【正文】 S0 S 1 ψ = ——— 100% S0?(2)伸長(zhǎng)率 :是指試樣拉斷后的標(biāo)距伸長(zhǎng)量 Δ L 與原始標(biāo)距 L 0之比。防止 過(guò)載 斷裂；?塑性 變 形可以 緩 解 應(yīng) 力集中、削減 應(yīng) 力峰 值 。沖擊試驗(yàn)機(jī) 沖擊試樣和沖擊試驗(yàn)示意圖試樣沖斷時(shí)所消耗的沖擊功 A k為 : A k = m g H – m g h (J) 沖擊韌性值 a k 就是試樣缺口處單位截面積上所消耗的沖擊功。) S0 ( fatigue strength ): 表示材料經(jīng)無(wú)數(shù)次交變載荷作用而不致引起斷裂的最大應(yīng)力值。彈性模量：彈性下應(yīng)力與應(yīng)變的比值 ,表示材料抵抗彈性變形的能力。：密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性等；：耐腐蝕性、抗氧化性、化學(xué)穩(wěn)定性等；：鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性、熱處理工藝性等。答：硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性、剛度、耐磨性、缺口敏感性等。（ 6）熟悉金屬材料的選擇和使用原則。（ 8）了解熱處理設(shè)備（燃燒爐、電阻爐、真空爐、感應(yīng)加熱電源及淬火機(jī)床）。在晶體中，原子（或分子）按一定的幾何 規(guī) 律 作周期性地排列 。（如松香、玻璃、 瀝 青） 由于金屬鍵結(jié)合力較強(qiáng)，是金屬原子總趨于緊密排列的傾向，故大多數(shù)金屬屬于以下三種 晶格類型 。81／ 8＋ 61／ 2＝ 4（個(gè)） 密排六方晶格晶體缺陷 晶體內(nèi)部的某些局部區(qū)域，原子的規(guī)則排列受到干擾而破壞，不象理想晶體那樣規(guī)則和完整。121／ 6＋ 21／ 2＋ 3＝ 6（個(gè)） 這些缺陷的存在，對(duì)金屬的性能（物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能）將產(chǎn)生顯著影響，如鋼的耐腐蝕性，實(shí)際金屬的屈服強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于通過(guò)原子間的作用力計(jì)算所得數(shù)值。其特征是在一個(gè)方向上的尺寸很長(zhǎng)，而另兩個(gè)方向的尺寸很短。如金屬材料的塑性變形與位錯(cuò)的移動(dòng)有關(guān)。面缺陷 —— 晶界和亞晶界 實(shí)際金屬材料是多晶體材料，則在晶體內(nèi)部存在著大量的 晶界 和 亞晶界 。 結(jié)晶：晶體物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的過(guò)程。 結(jié)晶的一般過(guò)程：To時(shí)間溫度理論冷卻曲線實(shí)際冷卻曲線T1結(jié)晶平臺(tái) (是由結(jié)晶潛熱導(dǎo)致 ):平衡結(jié)晶溫度? 過(guò)冷現(xiàn)象 ? 過(guò)冷度 ΔT = T0 – T1? 過(guò)冷是結(jié)晶的必要條件。晶粒愈細(xì)，其強(qiáng)度、韌性和塑性也愈好。 純金屬在固態(tài)下的轉(zhuǎn)變有兩種：同素異晶轉(zhuǎn)變磁性轉(zhuǎn)變（純鐵磁性轉(zhuǎn)變溫度 768度）? 純鐵的 同素異晶轉(zhuǎn)變 反應(yīng)式 :1394 176。Cbcc fcc bcc δ Fe γ Fe α Fe 純鐵的冷卻曲線1394℃1534℃10006008001200溫度時(shí)間16001500500700900110013001400912℃δ Fe α Feγ Fe 由于組元間相互作用不同，固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)可分為 固溶體 和 金屬化合物 兩大類。 不管溶質(zhì)原子處于溶劑原子的間隙中或者代替了溶劑原子都會(huì)使固溶體的晶格發(fā)生畸變，使塑性變形抗力增大，結(jié)果使金屬材料的強(qiáng)度、硬度增高。金屬化合物 金屬化合物的晶格類型與形成化合物各組元的晶格類型完全不同，一般可用化學(xué)分子式表示。 金屬化合物的性能不同于任一組元，其 溶點(diǎn)一般較高、硬而脆 。金屬化合物在合金中常作為 強(qiáng)化相 存在，它是許多合金鋼、有色金屬和硬質(zhì)合金的重要組成相。 鐵碳 合金固態(tài)下的幾種 基本組織： ( F ) ：碳溶于 α–Fe中的間隙固溶體。 奧氏體組織金相圖3. 滲碳體 ( Fe3C ) 鐵與碳形成的金屬化合物。 ( Ld )奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。Ld Ld+Fe3CⅠA+Ld+Fe3CⅡF A+FP%CLd’K( P+Fe3C )P+Ld’+Fe3CⅡ Ld’+Fe3CⅠP+F P+Fe3CⅡ( F+ Fe3C )A+ Fe3CⅡL+ Fe3CⅠ( A+Fe3C )鐵碳 合金相圖各主要線的意義：ABCD為 液相線 ， AHJECF為 固相線 。 液＋固＝固共晶反應(yīng)： 由某一成份的液相在一定溫度下同時(shí)結(jié)晶出兩種不同成份的固相反應(yīng)。 固＝固＋固 四條重要的線 : GS是冷卻過(guò)程中由 γ相析出 α相的開(kāi)始線ES是 C在 γ － Fe中的溶解度曲線PQ是 C在 α － Fe中的溶解度曲線HN是 C在 ? － Fe中的溶解度曲線 。? 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì) 力學(xué)性能 的影響。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)平衡組織的影響碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)力學(xué)性能的影響 低碳鋼 組織多為 鐵素體 ，強(qiáng)度、硬度較低，而塑性、韌性很高。當(dāng)大于 %時(shí)由于網(wǎng)狀 Fe3CII出現(xiàn)，導(dǎo)致鋼強(qiáng)度下降。 (P30)低碳鋼（ %~%） : 塑性、韌性好中碳鋼（ %~%）：綜合性能好高碳鋼（ %~%）：硬度高、耐磨性好 Fe Fe3C相圖總結(jié)了不同成份鐵碳合金在緩慢冷卻時(shí)組織隨溫度變化的規(guī)律，為制定鑄造、鍛造、熱處理、焊接工藝提供了依據(jù)。 氣體容量定碳法（ P42） （ P4344）原材料缺陷的低倍檢驗(yàn)（宏觀檢驗(yàn)）： 用肉眼或低倍放大鏡斷口分析： 宏觀觀察、光鏡分析、電鏡分析顯微組織檢驗(yàn)： 光鏡分析、電鏡分析、金相圖像自動(dòng)分析儀（ P44）?射線檢測(cè)?超聲檢測(cè)?渦流檢測(cè)?磁粉探傷等 金屬材料熱處理 鋼的熱處理熱處理的定義： 將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定溫度并在該溫度下保持一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻，以改變鋼的內(nèi)部組織，提高鋼的性能，延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命的熱加工工藝。熱處理的應(yīng)用范圍 :整個(gè)制造業(yè)。正火 ?；鼗?。 滲氮 。熱處理的分類：時(shí)間溫度臨界溫度 熱加保溫冷 卻(1)鐵碳合金平衡圖 Fe－ Fe3C平衡圖中的臨界點(diǎn)（ A AAcm）是 加熱和冷卻溫度 選擇的主要依據(jù)。 珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變是通過(guò)奧氏體晶核的產(chǎn)生（ 形核 ）和 長(zhǎng)大 兩個(gè) 過(guò)程 實(shí)現(xiàn)的。 奧氏體晶粒的大小決定了冷卻時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物晶粒的大小。F Fe3C 未溶 Fe3CA殘余 Fe3C AAAA 形核 A 長(zhǎng)大殘余 Fe3C溶解 A 均勻化奧氏體的形成實(shí)際晶粒度 : 是指在具體的加熱條件下所得到的奧氏體晶粒度。10 ℃ 保溫 3～ 8h后奧氏體的晶粒大小。 加熱速度愈快，加熱溫度愈高， 過(guò)熱度 也愈大，這時(shí)鋼在較高溫度下轉(zhuǎn)變，得到的奧氏體起始晶粒度比較細(xì)小。 鋼中進(jìn)入微量鋁、鈦、釩、鎢、鉬、鎳、硅、銅等都會(huì)阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大；錳和磷有促使晶粒長(zhǎng)大的傾向。? 鋼在熱處理時(shí)的冷卻方式：等溫、連續(xù)? 過(guò)冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變? 過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 熱加保溫時(shí)間溫度臨界溫度連續(xù)冷卻 等溫冷卻1)鋼在熱處理時(shí)的冷卻方式 共析碳鋼 TTT 曲線建立過(guò)程示意圖時(shí)間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A12)過(guò)冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變共析碳鋼 TTT 曲線的分析穩(wěn)定的奧氏體區(qū)過(guò)冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變開(kāi)始線A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變終止線 A +產(chǎn) 物 區(qū)產(chǎn)物區(qū) A1～ 550℃ 。擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 。550～ 230℃ 。 半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 。230～ 50℃ 。 非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 。時(shí)間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMf轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能珠光體型 ( P ) 轉(zhuǎn)變 ( A1～ 550℃ ) :216。 5～ 25HRC。216。 片間距為 ～ (1000)。216。 片間距為＜ ( 電鏡 )。轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能貝氏體型 ( B ) 轉(zhuǎn)變 ( 550～ 230℃ ) :216。 40～ 45HRC。350～ 230℃ : B下 。B下 =過(guò)飽和碳 αFe針葉狀 + Fe3C細(xì)片狀過(guò)飽和碳 αFe針葉狀 Fe3C細(xì)片狀針葉狀轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能馬氏體型 ( M ) 轉(zhuǎn)變 ( 230～ 50℃ ) :1定義 :馬氏體是一種碳在 α – Fe中的 過(guò)飽 和固溶體。在一個(gè)溫度范圍內(nèi)連續(xù)冷卻完成 。轉(zhuǎn)變速度極快 ,即瞬間形核與長(zhǎng)大 。無(wú)擴(kuò)散轉(zhuǎn)變 ( Fe、 C原子均不擴(kuò)散 ), M與原 A的成分相同 ,造成晶格畸變。轉(zhuǎn)變不完全性 , QM = f ( T )3馬氏體的晶體結(jié)構(gòu) : 由于碳的過(guò)飽和作 用 ,使 α – Fe晶格由 體心立方 變 成體心正方晶格。板條狀 低碳馬氏體 (＜ %C )。 δ = 9～ 17% 。針、片狀 高碳馬氏體 (＞ 1%C)。 δ ≈ 1% 。馬氏體的碳濃度 Wc ? 10050704060203010 硬度 ( HRC ) 2023抗拉強(qiáng)度σb ( Mpa ) 1800 1400 1000 600 200 亞共析鋼的 TTT曲線 FA P + FS + FTBM + A殘A3時(shí)間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMf 過(guò)共析鋼的 TTT曲線P + Fe3CⅡS + Fe3CⅡ TBM + A殘 Fe3CⅡAACM時(shí)間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMf影響 TTT 曲線形狀位置的因素1奧氏體中含碳量的影響 :過(guò)共析鋼共析 鋼亞共析鋼時(shí)間溫度A12奧氏體中含合金元素的影響 :除 Co、 Al (＞ % ) 外 ,所有合金元 素溶入奧氏體中 ,會(huì)引起 : 向右移向下移MsA1 A1Ms含 Cr合金鋼3加熱溫度和保溫時(shí)間的影響 : 加熱溫度越高 , 保溫時(shí)間越長(zhǎng) , 碳化物溶解充分 , 奧氏體成分均勻 , 提高了過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性 , 從而 使 TTT曲線向右移。 PV2 = 20℃ /s :空冷 。T+M+A殘V4 ≥ 138℃ /s :水冷 。 正火最終熱處理 : 淬火 。 2)目的 : 216。216。216。 3) 種類退火重結(jié)晶退 火低溫退火完全退火擴(kuò)散退火球化退火再結(jié)晶退火去應(yīng)力退火普通退火等溫退火普通球化 退 火等溫球化 退 火不完全退火等溫退火4) 工藝參數(shù) (P4647):溫 度 ( 176。把零件加熱到 Ac3線以上 100～ 1500C的正火稱為高溫正火。消除應(yīng)力 。調(diào)整硬度 。細(xì)化晶粒，均勻成分，為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。常用于 消除過(guò)析鋼中網(wǎng)狀滲碳體 3) 工藝參數(shù) :溫 度 ( 176。消除過(guò)共析鋼中的 Fe3CⅡ （網(wǎng)狀）。（ 3）鋼的淬火1)定義 : 把零件加溫到臨界溫度以上 30 ～ 50℃ ,保溫一段時(shí)間 ,然 后 快速冷卻 ( 水冷 )。 3) 工藝參數(shù) :溫 度 ( 176。2影響鋼的淬硬性的因素 :主要取決于 馬氏體的含碳量 。2影響鋼的淬透性的因素 :主要是 臨界 淬火冷卻速度 VK 的大小 , VK 越 大 ,鋼的淬透性越小。2)目的 : 216。216。216。 耐磨件M回 =%C+ε150～ 250低溫回火彈簧等T回 =F針 +Fe3C粒350～ 500中溫回火調(diào)質(zhì)件S回 =F多 +Fe3C球500～ 650高溫回火高合金鋼P(yáng)回 =F多 +Fe3C粒650～ A1高溫軟化3) 工藝參數(shù)淬火 + 高溫回火 = 調(diào)質(zhì)處理用途組 織溫度 (℃ )名 稱