【正文】 和非合金鋼 用途：較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。用于軋鋼機(jī)機(jī)架、箱體等 ZG310－570 0 0.60 310 570 15 21 15 強(qiáng)度和切削性良好，塑性、韌性較低。是鋼中常用的強(qiáng)化相，隨碳化物含量增多，鋼的硬度、強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降。 （ 3） 不利方面： 使回火脆傾性增大，但一些元素如 W、 Mn能減弱或防止第二類脆性。 熱處理：滲碳后淬火、低溫回火。其中， 60Si2Mn最常用。與碳素鋼相比，它適于制造形狀復(fù)雜，尺寸較大，切削速度較高或工作溫度較高的工具和模具。 車刀 銑刀 鉆頭 板牙 絲錐 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 57 頁 ? 應(yīng)用：各種熱煅模、熱擠壓模和壓鑄模等。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 67 頁 鑄鐵的石墨化 定義： 鑄鐵組織中石墨的形成叫做“石墨化”過程。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 76 頁 3）灰鑄鐵的孕育處理 為了提高灰鑄鐵的力學(xué)性能，生產(chǎn)上常采用孕育處理。 2）可鍛鑄鐵的性能 可鍛鑄鐵強(qiáng)度、韌性比灰鑄鐵高很多。無磁性 。對(duì)硬鋁板材可以采用表面包一層純鋁或覆鋁，以增加其耐蝕性，但在熱處理后強(qiáng)度稍低。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 103 頁 鋁及鋁合金 ? 鑄造鋁合金的代號(hào)用 “ 鑄 ” 、 “ 鋁 ” 兩字的漢語拼音的字首 “ ZL” 及三位數(shù)字表示。牌號(hào)有 TU TU2，主要用來制作電真空器件及高導(dǎo)電性銅線。 Ni和 Cu在固態(tài)下能完全互溶，所以各類銅鎳合金均為 α 單相固溶體，具有很好的冷熱加工性能，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，只能用固溶強(qiáng)化和加工硬化來提高強(qiáng)度。 (2)抗壓強(qiáng)度高。加熱轉(zhuǎn)變?cè)谄胶馀R界點(diǎn)以上進(jìn)行，冷卻轉(zhuǎn)變?cè)谄胶馀R界點(diǎn)以下進(jìn)行。 過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉(zhuǎn)變，將使鋼的組織與性能發(fā)生明顯的變化。 半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 。 回火 一般零件生產(chǎn)的工藝路線 : 鋼的退火和正火 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 151 頁 ? 退火目的： 降低或調(diào)整硬度，利于切削加工； 消除或降低殘余應(yīng)力，以防變形、開裂； 細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能，并為最終的熱處理做好組織準(zhǔn)備。 馬氏臨界冷卻速度：過冷 奧氏體在連續(xù)冷卻過程中不 發(fā)生分解而全部過冷到馬氏 體區(qū)的最小冷卻速度，稱為 馬氏體臨界冷卻速度 ，用 vk 表示。 擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 。所以生產(chǎn)中利用快速加熱、短時(shí)保溫來獲得細(xì)小的奧氏體晶粒。 ? 鋼的熱處理方法： 退火、正火、淬火、回火、表面熱處理。 ? 粉末治金的 生產(chǎn)工藝過程 為： 粉末制取 → 粉末混合 → 成型 → 燒結(jié) → 后處理 → 成品 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 130 頁 ? 硬質(zhì)合金是以碳化鎢（ WC）或碳化鎢與碳化鈦（TiC）等高熔點(diǎn)、高硬度的碳化物為基體，并加入鈷或鎳作為粘結(jié)劑的一種粉末冶金材料。其強(qiáng)度高、耐磨性性好、具有沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花的特點(diǎn)。 ? 耐大氣、水腐蝕。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 101 頁 壓氣機(jī)葉片 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 102 頁 （ 2） 鑄造鋁合金 鑄造鋁合金 力學(xué)性能 不如變形鋁合金，但其鑄造性能好，可進(jìn)行各種成型鑄造，生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件。 鋁及鋁合金 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 97 頁 ② 硬鋁合金 ( LY ) 硬鋁合金成分 :是 AlCuMg系合金。導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能好 。因此它可代替部分鋼作較重要的零件，對(duì)實(shí)現(xiàn)以鐵代鋼，以鑄代鍛起重要的作用，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 75 頁 灰鑄鐵 1）灰鑄鐵的組織 灰鑄鐵組織由鋼的基體和片狀石墨兩部分組成的。其含碳量 Wc % （一般 Wc為％～ 4％ ）。 熱處理變形小． ② 化學(xué)成分特點(diǎn) 高碳 1～ 2 %。合金元素表示方法與結(jié)構(gòu)鋼相同。加入 Mn、 Si、 Cr提高鋼的淬透性， Mo、 W、 V、 B減少脫碳和過熱傾向，提高彈性極限耐熱性和耐回火性。 性能要求：零件表面高的硬度、高的耐磨性和耐疲勞性能，心部高的韌性和足夠的強(qiáng)度。 （ 2）產(chǎn)生二次硬化 一些合金元素加入鋼中，在回火時(shí)，鋼的硬度并不是隨回火溫度的升高一直降低的，而是在達(dá)到某一溫度后，硬度開始增加，并隨著回火溫度的進(jìn)一步提高，硬度也進(jìn)一步增大，直至達(dá)到峰值。 （ 2）形成碳化物： 碳化物形成元素（除錳外），當(dāng)含量較低時(shí)，主要是溶入 Fe3C中而形成合金滲碳體。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 26 頁 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 27 頁 合金鋼和非合金鋼 ? 特性： 鑄鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為 %~%。 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。 碳素工具鋼 主要用于制作刀具、量具和模具。 ? 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。 鋼是通過冶煉獲得的。 ? 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。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。 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。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 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 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。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。 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。 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。 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。 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。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。 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。無打擊火花 。 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。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。這種導(dǎo)線能抵抗氫的作用，不發(fā)生氫脆現(xiàn)象。 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。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）。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。 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。 貝氏體 ( B ) 轉(zhuǎn)變區(qū) 。 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。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。高溫轉(zhuǎn)變區(qū) 。 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。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。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。其中最常用的為鋁青銅。 ? 導(dǎo)電導(dǎo)熱性僅次于 Ag。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。 防銹鋁的典型牌號(hào) 有 3A2 5A05 、 LF21等。 鋁的性能特點(diǎn) : 密度小 。 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。 第三階段：即在時(shí)通過共析反應(yīng)而形成石墨 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 70 頁 降溫時(shí)石墨化過程 —— 按 FeG 相圖結(jié)晶、轉(zhuǎn)變 G結(jié)晶： 過共晶成分 L → L + G I（液體中析出石墨） 共晶轉(zhuǎn)變 →A +G（共晶） (1154℃ ) G析出： A→A+G II (1154～ 738 ℃ ) 共析轉(zhuǎn)變 →F + G （共析） （ 738℃ ) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 71 頁 ? （ 1）化學(xué)成分的影響 鑄鐵中的碳、硅、錳、硫、磷等元素對(duì)石墨化有不同影響 其中碳、硅、磷是促進(jìn)石墨化的元素，錳和硫是阻礙石墨化的元素 在一般鑄造條件下，鑄鐵中較高的含碳量是石墨化的必要條件，而一定的含硅量是石墨化的充分條件，碳與硅含量越高越易石墨化；若碳、硅含量過低則易出現(xiàn)白口；如果碳、硅含量過高，將導(dǎo)致石墨數(shù)量多且粗大，基體內(nèi)鐵素體量多，鑄鐵的力學(xué)性能下降 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 72 頁 （ 2）溫度及冷卻速度的影響 鑄件的冷卻速度對(duì)石墨化的影響也很大，即冷卻愈慢，愈有利于擴(kuò)散，對(duì)石墨化便愈有利，而快冷則阻止石墨化 項(xiàng)目 2 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