【正文】 穩(wěn)定. 晶格: 原子看成一個點,把這些點用線連成空間格子.*晶粒大小控制: 晶核數(shù)目: 多—細(晶核長得慢也細) 溶質(zhì)原子替代溶劑原子而占據(jù)溶劑晶格中的某些結(jié)點位置，所形成的固溶體。 間隙固溶體溶質(zhì)原子嵌入各結(jié)點之間的空隙，形成固溶體?？赏ㄟ^調(diào)整合金中的金屬化合物的數(shù)量、形態(tài)、分布來改變合金的性能實質(zhì)：溫度——成分作標圖，是在平衡狀態(tài)下（加熱冷卻都極慢的條件下）得到的。 含C: 0% 9127)K: Fe3C成分點 % C 高級優(yōu)質(zhì)鋼 S=% 焊件30 35 40 45 50 55 60 Ti %C, 1Cr18Ni9Ti 等 人工合成: 塑料 2)奧氏體不銹鋼: 40000元第四章 鋼的熱處理 量具 退火實際冷卻臨界溫度 (2) 索氏體S a）以上三種均為F+ Fe3C 層片相間的珠光體，只是層片厚度不同。 馬氏體：過飽和的α固溶體“M” 167。 表面熱處理: 表面淬火 將鋼件加熱到高于或低于鋼的臨界點,保溫一定時間,隨后在爐內(nèi)或埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中緩慢冷卻,以獲得接近平衡的組織,這種工藝叫—目的: 1) 降低硬度—切削加工 2 改善切削加工性 1 常用淬火法: 優(yōu)點: 工藝理想,操作容易 韌性好, 扭90176。 2 鋼的淬透性與淬硬性 將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中,待其冷卻凝固后,以獲得零件或毛坯的方法. 純金屬流動性好:一定溫度下結(jié)晶,凝固層表面平滑,對液流阻力小2) 液態(tài)收縮: 從金屬液澆入鑄型到開始凝固之前. 液態(tài)收縮減少的體積與澆注溫度質(zhì)開始凝固的溫度的溫差成正比.2) 3 縮孔形成在鑄件最后凝固的地方出現(xiàn)一些空洞,集中—縮孔. 純金屬,共晶成分易產(chǎn)生縮孔*產(chǎn)生縮孔的基本原因: 鑄件在凝固冷卻期間,金屬的液態(tài)及凝固受縮之和遠遠大于固態(tài)收縮.順序凝固: 冒口—補縮 Fe3O4 + C –Fe + CO↑ 第二章 一 分類 Si↑石墨化↑(Si與Fe結(jié)合力比與C強,能增大鐵水和固態(tài)鑄鐵中碳原子的游離擴散能力) 鑄造性能優(yōu)良,便于鑄出薄而復(fù)雜的鑄件,(流動性好,收縮↓)3) 可焊性↑應(yīng)用: 適于制造形狀復(fù)雜的,強和韌性要求高的零件鑄—焊大件原料:廢鋼 生鐵 加冒口,冷鐵—消耗大量鋼水 3 鑄造工藝1) 一 各種手工造型方法的特點和應(yīng)用優(yōu)點:操作靈活,適應(yīng)性強,模型成本低,生產(chǎn)準備時間短.缺點:鑄件質(zhì)量差,生產(chǎn)率低,勞動強度高.應(yīng)用:單件,小批. 鑄造: ①細砂鑄型—光潔 減少切削量,粘砂②澆注時勿斷流—防氧化③澆注系統(tǒng)使液流平穩(wěn)流入—防飛濺④加冒口—補縮(錫青銅出外) 鋁青銅: 吹N2 3 青銅: 除黃銅,白銅(銅鎳合金)以外的,銅與其它元素組成. 167。 內(nèi)應(yīng)力↓ 形狀復(fù)雜,易裂紋的鑄件,或易硬化的鋼退火為宜.b 增加鑄型剛度,防止鑄件外形擴大—石墨膨脹c S↓ 殘余鎂量↓ 降低型砂含水量—氣孔↓(侵入)Mg+H2O=MgO+H2↑ (4)P 促進石墨化,但不明顯,多—冷脆 FeS—熱脆 2 影響鑄鐵組織和性能的因素* 鑄鐵中的碳 可能以化合狀態(tài)(Fe3C)或自由狀態(tài)(石墨)存在. 灰鐵中, 活塞環(huán)等5) 缺口敏感性: ↓ ∵,外來缺口(鍵槽,刀痕)對灰口鐵的疲勞強度影響甚微,提高了零件工作的可靠性 ∵ 石墨對基體割裂較輕,故機械性能好. 如齒輪(2) 珠光體—鐵素體灰口鐵:灰口鐵的機械性能還與金屬基體類別有關(guān)(1) 珠光體灰口鐵: 珠光體基體上分布細小,均勻的石墨. Cu等 原因: 金屬熔化和澆注中與氣體接觸(H2 設(shè)計結(jié)構(gòu)合理, + 3 影響流動性的因素應(yīng)用: 受交變載荷,強烈磨損,或在腐蝕,高溫等條件下工作的工件.滲C: 表面成高碳鋼,細針狀高碳馬氏體(~%),心部又有高韌性的受力較大的齒輪,軸類件 3 高溫回火:500~650℃組織: 回火索氏體—較細的球(粒)狀Fe3C和F機械混合物.目的: 消除內(nèi)應(yīng)力,較高韌性,硬度更低.應(yīng)用: 齒輪,曲軸,連桿等(受交變載荷)淬火+高溫回火調(diào)質(zhì) 1 低溫回火:加熱溫度 150~250℃組織: 回火馬氏體—過飽和度小的α固溶體,片狀上分布細小ε碳化物目的: 消除內(nèi)應(yīng)力,~64應(yīng)用: 量具,刃具 應(yīng)用: 形狀復(fù)雜的小零件,硬度較高,韌性好,防變形,開裂.組織:淬火冷卻:決定質(zhì)量,. 目的:消除偏析,應(yīng)用:鑄件 例子:杯裂 2 不完全退火:將共析鋼或過共析鋼加熱到Ac1以上20~30℃,適當保溫,緩慢冷卻的熱處理工藝 塑 韌 →0 （由于溫度低，原子活動能力低，晶格轉(zhuǎn)變完成，但是，C原子不能從面心中擴散出來，仍留在體心中，形成過飽和α固溶體） 500X (1)等溫冷卻: 使加熱到A的鋼,先以較快的速度冷卻到Ar1線下某一溫度,成為過冷A,保溫,使A在等溫下發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變完,再冷卻到室溫. 油冷 1) 極緩慢冷卻 167。 脆 聚酰亞胺: 絕緣 天然: 耐磨件數(shù)字表示含C 萬分8之幾 C↑ 硬↑, 強, 塑,韌↓ FeC分布晶界,脆性↑ 一 碳鋼 S P等雜質(zhì) 亞共晶鐵L—1點—L+A—A+Ld—P+Ld’ Ld’亞共晶生鐵 P亞共析鋼 2 鋼:含碳: ~ 1538℃2)C: 共晶點 含C,%時,Fe與C形成Fe3C,故可看成一個組元,即鐵碳合金狀態(tài)圖實際為FeFe3C的狀態(tài)圖. t 167。固溶體+金屬化合物、固+固——綜合性能 2 金屬化合物合金各組成元素之間相互作用而生成的一種新的具有金屬性質(zhì)，可用分子式表示的物質(zhì)。 過冷度:理論結(jié)晶溫度與實際結(jié) 實際結(jié)晶溫度 2 冷卻曲線溫度隨時間變化的曲線—熱分析法得到 Mg Zn Be據(jù)統(tǒng)計，80%機件失效是由于疲勞破壞。 ak↑,沖擊韌性愈好. Ak=G(Hh) 3顯微硬度(Hm) 特點：壓痕大，代表性全面l 金屬材料在受力時抵抗彈性變形的能力— 4 延伸率和斷面收縮率：——表示塑性大小的指針1）延伸率：（P一定，σ=P/F一定，但真實應(yīng)力P/F1↑ 因為變形，F(xiàn)1↓）發(fā)生永久變形3）強化階段：水平線右斷至b點 指力學(xué)性能受外力作用反映出來的性能。 熱加工：金屬材料、鑄造、壓力加工、焊接 5 條件屈服極限σ0。 強度指金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力. HBW—壓頭用硬質(zhì)合金球l 用金剛石圓錐在壓頭或鋼球，在規(guī)定的預(yù)載荷和總載荷下，壓入材料，卸載后，測其深度ｈ，由公式求出，可在硬度計上直接讀出，無單位．不同壓頭應(yīng)用范圍不同如下表：HRBｄ＝退火鋼 灰鐵 有色金屬HRC1200金剛石圓錐1471淬火 回火件 2 疲勞破壞原因 5為什么沖擊值不直接用于設(shè)計計算? 二 常見晶格類型 Au 過冷: 液態(tài)金屬冷卻到理論結(jié)晶溫度以下才開始結(jié)晶的現(xiàn)象. 二 金屬的同素異購轉(zhuǎn)變(二次結(jié)晶\重結(jié)晶)同素異構(gòu)性—一種金屬能以幾種晶格類型存在的性質(zhì).同素異購轉(zhuǎn)變—金屬在固體時改變其晶格類型的過程.如:鐵 錫 錳 鈦 鈷以鐵為例: δFe(1394℃)γFe(912℃)αFe 1）1 鐵碳合金的基本組織液態(tài)：Fe、C 無限互溶 。 s727℃ P+Fe3C—Ld’低溫萊氏體性能: 與Fe3C相似 共晶鐵L—Ld—Ld’ 四 鐵碳合金狀態(tài)圖的應(yīng)用 “冷脆” 3)按用途分 碳素結(jié)構(gòu)鋼, 碳素工具鋼 ~%Mn , %C ~%Mn T8MnA 18Cr2Ni4WA 2 合金工具鋼: W18Cr4V ~%C,18%W,4%Cr,%V應(yīng)用:刃具,模具,量具等 1 滿足零件工作條件: Ac1 Ac3 PAr3析出Fe3CⅡ 亞共析鋼: 等溫淬火 B上 電鏡下觀察，滲碳體不連續(xù)，短桿狀，分布于許多平行而密集的鐵素體條之間。 3 共析鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 單液淬火(普通淬火):缺點: 水冷,易變形,開裂. 油冷:易硬度不足,或不均優(yōu)點: 易作,易自動化. 缺點:時間長 淬硬性:在淬火后獲得的馬氏體達到的硬度,它的大小取決于淬火時溶解在奧氏體中的碳含量. 2 中溫回火:加熱溫度 350~500℃組織: 極細的球(粒)狀Fe3C和F機械混合物. (回火屈氏體)目的:減少內(nèi)應(yīng)力,提高彈性,硬度略降.應(yīng)用:(~%)彈簧,模具 熱處理:淬火+低溫回火 得到回火M(細小片狀)+ Fe3CⅡ 為保證內(nèi)部性能,氮化前調(diào)質(zhì)優(yōu)點: 氮化后不淬火,硬度高(HV850),氮化層殘余壓應(yīng)力,疲勞強度↑氮化物抗腐蝕.鑄造的缺陷對鑄件質(zhì)量有著重要的影響,因此,我們從鑄件的質(zhì)量入手,結(jié)合鑄件主要缺陷的形成與防止,為選擇鑄造合金和鑄造方法打好基礎(chǔ). 2 測定流動性的方法: 二 合金的收縮 澆注速度↑ 微觀縮松凝固過程中,晶粒之間形成微小孔洞凝固區(qū),先形成的枝晶把金屬液分割成許多微小孤立部分,冷凝時收縮,形成晶間微小孔洞. 對于結(jié)晶溫度范圍甚寬的合金,由于傾向于糊狀凝固,結(jié)晶開始之后,發(fā)達的樹枝狀骨狀布滿整個截面,使冒口補縮道路受阻,選用近共晶成分和結(jié)晶范圍較窄的合金生產(chǎn)鑄件是適宜的.167。 自然時效, 三 鑄件的裂紋與防止 原因: 復(fù)雜大工件受拉應(yīng)力部位和應(yīng)力集中處易發(fā)生。4 彌散孔,氣密性↓3 反應(yīng)氣孔: 金屬液與鑄型材料,型芯撐,冷鐵或溶渣之間,因化學(xué)反應(yīng)生成的氣體而形成的氣孔. C↑ 石墨化↑ 1 牌號及應(yīng)用: KTH(KTZ)+3位數(shù)+2位數(shù)KTH—F基體 1 球鐵的組織和性能2 鑄鋼鋼鐵件也是一種重要的鑄造合金,產(chǎn)量僅次于灰鐵,約為可鐵和球鐵的和.優(yōu)點: 加熱速度快,. 導(dǎo)電 粘土來源廣,價低.粘土砂分兩類: 濕型砂:中,小件. 造型方法選擇造型是砂型鑄造最基本的工序,造型方法選擇的是否合理,對鑄件質(zhì)量和成本有著重要的影響.3 澆注位置與分型面的選擇澆注位置指金屬澆注時鑄件所處的空間位置分型面指砂箱間的接觸表面 ①防氧化: 液面蓋上溶劑(碎玻璃,蘇打,鵬砂)②脫氧:Cu+O2Cu2O(氧化亞銅)塑↓加磷銅 脫氧 普通黃銅和鋁青銅因有Zn能脫氧③除氣: 錫青銅: 吹N2, N2 上浮帶出H2 . 強 硬↓ 由于石墨的存在,減少了承載的有效面積.2) 3 按化學(xué)成分: 普通鑄鐵合金鑄鐵: Si4%主要用途: 煉鋼原料. 也可處理成可鍛鑄鐵. 167。 2 析出氣孔: 溶于金屬液中的氣體在冷凝過程中,因氣體溶解度下降而析出, 使鑄件形成氣孔. 550—650℃ 冷卻過程中,固態(tài)相變時,—P, A—P體積會增大,Fe3C—石墨,體積↑. 凝固之后的繼續(xù)冷卻過程中,其固態(tài)收縮若受到阻礙,鑄件內(nèi)部就發(fā)生內(nèi)應(yīng)力,內(nèi)應(yīng)力是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因.(有時相變膨脹受阻,負收縮) 固態(tài)收縮: 凝固以后到常溫. 液態(tài)合金從澆注溫度至凝固冷卻到室溫的過程中,(縮孔,縮松,裂紋,變形,殘余應(yīng)力)產(chǎn)生的基本原因. 中間凝固大多數(shù)合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固之間. 1 鑄型結(jié)構(gòu): 若不合理,如壁厚小, 直澆口低, 澆口小等 非共晶成分流動性差: 結(jié)晶在一定溫度范圍內(nèi)進行,初生數(shù)枝狀晶阻礙液流以螺旋形試件的長度來測定: 如 灰口鐵:澆鑄溫度1300℃ 試件長1800mm.鑄鋼:1 液態(tài)合金的充型充型: 液態(tài)合金填充鑄型的過程.充型能力: 液態(tài)合金充滿