【正文】 流動(dòng)性好,易于澆出輪廓清晰,薄而復(fù)雜的鑄件.2)1 液態(tài)合金的充型充型: 液態(tài)合金填充鑄型的過(guò)程.充型能力: 液態(tài)合金充滿鑄型型腔,獲得形狀完整,輪廓清晰的鑄件的能力充型能力不足:易產(chǎn)生: 澆不足: 不能得到完整的零件.冷隔:沒(méi)完整融合縫隙或凹坑, 機(jī)械性能下降. 2 缺點(diǎn):1) 鑄件的形狀尺寸與零件非常接近,減少切削量,屬少無(wú)切削加工.∴ 應(yīng)用廣泛: 農(nóng)業(yè)機(jī)械40~70% 1 優(yōu)點(diǎn):1) 一 什么是鑄造?第二篇 鑄 造概述 含C高,網(wǎng)狀或大量塊狀滲C體,脆性↑滲N: 表面硬度,耐磨性,耐蝕性,疲勞強(qiáng)度↑ ~% 工件放在某種化學(xué)介質(zhì)中加熱,保溫,使化學(xué)元素滲入工件表面,改善工件表面性能. 將淬火后的鋼加熱到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. 等溫淬火后如有殘余A,需回火, AF. 如沒(méi)有殘余A,不需回火 如用等溫淬火, HRC55~58 HRC55, 韌性不夠,扭10176。 例子:螺絲刀(T7鋼制造) 應(yīng)用:小尺寸件(如刀具淬火) 防變形,開(kāi)裂 雙液淬火:先在冷卻能力較強(qiáng)的介質(zhì)中冷卻到300℃左右,再放入冷卻到冷卻能力較弱的介質(zhì)中冷卻,獲得馬氏體.對(duì)于形狀的碳鋼件,先水冷,后空冷.優(yōu)點(diǎn): 防低溫時(shí)M相變開(kāi)裂. 三 淬火將鋼件加熱到Ac3(亞)或Ac1(過(guò))以上3050℃,經(jīng)過(guò)保溫,然后在冷卻介質(zhì)中迅速冷卻,以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝.目的:提高硬度,耐磨性應(yīng)用:工具,模具,量具,滾動(dòng)軸承. 6 擴(kuò)散退火: 均勻化退火,高溫進(jìn)行 * 可能相變 應(yīng)用: 冷扎,冷拉,冷壓等 又叫球化退火.目的:使珠光體組織中的片狀滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)榱罨蚯驙?這種組織能將低硬度,.應(yīng)用:共析鋼,過(guò)共析鋼(球化退火) 1 完全退火:將鋼加熱到Ac3以上30~50℃,保溫一定時(shí)間后,緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態(tài)組織(P+F)的熱處理工藝.目的:通過(guò)完全重結(jié)晶,使鍛,鑄,焊件降低硬度,便于切削加工,同時(shí)可消除內(nèi)應(yīng)力,使A充分轉(zhuǎn)變成正常的F和P.應(yīng)用: 亞共析鋼* 不能用于共析鋼,∵在Accm以上緩冷,會(huì)析出網(wǎng)狀滲碳體(Fe3CⅡ),脆性↑4) 3) 細(xì)化晶粒,改善組織—提高機(jī)械性能 滲氮 正火 ∵ 晶格嚴(yán)重畸形，∴ M硬↑ HRC65 3）低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物：230 ~ 50℃ 下貝氏體 550~350℃ 極細(xì)珠光體 細(xì)珠光體 層片較厚 高溫產(chǎn)物: 2 共析鋼冷卻時(shí)的等溫轉(zhuǎn)變 等溫退火 爐冷(退火)2) 共析鋼: P(F+Fe3C)A(1) A晶核形成:F和Fe3C界面上先形成A晶核(因界面原子排列不規(guī)則,缺陷多,能量低)(2) A晶核長(zhǎng)大:F晶格轉(zhuǎn)變,Fe3C不斷溶入A, A晶核不斷生成, 先消失.(3) 殘余滲碳體的溶解:隨保溫時(shí)間加長(zhǎng), 殘余Fe3C逐漸溶入A(4)A成分均勻化: A轉(zhuǎn)變完成后,各處含C濃度不均勻,繼續(xù)保溫,C充分?jǐn)U散,得到單一的均勻A “過(guò)冷”Arcm 析出FA “過(guò)熱”Accm ): 共析線(PA)臨界溫度:一 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變2 熱處理過(guò)程中的組織轉(zhuǎn)變 2 是鋼件的機(jī)械性能提高,達(dá)到鋼件的最終使用性能指標(biāo),以滿足機(jī)械零件或工具使用性能要求. 1 冶金 鍛 鑄 焊毛坯或成品,消除缺陷,(如機(jī)加)做好組織,性能,準(zhǔn)備.一 鋼的熱處理: 把鋼在固態(tài)下加熱到一定的溫度進(jìn)行必要的保溫,并以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s到室溫,以改變鋼的內(nèi)部組織,從而得到所需性能的工藝方法* 只改變組織和性能,能提高產(chǎn)品質(zhì)量,延長(zhǎng)機(jī)件壽命,節(jié)約金屬材料,所以,重要機(jī)件都要經(jīng)過(guò)熱處理.(提問(wèn):前面學(xué)過(guò)的改善金屬材料性能的手段—固溶強(qiáng)化)熱處理工藝曲線: 各種熱處理都可以用溫度—時(shí)間的坐標(biāo)圖形表示.應(yīng)用廣泛:機(jī)械制造業(yè)中70% 用6年1):2):3) =1::2 如: 耐腐蝕容器: 1)普通碳素鋼:5000元 用一年 2 材料的工藝性能零件的生產(chǎn)方法不同,直接影響其質(zhì)量和生產(chǎn)成本.如:灰口鐵,鑄造性能 切削加工性很好,可鍛性差. σ δ αk 等 產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)成本如何,與材料選擇的是否恰當(dāng)有直接關(guān)系,機(jī)械零件進(jìn)行選材時(shí),主要考慮零件的工作條件,材料的工藝性能和產(chǎn)品的成本. 聚酰亞胺+金剛石 耐磨鋼: 高錳鋼水韌處理,沖擊下工作,表面硬度達(dá)HB450~550,表面耐磨,心部為A. 2Cr13*高速鋼 %Cr %C如: 9SiCr %C, 2%Cr, %Mn =% 標(biāo)2若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼,后加A如: 60Si2Mn “數(shù) +元素符號(hào)+數(shù)”表示數(shù)—含碳萬(wàn)分之幾, V T13 3)碳素工具鋼T7T8 強(qiáng)↓ 塑↑ 沖壓件08 10 15 20 25 較高含錳量 優(yōu)質(zhì)鋼 S,P=% 1 ) %C C↑強(qiáng),硬↑ 塑,韌↓ FeC 強(qiáng)化相 Mn3鋼的分類和應(yīng)用 3焊接 2 鍛造 鍛造溫度區(qū)間 1 鑄造確定澆鑄溫度 過(guò)共晶鐵L—1點(diǎn)—L+Fe3C1—2點(diǎn)—Ld+ Fe3C1—3點(diǎn) Fe3C1+Ld’4 Ld’+ Fe3C1 % C 含C% 二 鋼鐵分類 2) DCF:兩相區(qū)L+Fe3C1 3) AESG: 單相區(qū)A GS:”A3” A到此線開(kāi)始析出F6) ACD:液相線,液體冷卻到此線開(kāi)始結(jié)晶.2) 72710) Q: C在αFe中溶解度 7279)S: 共析點(diǎn) 7278)P: C在αFe中最大溶解度11486)G: αFe與γFe轉(zhuǎn)變點(diǎn) 11485)F: 16004)E: C在A中最大溶解度 1 各特性點(diǎn)的含義1)A: 純鐵熔點(diǎn)2鐵碳合金狀態(tài)圖%的鐵碳合金的成分,溫度與組織之間關(guān)系,是研究鋼鐵的成分,自治和性能之間關(guān)系的基礎(chǔ),也是制定熱加工工藝的基礎(chǔ). HBS7001147℃,% HBS=170~220性能：韌性很好（因含C少），強(qiáng)、硬不高。 固態(tài)：固溶體合金狀態(tài)圖——合金系結(jié)晶過(guò)程的簡(jiǎn)明圖解。 3 機(jī)械混合物（2）在合金中作強(qiáng)化相，提高強(qiáng)度、硬度、耐磨性，而塑性、韌性下降，如WC、TiC。也固溶強(qiáng)化。 2） Cu——Ni溶解度無(wú)限晶格畸變——固溶強(qiáng)化：畸變時(shí)塑性變形阻力增加，強(qiáng)，硬增加。根據(jù)溶質(zhì)在溶劑晶格中所占的位置不同，分為： 二 合金結(jié)構(gòu) 晶溫度之差.(實(shí)際冷卻快,結(jié)晶在理論溫度下) 外來(lái)晶核:液態(tài)金屬中一些外來(lái)高熔點(diǎn)固態(tài)微質(zhì)點(diǎn).晶核長(zhǎng)大:已晶核為中心,按一定幾何形狀不斷排列. 三 多晶結(jié)構(gòu)單晶體 晶體內(nèi)部的晶格方位完全一致.多晶體—.晶?！庑尾灰?guī)則而內(nèi)部晶各方位一致的小晶體.晶界—晶粒之間的界面. 密排六方晶格: 4 原子數(shù):4 Al Pb 2 面心立方晶格: Cu 1 體心立方晶格: Cr ,W, αFe, Mo , V等,特點(diǎn):強(qiáng)度大,塑性較好,原子數(shù):1/8 X8 +1=2 金屬晶體結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于晶格類型,晶格常數(shù). 晶面: 各個(gè)方位的原子平面 晶體: 原子排列有序,規(guī)則,固定熔點(diǎn),各項(xiàng)異性. 3 的意義?能在拉伸圖上畫(huà)出嗎?l 思考題。 磨床: 工作臺(tái) 疲勞強(qiáng)度：?jiǎn)栴}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(shí)的應(yīng)力遠(yuǎn)低于該材料的屈服強(qiáng)度，這種現(xiàn)象——疲勞破壞。 ak對(duì)組織缺陷很敏感,能夠靈敏地反映出材料品質(zhì),宏觀缺陷,纖維組織方面變化.所以,沖擊試驗(yàn)是生產(chǎn)上用來(lái)檢驗(yàn)冶煉、熱加工、熱處理工藝質(zhì)量的有效方法。 3 G重量 顯微硬度(查表):磨削燒傷表面,看燒傷層硬度變化. 應(yīng)用：不適宜薄件和成品件HB=P/F (N/mm2) 單位一般不寫(xiě). F壓痕面積.HBS—壓頭用淬火鋼球, σsσb之間塑性變形,壓力加工 σs \,機(jī)件會(huì)斷裂. 屈服強(qiáng)度: (Pa抗扭強(qiáng)度σn 按作用力性質(zhì)的不同,可分為:抗拉強(qiáng)度 σ+ σ=Εε, Ε=σ/ε=tgα 1 材料本質(zhì),稱為條件屈服極限.“縮頸” 變形↑σb——強(qiáng)度極限，材料能承受的最大載荷時(shí)的應(yīng)力。 σs——塑性極限，s——屈服點(diǎn)過(guò)s點(diǎn)水平段——說(shuō)明載荷不增加，式樣仍繼續(xù)伸長(zhǎng)。 金屬材料在拉伸過(guò)程中彈性變形、塑性變形直到斷裂的全部力學(xué)性能可用拉伸圖形象地表示出來(lái)。塑性變形：在外力消失后留下的這部分不可恢復(fù)的變形。 如彈簧：彈簧靠彈性工作。 第一篇 金屬材料第一章 金屬材料的主要性能兩大類：1 使用性能：機(jī)械零件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能。[以綜合為基礎(chǔ)，通過(guò)綜合形成能力] 3 金屬機(jī)件的加工工藝過(guò)程、結(jié)構(gòu)工藝性。 2 各種工藝方法本身的規(guī)律性及應(yīng)用. 金屬工藝學(xué)是一門研究有關(guān)制造金屬機(jī)件的工藝方法的綜合性技術(shù)學(xué)科.主要內(nèi)容:1 常用金屬材料性能緒論 目的、任務(wù)：使學(xué)生了解常用金屬材料的性質(zhì)及其加工工藝的基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)習(xí)其它相關(guān)課程及以后從事機(jī)械設(shè)計(jì)和制造方面的工作奠定必要的金屬工藝學(xué)的基礎(chǔ)。 包括：機(jī)械性能、物理、化學(xué)性能第一節(jié) 金屬材料的機(jī)械性能力和變形同時(shí)存在、同時(shí)消失。（金屬之間的連續(xù)性沒(méi)破壞）塑性大小以斷裂后的塑性變形大小來(lái)表示。在材料試驗(yàn)機(jī)上對(duì)試件軸向施加靜壓力P，為消除試件尺寸對(duì)材料性能的影響，分別以應(yīng)力σ（即單位面積上的拉力4P/πd2）和應(yīng)變（單位長(zhǎng)度上的伸長(zhǎng)量Δl/l0 ）來(lái)代替P和Δl，得到應(yīng)力——應(yīng)變圖1）彈性階段oeσe——彈性極限 P↑2有些材料在拉伸圖中沒(méi)有明顯的水平階段。 二 剛度相同材料的E相同,但尺寸不同,\形狀\. Ps產(chǎn)生屈服時(shí)最大外力, F0原截面 金屬抵抗更硬的物體壓入其內(nèi)的能力— 是材料性能的綜合物理量,表示金屬材料在一個(gè)小的體積范圍內(nèi)的抵抗彈性變形\塑性變形或斷裂的能力. 用直徑D的淬火鋼球或硬質(zhì)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(shí)間后卸荷,測(cè)壓痕直徑d(用刻度放大鏡測(cè))則 ２　洛式硬度ＨＲ HRA硬質(zhì)合金 碳化物優(yōu)點(diǎn):易操作,壓痕小,適于薄件,成品件缺點(diǎn):壓痕小,代表性不全面需多測(cè)幾點(diǎn).*硬度與強(qiáng)度有一定換算關(guān)系,如灰鐵: σb=1HBS 顯微放大測(cè)量材料抵抗沖擊載荷的能力常用一次擺錘沖擊試驗(yàn)來(lái)測(cè)定金屬材料的沖擊韌性,標(biāo)準(zhǔn)試樣一次擊斷,用試樣缺口處單位截面積上的沖擊功來(lái)表示akak=Ak/F(J/m2) 六例如：純彎曲，有色金屬N》108鋼材N107 不疲勞破壞 材料有雜質(zhì),表面劃痕,能引起應(yīng)力集中,導(dǎo)致微裂紋,裂紋擴(kuò)展致使零件不能承受所加載荷突然破壞. 鍛造:加熱速度導(dǎo)電性: 電器元件 銅 鋁磁性:變壓器和電機(jī)中的硅鋼片 三 工藝性能金屬材料能適應(yīng)加工工藝要求的能力.鑄造性,可鍛性,可焊性,切削加工形等l 2 頸縮現(xiàn)象發(fā)生在拉伸圖上哪一點(diǎn)? 如果沒(méi)發(fā)生頸縮,是否表明該試樣沒(méi)有塑性變形?l第二章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶第一節(jié) 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 非晶體:原子排列無(wú)序,不規(guī)則,無(wú)固定熔點(diǎn),各項(xiàng)同性 玻璃,松香 瀝青—非晶體 晶胞: 晶格中最小單元,能代表整個(gè)晶格特征. Ni 原子數(shù)=1/6 x12+1/2 x2+3=6 , 30多種 第二節(jié) 金屬的結(jié)晶 一 金屬的結(jié)晶過(guò)程(初次結(jié)晶) 1 結(jié)晶: 金屬?gòu)囊后w轉(zhuǎn)變成晶體狀態(tài)的過(guò)程.晶核形成: 自發(fā)晶核:液體金屬中一些原子自發(fā)聚集,規(guī)則排列. 冷卻速度: 快—細(xì)(因冷卻速度受限,故多加外來(lái)質(zhì)點(diǎn))晶粒粗細(xì)對(duì)機(jī)械性能有很大影響,若晶粒需細(xì)化,則從上述兩方面