【正文】 產(chǎn)中廣泛采用表面熱處理的方法 ,即表面淬火和化學(xué)熱處理 .一、表面淬火 概念：指僅改變鋼的表層組織的局部熱處理工藝。硬度為 2535HRC. 主要用于： 各種重要結(jié)構(gòu)零件如螺栓、齒輪及軸承。C 目的： 獲得良好的綜合力學(xué)性能。硬度為 3545HRC. 主要用于： 彈性零件及熱鍛模具等。C 目的： 獲得高的彈性極限、屈服點和較好的韌性。 主要用于： 刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳淬火 件和表面淬火件。C 目的： 保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性，降低淬火應(yīng) 力 ,減少鋼的脆性。C ~650 186。C ~500 186。C ~250 186?；鼗鸬哪康模航档痛慊痄摰拇嘈裕岣唔g性，調(diào)整硬度，消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定工件的尺寸，獲得所需要的力學(xué)性能。 特點：有效減小內(nèi)應(yīng)力，防止變形與開裂； 但只適于小尺寸工件。 特點：可防止變形與開裂。 特點：操作簡單，容易實現(xiàn)自動化。通常的淬火方法包括 單液淬火、雙液淬火、分級淬火 等，如圖所示。 二、鋼的淬火二、鋼的淬火鋼的熱處理淬火劑： 水、礦物油、鹽水和堿水 等。目的：提高鋼的硬度、強度和耐磨性并保持足夠的韌性。轉(zhuǎn)變量越大。固溶強化顯著。由于溫度很低，碳來不及擴散，全部保留在 αFe中，形成碳在中，形成碳在 αFe 中過飽和的固溶體，即馬氏體中過飽和的固溶體，即馬氏體 (M)。鋼的熱處理退火與正火的加熱溫度范圍鋼的熱處理第二節(jié) 鋼的淬火與回火一、馬氏體一、馬氏體鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻到鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻到 Ms溫度以下，則發(fā)生馬氏體溫度以下，則發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。C ，保溫適當(dāng)?shù)臅r間后，在 空氣 中冷卻的熱處理工藝。（沒有發(fā)生組織變化） 適用范圍： 用于所有的鋼。又稱低溫退火。C,保溫后隨爐緩冷至 202300 186。 適用范圍： 主要用于過共析鋼及合金工具鋼。C，出爐空冷。鋼的熱處理（ 2） 球化退火 定義： 將鋼加熱到 Ac1以上 20~30 186。 目的： 細化晶粒，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，以利于切削加工。C,完全奧氏體后，保溫一定時間隨之緩慢冷卻到 500186。一、鋼的退火一、鋼的退火鋼的熱處理分類： 根據(jù)鋼的成分和處理目的的不同，可分為 完全退火、球化退火和去應(yīng)力退火。（ 1）提高鋼的力學(xué)性能（ 2）改善鋼的工藝性能熱處理的分類根據(jù)工藝類型、工藝名稱和實現(xiàn)工藝的加熱將熱處理分 為：整體熱處理表面熱處理表面淬火、氣相沉積化學(xué)熱處理： 滲碳、氮化、碳氮共滲退火、正火、淬火、回火鋼的熱處理鋼的熱處理第一節(jié) 鋼的退火與正火概念 ：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時間，然后 在爐中 緩慢地冷卻的熱處理工藝。碳對鐵碳合金的影響 ? Wc =%~% ? Wc =%~%典型鐵碳合金 橫坐標(biāo)的左端表示 WcC =0%， WcFe =100%的純鐵；右端表示W(wǎng)c=%的 Fe3C。? 珠光體（ P） 珠光體是奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的鐵素體與滲碳體的共析體，由軟的鐵素體片和硬的滲碳體片相間組成的混合物 ? 奧氏體（ A）外觀不規(guī)則的顆粒狀結(jié)構(gòu) ? 鐵素體（ F）碳溶解在 α － Fe中的間隙固溶體，常用符號 F表示? 組成合金的元素，? 由不同組元按一定比例配制的一系列不同成分 的合金 ? 具有相同物理性能和化學(xué)性能，并與該系其余 部分以介面分開的物質(zhì)，稱為相 ? 金屬或合金內(nèi)部涉及晶體或晶粒的大小、方 向、形狀及排列狀況等組織關(guān)系的構(gòu)造情況 三、合金的晶體結(jié)構(gòu)合金在固態(tài)下一種組元的晶格溶解另一種組元的原子而形成的晶體相 ? 置換固融體 ? 間隙固融體 合金中各組元間原子按一定整數(shù)比結(jié)合而形成的晶體相 由兩相或兩相以上組成的多相組織 四、結(jié)晶通過凝固形成晶體結(jié)構(gòu)? 共晶反應(yīng)固定的合金溶液中同時結(jié)晶出兩種成分和結(jié)構(gòu)皆不相同的固相組織 ? 共析反應(yīng) 自某種均勻一致的固相中同時析出兩種化學(xué)成分和晶格結(jié)構(gòu)完全不同的新固相的轉(zhuǎn)變 多晶體材料內(nèi)部以晶界分開、晶體排列方向相同，稱為晶粒 。晶體內(nèi)部原子排列意示圖晶體內(nèi)部原子排列意示圖? 體心立方晶格 ? 面心立方晶格? 非晶體是指組成原子無規(guī)則的堆積在一起。第一節(jié) 金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu) 四、切削加工性 金屬材料的切削加工性是指金屬切削加工的難易程度。鍛壓性就是金屬材料在鍛造和沖壓過程中承受塑性變 形的性能。三、沖擊試驗1. 試驗原理? 沖擊試驗是在擺錘式?jīng)_擊試驗機上進行的。? 維氏硬度試驗是將相對面夾角為 1360的四棱錐體金剛石作壓頭，以選定的試驗力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，用測量壓痕對角線的長度來計算硬度。3. 維氏硬度的測試原理 ? 在初始試驗力及總試驗力先后作用下，將壓頭（金剛石圓錐體或淬火鋼球）壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除主試驗力。2．洛氏硬度的測試原理 ? 布氏硬度是用一定直徑的球體（淬火鋼球或硬質(zhì)合金球），以規(guī)定的試驗力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，用測量表面壓痕直徑來計算硬度的一種方法。1. 布氏硬度的測試原理 ? 拉伸試棒的形狀一般有圓形和矩形兩類，通常采用圓形試棒。1. 拉伸試棒 金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力叫韌性，也叫沖擊韌性。五、韌性2．洛氏硬度? 洛氏硬度 HR根據(jù)不同的硬度標(biāo)尺可分為 HRA、HRB、 HRC三種。 四、硬度常用的有布氏硬度（ HB）、洛氏硬度（ HR）和維氏硬度（ HV）等。2．?dāng)嗝媸湛s率? 斷面收縮率是指試樣拉斷后斷面處橫截面面積的相對收縮值。1．伸長率? 伸長率是試樣拉斷后標(biāo)距增長量與原始標(biāo)距長度的百分比。三、塑性1．屈服強度? 屈服強度是指金屬材料在外力作用下開始產(chǎn)生明顯塑性變形時的最小應(yīng)力，也叫屈服極限。例如折彎的鋼管。例如彈簧的變形。2．變形? 變形一般分為彈性變形和塑性變形。一、力學(xué)基本概念1. 載荷? 載荷就是物體受到的外力，也稱負(fù)載。金屬材料在外力（載荷）作用下所表現(xiàn)出來的性能，稱為力學(xué)性能，或機械性能。金屬材料在高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性稱為熱穩(wěn)定性。金屬的氧化性隨溫度的升高而增加 。? 金屬材料在常溫下抵抗氧氣、水蒸氣及其他化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞作用的能力稱為耐腐蝕性 。二、金屬的化學(xué)性能⒍ 磁性 ? 金屬材料傳導(dǎo)電流的能力稱為導(dǎo)電性。5．導(dǎo)電性 金屬的熱導(dǎo)率越大，它的導(dǎo)熱性就越好。4．導(dǎo)熱性 純金屬都有固定的熔點，合金的熔點取決于它的化學(xué)成分。一、金屬的物理性能⒈ 密度 一般將密度小于 5103的金屬稱為輕金屬，密度大于 5103的金屬稱為重金屬。 使用性能是指金屬材料在使用條件下所表現(xiàn)出來的性能，它包括物理性能、化學(xué)性能和機械（力學(xué)）性能等； 工藝性能是指金屬材料在制造過程中適應(yīng)加工的性能，如鑄造性能、鍛造性能、焊接性能以及切削加工性能等 。? 解放后，我國在金屬材料、非金屬材料及其加工技術(shù)方面有了突飛猛進的發(fā)展，推動了我國機械制造工業(yè)的發(fā)展第一章 金屬的性能? 我國在商代就大量使用青銅器，當(dāng)時青銅冶煉和鑄造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)精湛。緒 論? 金屬工藝學(xué)是一門研究有關(guān)制造金屬機件的工藝方法的綜合性技術(shù)科學(xué)。? 在春秋末期我國就出現(xiàn)了鐵器，也比歐洲早一千八百多年左右。金屬材料的性能包含使用性能和工藝性能。第一節(jié) 金屬的物理性能與化學(xué)性能 金屬的物理性能主要包括密度、熔點、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和磁性等。2．熔點 ? 金屬和合金熔化時所需要的溫度稱為熔點。3．熱膨脹性 ? 金屬材料隨溫度變化而體積發(fā)生膨脹或收縮的特性稱為熱膨脹性。? 金屬材料傳遞熱量的性能稱為導(dǎo)熱性。 電阻率是表示材料導(dǎo)電能力的性能指標(biāo)。? 金屬材料在磁場中受到磁化的性能稱為磁性。主要的化學(xué)性能有；耐腐蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性⒈ 耐腐蝕性 2. 抗氧化性 ? 金屬材料在加熱時阻止氧化作用的能力稱為抗氧化性。⒊ 化學(xué)穩(wěn)定性 ? 化學(xué)穩(wěn)定性是金屬材料的耐腐蝕性和抗氧化性的總稱。第二節(jié) 金屬的力學(xué)性能力學(xué)性能主要有強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度等?？梢苑譃殪o載荷、沖擊載荷及交變載荷等三種。（ 1）彈性變形 材料在載荷作用時發(fā)生變形，當(dāng)載荷卸去后，變形也完全消失。（ 2）塑性變形 當(dāng)作用在金屬材料上的載荷超過一定范圍，這時若卸去載荷，金屬材料還有一部分變形不能消失。二、強度 強度可分為屈服強度（屈服點）、抗拉強度等。2．抗拉強度抗拉強度是金屬材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力，故又稱強度極限。金屬材料的塑性通常用伸長率 δ和斷面收縮率 來表示。1．布氏硬度分為 HBS和 HBW 兩種，它的代表性較全面。3．維氏硬度? 維氏硬度 HV與布氏硬度 HB表示方法相似。六、疲勞強度 當(dāng)金屬材料在無數(shù)次重復(fù)或交變載荷作用下而沒引起斷 裂的最大應(yīng)力，叫疲勞強度第三節(jié) 幾種常用金屬力學(xué)性能的測量方法? 抗拉強度是通過拉伸試驗測定的。一、強度、塑性的測定 2．拉伸曲線oe—— 彈性變形階段 es—— 屈服階段 sb—— 強化階段 bd —— 局部變形階段二、硬度的測定有壓入硬度試驗法（如布氏硬度、 洛氏硬度、維氏硬度）；劃痕硬度試驗法（如莫氏硬度）；回跳硬度試驗法（如肖氏硬度）等，生產(chǎn)中常用的是壓入硬度試驗法。 2. 沖擊吸收功 溫度關(guān)系曲線第四節(jié)、金屬的工藝性能一、鑄造性? 鑄造性就是金屬熔化成液態(tài)后，在鑄造成型時所具有的一種特性。二、鍛壓性 三、焊接性 焊接性是指材料在限定的施工條件下焊接成滿足設(shè)計要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定壽命要求的能力。第二章 鐵碳合金第一節(jié) 金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu) 一 .金屬晶格? 晶體是指組成原子呈規(guī)則排列。 ? 晶格用一些假想的直線將各質(zhì)點中心連接起來，形成一個空間格子，稱為晶格 ? 晶胞從晶格中選取一個能反映晶粒排列特點的最小幾何單元稱為晶胞 ? 密排六方晶格 ? 單晶體晶體內(nèi)部的原子排列方向完全一致 ? 多晶體 各小晶格的排列方向不盡相同 。兩晶粒之間的交界稱為晶界 . 二 .合金的晶體組織 第二節(jié) 鐵碳合金狀的組織結(jié)構(gòu)及其性能一、工業(yè)純鐵δFe βFe γFe體心立方 面心立方 體心立方 ，強度越高 二、鐵碳合金的基本組織 ? 滲碳體（ Fe3C）鐵與碳形成的金屬化合物，其化學(xué)式為Fe3C? 萊氏體（ Ld） 萊氏體是液態(tài)鐵碳合金發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變形成的奧氏體和滲碳體所組成的共晶體 鐵碳合金的組織及力學(xué)性能組織名稱 符號 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% HBS δ/%鐵素體 F ~ 180 ~28050 ~ 8030 ~ 50160 ~ 220奧氏體 A ~ __ 120 ~ 22040 ~ 60 __滲碳體 Fe3C 30 相當(dāng) 800 0 0珠光體 P 750 180 20 ~ 2530 ~ 40第三節(jié)　　鐵碳合金狀態(tài)圖? 1. 坐標(biāo)FeFe3C相圖中縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 ? ? Wc＝ 0． 77％ ? Wc =% ? Wc =％ ~％ ? Wc =４ .3％ ~％ 第四節(jié) 鐵碳合金狀態(tài)圖的應(yīng)用? ? (鑄造 .鍛造 .焊接 .熱處理 )? ? 未考慮雜質(zhì)的影響? 未考慮冷卻速度的影響第四章 鋼的熱處理引言：熱處理的概念 熱處理的目的 將固態(tài)鋼材采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M行 加熱、保溫 和 冷卻以獲得所需組織與性能的工藝。目的： 1）降低硬度，提高塑性，改善加工性能； 2）細化晶粒