【正文】 、CrCrWMn、GCrl5等) 制造。 量具的最終熱處理主要是淬火和低溫回火，目的是獲得高硬度和高耐磨性。 對于精度要求高的量具，為保證尺寸穩(wěn)定性，常在淬火后立即進行一次冷處理，以降低組織中的殘余奧氏體量。 在低溫回火后還應進行一次穩(wěn)定化處理 (100～150℃、24～36h) ，以進一步穩(wěn)定組織和尺寸，并消除淬火內(nèi)應力。有時在磨削加工后，還要在120～150℃保溫8h進行二次穩(wěn)定化處理，以消除磨削產(chǎn)生的殘余內(nèi)應力，從而進一步穩(wěn)定尺寸。25 特殊性能鋼一、不銹鋼 (一) 馬氏體不銹鋼 這類鋼的ωc = ％～％，ωcr = 12％～14％，屬于鉻不銹鋼。馬氏體不銹鋼只在氧化性介質(zhì)中耐腐蝕，在非氧化性介質(zhì)中耐蝕性很低，而且隨鋼中含碳量的增多，耐蝕性下降。 鋼中碳含量較低的1Cr12Cr13鋼，具有良好的抗大氣、海水、蒸汽等介質(zhì)腐蝕的能力，且有較好的塑性和韌性，用于制造耐腐蝕的結(jié)構(gòu)零件。如汽輪機葉片、水壓機閥和醫(yī)療器械等。碳含量較高的3Cr13Cr13Mo鋼，熱處理后硬度可達50HRC左右，強度也較高，用于制造防銹的醫(yī)用手術(shù)工具及刃具、不銹鋼軸承、彈簧等。 馬氏體不銹鋼的熱處理：用作高強零件時進行調(diào)質(zhì)處理，如1Crl2Crl3；用作彈性元件時進行淬火和中溫回火處理；用作工具和刃具時進行淬火和低溫回火處理。 (二) 鐵素體不銹鋼 常用鐵素體不銹鋼的 ωc ％，ωcr = 12％～30％，也屬于鉻不銹鋼，典型鋼種是 Cr17 型不銹鋼。 這類鋼由于碳含量降低，鉻含量又較高，使鋼從室溫加熱到高溫 (960～1100℃) ，其組織始終是單相鐵素體，故其耐腐蝕性(對硝酸、氨水等) 和抗氧化性 (在700℃以下) 均較好。但其強度低，不能用熱處理強化。因此，主要用于要求較高耐腐蝕性而受力不大的構(gòu)件，如化工設(shè)備中的容器、管道，食品工廠的設(shè)備等。 (三) 奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼是應用最廣的不銹鋼，典型鋼種是188型不銹鋼，屬于鉻鎳不銹鋼。這類鋼含碳量很低 (ωc％) ，ωcr = 17％～19％，ωNi = 8％～12％。有時還向鋼中加入鈦、鈮、鉬等，以防晶界腐蝕。 這類鋼在室溫下為單相奧氏體組織，加熱時沒有相變發(fā)生，故奧氏體不銹鋼具有很好的塑性、韌性和焊接性，強度、硬度低、無磁性，耐腐蝕性和耐熱性很好，但切削加工性較差，易粘刀和產(chǎn)生加工硬化。這類鋼廣泛用于在強腐蝕介質(zhì) (硝酸、磷酸及堿水溶液等)中工作的設(shè)備、管道、貯槽等，還廣泛用于要求無磁性的儀表、儀器元件等。 這類鋼的熱處理主要是固溶處理。奧氏體不銹鋼在退火狀態(tài)下是奧氏體和少量的碳化物組織。為了獲得單相奧氏體組織，提高鋼的耐蝕性，并使鋼軟化，將鋼加熱到1100℃左右，使所有碳化物都溶人奧氏體，然后水淬快冷至室溫，即得單相奧氏體組織。這種處理方法稱為固溶處理。 對于含鈦或鈮的鋼，在固溶處理后還應進行穩(wěn)定化處理，以防晶界腐蝕的發(fā)生。二、耐熱鋼 在高溫下具有一定的熱穩(wěn)定性和熱強性的鋼稱為耐熱鋼。 按照性能，耐熱鋼可分為：抗氧化鋼：在高溫下具有較好的抗氧化及抗其它介質(zhì)腐蝕的性能； 熱強鋼：在高溫時具有較高的強度和良好的抗氧化、抗腐蝕性能。 按照組織類型，耐熱鋼可分為珠光體耐熱鋼、鐵素體耐熱鋼、奧氏體耐熱鋼及馬氏體耐熱鋼等。 (一) 珠光體耐熱鋼 珠光體耐熱鋼是低合金耐熱鋼，鋼中含的合金元素總量不超過3％～5％。故耐熱性不高。主要用于工作溫度在600℃以下，承受載荷不大的耐熱零件，如鍋爐鋼管、汽輪機轉(zhuǎn)子、耐熱緊固件、石油熱裂裝置等。 常用鋼號有 15CrMo、12CrMoV、35CrMoV 等。這類鋼一般在正火、回火狀態(tài)下使用，組織為細珠光體或索氏體+部分鐵素體。 (二) 鐵素體耐熱鋼 鐵素體耐熱鋼的碳含量較低 (ωc ≤ ％)、鉻含量高(ωcr≥11％)，并含有一定量的硅、鋁等，以提高鋼的抗氧化能力，加入少量的氮，主要是提高鋼的強度。 這類鋼的抗氧化性能高(鉻含量越高，抗氧化性越高)，但高溫強度仍較低，焊接性較差，主要用于制造工作溫度較高、受力不大的構(gòu)件，如退火爐罩、吊掛、熱交換器、噴嘴、滲碳箱等。常用鋼號有0Cr13Al、2Cr25N等。主要熱處理是退火，其目的是消除鋼在冷加工時產(chǎn)生的內(nèi)應力。 (三) 馬氏體耐熱鋼 馬氏體耐熱鋼含有大量的鉻，并含有鉬、鎢、釩等合金元素，以提高鋼的再結(jié)晶溫度和形成穩(wěn)定的碳化物，加入硅以提高鋼的抗氧化能力和強度。 這類鋼的抗氧化性、熱強性均高，硬度和耐磨性良好，淬透性也很好。廣泛用于制造工作溫度在650℃以下、承受較大載荷且要求耐磨的零件，如汽輪機葉片、汽車發(fā)動機的排氣閥等。常用鋼號有1Cr13Mo、4Cr9Si1Crl2WMoV等。馬氏體耐熱鋼一般在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，組織為回火索氏體。 (四) 奧氏體耐熱鋼 奧氏體耐熱鋼與奧氏體不銹鋼一樣，含有大量的鉻和鎳，以保證鋼的抗氧化性和高溫強度，并使組織穩(wěn)定。加入鈦、鉬、鎢等元素是為了形成彌散分布的碳化物，以進一步提高鋼的高溫強度。 這類鋼的耐熱性優(yōu)于珠光體耐熱鋼和馬氏體耐熱鋼，并具有很好的冷塑性變形性能和焊接性能，塑性、韌性也較好，但切削加工性較差。這類鋼廣泛用于汽輪機、燃氣輪機、航空、艦艇、電爐等工業(yè)部門。如加熱爐管、爐內(nèi)傳送帶、爐內(nèi)支架、汽輪機葉片、內(nèi)燃機重負荷排氣閥等。 常用鋼號有 0Cr18NillTi、4Cr14Ni14W2Mo 等。 這類鋼與奧氏體不銹鋼一樣，需經(jīng)過固溶處理等才能使用。若零件的工作溫度超過700℃，則應考慮選用鎳基、鐵基、鉬基耐熱合金及陶瓷合金等。三、耐磨鋼 耐磨鋼是指在強大沖擊和擠壓條件下才能硬化的高錳鋼，其典型鋼種是ZGMn13型。它的主要成分為ωc = ％～％，ωMn = 11％～14％。這種鋼極易產(chǎn)生加工硬化，使切削加工困難。因此，大多數(shù)高錳鋼零件都是鑄造成形的。 高錳鋼的鑄態(tài)組織為奧氏體和粗大的碳化物(沿晶界析出)，力學性能低，尤其是韌性和耐磨性低。只有使高錳鋼獲得單相奧氏體組織，才能使鋼在使用時顯示出良好的耐磨性和韌性。使高錳鋼獲得單相奧氏體組織的方法是“水韌處理”，即將鋼加熱到1050～1100℃保溫，使碳化物全部溶人奧氏體，然后在水中快冷以防止碳化物析出，使鋼在室溫下獲得均勻單一的奧氏體組織。 當高錳鋼零件在工作中受到強烈沖擊或強大擠壓力作用時，表面因塑性變形會產(chǎn)生強烈的加工硬化，而使表面硬度顯著提高到500～550HBW，因而獲得高的耐磨性，心部仍保持原來的高韌性狀態(tài)。 當舊表面磨損后，新露出的表面又可在沖擊和摩擦作用下形成新的耐磨層。因此，這種鋼具有很高的耐磨性和抗沖擊能力。 高錳鋼在一般機器零件的工作條件下并不耐磨。因此，高錳鋼主要用于制造車輛履帶、破碎機顎板、球磨機襯板、挖掘機鏟斗、鐵路道岔、防彈鋼板等。 第3章 金屬切削加工原理主要內(nèi)容3金屬切削加工的基本概念3金屬切削過程3提高生產(chǎn)率的途徑3金屬切削機床的基本知識本章重難點金屬切削過程中的各種物理現(xiàn)象刀具角度的標注31 金屬切削加工 用切削工具將坯料或工件上的多余材料切除，以獲得所要求的尺寸、形狀、位置精度和表面質(zhì)量的加工方法。 切削運動與工件上形成的表面 機床為實現(xiàn)切削加工所必需具有的加工工件與工件間的相對運動。包括主運動和進給運動。 主運動：是指在切削加工中形成機床切削速度或消耗主要動力的工作運動。進給運動：是指在切削加工中，時工件的多余材料不斷被去除的工作運動。注釋:主運動可以使旋轉(zhuǎn)運動，也可以是往復運動；主運動可以是工件來實現(xiàn)（車外圓）,主運動 也可以是刀具來實現(xiàn)（切斷、刨、銑加工）。主運動只有一個，進給運動可以一個以上。 切削用量切削三要素切削速度進給量切削深度指在主運動一個循環(huán)內(nèi)，刀具與工件在進給方向上的相對位移指在單位時間內(nèi)工件和刀具沿主運動方向的相對位移待加工表面到已加工表面間的垂直距離 刀具結(jié)構(gòu)與材料一、刀具材料 刀具材料——刀具上切削部分的材料。 1．刀具材料應具備的性能 (1) 高的硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。 (2) 足夠的強度與韌性。主要是指刀具承受切削力和沖擊而不發(fā)生脆性斷裂和崩刃的能力。 (3) 良好的耐熱性（熱硬性）。指刀具材料在高溫下保持高的硬度、好的耐磨性和較高的強度等綜合性能。耐熱性愈好，刀具材料允許的切削速度愈高。 (4) 較好的化學穩(wěn)定性。包括抗氧化、抗粘結(jié)能力，化學穩(wěn)定性愈高，刀具磨損越慢，加工表面質(zhì)量越好。(5) 良好的工藝性。2．常用刀具材料 (1) 碳素工具鋼。％～％的優(yōu)質(zhì)高碳鋼。常用于制造低速、簡單的鉗工手用工具。 (2) 合金工具鋼。在碳素工具鋼中加入少量的Cr、W、Mn等元素，形成合金工具鋼。常用于制造低速、復雜的刀具。 (3) 高速工具鋼。因鋼中含有大量高硬度的碳化物，其熱硬性和耐磨性都有顯