【正文】 壓力加工錫青銅 Sn青銅 —— 如 QSn43，含 4%Sn 、 3%Zn，其余為 Cu 做軸承、彈簧等。 Al青銅 ——如 QAl ，做耐蝕、抗磨的齒輪、軸套等。 Be青銅 —— 如 QBe2，做彈簧，高速軸承等。 鑄造錫青銅 —— 如 Sn青銅 ZCuSn10Zn2 ， 主要用于制造閥、泵殼、齒輪、蝸輪等零件 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 121 頁(yè) ? 無(wú)錫青銅 指不含錫的青銅，常用的有鋁青銅、 鈹 青銅、鉛青銅、錳青銅、硅青銅等。其中最常用的為鋁青銅。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)。鑄造時(shí)，由于其鑄造性好，可獲得致密的鑄件。鋁青銅典型牌號(hào)ZCuAl9Mn2，常用于制造齒輪，摩擦片、蝸輪等要求高強(qiáng)度、高耐磨性的零件。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 122 頁(yè) 白銅（了解） 白銅成分 :是以 Ni為主要合金元素的合金。 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(lái)提高強(qiáng)度。 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。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 123 頁(yè) 軸承合金、粉末冶金與硬質(zhì)合金 一、軸承合金 定義 :用于制造軸瓦和軸襯的合金稱為軸承合金。 性能要求 : 在工作溫度下 ,應(yīng)具有足夠的抗壓強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和高的耐磨性。 具有足夠的塑性與韌性。 具有良好的磨合性及較小的摩擦系數(shù)。 具有良好的導(dǎo)熱性和抗蝕性，較小的膨脹系數(shù)。 具有良好的抗咬合性 有良好的工藝性，原料來(lái)源廣且價(jià)格低廉 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 124 頁(yè) 各類型軸瓦 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 125 頁(yè) 組織要求 : 為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)該是在軟基體上均勻分布硬相質(zhì)點(diǎn)組織的材料。（ 48① ）（或硬基體上分布軟基體） 潤(rùn)滑油空間 軸 硬質(zhì)點(diǎn) 軟基體 軸瓦 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 126 頁(yè) ? 硬基體上分布軟質(zhì)點(diǎn)組織特征圖 潤(rùn)滑油空間 軸 軟質(zhì)點(diǎn) 硬基體 軸瓦 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 127 頁(yè) ? 最常用的合金是錫基或鉛基“巴氏合金”，其牌號(hào)為“ ZCH”（軸承的漢語(yǔ)拼音）后附以基本元素和主加元素的化學(xué)符號(hào)，并標(biāo)明主加元素和輔加元素的含量。 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 128 頁(yè) ?軸承合金應(yīng)用 內(nèi)燃機(jī)軸瓦 巴氏合金軸瓦 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 129 頁(yè) 二、粉末冶金材料 ? 粉末冶金法與金屬熔煉法都是生產(chǎn)工程材料的基本方法之一，但兩種方法有根本的不同。粉末冶金法不用熔煉和澆注，而只需配料、混合、壓制、燒結(jié)等過(guò)程，是一種特殊的冶金工藝。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(wú)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。 ? 粉末治金的 生產(chǎn)工藝過(guò)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(yè) ? 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。 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 131 頁(yè) 硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn) (1)硬度高、紅硬性好、耐磨性好。在常溫下，硬質(zhì)合金的硬度可達(dá) 86～ 93HRA（相當(dāng)于 69～ 81HRC），紅硬性可達(dá) 900～ 1000℃ 。作為切削刀具使用時(shí)，其切削速度、耐磨性與壽命都比高速鋼刀具有顯著提高。 (2)抗壓強(qiáng)度高。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）。硬質(zhì)合金的彈性模量很高（約為高速鋼的 2～ 3倍）。 (3)良好的耐蝕性和抗氧化性。硬質(zhì)合金具有良好的抗大氣、酸、堿腐蝕能力和抗氧化性。 (4)韌性很差。硬質(zhì)合金的韌性小，約為淬火鋼的 30％～ 50％）。這是硬質(zhì)合金的一個(gè)缺點(diǎn)。 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 132 頁(yè) 非金屬材料（自學(xué)） ? 本項(xiàng)目?jī)?nèi)容繁雜，不易記憶，所以在學(xué)習(xí)中要善于總結(jié)，將類別 —組織 —性能 —應(yīng)用作為一條線來(lái)學(xué)習(xí)。最好自己動(dòng)手，將本章內(nèi)容列表總結(jié)學(xué)習(xí)，并且在學(xué)習(xí)中，注意回顧鋼鐵材料的組織和性能，分析兩者的異同。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 133 頁(yè) ? 鋼的熱處理 鋼的熱處理是將固態(tài)鋼采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需組織結(jié)構(gòu)與性能的一種工藝。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。 ? 鋼的熱處理方法： 退火、正火、淬火、回火、表面熱處理。 鋼的熱處理工藝 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 134 頁(yè) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 135 頁(yè) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 136 頁(yè) ? 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 利用相 Fe－ Fe3C相圖為基礎(chǔ)研究鋼在加熱和冷卻時(shí)的相變規(guī)律。 在Ｆ eFｅ 3C相圖中， A A3和 Acm是碳鋼在極緩慢地加熱或冷卻時(shí)的相變溫度，是平衡臨界點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，加熱和冷卻不可能極緩慢，因此不可能在平衡臨界點(diǎn)進(jìn)行組織轉(zhuǎn)變。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。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。 鋼的熱處理工藝 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 137 頁(yè) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 138 頁(yè) ? 鋼加熱過(guò)程中相的變化： 加熱到 Ac1點(diǎn)以上： P A 加熱到 Ac3和 Acm點(diǎn)以上： P全部轉(zhuǎn)換成 A。 熱處理加熱的主要目的：獲得 A(這種熱轉(zhuǎn)變過(guò)程也可以稱為 A化 ) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 139 頁(yè) 奧氏體晶粒大小對(duì)隨后冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的性能有重要影響。珠光體剛轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)，大量的晶核造就了細(xì)小的晶粒。但隨溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，奧氏體晶粒會(huì)自發(fā)的長(zhǎng)大。奧氏體晶粒越粗大，冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織也愈粗大，冷卻后鋼的力學(xué)性能就愈差，特別表現(xiàn)為沖擊韌度明顯降低。 鋼的熱處理工藝 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 140 頁(yè) 淬火時(shí)希望得到細(xì)小的奧氏體晶粒。熱處理生產(chǎn)中需要嚴(yán)格控制奧氏體的晶粒度。同時(shí)，奧氏體晶粒的大小是評(píng)定加熱使兩的指標(biāo)之一。 控制奧氏體晶粒大小方法：加熱溫度的控制、保溫時(shí)間的控制、加熱速度的控制。 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。所以生產(chǎn)中利用快速加熱、短時(shí)保溫來(lái)獲得細(xì)小的奧氏體晶粒。 鋼的熱處理工藝 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 141 頁(yè) 鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 冷卻是熱處理的關(guān)鍵工序，其冷卻轉(zhuǎn)變溫度決定了冷卻后的組織和性能。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 142 頁(yè) ? ? 過(guò)冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)曲線：過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物與時(shí)間的關(guān)系。由于曲線形狀象字母 C，其也可以稱為 C曲線。 過(guò)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。 通過(guò)曲線反映：共析碳鋼過(guò)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。 鋼的熱處理工藝 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 143 頁(yè) ? 馬氏體在金相觀察中（二維）通常表現(xiàn)為針狀 ，中高碳鋼中加速冷卻通常能夠獲得這種組織。高的強(qiáng)度和硬度是鋼中馬氏體的主要特征之一。 鋼的熱處理工藝 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 144 頁(yè) ? 貝氏體：貝氏體轉(zhuǎn)變溫度介于珠光體轉(zhuǎn)變與馬氏體轉(zhuǎn)變之間。在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度偏高區(qū)域轉(zhuǎn)變產(chǎn)物叫上貝氏體 (up bainite)，其外觀形貌似羽毛狀，也稱羽毛狀貝氏體。沖擊韌性較差，生產(chǎn)上應(yīng)力求避免。在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度下端偏低溫度區(qū)域轉(zhuǎn)變產(chǎn)物叫下貝氏體。其沖擊韌性較好。為提高韌性，生產(chǎn)上應(yīng)通過(guò)熱處理控制獲得下貝氏體。 鋼的熱處理工藝 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 145 頁(yè) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 146 頁(yè) 二 ) 共析碳鋼 TTT 曲線的分析 穩(wěn)定的奧氏體區(qū) 過(guò)冷奧氏體區(qū) A向產(chǎn) 物轉(zhuǎn)變開(kāi)始線 A向產(chǎn)物 轉(zhuǎn)變終止線 A + 產(chǎn) 物 區(qū) 產(chǎn)物區(qū) A1～ 550℃ 。高溫轉(zhuǎn)變區(qū) 。 擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 。 P 轉(zhuǎn)變區(qū)。 550～ 230℃ 。中溫轉(zhuǎn)變 區(qū) 。 半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 。 貝氏體 ( B ) 轉(zhuǎn)變區(qū) 。 230～ 50℃ 。 低溫轉(zhuǎn) 變區(qū) 。 非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 。 馬氏體 ( M ) 轉(zhuǎn)變區(qū)。 時(shí)間 (s) 300 102 103 104 10 1 0 800 100 100 200 500 600 700 溫度 (℃ ) 0 400 A1 Ms Mf 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 147 頁(yè) 過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 實(shí)際熱處理生產(chǎn)中， 過(guò)冷 A的轉(zhuǎn)變大多是 在連續(xù)冷卻過(guò)程中進(jìn) 行的。如鋼退火時(shí)的 爐冷，正火時(shí)的空冷、 淬火時(shí)的水冷。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 148 頁(yè) 過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 由圖可以看出，共析碳鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)程中，只有珠光體和馬氏體的轉(zhuǎn)變，沒(méi)有貝氏體的轉(zhuǎn)變。珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)包括 Ps、 Pf和 K線。 Ps、 Pf表示 A—P的轉(zhuǎn)變開(kāi)始線和終止線； K為 A—P終止線。表示冷卻曲線碰到 K線時(shí)，過(guò)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。 馬氏臨界冷卻速度：過(guò)冷 奧氏體在連續(xù)冷卻過(guò)程中不 發(fā)生分解而全部過(guò)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。鋼在淬火時(shí)的冷卻速 度應(yīng)大于 vk。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 149 頁(yè) 鋼的退火和正火 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 150 頁(yè) 毛坯生產(chǎn) 預(yù)備熱處理 機(jī)械加 工 最終熱處理 機(jī)械精加工 預(yù)備熱處理 : 退火 。 正火 最終熱處理 : 淬火 。 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(yè) ? 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(kāi)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。 鋼的退火和正火 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 152 頁(yè) ? 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。適用于含碳量小于 ％的碳素工具鋼。 45號(hào)鋼完全退火時(shí)的加熱溫度為 840～ 860 ℃ 。 鋼的退火和正火 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 153 頁(yè) ② 球化退火 適用于含碳量 ％的碳素工具鋼（加熱溫度 760～ 780 ℃ ），合金工具鋼，軸承鋼等。 將過(guò)共析碳鋼加熱到 Ac1以上 20～ 30℃ ，保