【正文】 A39。 亞共析鋼 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 爐冷 → F + P 空冷 → F + S 油冷 → T + M 水冷 → M 過共析鋼 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 爐冷 → P + Fe3CⅡ 空冷 → S + Fe3CⅡ 油冷 → T + M + A39。 A中 C%↓→ M 脆性 ↓ ，殘余 A%↓ 淬火溫度低 → M細小，淬火應(yīng)力小。 中溫回火（ 350～ 500℃ ） → 回火 T (F +細粒狀 Cm ) 彈性極限和屈服強度 ↑ ，韌性和硬度中等。 火焰加熱表面淬火 （乙炔－氧等火焰） 設(shè)備簡單，但生產(chǎn)率低。 氮化前調(diào)質(zhì)處理、氮化后無須淬火。 3．碳素工具鋼 牌號 —— 如 T12A 鋼，含 C量為 12 / 1000 = % ， A表示高級優(yōu)質(zhì)， w(S) ? % ， w(P) ? % 。 (摘自 GB/T15911994) 熱處理、組織 —— 熱軋空冷 ， S＋ F 高壓容器 橋梁 船舶 車輛 應(yīng)用 2． 滲碳鋼 成分 —— w(C)=～ %, 韌性好。 35CrMo，較大截面零件，如曲軸、連桿。 鋼號 主要化學(xué)成分， w / % 熱處理規(guī)范及性能 C Cr Si Mn 淬火 ℃ 回火 ℃ 回火后 HRC GCr4 ~ ~ ~ ~ 800~ 820 150~ 170 62~66 GCr15 ~ ~ ~ ~ 820~ 840 150~ 160 62~66 GCr15SiMn ~ ~ ~ ~ 820~ 840 170~ 200 62 GMnMoVRE ~ ~ ~ 770~ 810 170?5 ?62 GSiMoMnV ~ ~ ~ 780~ 820 175~ 200 ?62 （摘自 GB/T18254－ 2023） 應(yīng)用 GCr15：中小型軸承，冷沖模，量具，絲錐。 應(yīng)用 —— 如 9SiCr ，做板牙、絲錐等。 回火 ， 560 ℃ ，三次 —— W2C、 VC彌散硬化，二次淬火基本消除 A 39。 應(yīng)用 簡單量具 —— T10A、 T12A 等。 常用不銹鋼 F 型 —— 如 1Cr17，化工設(shè)備、食品工業(yè)。 失效分析的目的： 就是要分析零件失效的原因并提出相應(yīng)的防止和改進措施，其結(jié)論對零件的設(shè)計、選材、加工與使用都有重大的指導(dǎo)意義。 鑄造成形的理論基礎(chǔ) ?合金的鑄造性能： 液態(tài)合金的充型能力；收縮；偏析；氧化 和吸氣等。防止：采用同時凝固；反變形法；加強 筋。 常用合金鑄件生產(chǎn)特點 1）鑄鐵件 灰鑄鐵：主要采用沖天爐熔煉，砂型鑄造，容易鑄造薄壁鑄件，一般不設(shè)置補縮手段，小件可采用濕型鑄造。 鑄鋼的熔煉 ?三相電弧爐； ?感應(yīng)電爐； ?平爐。 ? 壓力加工的方法：軋制、擠壓、拉拔、自由鍛造、模型鍛造和板料沖壓 ? 壓力加工的優(yōu)缺點 壓力加工的理論基礎(chǔ) ? 金屬的纖維組織及鍛造比 ? 金屬的鍛造性能 ? 金屬的變形規(guī)律 ? 金屬的纖維組織及鍛造比 金屬的鍛造性能 金屬的變形規(guī)律 常用鍛造方法 ? 自由鍛 ? 自由鍛造，簡稱自由鍛，它是利用鍛壓設(shè)備上下砧塊和一些簡單通用工具，使坯料在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形。 ? 1. 自由鍛設(shè)備 ? 根據(jù)施加在鍛件上作用力的性質(zhì)，自由鍛設(shè)備可分為鍛錘 (空氣錘、蒸汽 —空氣錘 )和液壓機 (水壓機、油壓機 )兩大類。 ? 水壓機的規(guī)格用壓力來表示，也稱噸位。 分離工序 分離工序是將一塊完整板料按要求分成兩部分，如落料、沖孔、切斷和修整等。而直壁與底部之間的過渡圓角部位變薄最嚴重。當這兩個圓角半徑 (尤其是 Rd)過小時，就容易產(chǎn)生拉裂。為防止破裂，彎曲的最小半徑為 rmin＝ (～1)S， S為板料的厚度。 ? ④模具表面精度和潤滑條件差 ? 2. 彎曲 ? 彎曲是使坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定角度的工序 (圖 1015)。 ? 破裂是拉深件最常見的破壞形式之一，多發(fā)生在直壁與底部的過渡圓角處。 ? 1. 拉深 ? (1)拉深過程 ? 利用模具使落料后得到的平板坯料變形成開口空心零件的成形工序(圖 1010)。 ? 常用的沖壓設(shè)備主要有剪床和沖床。 ? (2)水壓機 ? 水壓機的優(yōu)點在于它以靜壓力代替鍛錘的沖擊力，上抵鐵速度約為 ～ m／ s。 ? ②自由鍛件是由坯料逐步變形而成，工具只與坯料部分接觸，故所需設(shè)備功率比模鍛要小得多，所以自由鍛適于鍛造大型鍛件。 ? 一般應(yīng)遵守順序凝固的原則，設(shè)置冒口和冷鐵。 4）蠕墨鑄鐵 生產(chǎn)過程和球墨鑄鐵相似。 ?手工造型－操作靈活，生產(chǎn)效率低，鑄件質(zhì)量不高； ?機器造型－生產(chǎn)量大，但是不能生產(chǎn)厚壁和大型鑄件?？s孔的形成過程見書圖 10－ 4。 使用性能選材原則 分類 典型性能 用途 力學(xué)性能 強度 各機械裝置、承載結(jié)構(gòu) 剛度 韌性 物理性能 密度 航天、航空 導(dǎo)熱性 熱交換器、隔熱裝置 導(dǎo)電性 電機電器、輸變電設(shè)備 化學(xué)性能 耐熱性 加熱設(shè)備、化工設(shè)備 耐蝕性 功能器件，敏感元件 功能特性 電、磁、聲、光、熱等性能 第二十二講 2）按使用性能選材的方法與步驟 ? 分析零件的工作條件，確定其使用 性能； ? 進行失效分析； ? 將零件的使用性能要求轉(zhuǎn)化為對材 料性能指標和具體數(shù)值的要求。 性能： 工件在工作中受到?jīng)_擊變形時，表層產(chǎn)生加工硬化，及 M轉(zhuǎn)變，硬度顯著 提高，心部保持高韌性。 最終組織 —— 回火 M + 碳化物 + 少量 A 39。 性能 —— 耐熱性、熱疲勞抗力高。 鋼號 主要化學(xué)成分， w， % 熱處理及性能 C W V Cr Mo 淬火 ℃ 回火 ℃ 回火后 HRC W18Cr4V ~ ~ ~ ~ 1270~ 1285 油 550~570 三次 ≥63 W6Mo5Cr4V2 ~ ~ ~ ~ ~ 1210~ 1230 油 540~560 三次 ≥63 熱處理 （鍛造 +） 球化退火 （ + 機加工） → 淬火 +回火 鍛造目的 —— 成型；使鑄態(tài)粗大碳化物破碎、細化、分布均勻。 高的熱硬性 （ 紅硬性 ） —— 高溫下保持高硬度的能力，與回火穩(wěn)定性有關(guān)。 性能 —— σe 、 σs、屈強比和疲勞抗力高，塑性大，耐震動、沖擊。 20CrMnTi，汽車齒輪。 合金工具鋼 —— 刃具 、模具、量具鋼。 Q195 A1； B1 Q215 A2； C2 Q235 A3； C3 Q255 A4； C4 Q275 C5 碳素結(jié)構(gòu)鋼 新、老標準鋼號對照 表 32 碳素結(jié)構(gòu)鋼的機械性能 (GB/T7001988) 牌 號 等 級 拉 伸 試 驗 沖擊試驗 屈服點 ?s ， MPa 抗拉 強度 ?b / MPa 伸長率 ?s , % 溫度 ℃ V型沖擊功 (縱向 ) J 鋼材厚度 (直徑 )， mm 鋼材厚度 (直徑 ), mm ? 16 40 ~60 100 ~150 150 ? 16 40 ~60 100 ~150 150 不小于 不小于 不小于 Q195 － 195 － － － 315390 33 － － － － － Q215 A/B 215 195 175 165 335410 31 29 27 26 － /20 － /27 Q235 A/B C/D 235 215 195 185 375460 26 24 22 21 － /20 0/20 － /27 Q255 A/B 255 235 215 205 410510 24 22 20 19 － /20 － /27 Q275 － 275 255 235 225 490610 20 18 16 15 － － 用途 鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。 滲碳后的的熱處理 淬火 直接淬火 —— 晶粒粗大，殘余 A多，耐磨性低，變形大。 調(diào)質(zhì)處理 —— 淬火 + 高溫回火 回火產(chǎn)物的組織形態(tài)比較 回火 M 400 回火 T 7500 回火 S 7500 M 低倍 T 1000 S 1000 回火時性能的變化 回火溫度 ↑ → 硬度、強度 ↓ ， 塑性 ↑ 鋼的表面熱處理 （表面淬火） 不改變心部組織，利用快速加熱將表層 A化后進行淬火。 目的：消除淬火應(yīng)力，調(diào)整性能。 3) 增加低碳鋼的硬度，以改善切削加工性能。 板條 M, 平行的細板條束組成 針狀 M（ 凸透鏡狀） C% % 時，為 針狀 M 。A cmA →Fe3 CⅡA+Fe 3 C Ⅱ104與共析鋼相比， C曲線左移， 多一條過冷 A?F （ Fe3CⅡ ） 的轉(zhuǎn)變開始線，且 Ms、 Mf 線上 （下） 移。 影響 A轉(zhuǎn)變速度的因素 加熱溫度和速度 ↑→ 轉(zhuǎn)變快 C%↑ 或 Fe3 C片間距 ↓ → 界面多，形核多 → 轉(zhuǎn)變快 合金元素 → A化速度 ↑或 ↓ A 晶粒度 加熱溫度，保溫時間 ↑ → 晶粒尺寸 ↓ 合金碳化物 ↑， C% ↓ → 晶粒尺寸 ↓ 1. 過冷 A的等溫轉(zhuǎn)變 過冷 A : T A1時， A不穩(wěn)定。 鑄件選材和確定澆注溫度 確定鍛造溫度 ( 在 A 區(qū)） 制定熱處理工藝 復(fù)習(xí) —— 相 與 組織 相： 有一定的 化學(xué)成分 和 晶體結(jié)構(gòu) 的均勻組成部分。 ，室溫 組織組成物 為? + ? Ⅱ 組織組成物 組織中，由一定的相構(gòu)成的，具有一定形態(tài)特征的組成部分。 2．共晶相圖 Pb Sn Sn% T,?C 鉛 錫合金共晶相圖 液相線 L 固相線 ? ? ? + ? L + ? L + ? ?固溶線 ?固溶線 共晶轉(zhuǎn)變分析 Pb Sn T,?C L ? ? ? + ? L + ? L + ? 共晶反應(yīng)線 表示從 c點到 e點范圍的合金，在該溫度上都要發(fā)生不同程度上的共晶反應(yīng)。不同成分的合金具有不同的性能。 2. 熱加工對金屬組織和性能的影響。 2）壓合鑄件中的疏松、氣孔等缺陷，提高組織致密度和機械性能。 P21，圖 117 （ 4）殘余內(nèi)應(yīng)力 —— 由金屬內(nèi)部不均勻變形引起 殘余內(nèi)應(yīng)力的危害 引起零件加工過程變形、開裂。 孿生的特點： 1）位向發(fā)生改變； 2）切應(yīng)力大； 3）變形速度快； 4）相鄰原子面的位移量小于一個原子間距。 滑移的特點： 1）滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生。 晶粒拉長，但未出現(xiàn)織構(gòu)。 金屬材料的熱加工和冷加工 1． 熱加工對組織和性能的影響 2． 冷加工對組織和性能的影響 1．熱加工對組織和性能的影響 熱加工 —— 在 TR 以上溫度進行的變形加工， 如鋼材的熱鍛和熱軋。 2. 金屬再結(jié)晶時組織和性能的變化。 ? 4．組織 ? 是指用肉眼或顯微鏡所觀察到的不同組成相的形狀、分布及各相之間的組合狀態(tài)稱為組織 ? 5．合金系 ? 由兩個或兩個以上組元按不同比例配制成的一系列不同成分的合金，稱為合金系；由兩個組元組成的合金系叫二元合金系；三個組元組成的合金系叫三元合金系；三個以上組元組成的合金系叫多元合金系。杠桿定律 ： 在兩相區(qū)內(nèi)，對應(yīng)每一確定的溫度 T1，兩相質(zhì)量的比值是確定的。在該點凝固溫度最低。 1．鐵碳相圖 2．結(jié)晶過程 3．成分 組織 性能關(guān)系 4． FeFe3 C相圖的應(yīng)用 鐵碳合金的結(jié)晶 第七講 1．鐵碳相圖 (FeFe3 C相圖 ) (1) FeFe3 C相圖的組元 ● Fe —— α – Fe、 δ Fe (bcc) 和 γ Fe (fcc) 強度、硬度低，韌性、塑性好。 加熱和冷卻對臨界轉(zhuǎn)變溫度的影響