【正文】 常用的淬火冷卻介質(zhì) 名 稱 最大冷卻速度時(shí) 平均冷卻速度 /(℃ ?s1) 所在溫度 / ℃ 冷卻速度 /( ℃ ? s1) 650～ 550 ℃ 300～ 200 ℃ 20℃ 靜止水 340 775 135 450 40℃ 靜止水 285 545 110 410 60℃ 靜止水 220 275 80 185 10%NaCl 溶液 580 2022 1900 1000 10%NaOH 溶液 560 2830 2750 775 20℃ 10號(hào)機(jī)油 430 230 60 65 80℃ 10號(hào)機(jī)油 430 230 70 55 20℃ 3號(hào)錠子油 500 120 100 50 7) 常用的淬火方法 單液淬火 雙液淬火 分級(jí)淬火 等溫淬火 時(shí)間 溫度 Ms A1 8) 鋼的淬硬性 ( Hardening of steel ) 1定義 :是指鋼在淬火后所能達(dá)到的最 高硬度。 :用于力學(xué)性能要求不 高的普通零件。 ?細(xì)化晶粒，均勻成分，為最終熱處理 作好組織準(zhǔn)備。 C ) 名 稱 Ac3 + 30～ 50 完全退火 AC1～ AC3（ Acm） 不完全退火 Ac3 或 AC1以上 等溫退火 Ac1 + 30～ 50 球化退火 Ac3 、 ACCm+ 150～ 250 擴(kuò)散退火 AC1以下 再結(jié)晶退火 去應(yīng)力退火 500～ 600 (2)鋼的正火 1)定義 : 把零件加溫到臨界溫度 (Ac3或 Acm)以上 30～ 50℃ ,保溫一段時(shí)間 ,然后 在空氣中冷卻 。 2)目的 : ?消除應(yīng)力 。T+M+A殘 V4 ≥ 138℃ /s : 水冷 。 馬氏體的碳濃度 Wc ? 100 50 70 40 60 20 30 10 0 硬度 ( HRC ) 2022 抗拉強(qiáng)度σb ( Mpa ) 1800 1400 1000 600 200 亞共析鋼的 TTT曲線 F A P + F S + F T B M + A殘 A3 時(shí)間 (s) 300 102 103 104 10 1 0 800 100 100 200 500 600 700 溫度 (℃ ) 0 400 A1 Ms Mf 過共析鋼的 TTT曲線 P + Fe3CⅡ S + Fe3CⅡ T B M + A殘 Fe3CⅡ A ACM 時(shí)間 (s) 300 102 103 104 10 1 0 800 100 100 200 500 600 700 溫度 (℃ ) 0 400 A1 Ms Mf 影響 TTT 曲線形狀位置的因素 1奧氏體中含碳量的影響 : 過共 析鋼 共析 鋼 亞共 析鋼 時(shí)間 溫度 A1 2奧氏體中含合金元素的影響 : 除 Co、 Al (＞ % ) 外 ,所有合金元 素溶入奧氏體中 ,會(huì)引起 : 向右移 向下移 Ms A1 A1 Ms 含 Cr合金鋼 3加熱溫度和保溫時(shí)間的影響 : 加熱溫度越高 , 保溫時(shí)間越長 , 碳化物溶解充分 , 奧氏體成分均勻 , 提高了過冷奧氏體的穩(wěn)定性 , 從而 使 TTT曲線向右移。 4馬氏體的組織形態(tài) : ?針、片狀 高碳馬氏體 (＞ 1%C)。 ?轉(zhuǎn)變不完全性 , QM = f ( T ) 3馬氏體的晶體結(jié)構(gòu) : 由于碳的過飽和作 用 ,使 α – Fe晶格由 體心立方變成體心正方晶格。 B下 =過飽和碳 αFe針葉狀 + Fe3C細(xì)片狀 過飽和碳 αFe針葉狀 Fe3C細(xì)片狀 針葉狀 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能 馬氏體型 ( M ) 轉(zhuǎn)變 ( 230～ 50℃ ) : 1定義 :馬氏體是一種碳在 α – Fe中的 過飽和固溶體。 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能 貝氏體型 ( B ) 轉(zhuǎn)變 ( 550～ 230℃ ) : ?550～ 350℃ : B上 。 25～ 36HRC。 5～ 25HRC。 低溫轉(zhuǎn) 變區(qū) 。中溫轉(zhuǎn)變 區(qū) 。高溫轉(zhuǎn)變區(qū) 。實(shí)際生產(chǎn)中采用 高溫、短時(shí)的加熱方法就可以獲得較高力學(xué)性能的晶粒組織。 本質(zhì)晶粒度 :在 930℃ 177。為了獲得均勻一致的奧氏體，必須加熱到 足夠高的溫度和保持一定時(shí)間 ，才能使奧氏體均勻化。 碳氮共滲 。 淬火 。 (加熱 —保溫 —冷卻 ) 熱處理的主要目的 :提高鋼的性能。工業(yè)用鋼一般不超過 %~%. 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)力學(xué)性能的影響 Fe3C相圖的應(yīng)用 分析零件的工作條件 , 根據(jù)鐵碳合金成分、組織、性能之間的變化規(guī)律進(jìn)行選擇材料。 ? 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì) 工藝性能 的影響。 液＝固＋固 共析反應(yīng)： 在一定溫度下，一固定成份的固相同時(shí)分解成兩種成份與結(jié)構(gòu)均不相同的固相反應(yīng)。 Fe Fe3C 相圖 Fe Fe3C 相圖 A C D E F G S P Q 1148℃ 727℃ L A L+A %C %C %C %C Fe Fe3C T176。 合金相圖 ( A ) 碳溶于 γFe中形成的間隙固溶體。當(dāng)它呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時(shí)，將使合金的強(qiáng)度、硬度和耐磨性明顯提高，這一現(xiàn)象稱為 彌散強(qiáng)化 。這種通過溶入溶質(zhì)元素形成固溶體，使金屬材料的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象，稱為 固溶強(qiáng)化 。 C 912 176。 結(jié)晶的一般規(guī)律 ? 形核 ? 長大 形核、長大 實(shí)際金屬的多晶粒結(jié)構(gòu) 晶粒的粗細(xì)對(duì)金屬力學(xué)性能影響頗大。晶界和亞晶界實(shí)際上是一個(gè)原子排列不規(guī)則的區(qū)域 ，該處晶體的晶格處于畸變狀態(tài)，能量高于晶粒內(nèi)部，在常溫下強(qiáng)度和硬度較高，在高溫下則較低，晶界容易被腐蝕等。最常見最基本的位錯(cuò)是 刃型位錯(cuò) 和 螺型位錯(cuò) 位錯(cuò)的存在以及 位錯(cuò)密度 的變化，對(duì)金屬的性能如強(qiáng)度、塑性、疲勞等都起著重要影響。把這些區(qū)域稱為 晶體缺陷 。 非晶體中原子（或分子）則是 無規(guī)則 的堆積在一起。 （ 7）掌握鋼的常規(guī)熱處理（退火、正火、淬火、回火、時(shí)效等）、表面淬火（火焰淬火、感應(yīng)加熱淬火）、化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲等）、鑄鐵（灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、合金鑄鐵等）熱處理、有色金屬（鋁合金、銅合金等）熱處理方法的選用。 例 1.（ 25. 2022單選 2分 ） 精度較高 ， 便于攜帶 ，常用于測量大型鑄鍛件和永久組裝件的硬度計(jì) A） 洛氏硬度計(jì) B） 布氏硬度計(jì) C） 維氏硬度計(jì) D） 里氏硬度計(jì) 例 2.（ 8. 2022單選 1） 測定灰鑄鐵 、 軸承合金等具有粗大晶?；蚪M成相的金屬材料的硬度及鋼件退火 、 正火及調(diào)質(zhì)后的硬度常采用 A） 洛氏硬度試驗(yàn) B） 布氏硬度試驗(yàn) C） 維氏硬度試驗(yàn) D） 努氏硬度試驗(yàn) 例 3.(24. 2022單選 2） 廣泛用于鋼件淬火后的硬度檢測儀器是： A） 洛氏硬度計(jì) B） 布氏硬度計(jì) C） 維氏硬度計(jì) D） 肖氏硬度計(jì) 例 4 （ 12. 2022單選 1分 ） 常用于檢測零件較薄硬化層 （ 如 ） 硬度的儀器是： A） 布氏硬度計(jì) B） 洛氏硬度計(jì) C） 肖氏硬度計(jì) D） 維氏硬度計(jì) 例 5.（ 7. 2022單選 1分 ） 材料在無數(shù)次交變應(yīng)力作用下而不致引起斷裂的最大應(yīng)力稱為 A） 斷裂強(qiáng)度 B） 疲勞強(qiáng)度 C） 抗拉強(qiáng)度 D） 屈服強(qiáng)度 例 6.（ 52. 2022簡答 5分 ） 金屬材料力學(xué)性能的主要指標(biāo)有哪些 （ 至少列舉 5項(xiàng) ） ？ 用符號(hào)表示常規(guī)力學(xué)性能的五項(xiàng)指標(biāo) 。 鋼材的循環(huán)次數(shù)一般取 N = 107 有色金屬的循環(huán)次數(shù)一般取 N = 108 鋼材的疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系 : ζ1 = (～ )ζ b ：將材料抵抗 彈性變形 的能力稱為剛度。 ( notch toughness ): 材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力。 ? (1)斷面收縮率 : 是指試樣拉斷處橫截面積的收縮量 ΔS與原始橫截面積 S0之比。 抗拉強(qiáng)度： 試樣在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。 ? b點(diǎn) ：形成了“縮頸”。 (6)里氏硬度 HL 是一種新型的反彈式硬度測量方法，便于攜帶， 常用于測量大型鑄鍛件、永久組裝部件等，精度較高，可 自動(dòng)轉(zhuǎn)換 成洛氏硬度、布氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度，并可直接打印結(jié)果。 ? HV≈HBS 。不宜在產(chǎn)品上進(jìn)行試驗(yàn) 符號(hào) HBS或 HBW之前的數(shù)字表示硬度值，符號(hào)后面的數(shù)字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時(shí)間。 1. 硬度 硬度 ( hardness ):是指材料抵抗其他硬物體壓入其表面的能力。 力學(xué)性能 材料的力學(xué)性能是指材料在不同環(huán)境（溫度、介質(zhì)）下，承受各種外加載荷（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊、交變應(yīng)力等）時(shí)所表現(xiàn)出的力學(xué)特征。 ?掌握 常用金屬材料的熱處理方法及選用。 ?熟悉 鋼的熱處理原理 。 ? 使用性能 是指材料在正常工作條件下所表現(xiàn)出來的 力學(xué)性能 、 物理性能 和 化學(xué)性能 。 材料力學(xué)性能主要取決于材料的 組織成分 和 晶體結(jié)構(gòu) 。 AFHB ?特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金等具有粗大晶?；蚪M成相的金屬材料的硬度及鋼件退火、正火和調(diào)質(zhì)厚的硬度。 操作迅速簡單，可在工件上直接試驗(yàn)，但檢測結(jié)果離散度較大 (3)維氏硬度 HV ( diamond perator hardness ) 適用范圍 : ? 測量薄板 類 。 (5)努氏硬度 HK 是一種 顯微硬度 試驗(yàn)法，對(duì)表面淬火硬度或鍍層、滲層等薄層區(qū)域硬度測定以及截面上的硬度分布的測定較為方便。 短試樣： L0=5d0 拉伸試樣 拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象 拉伸試驗(yàn)機(jī) Δl F Δl b Δl u Δl Fb b k Fs s o g f e Fe p Fp 拉伸曲線 ? op段：比例彈性變形階段； ? pe段：非比例彈性變形階段； ? 平臺(tái)或鋸齒（ s段 ）：屈服階段； ? sb段：均勻塑性變形階段，是強(qiáng)化階段。 彈性極限 : Fe 彈性極限載荷 ( N ) ζe = ( M pa ) S0 試樣原始橫截面積 ( mm2) Fs ζs = ( M Pa ) S0 試樣屈服時(shí)的載荷 ( N ) 試樣 原始橫截面積 ( mm2) 屈服強(qiáng)度 : 產(chǎn)生明顯塑性變形的最低應(yīng)力值 . 屈服強(qiáng)度 ( 塑性變形量為 %，微量塑性變形 ) = ( M Pa ) S 0 試樣原始橫截面 ( mm2) 試樣 產(chǎn)生 %殘余塑性變 形時(shí)的載荷 (N) ：試樣產(chǎn)生殘余塑性變形 %時(shí)的應(yīng)力 試樣產(chǎn)生 %殘余塑性變形 屈服點(diǎn) ζs 、屈服強(qiáng)度 ；也是評(píng)定金屬強(qiáng)度的重要指標(biāo)之一。 : 是指材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。 防止過載斷裂； ?塑性變形可以緩解應(yīng)力集中、削減應(yīng)力峰值。) S0 ( fatigue strength ): 表示材料經(jīng)無數(shù)次交變載荷作用而不致引起斷裂的最大應(yīng)力值。 ： 密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性等； ：