【正文】 工程材料及熱處理 第 73 頁 常用鑄鐵 工業(yè)上使用的鑄鐵種類很多，按照石墨的形態(tài)和組織性能，鑄鐵可分為： 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 可鍛鑄鐵 蠕墨鑄鐵 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 74 頁 （ 1）灰鑄鐵 碳主要以片狀石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵； （ 2）可鍛鑄鐵 碳主要以團(tuán)絮狀石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵； （ 3）球墨鑄鐵 碳主要以球狀石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵； （ 4）蠕墨鑄鐵 碳主要以蠕蟲狀石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵 。 孕育鑄鐵具有較高的強(qiáng)度和硬度，各部分界面上具有斷面缺口敏感性小的特點(diǎn)，因此孕育鑄鐵常用于力學(xué)性能要求較高，且斷面尺寸變化大的大型鑄件。 球墨鑄鐵的力學(xué)性能比灰鑄鐵高，而成本卻接近于灰鑄鐵，并保留了灰鑄鐵的優(yōu)良鑄造性能、切削加工性、減摩性和缺口不敏感等性能。 例如： KTH300－ 0 KTH330－ 0KTZ550－ 0 KTZ650－ 02等（ 44② ） 4）可鍛鑄鐵的應(yīng)用 主要用于制作形狀復(fù)雜，要求強(qiáng)度和韌性較高的薄壁鑄件 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 88 頁 組織：蠕墨鑄鐵基體組織有 F,F+P,P三種。 鋁的性能特點(diǎn) : 密度小 。 熔點(diǎn)低，可鑄造各種形狀的零件。 防銹鋁的典型牌號(hào) 有 3A2 5A05 、 LF21等。 應(yīng)用：航空工業(yè)。由于其熱塑性好，所以鍛鋁主要用作航空及儀表工業(yè)中各種形狀復(fù)雜、要求比強(qiáng)度較高的鍛件或模鍛件，如各種葉輪、框架、支桿等。若優(yōu)質(zhì)合金在代號(hào)后面加 “ A” 。 ? 導(dǎo)電導(dǎo)熱性僅次于 Ag。按化學(xué)成分的不同，黃銅可分為普通黃銅和特殊黃銅兩類。其中最常用的為鋁青銅。 性能要求 : 在工作溫度下 ,應(yīng)具有足夠的抗壓強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和高的耐磨性。同時(shí)，使用粉末冶金法可使壓制品達(dá)到或極接近零件的形狀、尺寸和表面粗糙度，從而實(shí)現(xiàn)無切削或少切削加工，使生產(chǎn)率和材料利用率顯著提高，故粉末冶金法是經(jīng)濟(jì)的加工方法。 (3)良好的耐蝕性和抗氧化性。熱處理的特點(diǎn)是改變零件或者毛坯的內(nèi)部組織以改善性能，而不改變其形狀和尺寸。 熱處理加熱的主要目的：獲得 A(這種熱轉(zhuǎn)變過程也可以稱為 A化 ) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 139 頁 奧氏體晶粒大小對(duì)隨后冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的性能有重要影響。 加熱溫度相同的情況下，加熱速度越快，保溫時(shí)間越短，得到的奧氏體晶粒越小。高的強(qiáng)度和硬度是鋼中馬氏體的主要特征之一。高溫轉(zhuǎn)變區(qū) 。 低溫轉(zhuǎn) 變區(qū) 。表示冷卻曲線碰到 K線時(shí)，過冷奧氏體立即停止向珠光體的轉(zhuǎn)變，剩余一部分一直冷卻到 Ms線以下發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。 45號(hào)鋼完全退火時(shí)的加熱溫度為 840～ 860 ℃ 。 鋼的退火和正火 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 152 頁 ? 退火種類 ? ①完全退火 把鋼加熱到完全奧氏體化，保溫后隨之緩慢冷卻的退火工藝。珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)包括 Ps、 Pf和 K線。 貝氏體 ( B ) 轉(zhuǎn)變區(qū) 。為提高韌性，生產(chǎn)上應(yīng)通過熱處理控制獲得下貝氏體。 通過曲線反映：共析碳鋼過冷奧氏體在 Ar1線以下不同的溫度會(huì)發(fā)生 3種不同的轉(zhuǎn)變，即珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變。同時(shí)，奧氏體晶粒的大小是評(píng)定加熱使兩的指標(biāo)之一。由圖所示，實(shí)際加熱時(shí)各臨界點(diǎn)的位置分別為圖中的 Ac Ac3 、 Accm線，而實(shí)際冷卻時(shí)各臨界點(diǎn)的位置分別為 Ar Ar2和 Arcm。最好自己動(dòng)手，將本章內(nèi)容列表總結(jié)學(xué)習(xí)，并且在學(xué)習(xí)中，注意回顧鋼鐵材料的組織和性能，分析兩者的異同。硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度可達(dá) 6000MPa，但抗彎強(qiáng)度較低（只有高速鋼的 1/3～ 1/2左右）。 軸承合金、粉末冶金與硬質(zhì)合金 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 128 頁 ?軸承合金應(yīng)用 內(nèi)燃機(jī)軸瓦 巴氏合金軸瓦 軸承合金、粉末冶金與硬質(zhì)合金 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 129 頁 二、粉末冶金材料 ? 粉末冶金法與金屬熔煉法都是生產(chǎn)工程材料的基本方法之一，但兩種方法有根本的不同。 白銅性能 :具有高的抗蝕性和優(yōu)良的冷熱加工成形性，精密儀器儀表，化工機(jī)械及醫(yī)療器械中的關(guān)鍵材料。 Be青銅 —— 如 QBe2，做彈簧，高速軸承等。這種導(dǎo)線能抵抗氫的作用，不發(fā)生氫脆現(xiàn)象。 大型空壓機(jī)活塞 (ZL401) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 110 頁 銅及銅合金 1. Cu及 Cu合金的特點(diǎn) ? 熔點(diǎn) 1083℃ ， 密度 。第一位數(shù)字表示合金類別（ 1為鋁 硅系， 2為鋁 銅系， 3為鋁 鎂系， 4為鋁 鋅系）；第二位、第三位數(shù)字為合金順序號(hào)，序號(hào)不同者，化學(xué)成分也不同。 因鍛鋁的自然時(shí)效速率較慢，強(qiáng)化效果較低，故一般均采用固溶處理 (淬火 )和人工時(shí)效來強(qiáng)化。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 98 頁 Al – Cu – Mg 通過時(shí)效強(qiáng)化提鋁合金強(qiáng)度 ,但耐蝕性不高。但這類合金對(duì)時(shí)效強(qiáng)化效果較弱，一般只能用冷變形來提高強(qiáng)度。無打擊火花 。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 90 頁 鋁及鋁合金 ? 物理特性： 銀白色。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 87 頁 3）可鍛鑄鐵牌號(hào)的表示方法 其牌號(hào)由 “ KTH”或 “ KTZ”與兩組數(shù)字表示。金相組織見書圖 . 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 82 頁 2）球墨鑄鐵的性能： 由于球墨鑄鐵中石墨呈球狀，對(duì)金屬基體的割裂作用較小，使球墨鑄鐵的強(qiáng)度與鋼接近。它是在澆注前 往鐵液中加入少量孕育劑 (硅鐵或硅鈣合金 )，使鐵液在凝固時(shí)產(chǎn)生大 量的人工晶核，從而獲得細(xì)晶粒珠光體基體加上細(xì)小均勻分布的片狀 石墨的組織。 按 Fe－ C系相圖進(jìn)行結(jié)晶。 C存在形式 ：在鐵碳合金中，碳主要以兩種形式存在，即化合狀態(tài)的滲碳體和游離狀態(tài)的石墨。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 65 頁 鐵路道岔 履帶 球磨機(jī)襯板 挖掘機(jī)鏟齒 高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又要求耐沖擊的零件。 曲軸模具 汽車四缸壓鑄模 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 58 頁 ? 特殊性能鋼 分類：不銹鋼 、耐熱鋼 、耐磨鋼 （ 1）不銹鋼 指在大氣、水、酸、堿和鹽溶液或其他腐蝕性介質(zhì)中具有高度化學(xué)穩(wěn)定性的合金鋼的總稱。（ 38① ） 熱處理方式（ 38② ） 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 54 頁 2）冷作模鋼 ① 性能要求 高的硬度 , 62HRC。 合金工具鋼 按用途分類（ 37① ） 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 50 頁 量 具 刃 具 模 具 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 51 頁 （ 1）量具刃具鋼 主要制造形狀復(fù)雜、截面尺寸較大的低速切削刃具和機(jī)械制造過程中控制加工精度的測(cè)量工具 卡尺、塊規(guī)、樣板等。 滾珠軸承 滾針軸承 滾柱軸承 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 49 頁 合金工具鋼 與合金結(jié)構(gòu)鋼基本相同，含碳量表示有區(qū)別。 汽車板簧 火車螺旋彈簧 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 滾動(dòng)軸承鋼 1）用途及性能要求 用途： 制造各種滾動(dòng)軸承的元件，如滾珠、滾柱和內(nèi)外套圈等。如汽車、坦克等的減震板簧和螺旋彈簧、鐘表發(fā)條等。其處理后特點(diǎn)（ 35① ） 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 40 頁 (3）常用合金滲碳鋼 低淬透性合金滲碳鋼（如 20Cr、 20MnV） 中淬透性合金滲碳鋼 （如 20CrMnTi）應(yīng)用最廣泛。使用前不需要經(jīng)過熱處理 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 38 頁 3） 機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼 合金鋼是合金鋼中用途最廣，用量最大的一類鋼，常用于制造重要的機(jī)械零件。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 36 頁 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 ? 低合金鋼是一類可焊接的低碳低合金結(jié)構(gòu)鋼。常用的元素有： Cr、 Mn、 SI、 NI和 B。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 32 頁 合金元素對(duì) Fe—Fe3C相圖的影響 （ 1）對(duì)奧氏體相區(qū)的影響 。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 30 頁 常用合金鋼 合金元素對(duì)鋼中的基本相的影響 合金鋼中常用的合金元素很多，按照其與碳結(jié)合的傾向大小，可分 為 非碳化物形成元素 （ Co、 Ni、 Si、Cu、 B等）； 碳化物形成元素 （ Ti、 V、 W、 Mo、 Cr、Mn等）。用于載荷較高的大齒輪、缸體等 ZG340－640 0 0.60 340 640 10 18 10 有高的強(qiáng)度和耐磨性，切削性好，焊接性較差，流動(dòng)性好，裂紋敏感性較大。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 22 頁 碳素工具鋼的化學(xué)成分和性能（淬火后 HRC≥62) 鋼號(hào) C, % Mn, % Si, % S, % ? P, % ? 退火后 HBS, ? 水冷淬火 溫度， ℃ T7 T8 T8Mn T9 T10Mn T10 T12 T13 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 187 187 187 192 19 207 207 217 800820 780800 780800 760780 760780 760780 760780 760780 表 碳素工具鋼的化學(xué)成分和性能（淬火后 HRC≥62) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 23 頁 ? 應(yīng)用（書上 37頁表 ） 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 24 頁 用途 沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規(guī)等。 汽車曲軸 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 19 頁 合金鋼和非合金鋼 ? 牌號(hào)表示方法： 用“碳”字漢語拼音字母字首“ T”加上數(shù)字表示。若為沸騰鋼，則在數(shù)字后加“ F”，如 08F為含碳量為 ％的沸騰鋼。數(shù)字后標(biāo)注的第一個(gè)字母 A、 B、 C、 D，表示鋼材質(zhì)量等級(jí)不同，從 A到 D含磷、硫量的依次降低，A級(jí)質(zhì)量最差， D級(jí)質(zhì)量最好。 按脫氧程度分：鎮(zhèn)靜鋼，沸騰鋼等。 ? 磷是煉鐵時(shí)由礦石帶進(jìn)的，在常溫下能溶入鐵素體，使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，但使塑性和韌性降低。（ 27② ）錳的脫氧能力較好，能清除鋼中的 FeO，降低鋼的脆性，與硫化合成MnS，可以減輕硫的有害作用。 鋼是通過冶煉獲得的。 [非合金鋼 ]： 是指鋼中各元素含量低于規(guī)定值的鐵碳合金，又稱為碳鋼，不僅價(jià)格低廉，工藝性能好、容易加工，而且能滿足一般工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械零件的使用性能要求，是工業(yè)生產(chǎn)中最廣泛應(yīng)用的材料。 ? 硅是由煉鐵原料鐵礦石及煉鋼時(shí)加脫氧劑（硅鐵）中帶入的，非合金鋼中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般約為 %~%，硅的脫氧能力比錳強(qiáng)，與鋼液中的 FeO生成爐渣，清除 FeO對(duì)鋼質(zhì)量的不良影響，也能溶于鐵素體中產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，提高鋼的強(qiáng)度和硬度，硅在鋼中也是一種有益元素。 在一般鋼中，磷是有害元素，應(yīng)嚴(yán)格控制。 碳素工具鋼 主要用于制作刀具、量具和模具。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 11 頁 （ P29① ） 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 12 頁 合金鋼和非合金鋼 ? 用途 ? 鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 16 頁 特性：與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，夾雜物較少，質(zhì)量較好。如果牌號(hào)未尾處寫上“ A”，則表示鋼中含硫、磷