【正文】 高或很高的特殊碳化物，如 Cr23C WC、 VC、 TiC等。合金元素的影響主要表現(xiàn)在擴大或縮小 ?相區(qū)。幾乎所有的合金元素都使鐵碳相圖中 S點、 E點左移，其中以強碳化物形成元素的作用最為顯著。 不利方面：使回火脆傾性增大，但一些元素如 W、 Mn能減弱或防止第二類脆性。 項目 2 工程材料及熱處理 第 35 頁 回火二次硬化現(xiàn)象與合金鋼回火時析出物的性質(zhì)有關。 1） 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的成分和性能特點 成分特點： 在低碳鋼（ Wc＜ %）的基礎上加入少量的錳、硅、鈦、釩、鈮等合金元素而制成的鋼。例：南京長江大橋的橋梁采用 Q345比用 Q235節(jié)省鋼材 15%以上。大多數(shù)需要經(jīng)過熱處理后才能使用。加入 Cr（主要合金元素）、Mn、 Ni、 B等以提高鋼的淬透性，使回火后有較高強度和韌性。 高淬透性合金滲碳鋼（如 18Cr2Ni4WA）三類。加入 Cr、 Mn、 Si、 Ni、 B等提高淬透性、強化鐵素體、細化晶粒、提高耐回火性等。 性能要求：高的彈性極限和屈強比、較高的疲勞強度、足夠的塑性和韌性。 熱成形彈簧：淬火、中溫回火 項目 2 工程材料及熱處理 第 44 頁 ? (3）常用合金彈簧鋼 硅錳系合金彈簧鋼（如 60Si2Mn廣泛用于汽車，拖拉機上的餓板簧、螺旋彈簧） 硅鉻系合金彈簧鋼 鉻錳系合金彈簧鋼和鉻釩系合金彈簧鋼（如50CrVA）。還可以制作模具和量具 性能要求： 很高的強度、硬度、耐磨性，很高的接觸疲勞強度，一定的韌性和耐潤滑劑腐蝕的能力。 熱處理： 預備熱處理球化退火和最終熱處理淬火與低溫回火。 Wc%＜1%時，牌號前以千分數(shù)表示。 主要用來制造刃具，模具，和量具。 成分 ： Wc=%~%， 加入少量合金 Ge、 Si、 Mn、 W等可以： 。 1）熱作模具鋼 ： Wc=%~%， 用于制作高溫金屬成形的模具，如熱鍛模，熱擠壓模。 高的耐磨性 。 Cr12MoV 可作為冷鐓模、冷沖模． 熱處理（ 38③ ） 汽車沖壓模具 項目 2 工程材料及熱處理 第 55 頁 高速鋼（ W18Cr4V）化學成分特點 項目 2 工程材料及熱處理 第 56 頁 ? 應用舉例： 9SiCr淬透性好，適用于做絲錐、板牙、鉆頭、鉸刀等。 常用的不銹鋼（按組織分） : 馬氏體型不銹鋼 鐵素體型不銹鋼 奧氏體型不銹鋼 項目 2 工程材料及熱處理 第 59 頁 按成份分： 馬氏體不銹鋼 鉻不銹鋼 鐵素體不銹鋼 鉻鎳不銹鋼： Wcr=18%~20% Ni=8%~12% 牌號：與合金結(jié)構(gòu)鋼基本相同。 抗氧化性 ( 熱穩(wěn)定性 )Cr、（ Si、 Al） 高溫強度 ( 熱強性 ) Ti、 V、 Mu 蠕變強度 持久強度 項目 2 工程材料及熱處理 第 61 頁 鋼種 熱化學穩(wěn)定鋼（ 3Cr18Ni25Si） 熱強鋼（ Cr12型、 Cr13型、 1Cr18Ni9Ti、 1cr17等 ） 項目 2 工程材料及熱處理 第 62 頁 耐 熱 鋼 的 用 途 發(fā)動機葉片 航空發(fā)動機 汽輪機葉片 汽車閥門 項目 2 工程材料及熱處理 第 63 頁 （ 3）耐磨鋼 定義 :在強烈沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊形變硬化的高錳鋼。如拖拉機的履帶板、球磨機的襯板、破碎機的牙板、挖掘機的鏟齒和鐵路的道岔等。與鋼相比，鑄鐵的強度低、塑性、韌性差，但具有優(yōu)良的鑄造和切削加工性能，減振性、減摩性好， 且價格低。少量溶于 A和 F。通常在鐵碳合金相圖中析出滲碳體。 Fe Fe3C／ G 相圖 Fe3C —— 亞穩(wěn)定相 G —— 穩(wěn)定相 項目 2 工程材料及熱處理 第 69 頁 ? 鐵碳合金按照 FeG相圖進行結(jié)晶，則鑄鐵的石墨化過程可分為如下三個階段： 第一階段：即在 1153時通過共晶反應而形成石墨 第二階段：即在范圍內(nèi)冷卻過程中自奧氏體中不斷析出二次石墨。 2）灰鑄鐵的性能 主要指力學性能 ： 性能主要取決于基體組織及石墨的形態(tài)、數(shù)量、大小和分布。經(jīng)孕育處理后的鑄鐵稱為孕育鑄鐵。 它是在澆注前，往鐵水中加入一定量球化劑 (稀土鎂合金等 )和孕 育劑 (硅鐵或硅鈣合金 )，使鑄鐵中的石墨呈球狀析出。屈強（σ ）比鋼高， 塑性和韌性有改善，但依然低于鋼。是將白口鑄鐵在固態(tài)下經(jīng)長時間石墨化 退火而獲得的具有團絮狀石墨的鑄鐵。 其中 “ KT”表示 “ 可鍛 ” 二字的漢語拼音字首； “ H”和 “ Z”分別表示 “ 黑 ” 和 “ 珠 ” 的漢語拼音的字首；牌號后邊第一組數(shù)字表示最小 抗拉強度值；第二組數(shù)字表示最小伸長率。 蠕墨鑄鐵的牌號由 RuT與一組數(shù)字表示。密度 =，熔點660oC，面心立方晶格，無同素異晶轉(zhuǎn)變。塑性高 。加工工藝性好等。 D’ F 鑄造鋁合金 變形鋁合金 Al WMe/% 溫度 L L+α α 鋁及鋁合金 項目 2 工程材料及熱處理 第 93 頁 鋁合金 的分類 變形鋁合金 鑄造鋁合金 不能熱處理強化的鋁合金：防銹鋁合金 能熱處理強化的鋁合金：硬鋁、超硬鋁、鍛鋁合金 項目 2 工程材料及熱處理 第 94 頁 （ 1） 變形鋁合金 根據(jù)主要性能特點和用途，變形鋁合金又可分為防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁合金等，其中后三類是可以熱處理強化的鋁合金。 防銹鋁的工藝特點 是塑性及焊接性能好，常用拉延法制造各種高耐蝕性的薄板容器（如油箱等）、防銹蒙皮以及受力小、質(zhì)輕、耐蝕的制品與結(jié)構(gòu)件（如管道、窗框、燈具等）。 硬鋁合金熱處理及性能 :熱處理工藝 — 固溶處理 . 這類合金通過淬火 時效 .可顯著提高強度，強度可達 420MPa，其強度與高強度鋼（一般指強度為 1000～ 1200MPa的鋼）相近，故名硬鋁。 牌號 :2A0 2A11。 典型牌號 : 2A0 0A07。 鍛鋁合金性能 :具有良好的熱塑性和鍛造性能，力學性能與硬鋁相近，但熱塑性及耐蝕性較高，更適于鍛造，故名鍛鋁。 鑄造鋁合金 牌號 由 “ ZAl”后跟合金元素符號及合金元素含量百分數(shù)組成。 ? 例如， ZL102表示 2號鋁 硅系鑄造鋁合金。 共晶成分（ wSi=%）及其附近的硅鋁合金（如 ZAlSi12）具有優(yōu)良的鑄造性能，故常用的鋁 硅合金（如 ZL102等）的硅含量為 wSi=10％～ 13％，鑄造緩冷后的組織主要為共晶體（ α 固溶體 +Si晶體），其中硅晶體呈粗大針狀，是硬脆相，會嚴重降低合金的力學性能 項目 2 工程材料及熱處理 第 105 頁 ? 常用鑄造鋁合金的代號、性能和用途（了解） 項目 2 工程材料及熱處理 第 106 頁 – 硅合金 ( ZL101～ ZL111 ) : 活塞 (裙部為鋁硅合金 ) ZL102合金鑄造組織 ( 化染 ) 55 項目 2 工程材料及熱處理 第 107 頁 – 銅合金 ( ZL201～ ZL203 ) : 有較高的強度、塑性及耐熱性 ,但鑄 造性能和耐蝕性較差。 紫紅色含銅量高于 %。 ? 鑄 Cu合金的鑄造性能好。純銅的強度低，不宜直接用作結(jié)構(gòu)材料 項目 2 工程材料及熱處理 第 113 頁 3．銅合金 ? （ 1）黃銅 以鋅為唯一或主要合金元素的銅合金稱為黃銅 黃銅具有良好的塑性和耐腐蝕性、良好的變形加工性能和鑄造性能，在工業(yè)中有很好的應用價值。 比普通黃銅具有更高的強度、硬度、抗腐蝕性能 . 項目 2 工程材料及熱處理 第 119 頁 ( bronze ) 青銅原指銅錫合金，但是，工業(yè)上習慣把銅基合金中不含錫而含有鋁、鎳、錳、硅、鈹、鉛等元素組成的合金也包括在青銅之類，叫無錫青銅。 鑄造錫青銅 —— 如 Sn青銅 ZCuSn10Zn2 ， 主要用于制造閥、泵殼、齒輪、蝸輪等零件 項目 2 工程材料及熱處理 第 121 頁 ? 無錫青銅 指不含錫的青銅，常用的有鋁青銅、 鈹 青銅、鉛青銅、錳青銅、硅青銅等。鋁青銅典型牌號ZCuAl9Mn2，常用于制造齒輪，摩擦片、蝸輪等要求高強度、高耐磨性的零件。 項目 2 工程材料及熱處理 第 123 頁 軸承合金、粉末冶金與硬質(zhì)合金 一、軸承合金 定義 :用于制造軸瓦和軸襯的合金稱為軸承合金。 具有良好的導熱性和抗蝕性，較小的膨脹系數(shù)。粉末冶金法不用熔煉和澆注，而只需配料、混合、壓制、燒結(jié)等過程，是一種特殊的冶金工藝。在常溫下，硬質(zhì)合金的硬度可達 86～ 93HRA（相當于 69～ 81HRC），紅硬性可達 900～ 1000℃ 。硬質(zhì)合金的彈性模量很高（約為高速鋼的 2～ 3倍）。硬質(zhì)合金的韌性小，約為淬火鋼的 30％～ 50％）。 項目 2 工程材料及熱處理 第 133 頁 ? 鋼的熱處理 鋼的熱處理是將固態(tài)鋼采用適當?shù)姆绞竭M行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需組織結(jié)構(gòu)與性能的一種工藝。 在Ｆ eFｅ 3C相圖中， A A3和 Acm是碳鋼在極緩慢地加熱或冷卻時的相變溫度，是平衡臨界點。 鋼的熱處理工藝 項目 2 工程材料及熱處理 第 137 頁 項目 2 工程材料及熱處理 第 138 頁 ? 鋼加熱過程中相的變化： 加熱到 Ac1點以上： P A 加熱到 Ac3和 Acm點以上： P全部轉(zhuǎn)換成 A。奧氏體晶粒越粗大，冷卻時轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織也愈粗大，冷卻后鋼的力學性能就愈差，特別表現(xiàn)為沖擊韌度明顯降低。 控制奧氏體晶粒大小方法：加熱溫度的控制、保溫時間的控制、加熱速度的控制。 項目 2 工程材料及熱處理 第 142 頁 ? ? 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變的動力學曲線：過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物與時間的關系。 鋼的熱處理工藝 項目 2 工程材料及熱處理 第 143 頁 ? 馬氏體在金相觀察中（二維）通常表現(xiàn)為針狀 ，中高碳鋼中加速冷卻通常能夠獲得這種組織。沖擊韌性較差，生產(chǎn)上應力求避免。 鋼的熱處理工藝 項目 2 工程材料及熱處理 第 145 頁 項目 2 工程材料及熱處理 第 146 頁 二 ) 共析碳鋼 TTT 曲線的分析 穩(wěn)定的奧氏體區(qū) 過冷奧氏體區(qū) A向產(chǎn) 物轉(zhuǎn)變開始線 A向產(chǎn)物 轉(zhuǎn)變終止線 A + 產(chǎn) 物 區(qū) 產(chǎn)物區(qū) A1～ 550℃ 。 550～ 230℃ 。 230～ 50℃ 。 時間 (s) 300 102 103 104 10 1 0 800 100 100 200 500 600 700 溫度 (℃ ) 0 400 A1 Ms Mf 項目 2 工程材料及熱處理 第 147 頁 過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 實際熱處理生產(chǎn)中， 過冷 A的轉(zhuǎn)變大多是 在連續(xù)冷卻過程中進 行的。 Ps、 Pf表示 A—P的轉(zhuǎn)變開始線和終止線； K為 A—P終止線。 項目 2 工程材料及熱處理 第 149 頁 鋼的退火和正火 項目 2 工程材料及熱處理 第 150 頁 毛坯生產(chǎn) 預備熱處理 機械加 工 最終熱處理 機械精加工 預備熱處理 : 退火 。適用于含碳量小于 ％的碳素