【正文】 ? 思考： ? 1化學熱處理有冷卻過程嗎？ ? 2化學熱處理與固溶強化有何關(guān)系？固溶強化原理在工業(yè)生產(chǎn)中的實際應用。即把工件放入滲碳氣氛中在 900～ 950℃ 加熱、保溫，使鋼件表面層增碳的過程 。 表面淬火 ? 表面淬火 ? 應用場合： 表面耐磨，不易產(chǎn)生疲勞破壞，而心部承受沖擊載荷，要求有足夠的塑性和韌性的工件。 ? 高溫回火（ 500～ 650℃ ），“調(diào)質(zhì)處理”，各種工模具及滲碳或表面淬火的工件。 ? 原理：淬火所形成的馬氏體是在快速冷卻條件下強制形成的不穩(wěn)定組織，具有重新轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定組織的自發(fā)趨勢。 淬火 ? 淬火方法 ： ? 單介質(zhì)淬火，一種冷卻介質(zhì)中冷卻至相變結(jié)束，操作簡便，易實現(xiàn)機械化和自動化，但淬火應力較大，變形開裂傾向大； ? 雙介質(zhì)淬火，先入冷卻力強的介質(zhì)中，快冷至稍高于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度時，立即轉(zhuǎn)入冷卻力較弱的另一介質(zhì)中，在較低冷速下進行馬氏體轉(zhuǎn)變，難以控制轉(zhuǎn)換介質(zhì)的溫度或時間； 淬火 ? 淬火方法 ： ? 單介質(zhì)淬火 ? 雙介質(zhì)淬火 ? 分級淬火，先放入接近馬氏體轉(zhuǎn)變溫度的熔鹽或熔堿中，保溫后再在空氣中冷卻。 ? 應用場合： 提高鋼件的硬度和耐磨性，是強化鋼材最重要的熱處理方法。 淬火和回火 ? 淬火 ? 原理：共析鋼加熱到 Ac1以上，全部轉(zhuǎn)化為奧氏體。 ? 用于過共析鋼，以減少或消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火準備。正火比退火的冷卻速度稍快，所形成的（ Fe＋ Fe3C）機械混合物比退火得到的珠光體片層更薄，稱為 萊式體 。 ? 當退火用于消除冷變形所產(chǎn)生的加工硬化時，稱再結(jié)晶退火。 退火和正火 ? 低溫退火（去應力退火） ? 方法：將鋼加熱到 Ac1以下，保溫后緩冷。 ? 原理：鋼加熱到 Ac1以上時，初始形成的奧氏體及其晶界上存有少量未熔滲碳體。 退火和正火 ? 完全退火 ? 熱處理后組織：得到平衡組織 鐵素體＋奧氏體。 退火和正火 ? 退火 ? 目的：降低硬度、消除殘余應力、細化晶粒、預備熱處理。 ? 奧氏體的形成 階段： ?剩余滲碳體的溶解 ——滲碳體溶解較慢，鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體后，奧氏體晶粒內(nèi)有少量未溶滲碳體，并最終溶入奧氏體。 鋼的熱處理 ? 鋼在熱處理中的組織轉(zhuǎn)變 ? 加熱時的轉(zhuǎn)變 ——奧氏體（ A）的形成； ? 冷卻時的轉(zhuǎn)變（等溫冷卻） ——奧氏體（ A）的分解； ? 冷卻時的轉(zhuǎn)變（連續(xù)冷卻） ——奧氏體（ A）轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體（ M）； ? 淬火鋼在回火時的轉(zhuǎn)變。 ?不銹鋼（耐酸、堿、鹽、活性氣體等腐蝕，化工設(shè)備） ?耐熱鋼（高溫時抗氧化、熱強性，化工設(shè)備廣泛使用） 第五節(jié) 零件選材的一般原則 ? 應能滿足零件的工作要求 ? 應能滿足工藝性能要求 ? 必須重視材料的經(jīng)濟性 ? 小結(jié) ? 工業(yè)用鋼的分類 ? 鋼中雜質(zhì)元素的作用 ? 合金元素在鋼中的作用 ? 各類鋼的名稱、牌號、特點、應用 第三章 鋼的熱處理 ? 學習要求： 熱處理的實質(zhì)（三段）與目的（改變性能） 幾種典型的熱處理的定義及作用 回火的三種類型的各自效果 第三章 鋼的熱處理 ? 定義：將鋼在固態(tài)下通過不同的 加熱 、保溫 和 冷卻 ，以改變其內(nèi)部組織，從而獲得所需性能的一種工藝方法。 合金鋼的分類、牌號 ?低合金結(jié)構(gòu)鋼 低碳鋼加合金元素，強度提高 10～ 30％，塑性韌性足夠，不用熱處理。 ?提高淬透性 可在較低的冷卻速度下獲得馬氏體，提高淬透性。 ? 應用：通常用于橋梁建筑等工程構(gòu)件及機械零件。 碳鋼的分類、牌號和用途 ? 鑄鋼 ZG＋（含碳量萬分數(shù)數(shù)字）＋屈服強度－抗拉強度，如 ZG200－ 400，含碳量高達～ ％ 。滲碳后需淬火、回火處理。 ? 高碳鋼 ～ ％，硬度較高，工具、模具和量具工件。使材料脆化。常用元素有錳、硅、鉻、鎳、鉬、鈦等。 通常用于焊接的鋼材是低碳鋼。 3. 壓力加工 鋼材的鍛壓、軋制均選擇在奧氏體區(qū)范圍進行。 要求強度、硬度、塑性都好的材料，選用中碳鋼； 例：重要的軸類零件通常使用含碳 %左右的鋼。%亞共析鋼高溫固態(tài)組織為單相固溶體組織特征? c%項目純鐵工業(yè)白口鑄鐵亞共晶白口鐵組織中有共晶萊氏體%過共析鋼鋼%%過共晶白口鐵圖2 1 4 室溫下鐵碳和金的含碳量與相和組織的關(guān)系隨含碳量的增加，引起力學性能如何變化？ 室溫鐵 碳合金 含碳量 與相和 組織的 關(guān)系 1. 鐵碳合金含碳量與組織的關(guān)系 2. 鐵碳合金含碳量與力學性能的關(guān)系 ? 隨含碳量增加，鋼的強度和硬度增加，塑性韌性下降。 ? 1. 鐵碳合金含碳量與組織的關(guān)系 ? 在鐵碳合金中，碳主要以滲碳體的形式存在。 A 1147176。 C)下，珠光體 P析出，稱為 共折反應 。 L A F Fe3C ? ES線： A cm線，是碳在奧氏體中的溶解度曲線。 ? 坐標含義：溫度、成分。 C以下時，其中 A 將轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w（ P F＋ Fe3C ） 和（原有）滲碳體機械混合物（ P＋ Fe3C ）。 ? 35鋼的顯微組織中，黑色部分即為固溶體與Fe3C組成的機械混合物， 珠光體（ P）組織。 機械混合物（學習兩類） ? 珠光體 ? 定義：鐵素體和滲碳體組成的機械混合物，用符號 P或（ F＋ Fe3C）表示。 ? 滲碳體在一定條件下可發(fā)生分解，形成石墨。 晶格示意圖 Fe??金屬化合物 ? 定義：各組元按一定的整數(shù)比結(jié)合而成、并具有金屬性質(zhì)的均勻物質(zhì)，屬于單相組織。 ? 特點： 溶碳能力極小，固溶強化作用甚微。 ? 間隙固溶體 ：當溶質(zhì)原子在溶劑晶格中不是占據(jù)結(jié)點位置，而是嵌入各結(jié)點之間的空隙時，所形成的固溶體。（借用液體概念） ? 金屬化合物：各組元按一定的整數(shù)比結(jié)合而成、并具有金屬性質(zhì)的均勻物質(zhì)，屬于單相組織。 ? 相 ——在合金中，凡 化學成分 和 晶格構(gòu)造相同、并與其它部分有界面分開的均勻組成部分。 ? 小結(jié) ? 過冷的概念及對材料性能的影響 ? 結(jié)晶過程 ? 晶粒的概念及其大小對材料性能的影響 ? 細化晶粒的方法 ? 鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的概念及其特點 鐵碳合金的基本組織 ? 概念較多 ? 基本脈絡(luò)： ? 鐵碳合金的 組織分為三類 ：固溶體、金屬化合物、機械混合物 ? 每一類又分為若干的 “ 體 ” 鐵碳合金的基本組織 ? 合金的基本概念 ? 合金 ——兩種或兩種以上的金屬元素，或金屬與非金屬元素熔合在一起，構(gòu)成具有金屬特性的物質(zhì)，稱為合金。 鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變 固態(tài)下原子重新排列的過程 ? 與結(jié)晶（液態(tài)下進行）的區(qū)別 ： ? 同素異晶轉(zhuǎn)變時，其新相的晶核在特定的晶面上形成。 ? 面心立方 ——8個頂角和 6個面的中心都各有 1個原子，晶胞實有原子數(shù)為 4個，致密度 74％ ? 有什么意義？ 同樣材料有不同結(jié)構(gòu)，密度不同，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化時有體積變化。 ? 非晶體的原子排列較不規(guī)則， 如玻璃。 ? 哪些因素會影響晶粒的大?。? 晶粒的大小及其控制 ? 細化晶粒的方法 ? 加快冷卻速度 冷卻速度愈大，過冷度越大，晶核形成速度大于晶核的成長速度，晶粒細小。 ? 晶核的成長速度 速度越快，晶粒越粗。 ? 材料中形成的晶核數(shù)量越多（原子數(shù)量一定）則結(jié)晶后的晶粒越細小。 ? 為什么強調(diào)過冷和過冷度的概念？ ? 對金屬結(jié)晶過程和晶粒的大小有重要影響。 ? 結(jié)晶溫度 ：每種金屬的固定熔點，即結(jié)晶溫度t0，通常稱理論結(jié)晶溫度（特殊條件）。 小結(jié) ? 本章重點是金屬材料的力學性能 ? 力學性能方面 ? 各種性能（強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度）的名稱、定義、符號、單位 ? 拉伸曲線、硬度測試方法、疲勞曲線 第二章 鐵碳合金 ? 定義： ? 合金 ——以一種金屬為基礎(chǔ)加入其它金屬或非金屬，經(jīng)過熔合而得到的具有金屬特性的材料，稱為合金。 思考： 1 疲勞曲線的水平部分說明什么？ 2 工業(yè)實際中，無數(shù)次循環(huán)載荷作用怎么體現(xiàn)？各種材料有相應的循環(huán)次數(shù) 3 通常的鋼材是以多少次循環(huán)載荷來決定疲勞極限（疲勞強度）？ 107金屬材料的物理、化學及工藝性能 ? 物理性能 ? 密度、熔點、熱膨脹性、導熱性、導電性和磁性等。 ? 區(qū)別屈服、抗拉強度靜載荷 疲勞強度 ? 疲勞曲線：金屬材料所承受的疲勞應力與其斷裂前的應力循環(huán)次數(shù)的關(guān)系。 韌性 ? 定