【正文】 2023 22 ? 所謂回火就是將經過淬火后的鋼件重新加熱到 PSK線以下某一溫度，以使其轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的組織，提高鋼的綜合力學性能。 ? 淬火的主要目的是獲得馬氏體。 3/5/2023 21 3)淬火與回火 ? 所謂淬火，就是把鋼件加熱到臨界溫度 GS或 PSK線 (圖 82)以上，使鋼的組織成為單一的奧氏體，然后保溫一定的時間后用油或水急速冷卻的熱處理工藝。 ? 正火處理具有減少鋼件內應力、均勻組織和細化晶粒，為最終熱處理做好組織準備等作用。 C， 經適當保溫后在空氣中冷卻的一種熱處理工藝。 3/5/2023 20 2)正火 ? 正火是將鋼件加熱到 GS或 ES線 (圖 82)以上 30176。 ? 鋼經過退火處理后能達到消除內應力、強度和硬度下降而塑性、韌性提高的目的。 鋼的熱處理 3/5/2023 18 ? 常用的熱處理方法 : (1)退火； (2)正火； (3)淬火； (4)回火； (5)化學熱處理。 3/5/2023 17 ? 鋼的機械性能不僅因其化學成分的不同而有很大的差異，另一方面，即使化學成分相同的鋼材，當加熱到一定的溫度時，若采用不同的冷卻方式，則鋼材的機械性能也會有很大的差異，這是 由鋼材內部組織結構發(fā)生變化所引起的 。含碳量在 ％～ ％的鐵碳合金冷卻到 727176。 ?GS線 —— A3線： 表示合金在冷卻過程中從奧氏體中析出鐵素體的開始線 ，或在加熱時鐵素體溶入奧氏體的終了線。 C時僅為 ％。 3/5/2023 16 ?ES線 —— Acm線： 表示碳在奧氏體中的溶解度曲線 ，由于在 1148176。 合金冷卻到此線開始 結晶。 C時發(fā)生共析轉變 ，同時析出鐵素體和滲碳體的共析混合物，即為珠光體 。珠光體的力學性能介于鐵素體和滲碳體之間。 萊氏體中由于含有大量的滲碳體，其硬度高，但脆性很大 。 C以下，萊氏體中的奧氏體將發(fā)生共析轉變，轉變?yōu)橹楣怏w，此時由珠光體和滲碳體所組成的萊氏體稱為低溫萊氏體，用 Ld39。 ?萊氏體 當含碳量為 %的液態(tài)合金冷卻到1148176。 3/5/2023 14 ?滲碳體 鐵和碳形成的化合物 Fe3C稱為滲碳體 ，其含碳量為 ％。 C時為 %，在 1148176。 ?奧氏體 碳溶解到 γFe中形成的固溶體稱為奧氏體，用 A表示。 由于鐵素體中碳的溶解度很小，最大溶解度在 727176。然而，鐵碳合金當含碳量超過 5%時機械性能和工藝性能都差而沒有實際應用價值， Fe3C的含碳量達到%，故 實際上普遍應用的鐵碳合金相圖是指 FeFe3C相圖部分 。 ?鐵碳合金相圖是人們在長期的生產和科學實驗中總結出來的， 對于了解鋼中組織結構變化和制定熱處理工藝具有極為重要的意義 。 這兩種性質完全不同的組織形式在鋼中的存在狀態(tài)也直接影響著鋼的性能 。 C為面心立方晶格結構，稱為 γFe。 C以下具有體心立方晶格結構，稱為 αFe； 鐵在 910176。 ? 把每一個原子看成一個小球，把這些小球用線條連接起來，就這樣得到一個空間格架，這種空間格架叫“晶格”， 晶格的最小幾何組成單元叫“晶胞”， 如下圖所示： (1)金屬晶體結構的概念 3/5/2023 9 各種金屬晶格結構是不同的，常見的金屬晶格結構如下圖所示： 3/5/2023 10 (2)金屬材料具有不同的性能與其不同的晶體結構有關。晶體則是其內部原子有規(guī)則的排列， 所有的固態(tài)金屬都是晶體 。 ? 固態(tài)物質，根據(jù)其內部原子的聚集狀態(tài)的不同分為晶體和非晶體兩大類。 ? 金屬材料的主要加工工藝性能有 ： 焊接性能、鑄造性能、 壓力加工性能、機加工性能及熱處理性能等 。 ? 對于 有局部腐蝕的過程設備，則必須從選擇相應的耐腐蝕材料及防護措施著手解決 。 3/5/2023 5 (2)耐腐蝕性能 ? 它是指 材料在使用工藝條件下抵抗腐蝕性介質侵蝕的能力 。 ? 硬度的大小說明材料的耐磨性及切削加工的可能性，通常材料硬度愈高，零件耐磨性愈好，但其切削加工性能較差。 3/5/2023 4 4)硬度 ? 硬度是指材料抵抗其它物體壓入的能力，它是衡量材料軟硬的判據(jù)。 韌性是材料對缺口或裂紋敏感程度的反映。 3/5/2023 3 2)塑性 ? 塑性是指材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力，通常 用伸長率 δ和斷面收縮率 Z表示 。 反映材料強度高低的指標有 : 屈服極限 (ReL或 )、 抗拉強度 (Rm)， 高溫時需要考慮蠕變極限 (蠕變極限 σn ： 1萬小時變形量 1%)。 (3)復合材料 如玻璃纖維增強塑料 (FRP)。概述 ? 過程裝備用材料的種類 (1)金屬材料 黑色金屬 (如鋼材 )、有色金屬 (如鋁、銅等 )。 (2)非金屬材料 如橡膠、石棉、塑料等 。 第二篇 工程材料 第六章 過程裝備材料 3/5/2023 1 金屬材料的主要性能 (1)力學性能 它是指材料在外力作用下表現(xiàn)出來的性能，一般有以下幾個主要指標 : 過程裝備用金屬材料 金屬材料的基本知識 3/5/2023 2 1)機械強度 它是指材料抵抗外力作用避免引起破壞的能力，它是過程裝備設計與選材的主要依據(jù)之一，是材料的重要機械性能指標。 交變載荷作用時則需要考慮疲勞極限 (σ1： 以106107次不被破壞的應力 )。 3)韌性 ? 韌性是指材料在斷裂前吸收變形能量的能力。 評定材料韌性的指標通常 以標準試樣的沖擊吸收功 (AK) 表示 （ 使其破壞所消耗的功或吸收的能除以試件的截面面積 ） 。工程上常用的硬度指標為 布氏硬度 (HBS、 HBW)、洛氏硬度 (HRA、 HRB、 HRC)和維氏硬度 (HV)等。 ? 材料的硬度與強度之間存在近似的對應關系 : 材料的強度愈高，其硬度也高 。 ? 對于 均勻腐蝕，在過程設備設計中通常是采用普通鋼材再留有一定的腐蝕裕量來解決的 。 3/5/2023 6 (3)加工工藝性能 ? 金屬材料的加工工藝性能是指保證加工質量的前提下，加工的難易程度。 3/5/2023 7 ? 金屬材料具有許多優(yōu)良性能是和金屬原子的聚集狀態(tài)以及它的組織有關的。 ? 所謂非晶體是其內部原子雜亂無章地不規(guī)則的堆積。 金屬材料的晶體結構 3/5/2023 8 ? 晶體是由許多金屬原子 (或離子 )在空間按一定幾何形式規(guī)則地緊密地排列而成。 例如， 純鐵在 910176。 C～ 1394176。 這兩種晶格結構的鐵，其溶碳能力是不同的：碳溶解到 αFe中形成的固溶體叫鐵素體，其最大溶碳量不超過 %；碳溶解到 γFe中形成的固溶體叫奧氏體，其最大溶碳量可達%。 3/5/2023 11 鐵碳合金相圖 ?鐵碳合金相圖是用圖解的方法表示鐵碳合金在極其緩慢的冷卻速度下，合金的成分、組織和性能之間的關系及其變化規(guī)律，又稱鐵碳合金平衡圖。 ?整個鐵碳合金相圖可以看成是由 FeFe3C、 Fe3CFe2C、 Fe2CFeC和 FeCC等各部分相圖組成。 3/5/2023 12 圖 簡化的 FeFe3C相圖 3/5/2023 13 (1)鐵碳合金相圖中的基本相 ?鐵素體 碳溶于 αFe中形成的固溶體稱為鐵素體，用 F表示。 C時為 %，室溫時溶碳量僅為%，因此， 鐵素體的強度和硬度低、塑性好，力學性能與純鐵相似 。 由于奧氏體中碳的溶解度較大，在727176。 C時達到最大溶碳量%，因此， 奧氏體的強度和硬度不高，但塑性好，容易壓力加工 。 滲碳體的硬度 很高，強度極低，脆性非常大，對鐵碳合金的力學性能有很大影響 。 C時，同時結晶出奧氏體和滲碳體的共晶混合物，稱為萊氏體，用 Ld表示 ；在 727176。表示