【正文】 HAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 △ tc大的合金，液體流動阻力大 (枝晶發(fā)達 )；液體粘度大 →流動性差 故 △ tc ↓ ，流動性 ↑ ；共晶成分附近的 合金流動性很好 。逐層凝固的合金流動性好，致密，熱裂傾向小 體積 (糊狀 )凝固 ： △ tc大，或 dt/dx小。使鑄件的凝固按薄壁 —— 厚壁 —— 冒口的順序先后進行，讓縮孔移入冒口中，從而獲得致密的鑄件 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ◆ 提高鑄件溫度梯度，減少縮松 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ② 鑄造應力、變形和裂紋 鑄件在冷凝過程中，各部分金屬冷卻速度不同，使得各部位的收縮不一致 ,從而產(chǎn)生 熱應力 。 適用于有色金屬小件批量生產(chǎn)。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 1－定型； 2－壓射活塞； 3－動型； 4－下活塞； 5－余料； 6－壓鑄件； 7－壓室 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 4. 離心鑄造 將金屬液澆入旋轉的鑄型中，在離心力作用下使金屬液充型并結晶的工藝方法。 生產(chǎn)型材 (圓棒、板材、工字鋼、角等 )的主要方式 軋制 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ◆ 擠壓 － 擠壓模中的金屬受力從?？琢鞒?，獲得所需形狀的材料或工件的方法 。 ◆板料沖壓 － 金屬板料在沖模中受力產(chǎn)生 分離 或 變形 的方法 。 ◆ 鍛造溫度范圍： 對于碳鋼，始鍛溫度 :Ts－ 200℃ 。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ： 適用長直焊縫或大直徑環(huán)縫焊接，生產(chǎn)率高；熱影響區(qū)大。 熔化極氬弧焊 (MIG)： 可焊厚板 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ⑵ CO2氣體保護焊 ： 主要用于低碳鋼、低合金鋼的焊接。 (一 ) 滑移 在 切應力 作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿一定晶面 (滑移面 )和晶向 (滑移方向 )發(fā)生移動 。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 三、合金的塑性變形特點 (晶格畸變，溶質偏聚 ) 、形態(tài)、分布有關 ⑴兩相性能相近時：合金強度取決于各相的體積分數(shù)； ⑵兩相性能差別大時：合金性能主要取決于硬脆相情況 ①連續(xù)網(wǎng)狀：強烈阻礙位錯運動，且易產(chǎn)生裂紋 .(如 Fe3CⅡ ) ② 片狀 (如 P) ：片粗時，塑性變形集中在 F中；片層間距很細時，強度很高，片也可發(fā)生局部變形。球狀 P比片狀 P的塑性、韌性高，強度、硬度稍低。 2. 有利于金屬的均勻變形。 2. 亞結構形成 金屬經(jīng)大量塑性變形后，位錯的不均勻分布使晶粒分化成許多位向略有不同亞晶粒 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 3. 織構現(xiàn)象 ◆ 形變織構： 金屬塑性變形量很大 (70%以上 )時，各 晶粒的位向 將大體趨于一致，形成特殊的“擇優(yōu)取向” ◇絲織構 —— 各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向。 常用于冷變形過程中間退火 —— 再結晶退火 ◆ 加熱溫度 T和保溫時間 t： T↑， t↑， →晶粒 ↑ ◆預變形程度： 臨界變形度 :由于變形不均勻，使再結晶組織異 常粗大的變形度。 消除空洞 、 破碎碳化物 、 細化晶粒 、 降低偏析；提高強度 、 塑性 、 韌性 。 (2)提高材料內(nèi)部質量和性能 。 10℃ ，保溫 3～ 8h的 A晶粒度 . 1~4級為本質粗晶粒鋼， 5~8級為本質細晶粒鋼。 ◇ 550～ 350℃ ， A →B上 羽毛狀 B上 ：平行的 F片＋片間斷續(xù) Cm ◇ 350～ 230℃ ， A→B下 針狀 B下 ： F針內(nèi)分布細片或粒狀 Cm ◇ B下 力學性能好，是熱處理希望得到的組織 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 ⑶馬氏體型轉變 (低溫～，無擴散型～。 ① M轉變主要特點 ： 。一個原 A晶粒中可有幾個板條束，在板條束中有時分成幾個平行的板條塊，塊內(nèi)分布著稠密的平行的 M板條。在原 A晶粒內(nèi)首先形成一片貫穿整個晶粒的 M針，以后形成的 M片尺寸受到限制，越是后形成的 M片越小。 ◆ 細化強化 ： M板條和片的尺寸比 A小得多，且越小強化作用越明顯，并提高韌性。 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 (二 )影響 C曲線的因素 1. wc：共析鋼的 A最穩(wěn)定； wc↑→Ms↓， Mf↓ 2. Me：除 Co外，溶入 A的 Me穩(wěn)定 A； A中 Me若以未溶碳化物存在，則 A穩(wěn)定性 ↓， C曲線形狀變化 3. A化條件 :T↑,t↑,使 A晶粒 ↑,成分均勻，未溶碳化物 ↓,A穩(wěn)定 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 (三 )過冷 A連續(xù)冷卻轉變曲線 (CCT圖 ) 共析鋼 CCT曲線： 過冷 A→P 開始 線 Ps、 中止線 K、 終了線 Pf CCT圖分析 ①爐冷，全部 A→ P ② 空冷 , A→S(或 S＋ T)。 避免措施：等溫淬火代替 淬＋回 ； wSi↑脆化溫區(qū)升高 高溫回火脆性 (第二類～ )： 450～ 650℃ ； 與 V冷 有關 。 ※ 也可應用于亞共析鋼，提高塑性，便于冷沖壓—— 不完全退火 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 （均勻化退火）： 鑄件 (錠 )加熱至 Ac3＋ 150～ 200℃ ，長時間保溫后爐冷 ◆ 用于消除枝晶偏析，均勻成分。主要用于工具、模具和滾動軸承，以及滲碳和表面淬火的零件。 ⑶ 高溫回火 (500～ 650℃ )： 回火索氏體 S回 ， 25～ 35HRC.。 鋼的淬透性 －特定條件下，鋼獲得淬透層深度的能力 ◆ 淬透層 — 工件淬火后從表層到半 M層 (M量＝ 50%)之間的區(qū)域 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 A穩(wěn)定性越好，鋼的淬透性越好 ⑴化學成分：亞共析鋼 wC↑或過共析鋼 wC↓， A穩(wěn)定性 ↑； 除 Co外的其他 Me溶入 A后，降低VKC ⑵ A化條件： T↑, t↑, →A晶粒粗大、成分均勻，淬透性 ↑ CHAPTER 4 金屬材料強韌化 淬透性好的鋼，工件橫截面上性能比較均勻，屈強比 (σs/σb)較高 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 167。 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 低碳鋼在 900～ 950℃ 滲碳，使工件表面達 ～ ％，熱處理后得到 表硬內(nèi)韌 的組織 (1)方法 ： 固體法－工件埋入 碳粉或碳酸鹽 中， 箱式爐 加熱 氣體法－工件放入 井式滲碳爐 ，用 氣體滲碳劑 (煤氣、煤油、苯 等 ) 真空法－真空爐加熱，氣體滲碳劑 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 (2)滲層組織及后處理 ◆滲碳層深度 ： 碳鋼 －從表面到亞共析過渡層一半處 合金鋼 －從表面到亞共析過渡層終止處 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 ◆滲碳后熱處理 －淬火＋低溫回火 表層組織： M回 ＋ Cm＋ AR(少 )， 58~64HRC 心部組織： 淬透－ M回 ＋ F(少 )， 35~45HRC 未淬透－ F＋ P ， 約 15HRC N ◆ 可使鋼件表面形成 FeN FeN AlN、 CrN、MoN等化合物，提高硬度、耐磨性、耐蝕性和疲勞強度。 3. 自學 ：激光表面強化技術（表面淬火、表面合金化）