【正文】 透性也很好。 高錳鋼的鑄態(tài)組織為奧氏體和粗大的碳化物(沿晶界析出)，力學(xué)性能低，尤其是韌性和耐磨性低。 1．刀具材料應(yīng)具備的性能 (1) 高的硬度和耐磨性。 (3) 高速工具鋼。但易產(chǎn)生崩刃。衡量指標(biāo) (1)vT:一定刀具耐用度下的切削速度（例：v60） (2)Kr:相對(duì)加工性 Kr=v60/(v60)j(v60)j 切削正火狀態(tài)的45鋼的v60改善切削加工性的途徑(1)熱處理 (2)調(diào)整化學(xué)成分 切削液（1）種類(lèi)①水基切削液 ②油基切削液（2）作用①冷卻 ②潤(rùn)滑（3）使用方法 切削用量的合理選擇盡可能大的背吃刀量ap盡可能大的進(jìn)給量f切削速度vc34 金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)一、對(duì)金屬切削機(jī)床的基本要求 （1）工藝范圍 是指機(jī)床適應(yīng)不同加工要求的能力。 選擇刀具耐用度有兩種方法：最大生產(chǎn)率耐用度，它根據(jù)單件工時(shí)最短的原則確定耐用度；經(jīng)濟(jì)耐用度，它根據(jù)成本最低的原則確定耐用度。――副切削刃與進(jìn)給方向間的夾角 影響已加工表面的粗糙度和刀尖強(qiáng)度，減少κr180。常用于制造低速、簡(jiǎn)單的鉗工手用工具。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：是指在切削加工中，時(shí)工件的多余材料不斷被去除的工作運(yùn)動(dòng)。三、耐磨鋼 耐磨鋼是指在強(qiáng)大沖擊和擠壓條件下才能硬化的高錳鋼，其典型鋼種是ZGMn13型。 這類(lèi)鋼的抗氧化性能高(鉻含量越高，抗氧化性越高)，但高溫強(qiáng)度仍較低，焊接性較差，主要用于制造工作溫度較高、受力不大的構(gòu)件，如退火爐罩、吊掛、熱交換器、噴嘴、滲碳箱等。 這類(lèi)鋼在室溫下為單相奧氏體組織，加熱時(shí)沒(méi)有相變發(fā)生，故奧氏體不銹鋼具有很好的塑性、韌性和焊接性，強(qiáng)度、硬度低、無(wú)磁性，耐腐蝕性和耐熱性很好，但切削加工性較差，易粘刀和產(chǎn)生加工硬化。 對(duì)于精度要求高的量具，為保證尺寸穩(wěn)定性，常在淬火后立即進(jìn)行一次冷處理，以降低組織中的殘余奧氏體量。 高溫淬火和高溫 (510～520℃) 多次回火法 (二次硬化法)這種方法能使模具獲得高的熱硬性和耐磨性，但韌性較差。高速鋼回火后的組織為回火馬氏體、粒狀碳化物和少量殘余奧氏體，硬度可達(dá)63～ 66HRC。釩是強(qiáng)碳化物形成元素，其碳化物VC非常穩(wěn)定，極難溶解，硬度極大 (可達(dá)83～85HRC) ，從而提高鋼的硬度和耐磨性。24 合金工具鋼 合金工具鋼按主要用途分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼三大類(lèi)。 冷成形彈簧 對(duì)于直徑小于810mm的彈簧，一般采用冷拔鋼絲冷卷而成。它主要用于制造承受多種載荷、受力復(fù)雜的零件，如機(jī)床主軸、連桿、汽車(chē)半軸、重要的螺栓和齒輪等。被廣泛用于橋梁、船舶、車(chē)輛、建筑、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道等。 五、提高淬火鋼的回火穩(wěn)定性 回火穩(wěn)定性：淬火鋼在回火時(shí)，抵抗軟化(強(qiáng)度，硬度下降)的能力。合金元素溶入鐵素體后，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用，使其強(qiáng)度、硬度升高，塑性和韌性下降。 高合金鋼。第一節(jié) 合 金 鋼21 概 述 合金鋼——為了改善鋼的組織和性能，在碳鋼的基礎(chǔ)上，有目的地加入一些元素而制成的鋼。耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。 “縮頸” （試樣橫截面變小，拉力↓） 4 延伸率和斷面收縮率：——表示塑性大小的指標(biāo) 1）延伸率： δ= l0——試樣原長(zhǎng)，l1——拉深后長(zhǎng) 2）斷面收縮率： F0——原截面，F(xiàn)1—拉斷后截面 （1） δ、ψ越大，材料塑性越好 （2）ε與δ區(qū)別：拉伸圖中 ε=ε彈+ε塑 ， δ=εmas塑 （3）一般δ〉5%為塑性材料，δ〈5%為脆性材料。 Ⅰ、金屬材料的力學(xué)性能： 力學(xué)性能受外力作用反映出來(lái)的性能。σ=Εε, Ε=σ/ε=tgα 2 幾何尺寸、形狀、受力 相同材料的E相同,但尺寸不同,\形狀\. 三 強(qiáng)度： 強(qiáng)度指金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。彎曲程度一般用彎曲角度α（外角）或彎心直徑d 對(duì)材料厚度a 的比值表示，a 愈大或d/a 愈小，則材料的冷彎性愈好。與碳鋼相比，合金鋼的性能顯著提高，應(yīng)用日益廣泛，但價(jià)格高于碳鋼。例如60Si2Mn鋼，表示平均ωc = ％，平均ωsi ≥％，平均ωMn ％的合金結(jié)構(gòu)鋼。它是合金元素溶人滲碳體 (置換其中的鐵原子) 所形成的化合物。 高的回火穩(wěn)定性使鋼在較高溫度下仍能保持高的硬度和耐磨性。這類(lèi)零件都要求表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有較高的強(qiáng)度和足夠的韌性。 合金調(diào)質(zhì)鋼具有良好的淬透性、熱處理工藝性及良好的綜合力學(xué)性能。五、滾動(dòng)軸承鋼 滾動(dòng)軸承鋼是用來(lái)制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體 (滾針、滾柱、滾珠) 、內(nèi)外套圈的專(zhuān)用鋼。其ωc = ％～％的范圍內(nèi)，以保證鋼的淬硬性和形成合金碳化物的需要。 3．高速鋼的熱處理 高速鋼的熱處理包括退火、淬火和回火，其特點(diǎn)是退火溫度低，淬火溫度高，回火溫度高且次數(shù)多。二、合金模具鋼 模具鋼可分為冷作模具鋼和熱作模具鋼。因此，要求熱作模具鋼應(yīng)具有高的熱硬性和高溫耐磨性，良好的綜合力學(xué)性能，高的熱疲勞強(qiáng)度和較好的抗氧化能力，同時(shí)還要求具有高的淬透性、導(dǎo)熱性。 鋼中碳含量較低的1Cr12Cr13鋼，具有良好的抗大氣、海水、蒸汽等介質(zhì)腐蝕的能力，且有較好的塑性和韌性，用于制造耐腐蝕的結(jié)構(gòu)零件。這種處理方法稱(chēng)為固溶處理。廣泛用于制造工作溫度在650℃以下、承受較大載荷且要求耐磨的零件，如汽輪機(jī)葉片、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣閥等。只有使高錳鋼獲得單相奧氏體組織，才能使鋼在使用時(shí)顯示出良好的耐磨性和韌性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。因鋼中含有大量高硬度的碳化物，其熱硬性和耐磨性都有顯著提高，淬火硬度達(dá)62～65HRC，熱硬性達(dá)550～600℃，被廣泛用于制造較復(fù)雜的刀具。后角α0――主后刀面與切削平面間的夾角 增大后角可減少摩擦，提高工件加工質(zhì)量和刀具耐用度，并使切削刃鋒利。（2）加工精度 機(jī)床的加工精度是指該機(jī)床加工零件表面的實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的符合程度，如：零件加工表面的尺寸、形狀、位置及粗糙度。當(dāng)切削速度增大時(shí)，耐用度將大大降低。副偏角κr180。％～％的優(yōu)質(zhì)高碳鋼。 主運(yùn)動(dòng)：是指在切削加工中形成機(jī)床切削速度或消耗主要?jiǎng)恿Φ墓ぷ鬟\(yùn)動(dòng)。若零件的工作溫度超過(guò)700℃，則應(yīng)考慮選用鎳基、鐵基、鉬基耐熱合金及陶瓷合金等。 (二) 鐵素體耐熱鋼 鐵素體耐熱鋼的碳含量較低 (ωc ≤ ％)、鉻含量高(ωcr≥11％)，并含有一定量的硅、鋁等，以提高鋼的抗氧化能力，加入少量的氮，主要是提高鋼的強(qiáng)度。有時(shí)還向鋼中加入鈦、鈮、鉬等，以防晶界腐蝕。 量具的最終熱處理主要是淬火和低溫回火，目的是獲得高硬度和高耐磨性。一般承受較大載荷和形狀復(fù)雜的模具采用此法處理。進(jìn)行多次回火，其目的是為了逐步減少殘余奧氏體的量和消除內(nèi)應(yīng)力。 鉻在高速鋼淬火加熱時(shí)，幾乎全部溶人奧氏體中，增加了奧氏體的穩(wěn)定性，從而顯著提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性。前者用作中、小型滾動(dòng)軸承，后者用于較大型滾動(dòng)軸承。其熱處理是在成形后進(jìn)行淬火和中溫回火，獲得回火托氏體組織，具有高的彈性極限與疲勞強(qiáng)度，硬度為40～45HRC。三、合金調(diào)質(zhì)鋼 調(diào)質(zhì)鋼通常是指經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用的鋼，一般為中碳的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼與合金結(jié)構(gòu)鋼。 低合金結(jié)構(gòu)鋼一般在熱軋空冷狀態(tài)下使用，其組織為鐵素體和珠光體。 注意：若合金元素未溶人奧氏體，將不能增加奧氏體的穩(wěn)定性，因而也就不能提高鋼的淬透性，反而會(huì)降低鋼的淬透性。22 合金元素在鋼中的作用一、強(qiáng)化鐵素體 大多數(shù)合金元素都能溶于鐵素體，形成合金鐵素體。ωMe =5％～10％。都已由國(guó)內(nèi)自行研制開(kāi)發(fā)成功，最大限度滿足了其需要。 例如：純彎曲，有色金屬N〉108 鋼材N107 不疲勞破壞 2 疲勞破壞原因 材料有雜質(zhì),表面劃痕,能引起應(yīng)力集中,導(dǎo)致微裂紋,裂紋擴(kuò)展致使零件不能承受所加載荷突然破壞. 3預(yù)防措施 改善結(jié)構(gòu)形狀,避免應(yīng)力集中,表面強(qiáng)化噴丸處理,表面淬火等. Ⅱ、金屬材料的物理,化學(xué)及工藝性能： 一 物理性能 比重: 計(jì)算毛坯重量,選材,如航天件 :輕熔點(diǎn):鑄造 鍛造溫度(再結(jié)晶溫度)熱膨脹性:鐵軌 模鍛的模具、量具、導(dǎo)熱性: 鑄造:金屬型 鍛造:加熱速度、導(dǎo)電性: 電器元件 銅 鋁磁性:變壓器和電機(jī)中的硅鋼片 磨床: 工作臺(tái) 二 化學(xué)性能化學(xué)性能：指金屬材料與周?chē)橘|(zhì)掃觸時(shí)抵抗發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)的性能。 4）局部變形階段bk 過(guò)b點(diǎn)，試樣某一局部范圍內(nèi)橫向尺寸突然急劇縮小。 一 彈性和塑性： 1彈性：金屬材料受外力作用時(shí)產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去掉后能恢復(fù)其原來(lái)形狀的性能。按作用力性質(zhì)的不同,可分為:抗拉強(qiáng)度 σ+ 抗壓強(qiáng)度σ 抗彎強(qiáng)度σw 抗剪強(qiáng)度τb 抗扭強(qiáng)度σ 常用來(lái)表示金屬材料強(qiáng)度的指標(biāo): 屈服強(qiáng)度: (Pa N/m2) Ps產(chǎn)生屈服時(shí)最大外力, F0原截面 抗拉強(qiáng)度 (Pa N/m2) Pb斷裂前最大應(yīng)力. σs /,機(jī)件會(huì)斷裂. σsσ