【正文】 O＋ Si→ SiO2＋ Fe FeO＋ C→ CO＋ Fe FeO＋ Mn→ MnO＋ Fe SiO2＋ MnO→ MnSiO2（↑） ③ 造渣劑（熔劑）（生石灰）－主要去除 S、 P 等雜質(zhì)。 力學(xué)性能的定義：材料在外力作用下，表現(xiàn)出（靜載荷、動(dòng)載荷、交變載荷）的性能?！?Fs39。 ΔLs→ ΔLs39。 衡量指標(biāo)：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。 應(yīng)用：汽缸的密封、鋼繩吊重物、機(jī)車的牽引等。 45： δ5≈% δ1δ5 （ 2）斷面收縮率： 定義： 公式： Ψ＝（ A0－ A1） /A0 100％ S0－原截面面積。一定直徑的鋼球 HBS（硬質(zhì)合金 HBW），規(guī)定的載荷及時(shí)間后。 （ 1）應(yīng)用范圍：鋼及合金鋼。 6 三、 韌性 概念：動(dòng)載荷、“梅氏”試樣（金屬夏比試驗(yàn)） 。 σmax=σ1 五、 蠕變和松弛：（補(bǔ)充內(nèi)容） ： 蠕變強(qiáng)度 高溫下容易產(chǎn)生。 應(yīng)用：飛機(jī)制造業(yè)、子彈頭、檢驗(yàn)材料、煉鐵、煉鋼、鉛球等。 7 4. 導(dǎo)熱性：金屬具有傳導(dǎo)熱能的性質(zhì)。 ；金屬材料在磁場的情況下磁化（分為軟磁和硬磁）。 ：在常溫下，化學(xué)穩(wěn)定的性能。 （計(jì)算出來的） 實(shí)際結(jié)晶溫度－金屬以實(shí)際冷卻速度冷卻結(jié)晶得到的結(jié)晶溫度 Tn。 過冷度： To＝ Tn＝ ?T（變量）。 總結(jié)：晶粒越小，則材料的力學(xué)性 能越好。 立方體 a＝ b＝ c α＝ β＝γ＝ 90186。 Al＋ Mg＋ Mn 組成的鋁合金化合物： HB70、 σb＝ 280MPa。鋁合金（ Al＋ Mg＋ Mn）。 間隙固溶體： d 質(zhì) /d 劑 。 機(jī)械性能： δ＝ 30～ 50％、 ψ＝ 70～ 80％、 αku＝ 160～ 200J/cm σb＝ 180～280MPa、 HBS50～ 80 （ 770℃↓磁性）。 Fe3C、 、 VC、 WC、 CuZn、 Cu21Zn22 σ↑、 HRC↓、δ↓、 ψ↓、 αku↓。（應(yīng)用提一下） Ld、 Ld′： 兩相機(jī)械混合物，含碳量： ％ C。 （ 2）從各冷卻曲線上找出臨界點(diǎn)，并將各臨界點(diǎn)分別畫到成分－溫度坐 標(biāo)中。 （ 4） ES 線 — Acm 線：從奧氏體中開始析出滲碳體線（碳在奧氏體中的固溶線）。 鐵碳合金的組織和性能： 工業(yè)純鐵： F 塑性好。 ② ％ C％，中碳鋼：綜 合機(jī)械性能好。 ③ 高碳鋼： ％ C≤ ％ ③過共析鋼： ～ ％ C。提高鋼的強(qiáng)度和硬度，特別是降低鋼的的脆性。 15 H： ％，有害元素，氫脆，白點(diǎn)。 （ 2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 普通含錳量鋼： ～ ％ Mn。 舉例： T T T ……… .T14。最后標(biāo)“ A”則稱為高級優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu) 鋼（滾動(dòng)軸承鋼除外）。 0Cr17Mn13Mo2V： C％、 17％ Cr、 13％ Mn、 2％ Mo、 N％ 0Cr18Ni9Ti、 1Cr1 1Cr2 0Cr17Ti。 1100℃ 含碳 ％的鋼能鍛造，而含碳 ％的生鐵不能鍛造。 第四章 鋼的熱處理 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，為了不斷提高金屬下材料的機(jī)械性能，采用兩種方法： ①合金化法－碳鋼中加入合金元素（調(diào)整鋼的化學(xué)成分）。 （冷卻）時(shí)組織轉(zhuǎn)變的溫度。 亞共析鋼、過共析鋼分析： 共析鋼等溫曲線圖 ℃（溫度） 18 A1 600 550 500 230 Ms － 50 Mf 0 1 10 102 103 104 105 106 S（時(shí)間） 根據(jù)組織分成三個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)： （珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)）： A1～ 550℃ ， P。 M： C→ α Fe（過飽和地溶解）， HRC65～ 66，硬度很高。 保溫時(shí)間：時(shí) 間越長， C 曲線右移。 （實(shí)際生產(chǎn)中在爐中冷卻到 500℃ 左右即可出爐冷卻） （ 2）球化退火：（過共析鋼） 把鋼加熱到 AC1 線以上 20～ 30℃的溫度，保溫一定時(shí)間（ 5～6min/mm1hour/m3）然后隨爐冷卻的一種工藝。 （ 4）擴(kuò)散退火：（亞、過共析鋼） 把鋼加熱到 AC3 線以上 150～ 200℃、 ACCm 線以上 150～ 200℃，保溫一定時(shí)間（ 10～ 20hour）然后隨爐冷卻的一種工藝。 組織分析： P＋ F→ A→ A→ A′→ S＋ F P＋ Fe3C 網(wǎng) → A→ A→ A′→ S＋ Fe3C 粒 應(yīng)用： ①對一些大型或形狀復(fù)雜的零件，淬火有開裂的危險(xiǎn)，用正火； ②對于含碳量 ～ ％的鋼件，用正火代替退火； ③含碳量低于 ％的鋼件，采用正火，能提高硬度利于切削。 目的：既能得到高硬度的馬氏體，也不會產(chǎn)生變形、開裂。 缺點(diǎn)： 300～ 200℃、 V＝ 270℃ /S ； 易使工件變形、開裂。 （這種方法操作簡單，易機(jī)械化、自動(dòng)化，通常工件是形狀簡單的碳鋼和合金鋼。 （這種淬火法由于在奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變前，工件的溫度經(jīng)等溫停留后逐漸趨于一致，使隨后的組織轉(zhuǎn)變得以在表層和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行，由此可大大減小淬火內(nèi)應(yīng)力和變形，主要應(yīng)用于形狀復(fù)雜、小尺寸的碳鋼和合金 23 鋼。 V1－單液淬火、 V2－雙液淬火、 V3－分級淬火、 V4－等溫淬火。例如：彈簧、板簧、發(fā)條、沖擊工具等。 一、表面淬火（中碳鋼）： 定義： ： 氧炔焰： M： 2～ 6mm。 影響充型能力的主要因素如下： 一、合金的流動(dòng)性 流動(dòng)性： ％ C、高溫、 P、鑄型特點(diǎn)。 （ 2） 縮松 分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔。 也可采用時(shí)效處理：自然時(shí)效和人工時(shí)效。 （ 2） 合理制定鑄件的技術(shù)要求。 ③可鍛鑄鐵： C 以團(tuán)絮石墨狀形式存在， G 絮 。 （ 2）灰鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn) 二、可鍛鑄鐵 （馬鐵、瑪鋼、展性鑄鐵、韌性鑄鐵） C→ G 絮狀 。 1964 年廣州柴油機(jī)廠利用球鐵代替合金鋼，成本降低 85％。 ZH： ZHSi80－ ZHAl67－ 25。 L1： ％ Al、 L2： ％ Al、 L3： ％。 ZL3： Mg、 ZL30 ZL30機(jī)械性能好抗蝕、比重大。 TA TA7，高溫強(qiáng)度好、組織穩(wěn)定、抗氧化性好，抗蠕變性好，焊接性能好。 （巴氏合金） ZChPbSb16－ 16。 TB2，較高的強(qiáng)度，優(yōu)良的沖壓性能。 ③ 熱處理： 變質(zhì)處理（ 2/3NaF＋ 1/3NaCl）、時(shí)效強(qiáng)化。 ① 壓力加工鋁合金（形變鋁合金）： LF： Mn＋ Mg ， LF LF1抗蝕、強(qiáng)度低、焊接性好。 QSn： － 。 （ 3）鑄型工藝 （ 4）熱處理 四、蠕墨鑄鐵 布置作業(yè)： 28 課后總結(jié)： 第三節(jié) 銅、鋁合金鑄件生產(chǎn) 復(fù)習(xí)舊課：鑄鐵件的生產(chǎn)特點(diǎn)。 ① G 絮狀 ＋ F：鐵素體可鍛鑄鐵。 ⑤蠕墨鑄鐵： 27 ⑥麻口鑄鐵： 一、灰鑄鐵 灰鑄鐵的性能 ： （ 1）鑄造性能好； （ 2）減摩性能好； （ 3）減震性能好； （ 4）切削加工性能好； （ 5）缺口敏感性較低： （舉例：麻子臉；黑白衣服，標(biāo)準(zhǔn)好學(xué)生） （ 6）抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性比相應(yīng)的基體的鋼低。 （ 4） 鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)。 兩種： 1. 熱裂： 是高溫下形成的裂紋。 （ 2） 安放冷鐵。 2. 充型壓力 液態(tài)合金所受的壓力越大，充型能力越好 三、鑄型填充條件 如下因素對充型能力均有影響： 1. 鑄型材料：導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容越大，激冷越大，充型能力越差。 ：氣體滲氮。 應(yīng)用于受交變載荷作用的材料零件等。 目的： ① 降低材料的脆性、消除內(nèi)應(yīng)力； ② 獲得要求的力學(xué)性能； ③ 穩(wěn)定工件尺寸； ④ 降低合金鋼的硬度，使之易被切削。 等溫淬火： 把加熱到淬火溫度的工件，經(jīng)保溫后，放入稍高于 Ms 點(diǎn) 的鹽浴或堿浴中，并等溫到奧氏體轉(zhuǎn)變層成下貝氏體后，再取出空冷。 應(yīng)用：卡規(guī)、軸承、鋸子等。鹽水、堿水有水優(yōu)點(diǎn)以外，并能自由去除薄膜，不會造出淬不硬及軟點(diǎn)，但在 200～ 300℃之間冷卻，依然很快，易變形、開裂）。（ b）實(shí)際油中的冷卻曲線。 一、淬火： 在固態(tài)范圍內(nèi)，把鋼加熱到一定的溫度（亞共析鋼 Ac3＋ 30～ 50176。 二、正火： 把鋼加熱到 AC3 線或 ACCm 線以上 30～ 50℃的溫度，（ 4～ 5min/mm、1hour/m3 經(jīng)過保溫后，隨空氣冷卻的一種工藝。 （實(shí)際 生產(chǎn)中冷卻到 500℃以下時(shí)，組織轉(zhuǎn)變完成，可取出空冷）。 熱處理 表面淬火：火焰加熱和感應(yīng)加熱法。 三、鋼的冷卻曲線應(yīng)用： 等溫冷卻：定性 連續(xù)冷卻：定量 爐冷： 10℃ /min、空冷： 10℃ /s、油冷： 150℃ /s、水冷： 600℃ /s。 650～ 600℃ , A′→ P 細(xì) （索氏體 S）、 HRC22～ 2δ＝ 18％、 σ b＝ 870MPa。 Ar1－冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的溫度。 熱處理：鋼在固態(tài)范圍內(nèi)，通過加熱、保溫、冷卻，改變金屬材料的內(nèi)部組織，改變材料的力學(xué)性能。 材料均是高碳鋼。 ：質(zhì)量第一。合金元素同上。主要用于剪刀、斧頭、鋸子、銼刀等。 舉例： 45： ％ C 左右、 ～ ％ Mn 左右。 總之，雜質(zhì)元素對鋼材的性能與質(zhì)量影響很大，必須嚴(yán)格控制在所規(guī)定的范圍內(nèi)。提高鋼的強(qiáng)度。 ② 優(yōu)質(zhì)碳素鋼： S≤ ％、 P≤ ％。 14 制定工藝性能： ① 鑄造方面： 共晶成分的鐵碳合金鑄造時(shí)，組織致密，不易偏析。 共析鋼： P 強(qiáng)度高。 （ 6） PQ 線－碳在鐵素體中的溶解度曲線。 二、 Fe－ Fe3C 合金狀態(tài)圖的分析： （特性點(diǎn)）： A 1538℃ 100％ Fe 的熔點(diǎn) ； D 1227℃ 100％ Fe3C 的熔點(diǎn)； G 912℃ 100％ Fe 的同素異晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)（重結(jié)晶溫度點(diǎn)）； 12 C 1148℃ ％ C 共晶點(diǎn) L→ Ld（ A＋ C） 共晶反應(yīng)； F 1148℃ ％ C 虛點(diǎn) ； P 727℃ 100％ Fe 虛點(diǎn)； K 727℃ ％ C 虛點(diǎn)、 E 1148℃ ％ C 碳在 γ － Fe 中的最大固溶量； S 727℃ ％ C 碳在 γ － Fe 中的最小固溶量，共析點(diǎn) A→ P 共析反應(yīng)。（高溫萊氏體） Ld′＝ P＋ C 20～ 727℃。硬度極高，而塑性、韌性極低。 飽和 NaOH 溶液沸點(diǎn) 314℃。 只能形成有限固溶體： C→ α－ Fe、 727℃ ％。 相： 具有同一化學(xué)成分，同一聚集狀態(tài) ，且有明顯界面分開的獨(dú)立均勻部分。 合金： 定義；金屬元素同另一種或幾種金屬元素或非金屬元素組成的具有金屬特性的新材料。 三、純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變（舉列鉆石和石墨） 純鐵： α－ Fe→（ 912℃）γ － Fe（ 139