【正文】 。一定錐形的金剛石，在規(guī)定的載荷、時間后。 作業(yè)布置： 課后總結(jié)： 第二節(jié) 金屬材料的物理、化學(xué)及工藝性能 復(fù)習(xí)舊課：學(xué)習(xí)本課的實際意義。高速鋼導(dǎo)熱性差，加熱要緩慢，以防開裂。 包括：熱處理性能（第三章）、鑄造性能（第二篇）、焊接性能（第三篇）、鍛造性能（第四篇）、切削加工性能（第五篇）。 cd 段：每一個晶核形成一個晶粒，從而形成含有多晶體的金屬固體。 提問：一定質(zhì)量的純鐵加熱到 912～ 1394℃時，體積是增加還是減少，若繼續(xù)加熱到 1394～ 1538℃時，體積是增大還是減少？ 第二節(jié) 鐵碳合金的基本組織 復(fù)習(xí)舊課：細(xì)化金屬材料晶粒的方法 及純鐵的結(jié)構(gòu)。 例如：液 → 單相、固相 → 單相、液＋固 → 兩相。） A： C→γ － Fe 中形成的固溶體。（低溫萊氏體） 機(jī)械性能： HB＝ 560～ 600、 δ＝ 4～ 5％。這種由鐵素體中析出的滲碳體為三次 滲碳體。 ② 鍛造方面： 鋼加熱到固相線 AE 以下 200℃ 及 A3 線上 170℃之間，利用奧氏體塑性好。 S： ％，有害元素，熱脆（紅脆性）。 45Mn ： ％ C 左右、 ～ ％ Mn 左右。 例： 9Mn2V： ％ C、 2％ Mn、 V％ CrWMn： C≥ ％、 Cr、 W、 Mn％。 、刻字刀具均用高碳鋼。 AC3－加熱時，鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。 P S＋ P S＋ T＋ M M＋ A′ 殘 臨界冷卻速度 Vk＝ V 臨 。 有些難于形成顆粒球狀滲碳體的鋼，可以多次并重復(fù)上述過程－循環(huán)退火（周期化退火）。、共析鋼及過共析鋼 Ac1＋ 30～ 50176。 礦物油（機(jī)油）： 合金鋼 優(yōu)點： 300～ 200℃ 、 V＝ 30℃ /S ； 工件不會變形、開裂。 （等溫淬火硬度雖然沒有分級淬火高，但工件在獲得較高硬度的同時還具有良好的塑性和韌性，還可以有效地減少應(yīng)力和變形，其缺點是不適應(yīng)用界面尺寸大的工件，其 心部易產(chǎn)生珠光體，生產(chǎn)周期長，適用于薄、細(xì)而形狀發(fā)復(fù)雜的零件。例如：軸、絲杠、齒輪、連桿等。 2. 鑄型溫度： 3. 鑄型中的氣體：開設(shè)出氣口，增加透氣性。 影響因素： （ 1） 合金性質(zhì)。 2. 影響鑄鐵組織和性能的因素（ G＝石墨） （ 1）化學(xué)成分： C 、 Si→ G ， Mn、 S、 P→ Fe3C 。 一、鑄造銅合金 銅及銅合金 ： ％ Cu（紫銅） 面心立方晶格，比重大，塑性好，強(qiáng)度低， σb＝ 200～ 250MPa、 δ＝ 45～50％，耐蝕性強(qiáng)，主要用于制造電線、電纜、配置銅合金。 LY： Cu＋ Mg， LY LY11，機(jī)械性能好，抗蝕性好 。 3.（ α＋β）類鈦合金 TC TC4，常溫下強(qiáng)度較高，優(yōu)良的塑性，易鍛造，扎制，沖壓 。 二、鈦合金 類鈦合金：加入鋁、錫、鋯等。 工業(yè)純鋁： L1～ L5，數(shù)字越大，鋁純度越低。 三、 球墨鑄鐵】 1950 年，我國開始球鐵的研究 ， 1959 年無錫柴油機(jī)廠利用球鐵代替4 40Cr 鋼，壽命、機(jī)械性能相近，成本降低 50～ 80％，工時減少 30～50％。 ②灰口鑄鐵： C 以片狀石墨形式存在， G 片 。 防止鑄件變形的措施： 使鑄件壁厚均勻、形狀對稱，采用同時凝固和反變形。 液態(tài)合金填充鑄型的過程，簡稱充型。 應(yīng)用于需要較高彈性、韌性的材料 零件等。 分級淬火： 把工件加熱到淬火溫度，經(jīng)保溫后，迅速冷卻到 Ms 點，附近，稍加停留（ A′ B），待工件表面和中心溫度基本一致時，再取出放入油中或空氣中冷卻冷卻―― 熱浴淬火法。 水： 碳鋼 優(yōu)點： 650～ 550℃、 V＝ 600℃ /S ； A′ P、 S、 T、 B。但是難于消除再結(jié)晶退火。 組織分析： P＋ F→ A→ A′→ P＋ F （重結(jié)晶退火）。 （馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)）： Ms～ Mf ， A→ A′→ M＋ A′ 殘 。 ?【 第一節(jié)：熱處理的基本原理】（教課書省略） 一、鋼的加熱和保溫時的組織轉(zhuǎn)變： 絕大多 數(shù)的熱處理均是把鋼加熱到使其轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體組織且盡量保持細(xì)小的晶粒。 T T10 鋼比鋸 20 鋼費力，鋸條宜鈍。 起首兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分之幾，其后的符號表示所含的主要元素；若元素含量 ％，不標(biāo)數(shù)，元素含量 ≥ ％，其后的數(shù)表示其百分含量。 通常用于制造型材、螺釘、鐵釘、鐵絲、建 筑材料等。 二、碳素鋼： 鋼中雜質(zhì)含量對其性能的影響 Mn： ～ ％ Mn，有益元素，脫氧劑。 正確選材： ① .C≤ ％，低碳鋼：塑性好，韌性好。 （ 3） GS 線－ A3 線：從 奧氏體中開始析出鐵素體線。 11 強(qiáng)度高、硬度較高。 727℃ ％ C 。 合金系： 10 合金中百分含量不同的組元構(gòu)成的一系列合金。 原子數(shù)： 8 1/8＋ 1＝ 2 致密度： 原子的晶格結(jié)構(gòu)不同，則性能不同，即使原子的晶格結(jié)構(gòu)相同，但由于原子的質(zhì)量不同，性能也不同。 金屬的實際結(jié)晶溫度總 是低于理論結(jié)晶溫度， TnTo。 應(yīng)用：鍛打、電焊、熱處理等 。 應(yīng)用：電線的形態(tài)、橋梁的架設(shè)、鋼軌的鋪設(shè)、精密的測量工具、電冰箱、電飯鍋等。 衡量指標(biāo)：疲勞強(qiáng)度 σ1 鋼： 10有色金屬： 108。一般通常習(xí)慣用 HRC（無單位）。 L0＝ 5d0 δ5 L0＝ 10d0 δ10＝ δ δ55% －塑性材料、 δ55％－脆性材料。 ： 定義：塑性變形、斷裂的能力。 S39。 ② 氧氣－精煉提純的作用。它 仍屬工藝學(xué)范疇。技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)處理。 工業(yè)和日常生活都離不開工程材料的使用，研究材料最終是為人類的文明進(jìn)步而服務(wù)。 鋼鐵的冶煉： 一、煉鐵： ： ① 空氣－提供氧氣，助燃作用。 ③ 煤氣。 （ 3） FeFFs 、 ΔLeΔLΔLs Fe～ s≠ΔLe～ s tgα ΔLe～ ΔLs 塑性變形階段（永久變形）（微量塑性變形）。 條件屈服強(qiáng)度規(guī)定： ＝ (無明顯的屈服現(xiàn)象的材料 ) 應(yīng)用：汽缸蓋和汽缸體之間的密封性（螺栓聯(lián)接）超過螺栓材料本身的屈服強(qiáng)度。 錄像：拉伸試驗。 HV＝ F/S （ 1）應(yīng)用范圍：測薄片和鍍層。 金屬的性能：物理性能、化學(xué)性能。 應(yīng)用：陶瓷、水壺的水垢等。 （最后要和書名金屬工藝學(xué)聯(lián)系上） 以上各種工藝性能將在以后有關(guān)章節(jié)中分別介紹。 概念： 晶粒、 晶界。 元素（金屬＋非金屬）共為 108 種，而純金屬一般共為 83 種。 一、固溶體： 定義：溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑中，依然保持晶格類型的金屬晶體。 單相、層片狀、面心立方晶格。性能與滲碳體相近。 ： 含碳量分類： 工業(yè)純鐵： C≤ ％ C 鋼： ％ C≤ ％ 白口鐵： ％ C％ 鋼分類： 共析鋼： ％ P 亞共析鋼： C％ P＋ F 過共析鋼： C％ P＋ C 共晶白口鐵分類： 共晶白口鐵： ％ C Ld′ 亞共晶白口鐵： C％ C Ld′＋ P＋ C 過共晶白口鐵： C％ C Ld′＋ C 三、鋼在結(jié)晶過程中的組織轉(zhuǎn)變 實驗：熱分析法－（ C： 0－ ％）實用價值。 ③ 焊接方面： ④ 熱處理方面： 課堂討論：碳對鐵碳合金組織和性能的影響。（ FeS＋ Fe）為共晶體， 985℃為液體。 常用于齒輪、主軸、連桿 → 45。 W18Cr4V、 W12Cr4V4Mo、 9SiCr。 0 10 號鋼。 Ar3－冷卻時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始溫度?！? 補(bǔ)充內(nèi)容： 影響 C 曲線的因素： ①含碳量： C％ C％↑ C 曲線右移。 （ 3）低溫退火：（亞、共、過共析鋼） 把鋼加熱到 500～ 650℃，保溫一定時間（ 6～ 8min/mm、 ），然后隨爐冷卻的一種工藝。），保溫一定時間，（ ～ 、 30min/m3)(時間與鋼的成分、原始組織、工件形狀和尺寸加熱介質(zhì)、裝爐方法，雖經(jīng)驗公式－熱處理手冊，但生產(chǎn)實際中是綜合上述的因素通過實驗才能合理的選定）以大于或等于臨界冷卻速度冷卻下來的一種熱處理工藝。 缺點： 650～ 550℃ 、 V＝ 150℃ /S； A′→ P、 S、 T、 B。） 應(yīng)用；油嘴、小圓筒等。 淬火＋高溫回火：調(diào)質(zhì)處理。 第二節(jié) 鑄件的凝固與收縮 一、鑄件的凝固方式 1. 逐層凝固： 2. 糊狀凝固： 3. 中間凝固：大多數(shù)的凝固均是這樣。 （ 2） 鑄型阻力。 （ 2）冷卻速度： V↑→ Fe3C、 V↓→ G 。 工業(yè)純銅： T1～ T5，數(shù)字越大，銅純度越低。 LC： Cu＋ Mg＋ Zn， LC LC3 抗蝕性差、室溫強(qiáng)度高。 總之：是飛機(jī)、導(dǎo)彈、宇宙飛船、艦艇的理想結(jié)構(gòu)材料。 ① 比強(qiáng)度值高： σ s＝ 1300MPa； ② ②熱強(qiáng)度高： 500℃，保持高強(qiáng)度； ③耐腐蝕性好：超過不銹鋼； ④疲勞極限高：遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁合金。 二、鑄造鋁合金 ： ％ Al，面心立方晶格，比重小，塑性好，強(qiáng)度低，耐腐蝕能力強(qiáng)，表面易形成 Al2O3，主要用于制造電線、電纜、配制合金， σb＝ 80MPa、δ＝ 50％、ψ＝ 80％。 黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄鐵。 ①白口鑄鐵： C 以 Fe3C 形式存在。 二、鑄件的變形與防止 具有殘余內(nèi)應(yīng)力的鑄件是不穩(wěn)定的，它將自發(fā)地通過變形來減緩其內(nèi)應(yīng)力，以便趨于穩(wěn)定狀態(tài)。 低碳鋼 低碳合金鋼 （離子氮化）： 布置作業(yè)： 課后總結(jié)： 第一章 鑄造工藝基礎(chǔ) 25 第一節(jié) 液態(tài)合金的充型 復(fù)習(xí)舊課：表面熱處理的特點及其應(yīng)用。 （ 2）中溫回火（ 350～ 500℃）：組織：回火屈氏體 HRC35～ 45。 應(yīng)用：齒輪、缸體、閥體等。 22 滿足以上所有要求的淬火劑是理想的淬火劑，但目前尚未找到還有待于我去研究和開發(fā)。（細(xì)化晶粒，均勻組織） 因正火是在空氣中冷卻， 得到的組織晶粒細(xì)小，且縮短了冷卻時間， 提高了生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，是一種比較經(jīng)濟(jì)的方法，應(yīng)用較廣泛。 退火的種類： （ 1）完全退火：（亞共析鋼） 把鋼加熱到 AC3 線以上 30～ 50℃ 的溫度，保溫一定時間（ ～)（碳鋼按有效厚度或直徑每 25 毫米為 1 小時，合金鋼按有效厚度或直徑每 20 毫米為 1 小時，保溫時間與工件形狀、材料質(zhì)量、裝爐量等有關(guān)） 然后隨爐冷卻的一種工藝。 350～ Ms， A′→ B 下 （竹葉狀）＝ C 粒 ＋ F 針 ， HRC45～ 55。 表面熱處理 化學(xué)熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。 ，鑄鐵宜鑄造成形。 質(zhì)量：優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼（ A）、特級優(yōu)質(zhì)鋼（ E） 。 特類鋼： C C …… ..C5 滿足機(jī)械和化學(xué)性能要求的。 鋼的分類：碳素鋼和合金鋼。 力學(xué)性能 Ψδ αku HB σS σb 含碳量（鋼 ≤ ％ C） 0 － Fe3C 狀態(tài)圖的應(yīng)用。 ECF 線：固相線（共晶線）：共晶反應(yīng) L→ Ld。 機(jī)械性能： δ＝ 20～ 25％、 σb＝ 800～ 850MPa、 HBS＝ 280～ 260。 20℃ ％ C （工業(yè)純鐵）。 組元： 定義：合金中的最小單元。 純金屬的晶格類型： 例如：純鐵（ αFe）