【正文】 在規(guī)定條件下淬火、能達(dá)到最大硬度的能力。以滿足不同鋼種、不同零件的使用需要。所以，控制冷卻速度是淬火工藝的關(guān)鍵技術(shù)。一般碳鋼用水和鹽類水溶液；合金鋼用油類等。 1 淬火的目的 淬火的主要目的是獲得馬氏體組織，為回火作組織準(zhǔn)備；獲得高硬度、高彈性、韌性；使之具有某些特殊的物理和化學(xué)性能。 3 從經(jīng)濟(jì)上考慮，正火比退火生產(chǎn)周期短，成本低，操作方便，故在可能的條件下優(yōu)先采用正火。 三 退火與正火的選擇 1 從切削加工考慮，一般低碳鋼采用正火，高碳鋼采用退火。 （ 4） 用于高碳鋼，可消除網(wǎng)狀滲碳體。 （ 2） 用于低碳鋼，可以提高硬度。正火不適用于高合金鋼。 二 正火 正火是將鋼加熱至奧氏體化以后，在空氣中冷卻，也可以說是退火的一個(gè)特例。其目的是為了消除晶內(nèi)的偏析，使成分均勻化。C以下，所以只消除內(nèi)應(yīng)力，鋼的組織不發(fā)生變化。 3 去應(yīng)力退火 為消除工件經(jīng)塑性變形加工、焊接、鑄造等工藝造成的殘余應(yīng)力而進(jìn)行的工藝稱為去應(yīng)力退火。 2 球化退火 使鋼中碳化物球化而進(jìn)行的退火稱為球化退火。 常用的退火方法 1 完全退火 完全退火是將工件加熱至完全奧氏體化，隨后緩慢冷卻。 （ 2） 細(xì)化晶粒，均勻組織和成分。 鐵碳合金相圖 含碳量 溫度 第一節(jié) 退火與正火 一 退火 退火是將鋼加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，隨后緩慢冷卻至室溫的熱處理方法。冷卻過程是鋼熱處理的關(guān)鍵，它決定著鋼在冷卻后的組織和性能。等等 第二章 鋼的熱處理 熱處理是將金屬在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，使其內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以獲得所需性能的方法。用這種材料制成的電機(jī)，只要很少電量就能使轉(zhuǎn)子不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。例如C60F60，就是對 C60分子充分氟化，給 C60球面加上氟原子，把 C60球殼中的所有電子“鎖住”，使它們不與其它分子結(jié)合，因此 C60F60表現(xiàn)出不容易粘在其它物質(zhì)上，其潤滑性比 C60要好，可做超級耐高溫的潤滑劑，被視為“分子滾珠”。 碳六十的用途 從 C60被發(fā)現(xiàn)的短短的十多年以來，富勒烯已經(jīng)廣泛地影響到物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)各個(gè)領(lǐng)域，極大地豐富和提高了科學(xué)理論，同時(shí)也顯示出有巨大的潛在應(yīng)用前景。這就說明 C60分子具有與石墨和金剛石完全不同的結(jié)構(gòu)。他們從所得的質(zhì)譜圖中發(fā)現(xiàn)存在一系列由偶數(shù)個(gè)碳原子所形成的分子，其中有一個(gè)比其它峰強(qiáng)度大 20~25倍的峰，此峰的質(zhì)量數(shù)對應(yīng)于由 60個(gè)碳原子所形成的分子。 20世紀(jì) 80年代中期，人們發(fā)現(xiàn)了碳元素的第三種同素異形體 ──C60。 由于石墨層中有自由的電子存在，石墨的化學(xué)性質(zhì)比金剛石稍顯活潑。 石墨的層與層之間是以分子間力結(jié)合起來的，因此石墨容易沿著與層平行的方向滑動(dòng)、裂開。 層中每個(gè)碳原子均剩余一個(gè)未參加 sp2雜化的 p軌道，其中有一個(gè)未成對的 p電子，同一層中這種碳原子中的 m電子形成一個(gè) m中心 m電子的大∏鍵 (鍵 )。石墨的密度比金剛石小，熔點(diǎn)比金剛石僅低 50K，為3773K。 金剛石俗稱鉆石，除用作裝飾品外，主要用于制造鉆探用的鉆頭和磨削工具，是重要的現(xiàn)代工業(yè)原料，價(jià)格十分昂貴。 由于金剛石晶體中 C─C鍵很強(qiáng)，所有價(jià)電子都參與了共價(jià)鍵的形成，晶體中沒有自由電子，所以金剛石不僅硬度大，熔點(diǎn)高，而且不導(dǎo)電。 金剛石晶體屬立方晶系，是典型的原子晶體，每個(gè)碳原子都以 sp3雜化軌道與另外四個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，構(gòu)成正四面體。例如 Cr的硬度為 Fe為 、Pb為 、鈉為 。在所有物質(zhì)中，它的硬度最大?？梢哉f，沒有碳，就沒有生命。先是一節(jié)碳鏈一節(jié)碳鏈地接長，演變成為蛋白質(zhì)和核酸；然后演化出原始的單細(xì)胞，又演化出蟲、魚、鳥、獸、猴子、猩猩、直至人類。 截止 1998年底，在全球最大的化學(xué)文摘 ——美國化學(xué)文摘上登記的化合物總數(shù)為 ，其中絕大多數(shù)是碳的化合物。 碳在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %，在自然界中分布很廣。正是拉瓦錫首先把碳列入元素周期表中。 珠光體 萊氏體 碳元素 碳在自然界中存在有三種同素異形體 ──金剛石、石墨、 C60。有高溫萊氏體和低溫萊氏體。珠光體的強(qiáng)度較高，硬度適中，具有一定的韌性。 滲碳體具有很高的硬度，而塑性和韌性幾乎為零。 3 滲碳體 碳在鐵中的溶解能力是有限的，當(dāng)碳的含量超過碳在鐵中的含量時(shí)，多余的碳就會(huì)與鐵以一定的比例化合成金屬化合物，稱為滲碳體。用符號 F表示。它們都是以鐵和碳兩個(gè)組元組成的合金，因此，又稱為鐵碳合金。 混合物的性能主要取決于各組成部分的性能，以及它們的形態(tài)、大小及數(shù)量。 在混合物中，各組成部分可以是純金屬、固溶體或金屬化合物各自混合，也可以是它們之間的混合。 這種由于金屬化合物均勻彌散的分布在基體組織上，使金屬得到強(qiáng)化的方法，也是提高金屬力學(xué)性能的重要手段。是一種晶體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的新相。在合金中，由數(shù)量、形態(tài)、大小和分布方式不同的各相組成了合金的組織。合金有二元合金、三元合金和多元合金。C 又轉(zhuǎn)變成體心 α Fe。C進(jìn)行結(jié)晶，得到體心立方晶格δ Fe， 1394186。按其存在的溫度，由低到高用希臘字母 α 、 β 、γ 、 δ 表示。金屬在固態(tài)下隨溫度的變化，由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象叫同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。一般來講，在常溫下，金屬的晶粒越細(xì)小，則強(qiáng)度和硬度越高，同時(shí)塑性和韌性也越好。 由于金屬晶體內(nèi)部存在著空位、間隙原子、位錯(cuò)、晶界和亞晶界等缺陷，都會(huì)造成晶格畸變，引起塑性變形抗力增大，從而使金屬的強(qiáng)度增加。亞晶粒之間的界面稱為亞晶界。實(shí)際晶體多為多晶體，是由大量外形不規(guī)則的小晶體組成的，這些小晶體的晶體結(jié)構(gòu)完全相同，但彼此之間的排布取向不同，稱為位向差（一般為幾度或幾十度）晶粒之間的接觸面稱為晶界。 位錯(cuò)有刃形位錯(cuò)和螺形位錯(cuò)。 1 空位 2 間隙原子 線缺陷 線缺陷是指位錯(cuò)。 原子個(gè)數(shù)計(jì)算 三 金屬晶體缺陷 金屬材料在冶煉后的凝固過程中受到各種因素的影響，使本來該有規(guī)律的原子堆積方式受到干擾，使得原子排布過程中出現(xiàn)了不規(guī)則現(xiàn)象，稱為晶體缺陷。 面心立方晶格 屬于這種晶體結(jié)構(gòu)的金屬有 α Fe Ni Cu Al Ag等。 晶面與晶向 金屬晶體中通過 三個(gè) 以上 原子中心 的 平面 叫作 晶面 ，通過 兩個(gè) 以上 原子中心 的 直線 叫 晶向 。許多取向相同的晶胞組成晶粒。這種用來描述原子在晶體中排列的幾何空間格架，稱為晶格。 多晶體 多晶體是指晶體由多個(gè)晶粒組成，實(shí)際的金屬晶體多數(shù)為多晶體。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，機(jī)械零件的失效，約有 70%左右是疲勞引起的， 第三節(jié) 金屬晶體學(xué)基本知識(shí) 一 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 晶體與非晶體 在物質(zhì)內(nèi)部，凡是原子呈無規(guī)則堆積的，稱為非晶體。載荷的間斷和大小的變化，在光滑區(qū)留下多條裂紋前沿線。疲勞斷口明顯地分為兩個(gè)區(qū)域：較為光滑的 裂紋擴(kuò)展區(qū) 和較為粗糙的 斷裂區(qū) 。金屬因交變應(yīng)力引起的上述失效現(xiàn)象，稱為金屬的 疲勞 。 因此，通過實(shí)驗(yàn)研究金屬材料抗疲勞的性能是有實(shí)際意義的。 在足夠大的 交變應(yīng)力 作用下，于金屬構(gòu)件外形突變或表面刻痕或內(nèi)部缺陷等部位，都可能因較大的 應(yīng)力集中 引發(fā)微觀裂紋。 金屬的塑性 變形的現(xiàn)象 ,又稱金屬范性形變 伸長率 斷面收縮率 固體金屬在外力作用下產(chǎn)生非斷裂的永久 硬度 ? 布氏硬度 ? 洛氏硬度 ? 維氏硬度 韌性 材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫沖擊韌性 疲勞強(qiáng)度 金屬疲勞試驗(yàn)是指通過金屬材料實(shí)驗(yàn)測定金屬材料的 ζ1，繪制材料的 SN曲線，進(jìn)而觀察疲勞破壞現(xiàn)象和斷口特征，進(jìn)而學(xué)會(huì)對稱循環(huán)下測定金屬材料疲勞極限的方法。圖 1—3(a)為塑性材料的拉伸曲線，它由彈性變形過渡到彈塑性變形是逐漸發(fā)生的，沒有屈服現(xiàn)象，而存在有頸縮現(xiàn)象。單位為百分?jǐn)?shù) (％ )。以試樣的原始標(biāo)距長度 (L。 ? 由此可知，金屬材料在外加載荷作用下的變形過程一般可分為三個(gè)階段，即彈性變形、彈塑性變形和斷裂。由于頸縮處試樣截面急劇縮小，繼續(xù)變形所需的載荷下降。當(dāng)?shù)阶畲筝d荷 Pb時(shí)，試樣的某一部位橫截面開始縮小，出現(xiàn)了頸縮。由于在彈塑性變形階段有塑性變形的產(chǎn)生，因此試樣要