【正文】 度，細化晶粒，為切削加工和淬火作準備，高速鋼在鍛后必須及時進行球化退火。而且用熱處理方法不能根本改變碳化物的分布狀態(tài)，只能用反復鍛造的方法將碳化物打碎，并使其盡可能均勻分布。 鉻在高速鋼淬火加熱時，幾乎全部溶人奧氏體中，增加了奧氏體的穩(wěn)定性，從而顯著提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性。 (二) 高速鋼 用高速鋼制作的刃具在使用時，能以比低合金刃具鋼刀具更高的切削速度進行切削，因而被稱為高速鋼。 9SiCr是最常用的低合金刃具鋼，被廣泛用來制造各種薄刃工具，如板牙、絲錐、鉸刀等。 合金刃具鋼分為低合金刃具鋼和高速鋼兩類。前者用作中、小型滾動軸承，后者用于較大型滾動軸承。 球化退火為預先熱處理，其目的是降低鋼的硬度以利于切削加工，并為淬火作好組織上的準備。 滾動軸承鋼是高碳鉻鋼，％～％，以保證軸承鋼具有高的強度、硬度和形成足夠的碳化物以提高耐磨性。60Si2Mn鋼是應用最廣的合金彈簧鋼，被廣泛用于制造汽車、拖拉機上的板簧、螺旋彈簧以及安全閥用彈簧等。其熱處理是在成形后進行淬火和中溫回火，獲得回火托氏體組織，具有高的彈性極限與疲勞強度，硬度為40～45HRC。因此，要求彈簧材料具有高的彈性極限，尤其要具有高的屈強比，高的疲勞強度以及足夠的塑性和韌性。 若零件表層要求有很高的耐磨性，可在調質后再進行表面淬火或化學熱處理等。主加元素有鉻、鎳、錳、硅、硼等，以增加鋼的淬透性，同時還強化鐵素體。三、合金調質鋼 調質鋼通常是指經調質處理后使用的鋼，一般為中碳的優(yōu)質碳素結構鋼與合金結構鋼。 熱處理后滲碳層的組織由回火馬氏體+粒狀合金碳化物+少量殘余奧氏體組成，表面硬度一般為58～64HRC。碳素滲碳鋼 (ωc=％～%) 由于淬透性低，僅能在表面獲得高的硬度，而心部得不到強化，故只適用于較小的滲碳件。二、合金滲碳鋼 滲碳鋼通常是指經滲碳、淬火、低溫回火后使用的鋼。 低合金結構鋼一般在熱軋空冷狀態(tài)下使用，其組織為鐵素體和珠光體。 良好的焊接性。這種性能對工具鋼具有重要的意義。這就使淬火鋼的強度、硬度下降緩慢，提高了鋼抵抗軟化的能力，即提高了鋼的回火穩(wěn)定性。 注意：若合金元素未溶人奧氏體，將不能增加奧氏體的穩(wěn)定性，因而也就不能提高鋼的淬透性，反而會降低鋼的淬透性。三、阻礙奧氏體晶粒長大 強碳化物形成元素釩、鈮、鋯、鈦等容易形成特殊碳化物，鋁在鋼中常以AIN、Al2O3的細小質點存在，它們都彌散地分布在奧氏體晶界上，由于比較穩(wěn)定，不易分解溶入奧氏體，從而對奧氏體晶粒長大起機械阻礙作用。 (2) 特殊碳化物。它們不與碳形成碳化物而固溶于鐵的晶格中，或形成其它化合物。22 合金元素在鋼中的作用一、強化鐵素體 大多數合金元素都能溶于鐵素體，形成合金鐵素體。 (三) 特殊性能鋼 特殊性能鋼的牌號表示方法與合金工具鋼的基本相同，只是當其平均 ωc ≤％ 和 ωc≤％ 時，在牌號前分別冠以“00”及“0”。 （二) 合金工具鋼 合金工具鋼牌號的表示方法與合金結構鋼相似，區(qū)別僅在于碳含量的表示方法不同。二、合金鋼的編號 (一) 合金結構鋼 合金結構鋼的牌號由三部分組成，即“兩位數字+元素符號十數字”。ωMe =5％～10％。主要包括不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等等。主要包括低合金結構鋼、合金滲碳鋼、合金調質鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼等。 根據我國的資源情況，富產的元素有硅、錳、鉬、鎢、釩、硼及稀土元素，而鉻、鎳，特別是鈷稀缺。都已由國內自行研制開發(fā)成功，最大限度滿足了其需要。其分類如下：隨著生產的迅速發(fā)展，特別是電子產業(yè)、航空航天技術的突飛猛進，不斷地對材料的性能提出了愈來愈高的要求。在常溫進行沖壓叫冷沖壓。焊接性能：指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。 例如：純彎曲，有色金屬N〉108 鋼材N107 不疲勞破壞 2 疲勞破壞原因 材料有雜質,表面劃痕,能引起應力集中,導致微裂紋,裂紋擴展致使零件不能承受所加載荷突然破壞. 3預防措施 改善結構形狀,避免應力集中,表面強化噴丸處理,表面淬火等. Ⅱ、金屬材料的物理,化學及工藝性能： 一 物理性能 比重: 計算毛坯重量,選材,如航天件 :輕熔點:鑄造 鍛造溫度(再結晶溫度)熱膨脹性:鐵軌 模鍛的模具、量具、導熱性: 鑄造:金屬型 鍛造:加熱速度、導電性: 電器元件 銅 鋁磁性:變壓器和電機中的硅鋼片 磨床: 工作臺 二 化學性能化學性能：指金屬材料與周圍介質掃觸時抵抗發(fā)生化學或電化學反應的性能。 （微裂紋——應力集中——沖擊——裂紋擴展） 六 疲勞強度： 問題提出：許多零件如曲軸、齒輪、連桿、彈簧等在交變載荷作用下，發(fā)生斷裂時的應力遠低于該材料的屈服強度，這種現象——疲勞破壞。1 布式硬度 HB 用直徑D的淬火鋼球或硬質合金球,在一定壓力P下,將鋼球垂直地壓入金屬表面,并保持壓力到規(guī)定的時間后卸荷,測壓痕直徑d(用刻度放大鏡測)則 HB=P/F (N/mm2) 單位一般不寫. F壓痕面積. HBS—壓頭用淬火鋼球, HBW—壓頭用硬質合金球 因鋼球存在變形問題,不能測太硬的材料,適于HBS450, 如鑄鐵,有色金屬,軟鋼等. 而HBW＜650 特點：壓痕大，代表性全面 應用：不適宜薄件和成品件 ２ 洛式硬度ＨＲ 用金剛石圓錐在壓頭或鋼球，在規(guī)定的預載荷和總載荷下，壓入材料，卸載后，測其深度ｈ，由公式求出，可在硬度計上直接讀出，無單位．不同壓頭應用范圍不同如下表：HRA硬質合金 碳化物HRBｄ＝退火鋼 灰鐵 有色金屬HRC1200金剛石圓錐1471淬火 回火件優(yōu)點:易操作,壓痕小,適于薄件,成品件 缺點:壓痕小,代表性不全面需多測幾點. 3 顯微硬度(HV) 用于測定金屬組織中個別組成體,夾雜物等硬度。,稱為條件屈服極限. 二 剛度： 金屬材料在受力時抵抗彈性變形的能力。 4）局部變形階段bk 過b點，試樣某一局部范圍內橫向尺寸突然急劇縮小。塑性變形：在外力消失后留下的這部分不可恢復的變形。力和變形同時存在、同時消失。金屬材料與金屬切削加工原理作者：日期：第一章 金屬材料的性能第一節(jié) 金屬材料的主要性能兩大類：1 使用性能：機械零件在正常工作情況下應具備的性能。 一 彈性和塑性： 1彈性：金屬材料受外力作用時產生變形，當外力去掉后能恢復其原來形狀的性能。（金屬之間的連續(xù)性沒破壞）塑性大小以斷裂后的塑性變形大小來表示。（P一定，σ=P/F一定，但真實應力P/F1↑ 因為變形，F1↓）發(fā)生永久變形 3）強化階段：水平線右斷至b點 P↑ 變形↑，σb——強度極限，材料能承受的最大載荷時的應力。2 有些材料在拉伸圖中沒有明顯的水平階段。按作用力性質的不同,可分為:抗拉強度 σ+ 抗壓強度σ 抗彎強度σw 抗剪強度τb 抗扭強度σ 常用來表示金屬材料強度的指標: 屈服強度: (Pa N/m2) Ps產生屈服時最大外力, F0原截面 抗拉強度 (Pa N/m2) Pb斷裂前最大應力. σs /,機件會斷裂. σsσb之間塑性變形,壓力加工 四 硬度： 金屬抵抗更硬的物體壓入其內的能力—是材料性能的綜合物理量,表示金屬材料在一個小的體積范圍內的抵抗彈性變形、塑性變形或斷裂的能力。五 沖擊韌性ak 材料抵抗沖擊載荷的能力 常用一次擺錘沖擊試驗來測定金屬材料的沖擊韌性,標準試樣一次擊斷,用試樣缺口處單位截面積上的沖擊功來表示akak=Ak/F(J/m2) Ak=G(Hh) G重量 F缺口截面 1 脆性材料一般不開口,因其沖擊值低,難以比較差別. 1 ak↑,沖擊韌性愈好. 2 Ak不直接用于設計計算:在生產中,工件很少因受一次大能量沖擊載荷而破壞,多是小沖擊載荷,多次沖擊引起破壞,而此時,主要取決于強度,故設計時, ak只做校核. 3 ak對組織缺陷很敏感,能夠靈敏地反映出材料品質,宏觀缺陷,纖維組織方面變化. 所以,沖擊試驗是生產上用來檢驗冶煉、熱加工、熱處理工藝質量的有效方法。 1 疲勞曲線——交變應力與斷裂前的循環(huán)次數N之間的關系。金屬的化學性能,決定了不同金屬與金屬,金屬與非金屬之間形成化合物的性能,使有些合金機械性能高,有些合金抗腐蝕性好,有的金屬在高溫下組織性能穩(wěn)定. 如耐酸,耐堿等，如化工機械,高溫工作零件等 三 工藝性能 金屬材料能適應加工工藝要求的能力. 鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力；偏析指化學成分不均性。沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。第二章 常用工程材料在機械、工程等工業(yè)領域中，采用的材料種類及品種繁多、涉及范圍及其廣泛。中國經過幾十年的努力，鋼鐵工業(yè)已同