【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的鑄鐵； （ 2）可鍛鑄鐵 碳主要以團絮狀石墨形式出現的鑄鐵； （ 3）球墨鑄鐵 碳主要以球狀石墨形式出現的鑄鐵； （ 4）蠕墨鑄鐵 碳主要以蠕蟲狀石墨形式出現的鑄鐵 。 孕育鑄鐵具有較高的強度和硬度，各部分界面上具有斷面缺口敏感性小的特點，因此孕育鑄鐵常用于力學性能要求較高，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）可鍛鑄鐵的應用 主要用于制作形狀復雜，要求強度和韌性較高的薄壁鑄件 項目 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 : 密度小 。 熔點低，可鑄造各種形狀的零件。 防銹鋁的典型牌號 有 3A2 5A05 、 LF21等。 應用：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)中各種形狀復雜、要求比強度較高的鍛件或模鍛件，如各種葉輪、框架、支桿等。若優(yōu)質合金在代號后面加 “ A” 。 ? 導電導熱性僅次于 Ag。按化學成分的不同，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 ,應具有足夠的抗壓強度、疲勞強度和高的耐磨性。同時，使用粉末冶金法可使壓制品達到或極接近零件的形狀、尺寸和表面粗糙度，從而實現無切削或少切削加工，使生產率和材料利用率顯著提高，故粉末冶金法是經濟的加工方法。 (3)良好的耐蝕性和抗氧化性。熱處理的特點是改變零件或者毛坯的內部組織以改善性能，而不改變其形狀和尺寸。 熱處理加熱的主要目的：獲得 A(這種熱轉變過程也可以稱為 A化 ) 項目 2 工程材料及熱處理 第 139 頁 奧氏體晶粒大小對隨后冷卻時的轉變及轉變產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，保溫時間越短，得到的奧氏體晶粒越小。高的強度和硬度是鋼中馬氏體的主要特征之一。高溫轉變區(qū) 。 低溫轉 變區(qū) 。表示冷卻曲線碰到 K線時，過冷奧氏體立即停止向珠光體的轉變，剩余一部分一直冷卻到 Ms線以下發(fā)生馬氏體轉變。 45號鋼完全退火時的加熱溫度為 840～ 860 ℃ 。 鋼的退火和正火 項目 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。珠光體轉變區(qū)包括 Ps、 Pf和 K線。 貝氏體 ( B ) 轉變區(qū) 。為提高韌性，生產上應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發(fā)生 3種不同的轉變，即珠光體轉變、貝氏體轉變和馬氏體轉變。同時，奧氏體晶粒的大小是評定加熱使兩的指標之一。由圖所示，實際加熱時各臨界點的位置分別為圖中的 Ac Ac3 、 Accm線，而實際冷卻時各臨界點的位置分別為 Ar Ar2和 Arcm。最好自己動手，將本章內容列表總結學習，并且在學習中，注意回顧鋼鐵材料的組織和性能，分析兩者的異同。硬質合金的抗壓強度可達 6000MPa，但抗彎強度較低（只有高速鋼的 1/3～ 1/2左右）。 軸承合金、粉末冶金與硬質合金 項目 2 工程材料及熱處理 第 128 頁 ?軸承合金應用 內燃機軸瓦 巴氏合金軸瓦 軸承合金、粉末冶金與硬質合金 項目 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，化工機械及醫(yī)療器械中的關鍵材料。 Be青銅 —— 如 QBe2，做彈簧，高速軸承等。這種導線能抵抗氫的作用，不發(fā)生氫脆現象。 大型空壓機活塞 (ZL401) 項目 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 ? 熔點 1083℃ ， 密度 。第一位數字表示合金類別（ 1為鋁 硅系， 2為鋁 銅系， 3為鋁 鎂系， 4為鋁 鋅系）；第二位、第三位數字為合金順序號，序號不同者，化學成分也不同。 因鍛鋁的自然時效速率較慢，強化效果較低，故一般均采用固溶處理 (淬火 )和人工時效來強化。 項目 2 工程材料及熱處理 第 98 頁 Al – Cu – Mg 通過時效強化提鋁合金強度 ,但耐蝕性不高。但這類合金對時效強化效果較弱，一般只能用冷變形來提高強度。無打擊火花 。 項目 2 工程材料及熱處理 第 90 頁 鋁及鋁合金 ? 物理特性： 銀白色。 項目 2 工程材料及熱處理 第 87 頁 3）可鍛鑄鐵牌號的表示方法 其牌號由 “ KTH”或 “ KTZ”與兩組數字表示。金相組織見書圖 . 項目 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，對金屬基體的割裂作用較小，使球墨鑄鐵的強度與鋼接近。它是在澆注前 往鐵液中加入少量孕育劑 (硅鐵或硅鈣合金 )，使鐵液在凝固時產生大 量的人工晶核，從而獲得細晶粒珠光體基體加上細小均勻分布的片狀 石墨的組織。 按 Fe－ C系相圖進行結晶。 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。 項目 2 工程材料及熱處理 第 65 頁 鐵路道岔 履帶 球磨機襯板 挖掘機鏟齒 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中具有高度化學穩(wěn)定性的合金鋼的總稱。（ 38① ） 熱處理方式（ 38② ） 項目 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 ） 項目 2 工程材料及熱處理 第 50 頁 量 具 刃 具 模 具 項目 2 工程材料及熱處理 第 51 頁 （ 1）量具刃具鋼 主要制造形狀復雜、截面尺寸較大的低速切削刃具和機械制造過程中控制加工精度的測量工具 卡尺、塊規(guī)、樣板等。 滾珠軸承 滾針軸承 滾柱軸承 項目 2 工程材料及熱處理 第 49 頁 合金工具鋼 與合金結構鋼基本相同，含碳量表示有區(qū)別。 汽車板簧 火車螺旋彈簧 項目 2 工程材料及熱處理 滾動軸承鋼 1）用途及性能要求 用途： 制造各種滾動軸承的元件，如滾珠、滾柱和內外套圈等。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（ 35① ） 項目 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）應用最廣泛。使用前不需要經過熱處理 項目 2 工程材料及熱處理 第 38 頁 3） 機械結構用合金鋼 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械零件。 項目 2 工程材料及熱處理 第 36 頁 低合金高強度結構鋼 ? 低合金鋼是一類可焊接的低碳低合金結構鋼。常用的元素有： Cr、 Mn、 SI、 NI和 B。 項目 2 工程材料及熱處理 第 32 頁 合金元素對 Fe—Fe3C相圖的影響 （ 1）對奧氏體相區(qū)的影響 。 項目 2 工程材料及熱處理 第 30 頁 常用合金鋼 合金元素對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 有高的強度和耐磨性，切削性好，焊接性較差，流動性好，裂紋敏感性較大。 項目 2 工程材料及熱處理 第 22 頁 碳素工具鋼的化學成分和性能（淬火后 HRC≥62) 鋼號 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 碳素工具鋼的化學成分和性能（淬火后 HRC≥62) 項目 2 工程材料及熱處理 第 23 頁 ? 應用（書上 37頁表 ） 項目 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 項目 2 工程材料及熱處理 第 19 頁 合金鋼和非合金鋼 ? 牌號表示方法： 用“碳”字漢語拼音字母字首“ T”加上數字表示。若為沸騰鋼，則在數字后加“ F”，如 08F為含碳量為 ％的沸騰鋼。數字后標注的第一個字母 A、 B、 C、 D，表示鋼材質量等級不同，從 A到 D含磷、硫量的依次降低，A級質量最差， D級質量最好。 按脫氧程度分：鎮(zhèn)靜鋼，沸騰鋼等。 ? 磷是煉鐵時由礦石帶進的，在常溫下能溶入鐵素體，使鋼的強度、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，不僅價格低廉，工藝性能好、容易加工，而且能滿足一般工程結構和機械零件的使用性能要求，是工業(yè)生產中最廣泛應用的材料。 ? 硅是由煉鐵原料鐵礦石及煉鋼時加脫氧劑（硅鐵）中帶入的，非合金鋼中硅的質量分數一般約為 %~%，硅的脫氧能力比錳強，與鋼液中的 FeO生成爐渣，清除 FeO對鋼質量的不良影響，也能溶于鐵素體中產生固溶強化，提高鋼的強度和硬度，硅在鋼中也是一種有益元素。 在一般鋼中，磷是有害元素，應嚴格控制。 碳素工具鋼 主要用于制作刀具、量具和模具。 項目 2 工程材料及熱處理 第 11 頁 （ P29① ） 項目 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、建筑等構件。 項目 2 工程材料及熱處理 第 16 頁 特性：與碳素結構鋼相比，夾雜物較少，質量較好。如果牌號未尾處寫上“ A”，則表示鋼中含硫、磷