面熱處理1）鋼的表面淬火：僅對(duì)工件表層進(jìn)行淬火的工藝，稱為表面淬火。它是利用快速加熱使鋼件表層迅速達(dá)到淬火溫度，不等熱量傳到心部就立即淬火冷卻，從而使表層獲得馬氏體組織，心部仍為原始組織。常用的有感應(yīng)加熱表面淬火和火焰加熱表面淬火。感應(yīng)加熱表面淬火一般用于中碳鋼或中碳合金鋼?；鹧婕訜岜砻娲慊鹗怯糜趩渭蛐∨a(chǎn)的大型零件和需要局部淬火的工具和零件。2）鋼的化學(xué)熱處理：鋼的表面熱處理是將工件至于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，是一種或幾種元素滲入它的表層，以海邊其化學(xué)成分，組織和性能的工藝。常用的有滲碳、滲氮和碳氮共滲。鋼的滲碳：目的是提高表層碳的含量，經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火，提高工件表面的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度。常用材料為低碳鋼或低碳合金鋼。鋼的滲氮：目的是提高工件表面的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度、耐蝕性及熱硬性。常用材料為含有Al、Cr、Mo的合金鋼。三、本章重點(diǎn) 鋼的退火、正火、淬火、回火的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用。 四、習(xí)題一、填空題鋼的整體熱處理分為（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。熱處理工藝過(guò)程由（ ）、（ ）、（ ）三個(gè)階段組成。常用的冷卻淬火方法有（ ）淬火、（ ）淬火、（ ）淬火、（ ）淬火。按回火溫度不同可將回火分為（ ）回火、（ ）回火、（ ）回火。表面淬火的方法有（ ）表面淬火、（ ）表面淬火。二、判斷題淬火后的鋼，隨著回火溫度的增高，其強(qiáng)度和硬度也增高。（ ）鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，其淬火加熱溫度越高。（ ）鋼的晶粒因過(guò)熱而粗化時(shí)，就有變脆的傾向。（ ）低碳鋼可用正火代替淬火，以改善其切削加工性能。（ ）鋼的化學(xué)熱處理種類很多，通常以滲入元素來(lái)命名。（ ）三、選擇題調(diào)制處理就是（ ）的熱處理。A 淬火+高溫回火 B 淬火+中溫回火 C 淬火+低溫回火球化退火用于（ ）鍛軋件。A 亞共析鋼 B 過(guò)共析鋼 C 合金鋼低溫回火的目的是（ ），中溫回火的目的是（ ），高溫回火的目的是（ ）。A 保持淬火鋼高硬度和耐磨性 B 提高鋼的彈性和韌性 C 是鋼具有良好綜合力學(xué)性能零件滲碳后，一般需經(jīng)（ ）處理，才能達(dá)到表面高硬度計(jì)耐磨性的目的。A 淬火+低溫回火 B 正火 C 調(diào)質(zhì)低溫回火常用于（ ），中溫回火常用于（ ），高溫回火常用于（ ）的熱處理。A 刃、量、模具等 B 彈簧等 C 重要傳動(dòng)件等化學(xué)熱處理與其他熱處理方法的根本區(qū)別是（ ）。A 加熱溫度 B 組織變化 C 改變表面化學(xué)成分四、名詞解釋熱處理 淬硬性 淬透性 化學(xué)熱處理五、簡(jiǎn)答題退火的目的是什么？工件淬火后為什么要及時(shí)回火？什么是表面淬火？其目的是什么？滲碳的目的是什么？為什么滲碳后一定要淬火和低溫回火？第6章 常用工程材料二、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解鋼的分類、牌號(hào)和用途。 了解鑄鐵的分類、牌號(hào)和用途。 了解銅及銅合金、鋁及鋁合金的分類、牌號(hào)和用途。三、 基本內(nèi)容 工業(yè)用鋼1）常存元素對(duì)鋼性能的影響：錳和硅存在鋼中，大部分溶于鐵素體中，能提高鋼的強(qiáng)度和硬度，是有益元素。硫和磷是有害雜質(zhì)，硫會(huì)導(dǎo)致鋼在熱加工時(shí)開(kāi)裂，磷會(huì)引起冷脆。2）鋼的分類、牌號(hào)和用途：鋼的分類：按成分、用途、質(zhì)量分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼。鋼的編號(hào)：（國(guó)標(biāo)規(guī)定，書(shū)中作了介紹，此處不多作贅述。）鋼的用途：（參看教材，要求基本做到從鋼的編號(hào)可以判斷出鋼的類別、大致成分和主要用途。）鑄鐵鑄鐵的分類、牌號(hào)和用途：鑄鐵的分類：根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式和石墨的形態(tài)，可將鑄鐵分為灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵等。鑄鐵的編號(hào)：（國(guó)標(biāo)規(guī)定，書(shū)中作了介紹，此處不多作贅述。）鑄鐵的用途：（參看教材，要求基本做到從鑄鐵的編號(hào)可以判斷出鑄鐵的類別、大致成分和主要用途。） 非鐵合金1）鋁合金的分類、牌號(hào)和用途：鋁合金的分類：按成分和工藝特點(diǎn)分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金有防銹鋁、硬鋁、超硬鋁和鍛鋁合金；鑄造鋁合金有鋁硅系、鋁銅系、鋁鎂系、鋁鋅系。 鋁合金的牌號(hào)：（國(guó)標(biāo)規(guī)定，書(shū)中作了介紹，此處不多作贅述。）鋁合金的用途：（參看教材，要求基本做到從鋁合金的編號(hào)可以判斷出鋁合金的類別、大致成分和主要用途。）2）銅合金的分類、牌號(hào)和用途：銅合金的分類：按加入合金元素分為黃銅、白銅、青銅。 銅合金的牌號(hào)：（國(guó)標(biāo)規(guī)定，書(shū)中作了介紹，此處不多作贅述。）鋁合金的用途：（參看教材，要求基本做到從銅合金的編號(hào)可以判斷出銅合金的類別、大致成分和主要用途。）三、本章重點(diǎn)鋼的分類、牌號(hào)和用途。 四、習(xí)題一、填空題鋼中常存雜質(zhì)元素有硅、錳、硫、磷，其中（ ）、（ ）是有益元素，（ ）、（ ）是有害元素。按用途分類，鋼可以分為（ ）、（ ）、（ ）三種。低碳鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（ ）、中碳鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（ ）、高碳鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（ ）。45鋼按用途分類屬于（ ），T10鋼按用途分類屬于（ ）。根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式及石墨的形態(tài)，鑄鐵分為（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。二、判斷題碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。（ ）40Cr是最常用的合金調(diào)質(zhì)鋼。（ ）鑄鐵的牌號(hào)都是由HT加一組數(shù)字組成。（ ）三、選擇題在下列三種鋼中，（ ）鋼的彈性最好，（ ）鋼的硬度最大，（ ）鋼的塑性最好。A T10 B 20 C 65選擇制造下列零件的材料，冷沖壓件（ ）；齒輪（ ）；小彈簧（ ）。A 08F B 70 C 45將下列合金鋼牌號(hào)歸類，合金彈簧鋼（ ）；合金模具鋼（ ）；軸承鋼（ ）。A GGr15 B 60Si2Mn C Cr12MoV為下列零件正確選材，機(jī)床主軸（ ）；板彈簧（ ）；坦克履帶（ ）。A 40Gr B 60Si2MnA C ZGMn133為下列零件正確選材，汽車變速齒輪（ ）；儲(chǔ)酸槽（ ）；滾動(dòng)軸承（ ）。A 1Cr18Ni9Ti B GGr15 C 20CrMnTi為下列零件正確選材，機(jī)床床身（ ）；汽車后橋外殼（ ）；柴油機(jī)曲軸（ ）。A QT7002 B KTH35010 C HT300四、簡(jiǎn)答題比較普通鋼和灰鑄鐵在性能上的區(qū)別以及承載用途特點(diǎn)。第7章 鑄造成形一、學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉在鑄造的應(yīng)用范圍。熟悉合金的鑄造性能。掌握手工造型方法的特點(diǎn)與應(yīng)用。了解特種鑄造。了解鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性。二、基本內(nèi)容鑄造成形工藝基礎(chǔ)1）合金的流動(dòng)性和充型能力：流動(dòng)性好的合金，充型能力強(qiáng)，易獲得形狀完整、尺寸準(zhǔn)確、輪廓清晰、壁薄和形狀復(fù)雜的鑄件?；诣T鐵流動(dòng)性最好，硅黃銅、鋁硅合金次之，鑄鋼最差。2）合金的收縮：液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的主要原因，固態(tài)收縮是鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋的的主要原因。 鑄造成形方法1） 砂型鑄造：各種手工造型方法的特點(diǎn)和應(yīng)用，見(jiàn)書(shū)中表71。鑄件常見(jiàn)的缺陷的特征及產(chǎn)生原因，見(jiàn)書(shū)中表722） 特種鑄造：熔模鑄造的工藝過(guò)程：制母模→壓型→制蠟?zāi)！茪ぁ簾鷿沧ⅰ謇怼Ｈ勰ｈT造的特點(diǎn)：鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量高，減少切削、節(jié)約材料，適于鑄熔點(diǎn)高、難切削加工材料。鑄件結(jié)構(gòu)工藝性1）砂型鑄造對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求：減少和簡(jiǎn)化分型面；外形力求簡(jiǎn)單對(duì)稱；有結(jié)構(gòu)斜度；有利于節(jié)省型芯及型芯的定位、固定、排氣和清理。2）合金鑄造性能