【正文】 淬火＋高溫回火：調(diào)質(zhì)處理。例如：彈簧、板簧、發(fā)條、沖擊工具等。 應(yīng)用于需要高硬度，高耐磨的材料零件。 V1－單液淬火、 V2－雙液淬火、 V3－分級(jí)淬火、 V4－等溫淬火。） 應(yīng)用；油嘴、小圓筒等。 （這種淬火法由于在奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變前，工件的溫度經(jīng)等溫停留后逐漸趨于一致，使隨后的組織轉(zhuǎn)變得以在表層和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行，由此可大大減小淬火內(nèi)應(yīng)力和變形，主要應(yīng)用于形狀復(fù)雜、小尺寸的碳鋼和合金鋼。 （雙液淬火廣泛應(yīng)用于各種零件或工具，能得到高硬度，又能減少淬火內(nèi)應(yīng)力，缺點(diǎn)是操作難，且未能很好地改進(jìn)工件表面與心部的溫差這一缺點(diǎn)。 （這種方法操作簡(jiǎn)單，易機(jī)械化、自動(dòng)化，通常工件是形狀簡(jiǎn)單的碳鋼和合金鋼。 缺點(diǎn)： 650～ 550℃ 、 V＝ 150℃ /S； A′→ P、 S、 T、 B。 缺點(diǎn)： 300～ 200℃、 V＝ 270℃ /S ； 易使工件變形、開(kāi)裂。 分析 MNQT（ c）冷卻曲線(xiàn)： MN－冷卻速度慢，目的是不易變形、開(kāi)裂； NQ－冷卻速度快，目的是 A′ 不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w； QT— 冷卻較慢，目的是既能得到高硬度的馬氏體，不變形、開(kāi)裂。 目的：既能得到高硬度的馬氏體，也不會(huì)產(chǎn)生變形、開(kāi)裂。），保溫一定 時(shí)間，（ ～ 、 30min/m3)(時(shí)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(yàn)公式－熱處理手冊(cè)，但生產(chǎn)實(shí)際中是綜合上述的因素通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能合理的選定）以大于或等于臨界冷卻速度冷卻下來(lái)的一種熱處理工藝。 教學(xué)方法：講授法和錄像觀(guān)摩。 組織分析： P＋ F→ A→ A→ A′→ S＋ F P＋ Fe3C 網(wǎng) → A→ A→ A′→ S＋ Fe3C 粒 應(yīng)用： ①對(duì)一些大型或形狀復(fù)雜的零件，淬火有開(kāi)裂的危險(xiǎn)，用正火； ②對(duì)于含碳量 ～ ％的鋼件，用正火代替退火； 金屬工藝學(xué) 教案 29 ③含碳量低于 ％的鋼件，采用正火，能提高硬度利于切削。（利于切削加工） ②消除網(wǎng)狀滲碳體組織。 （ 4）擴(kuò)散退火：（亞、過(guò)共析鋼） 把鋼加熱到 AC3 線(xiàn)以上 150～ 200℃、 ACCm 線(xiàn)以上 150～ 200℃，保溫一定時(shí)間（ 10～ 20hour）然后隨爐冷卻的一種工藝。 （ 3）低溫退火：（亞、共、過(guò)共析鋼） 把鋼加熱到 500～ 650℃，保溫一定時(shí)間（ 6～ 8min/mm、 ），然后隨爐冷卻的一種工藝。 （實(shí)際生產(chǎn)中在爐中冷卻到 500℃ 左右即可出爐冷卻） （ 2）球化退火：（過(guò)共析鋼） 把鋼加熱到 AC1 線(xiàn)以上 20～ 30℃的溫度，保溫一定時(shí)間（ 5～6min/mm1hour/m3）然后隨爐冷卻的一種工藝。 一、退火： 把鋼加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩 慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝法。 保溫時(shí)間：時(shí)間越長(zhǎng)， C 曲線(xiàn)右移?！? 補(bǔ)充內(nèi)容： 影響 C 曲線(xiàn)的因素： ①含碳量： C％ C％↑ C 曲線(xiàn)右移。 M： C→ α Fe（過(guò)飽和地溶解）， HRC65～ 66，硬度很高。 （貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)）： 550～ Ms， A→ A′→ B＝ C 粒 ＋ F。 亞共析鋼、過(guò)共析鋼分析： 共析鋼等溫曲線(xiàn)圖 ℃（溫度） A1 600 550 500 230 Ms － 50 Mf 0 1 10 102 103 104 105 106 S（時(shí)間） 根據(jù)組織分成三個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)： （珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)）： A1～ 550℃ ， P。 Ar3－冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開(kāi)始溫度。 （冷卻）時(shí)組織轉(zhuǎn)變的溫度。 分類(lèi)： 普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。 第四章 鋼的熱處理 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，為了不斷提高金屬下材料的機(jī)械性能，采用兩種方法： ①合金化法－碳鋼中加入合金元素（調(diào)整鋼的化學(xué)成分）。 、方法及應(yīng)用。 0 10 號(hào)鋼。 1100℃ 含碳 ％的鋼能鍛造，而含碳 ％的生鐵不能鍛造。（以 鐵代鋼，以鑄代鍛） 問(wèn)答題： 一、根據(jù)鐵碳合金狀態(tài)圖，說(shuō)明下列原因： ％的鋼比含碳 ％的鋼硬度高。 0Cr17Mn13Mo2V： C％、 17％ Cr、 13％ Mn、 2％ Mo、 N％ 0Cr18Ni9Ti、 1Cr1 1Cr2 0Cr17Ti。 W18Cr4V、 W12Cr4V4Mo、 9SiCr。最后標(biāo)“ A”則稱(chēng)為高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼（滾動(dòng)軸承鋼除外）。 合金鋼：低合金鋼、合金鋼。 舉例： T T T ……… .T14。 常用于齒輪、主軸、連桿 → 45。 （ 2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 普通含錳量鋼： ～ ％ Mn。 舊：甲類(lèi)鋼： A A A ……… A7 滿(mǎn)足機(jī)械性能要求的。 H： ％，有害元素，氫脆，白點(diǎn)。（ FeS＋ Fe）為共晶體， 985℃為液體。提高鋼的強(qiáng)度和硬度，特別是降低鋼的的脆性。 用途： ①碳素結(jié)構(gòu)鋼： ② 碳素工具鋼： 冶煉： ① 平爐鋼 （逐漸淘汰） ② 轉(zhuǎn)爐鋼 （使用） ③ 電弧爐鋼。 ③ 高碳鋼： ％ C≤ ％ ③過(guò)共析鋼： ～ ％ C。 課型：理論課和習(xí)題課。 布置作業(yè)： 課后總結(jié)： 金屬工藝學(xué) 教案 22 授課時(shí)間： 班級(jí)： 本課課題：碳素鋼 教學(xué)目的和要求： 的影響。 ③ .％ ≤ C≤ ％，高碳鋼：硬度高 ，耐磨性好。 力學(xué)性能和含碳量的關(guān)系曲線(xiàn)圖。 亞共析鋼： F＋ P 取決于 F、 P 的含量。 ： ％ C： L→ L＋ A→ A→ P 分析：在 727℃ 發(fā)生共析反應(yīng)， A 中含碳多少？ P 中含碳多少？ 金屬工藝學(xué) 教案 20 （ 727℃ :F＝ ％、 C＝ ％） ： ％ C： L→ L＋ A→ A→ A＋ F→ P＋ F 分析： ① A→ A＋ F 在→點(diǎn)以上 A 中含碳多少？隨著溫度降低， A 中含碳是 逐漸增加還是減少？ ② A＋ F→ P＋ F 在冷卻到→點(diǎn)時(shí)， A 中含碳增加到 ％ C，發(fā)生共析反應(yīng) A→ P，727℃時(shí)， P、 F 各占百分多少？ 727℃ : F＝ ％、 P＝ ％。 （ 5） PSK 線(xiàn)－ A1 線(xiàn)：共析線(xiàn)； 共析反應(yīng) A→ P（ F＋ C）共晶體。 （ 2） AE 線(xiàn)：固相線(xiàn) 奧氏體結(jié)晶終了線(xiàn)： L＋ A→ A。 （ 3）將意義相同的臨界點(diǎn)連接起來(lái)。 教學(xué)方法：講授法。 （應(yīng)用較少） 總結(jié)：硬度最高的是滲碳體，強(qiáng)度最好的是珠光體，高溫下奧氏體塑性最 金屬工藝學(xué) 教案 17 好，常溫下鐵素體塑性最好，萊氏體硬度較高。 Ld＝ A＋ C 727～ 1148℃。 ％ C。 滲碳體 C： F＋ C 層片相間疊加。 727℃ %C、 1148℃ %C。 （應(yīng)用簡(jiǎn)略提一下） （飽和的鹽水凝固點(diǎn)－ 21℃、其沸點(diǎn) 108℃。 單相、層片狀 、體心立方晶格。 （瘦子到教室形象舉例） 晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。 置換固溶體： d 質(zhì) /d 劑 。 鋁合金： Al： 99％、 97％、 95％、 …… .. Mg： ％、 2％、 2％、 ……… . Mn： ％、 1％、 3％、 ……… . 二元合金系、三元合金系、四元合金系。 產(chǎn)生具有優(yōu)良的使用性能和工藝性能方面的新材料（特出的物理、化學(xué)性能）。 而工業(yè)中的金屬材料均為合金。 Fe： HB80、 σb＝ 200MPa、 C： HB σb≈0 。 重點(diǎn)與難點(diǎn)：鐵碳合金組織及其力學(xué)性能。 原子數(shù)： 8 1/8＋ 6 1/2＝ 4 致密度： 舉例：銅： a＝ b＝ c= 10銅原子 M＝ 10－ 24g 銅原子的直徑： D＝ ，計(jì)算銅的密度？ 純 鐵（ γ － Fe） 912～ 1394℃ 、 Al、 Cu、 Ag、 Mn等。 二、純金屬 的晶體結(jié)構(gòu) 概念：原子球、結(jié)點(diǎn)、晶格、晶胞、晶格常數(shù) （ a、 b、 c、 α、 β、γ ） 金屬工藝學(xué) 教案 14 致密度：晶胞中原子占有的體積與晶胞體積之比。 采用的主要途徑是： 晶核數(shù)目越多－晶粒越多－晶粒越細(xì)小 ，從而提 高材料的力學(xué)性能。 晶核－枝晶－晶粒－多晶體。 冷 卻速度越大，過(guò)冷度越大。 過(guò)冷度： To＝ Tn＝ ?T（變量）。（實(shí)際測(cè)量出來(lái)的）（平時(shí)澆注的溫度） 一、金屬結(jié)晶的過(guò)冷現(xiàn)象： 過(guò)冷現(xiàn)象： 金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度， TnTo。 教學(xué)過(guò)程 第二章 鐵碳合金 （鋼和鑄鐵） 第一節(jié) 純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變 復(fù)習(xí)舊課：材料的力學(xué)性能 。熟悉兩 種常見(jiàn)的金屬晶格類(lèi)型。 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） 。 應(yīng)用：鍛打、電焊、熱處理等。 二、化學(xué)性能： （耐酸堿性） ：金屬材料抵抗腐蝕的性能。 應(yīng)用：電火花加工 （下冊(cè) ～ 80、電解加工、電子束加工及制造電線(xiàn)、電纜 、玻璃拉絲模 等。 高速鋼導(dǎo)熱性差，加熱要緩慢，以防開(kāi)裂。 應(yīng)用：電線(xiàn)的形態(tài)、橋梁的架設(shè)、鋼軌的鋪設(shè)、精密的測(cè)量工具 、電冰箱 、電飯鍋 等。 鐵： 1538℃、銅： 1083℃、鋁： 660℃、鈦： 1660℃。 鐵： 克 /厘米 銅： 克 /厘米 鋁： 克 /厘米 鈦： 克 /厘米 3 γ 5g/cm3→ 輕金屬、γ 5g/cm3→ 重金屬。 教學(xué)方法：講授法 課型：理論課 教學(xué)過(guò)程 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(shí)際意 義。 作業(yè)布置： 課后總結(jié)： 金屬工藝學(xué) 教案 10 授課時(shí)間： 班級(jí)： 本課課題：材料的物理性能、化學(xué)性能。 衡量指標(biāo)：疲勞強(qiáng)度 σ1 鋼： 10有色金屬： 108。 多次沖擊： Ak↓→ σs、 σb。但相互之間不能比較，必須查表為同單位才 金屬工藝學(xué) 教案 9 行。一定錐形的金剛石，在規(guī)定的載荷、時(shí)間后 。一般 通常 習(xí)慣用 HRC（無(wú)單位） 。 （ 2） 優(yōu)缺點(diǎn)： 精確、方便、材料限制、非成品檢驗(yàn)和薄片。 ： HB 試驗(yàn)： GB84。 教學(xué)方法：講授法 課型：理論課 和錄像觀(guān)摩。 教學(xué)目的和要求： 、布氏硬度的試驗(yàn)原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。 Ψ5 Ψ10 Ψ 值越大，塑性越好。 注意：長(zhǎng)、短試樣測(cè)出的 δ 值不相等 （比較大小，要同樣的試樣） 。 ： 定義：發(fā)生塑性變形，不破壞的能力。 公式： σb＝ Fb/Ao Fb－最大的載荷 。 公式： σs＝