1.1.金属材料导论金属材料导论1.5 1.5 铁碳合金铁碳合金1.1 1.1 金属材料的主要性能金属材料的主要性能1.2 1.2 金属及合金的晶体结构金属及合金的晶体结构1.3 1.3 合金的结构合金的结构1.4 1.4 二元合金状态图二元合金状态图1实用精品课件PPT知识点使用性能使用性能加工工艺性能加工工艺性能金属材料的性能金属材料的性能力力学学性性能能物 理化 学性能铸铸造造性性能能可可锻锻性性可可焊焊性性切切削削加加工工性性物物理理化化学学性性能能2实用精品课件PPT零件的生产工艺过程零件的生产工艺过程选材选材选毛坯选毛坯预先热处理预先热处理机械加工机械加工最终热处理最终热处理检验检验 应根据零件的性能要求、受载情况、服役条应根据零件的性能要求、受载情况、服役条 件、件、工作环境等：工作环境等：其中选材：其中选材：金属材料种类繁多，性能不一，而且材料的发展日金属材料种类繁多，性能不一，而且材料的发展日新月异，而零件的性能要求、服役条件各不相同，再加上材料的新月异，而零件的性能要求、服役条件各不相同，再加上材料的资源、价格等多方面考虑。资源、价格等多方面考虑。3实用精品课件PPT毛坯选择毛坯选择机械加工方法机械加工方法轴轴车削车削传统的有传统的有现代的有现代的有有液态成形毛坯有液态成形毛坯塑性成形毛坯塑性成形毛坯连接成形毛坯连接成形毛坯粉末冶金成形粉末冶金成形型材等毛坯型材等毛坯车削、刨车削、刨 削、铣削削、铣削拉削、镗削、磨削等拉削、镗削、磨削等数控加工、电火花数控加工、电火花加工、激光加工等加工、激光加工等特种加工方法特种加工方法零件的生产工艺过程零件的生产工艺过程4实用精品课件PPT 一个具体零件的加工往往可用多种不同的加工方法，一个具体零件的加工往往可用多种不同的加工方法，而每种加工方法所能达到的加工精度、加工质量、加工范而每种加工方法所能达到的加工精度、加工质量、加工范围、加工效率是不同的。围、加工效率是不同的。 预先热处理预先热处理： 为使切削加工能顺利进行，可通为使切削加工能顺利进行，可通过预先热处理调整硬度，为切削加工做好组织过预先热处理调整硬度，为切削加工做好组织准备。准备。最终热处理：最终热处理： 使材料的性能达到要求。使材料的性能达到要求。零件的生产工艺过程零件的生产工艺过程5实用精品课件PPT 第第1章章 金属材料导论金属材料导论材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱。材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱。 复合材料复合材料工程材料工程材料金属材料金属材料陶瓷材料陶瓷材料高分子材料高分子材料6实用精品课件PPT1.1 金属材料的主要性能金属材料的主要性能 本节重点：本节重点：金属材料的力学性能金属材料的力学性能主要内容：主要内容：金属材料的力学性能金属材料的力学性能, ,包括材料的强包括材料的强 度度 、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳 强度等。强度等。本节难点：本节难点：各性能指标的物理意义和测定方法各性能指标的物理意义和测定方法7实用精品课件PPT 1.1.1 金属材料的力学性能金属材料的力学性能屈服点（屈服点（s）:钢材或试样在拉伸时，钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。点。屈服强度（屈服强度（0.2）:有的金属材料的屈有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的般为原长度的0.2%）时的应力，称为）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度条件屈服强度或简称屈服强度0.2 。 强度强度 材料在外力作用，抵抗塑性变形和断裂的能力。工材料在外力作用，抵抗塑性变形和断裂的能力。工程上常用的金属材料的强度指标有程上常用的金属材料的强度指标有屈服强度屈服强度(s)和和抗拉强抗拉强度度(b)等；等； 8实用精品课件PPT塑塑性性 材材料料在在外外力力作作用用下下产产生生永永久久变变形形而而不不破破 坏坏的的性性能能。表表示示材材料料的的塑塑性性指指标标是是：伸伸长长率率和和断断面面收收缩缩率率；对对于于塑塑性性差差的的材材料，用料，用0.2来代替来代替s；1）使材料具有良好的成形性；）使材料具有良好的成形性；2）受到外力变形时，有强化作用。）受到外力变形时，有强化作用。硬硬度度 材材料料抵抵抗抗更更硬硬的的物物体体压压入入其其内内的的能能力力。最最常常用用的的硬硬度度指指标标有有：布布氏氏硬硬度度（HB)和和洛洛氏氏硬硬度度 (HRA-C)。布布氏氏硬硬度度和和洛洛氏硬度试验原理和使用范围均不相同；氏硬度试验原理和使用范围均不相同；9实用精品课件PPT 零件发生疲劳破坏是没有预兆而零件发生疲劳破坏是没有预兆而突然断裂突然断裂，此时发生疲，此时发生疲劳破坏的应力远远小于抗拉强度，甚至比屈服强度还小，非劳破坏的应力远远小于抗拉强度，甚至比屈服强度还小，非常危险。常危险。小结：小结：金属材料的力学性能是在外力作用下表现出的力学性金属材料的力学性能是在外力作用下表现出的力学性能，在实际生产中应用相当广泛。能，在实际生产中应用相当广泛。冲击韧度冲击韧度: 金属材料抵抗冲击载荷的作用而不破坏的能力。常金属材料抵抗冲击载荷的作用而不破坏的能力。常用的指标有用的指标有冲击韧度冲击韧度(Ak)。疲劳强度疲劳强度: 金属材料抵抗交变载荷的作用而不金属材料抵抗交变载荷的作用而不 破坏的能力。破坏的能力。常用的指标有常用的指标有疲劳强度疲劳强度(-1) 。10实用精品课件PPT1 将将钟钟表表发发条条拉拉成成一一直直线线，问问这这是是弹弹性性变变形形还还是是塑塑性性变变形形？怎怎样样判判断断它它的的变形性质？变形性质？2 2 疲疲劳劳破破坏坏有有什什么么危危害害？在在什什么么情情况况下下发发生生疲疲劳劳破破坏坏，产产生生原原因因是是什什么？如何提高零件的疲劳强度？么？如何提高零件的疲劳强度？1.1.2 金属材料的物理、化学性能（略）金属材料的物理、化学性能（略）11实用精品课件PPT1.2 金属及合金的晶体结构金属及合金的晶体结构2. 2. 金属的结晶：原子由无序状态向有序金属的结晶：原子由无序状态向有序状态转变的过程。有晶体形成。状态转变的过程。有晶体形成。 本节重点：本节重点：金属结晶的概念、结晶过程金属结晶的概念、结晶过程本节难点：本节难点：合金的结构合金的结构1. 1. 三种常见的金属的晶格类三种常见的金属的晶格类型：型： 体心立方体心立方 面心立方面心立方 密排六方密排六方12实用精品课件PPT知识点:1.2 金属及合金的晶体结构金属及合金的晶体结构体心立方面心立方密排六方固溶体金属化合物机械混合物晶体结构合金组织结晶过程同素异构转变金属的晶体结构与铁碳合金的组织与性能合金 13实用精品课件PPT原子键合原子键合离子键离子键(ionic bond )离子键是通过异性电荷之间的吸引产生的化学结合作离子键是通过异性电荷之间的吸引产生的化学结合作用，又称电价键。电离能小的金属原子用，又称电价键。电离能小的金属原子(如如 碱金属碱金属 )和电子和电子亲合能大的非金属原子亲合能大的非金属原子(如卤素如卤素)接近时接近时,前者将失去电子形成前者将失去电子形成正离子正离子,后者将获得电子形成负离子后者将获得电子形成负离子,正负离子通过库仑作用正负离子通过库仑作用相互吸引。当这种吸引力与离子的电子云之间的排斥力达相互吸引。当这种吸引力与离子的电子云之间的排斥力达到平衡时到平衡时,形成稳定的以离子键结合的体系。形成稳定的以离子键结合的体系。 离子键的特征是作用力强离子键的特征是作用力强,而且随距离的增大减弱较慢而且随距离的增大减弱较慢;作用不受方向性和饱和性的限制作用不受方向性和饱和性的限制,一个离子周围能容纳多少一个离子周围能容纳多少个异性离子及其配置方式个异性离子及其配置方式,由各离子间的库仑作用决定。以由各离子间的库仑作用决定。以离子键结合的体系倾向于形成晶体离子键结合的体系倾向于形成晶体,以便在一个离子周围形以便在一个离子周围形成尽可能多的离子键成尽可能多的离子键,例如例如NaCl分子倾向于聚集为分子倾向于聚集为NaCl晶体晶体,使每个钠使每个钠(或氯或氯)离子周围的离子键从离子周围的离子键从1个变为个变为6个个 14实用精品课件PPT原子键合原子键合共价键(covalent bond)共价键是原子之间通过共享电子而产生的化学结合作用。典型的共价键存在于同核双原子分子中,由每个原子提供一个电子构成成键电子对。这对电子的自旋方向相反,集中在中间区域,并吸引带正电的两个原子的核心部分而把它们结合起来。在异核双原子分子中,2个原子的核心部分对成键电子的吸引力不同,成键电子偏向一方,例如在氟化氢分子中电子偏向氟,这种化学键称为极性键。共价键的特征是有饱和性、方向性和作用的短程性。一个原子能形成的典型共价键的数目等于该原子的价电子数,称为它的原子价。共价键之间有特定的相对取向,例如水分子呈弯曲形，而二氧化碳分子是直线形的。共价键的方向性使分子具有特定的几何形状。15实用精品课件PPT原子键合原子键合金属键 (metallic bond )使金属原子结合成金属的相互作用。金属原子的电离能低,容易失去电子而形成正离子和自由电子,正离子整体共同吸引自由电子而结合在一起。金属键可看作高度离域的 共价键 ,但没有饱和性和方向性。金属键的显著特征是成键电子可在整个聚集体中流动,这使金属呈现出特有的属性:良好的导热性和导电性、高的热容和熵值、延展性和金属光泽等。分子键(molecule bond)惰性气体分子间是靠分子键结合的，其实质是分子偶极矩间的库仑相互作用，这种结合键较弱。其分子间相互作用力为范德华力。16实用精品课件PPT基本概念基本概念凝固：凝固：一般非晶体由液态向固态转变的过程一般非晶体由液态向固态转变的过程 。结晶：结晶：由液态金属转变为固态晶体的过程。由液态金属转变为固态晶体的过程。晶体：晶体： 原子排列时有序的，原子在三维空间做规则的、原子排列时有序的，原子在三维空间做规则的、周期性的、重复排列。有一定的熔点和周期性的、重复排列。有一定的熔点和 凝固点，性能趋向各向异性。凝固点，性能趋向各向异性。非晶体非晶体: 原子排列杂乱无章呈无序状态，没原子排列杂乱无章呈无序状态，没 有一有一 定的定的熔点和凝固点，性能趋向熔点和凝固点，性能趋向 各向同性。各向同性。17实用精品课件PPT晶体中的原子排列晶体中的原子排列18实用精品课件PPT 金金 属属 的的 结结 晶晶纯金属的冷却曲线（理想状态）纯金属的冷却曲线（理想状态）CT L ab S0a：结晶开始点结晶开始点 b：结晶终了点：结晶终了点19实用精品课件PPT金金 属属 的的 结结 晶晶纯金属的冷却曲线（实际）纯金属的冷却曲线（实际）C LT0T1S0T0T0：理论结晶温度：理论结晶温度T1T1：实际结晶温度：实际结晶温度 T=T0-T1T=T0-T1（过冷度）（过冷度）20实用精品课件PPT金金 属属 的的 结结 晶晶合金的冷却曲线合金的冷却曲线Ca bLsL+s0a a：结晶开始点：结晶开始点 b b：结晶终了点：结晶终了点 合金的结晶是在一个合金的结晶是在一个温度范围内完成。温度范围内完成。21实用精品课件PPT金金 属属 的的 结结 晶晶结晶的必要条件结晶的必要条件-过冷度过冷度金属的结晶过程：金属的结晶过程： 原子团原子团 形核形核 晶核长大晶核长大 小晶粒小晶粒 晶粒（外形不规则的晶粒（外形不规则的小晶体）小晶体）22实用精品课件PPT形核：形核：自身晶核、外来晶核自身晶核、外来晶核晶核长大方式：晶核长大方式：树枝状方树枝状方 式式晶界晶界晶粒间的分界面；晶粒间的分界面；单晶体单晶体结晶结晶方位完全一致方位完全一致的的晶体的的晶体;多晶体多晶体由多由多晶粒组成的晶晶粒组成的晶体结构。体结构。金金 属属 的的 结结 晶晶23实用精品课件PPT细化晶粒的方法细化晶粒的方法增加冷却速度，增大过冷度；增加冷却速度，增大过冷度；增加外来晶核增加外来晶核;采用机械、超声波振动、电磁搅拌等采用机械、超声波振动、电磁搅拌等；晶粒粗细对材料力学性能的影响晶粒粗细对材料力学性能的影响 晶粒越细，强度越高，塑性和韧性也越好。晶粒越细，强度越高，塑性和韧性也越好。金金 属属 的的 结结 晶晶24实用精品课件PPT金属的同素异构转变金属的同素异构转变1538c1394c912c室温室温-Fe -Fe- Fe体心立方体心立方面心立方面心立方体心立方体心立方金属的同素异构转变的慨念金属的同素异构转变的慨念 金属在固态下，随着温度的改变其金属在固态下，随着温度的改变其晶体结构发生变化的现象。晶体结构发生变化的现象。 金属的同素异构转变的意义金属的同素异构转变的意义 可以用热处理的方法即可通过加热、可以用热处理的方法即可通过加热、保温、冷却来改变材料的组织，从而保温、冷却来改变材料的组织，从而达到改善材料性达到改善材料性 能的目的。能的目的。25实用精品课件PPT1.3 合合 金金 的的 结结 构构概念概念合金、组元、相；合金、组元、相；固溶体：置换固溶体、间隙固溶体；固溶体：置换固溶体、间隙固溶体；金属化合物；金属化合物；固溶强化的概念。固溶强化的概念。本节要点：本节要点：研究金属材料的加工工艺，必须了解金研究金属材料的加工工艺，必须了解金属及合金的晶体结构和结晶。属及合金的晶体结构和结晶。26实用精品课件PPT1.3.1 合金的结构合金的结构概念概念合金：合金：由由两种或两种以上两种或两种以上的元素通过的元素通过熔炼熔炼后后 所获得的新的物质仍然具有所获得的新的物质仍然具有金属特性金属特性。组元：组元：组成合金的基本元素。组成合金的基本元素。相：相： 凡是成分相同、结构相同并与其他部凡是成分相同、结构相同并与其他部 分有界面分开的均匀组成部分。分有界面分开的均匀组成部分。例如：例如：单一的液单一的液 单一的固相；单一的固相； 液相、固相两相共存；液相、固相两相共存；问题：问题： 水、油混装在一个瓶子里，是几个相？水、油混装在一个瓶子里，是几个相？ 将奶粉加开水冲一杯牛奶又是几个相？将奶粉加开水冲一杯牛奶又是几个相？27实用精品课件PPT1.3.2 合金的结构合金的结构固溶体固溶体 固溶体：固溶体： 由两种组元相互溶解后所组成的新的物质仍由两种组元相互溶解后所组成的新的物质仍然保持其中某一组元的晶体结构。然保持其中某一组元的晶体结构。 置换固溶体：置换固溶体：A组元的原子取代了组元的原子取代了B组元的原子。组元的原子。 当当A、 B两个组元的原子直径相差不大时，两个组元可两个组元的原子直径相差不大时，两个组元可以以任何比例溶解，形成无限固溶体，反之则为有限固溶以以任何比例溶解，形成无限固溶体，反之则为有限固溶体。体。 间隙固溶体：间隙固溶体：A组元溶入组元溶入B组元的的间隙中。只能形成组元的的间隙中。只能形成有限固溶体。有限固溶体。 例如：例如：C溶入溶入-Fe或或-Fe 所形成的铁素体、奥氏体。所形成的铁素体、奥氏体。28实用精品课件PPT置换固溶体和间隙固溶体的区别置换固溶体和间隙固溶体的区别29实用精品课件PPT1.3.4 合金的结构合金的结构固溶强化固溶强化 A、B两两组组元元相相互互溶溶解解后后所所形形成成的的新新的的物物质质既既不不是是A组组元元的的结构，也不是结构，也不是B组元的结构，而是自身的一种独立的结构。组元的结构，而是自身的一种独立的结构。 例例如如： Fe和和C所所形形成成的的化化合合物物Fe3C，就就是是一一种种典典型型的的金金属化合物。属化合物。1.3.3 合金的结构合金的结构金属化合物金属化合物 随着溶质原子的增加，所形成的固溶随着溶质原子的增加，所形成的固溶体体的强度、硬度升高的强度、硬度升高的现象。的现象。 例如：例如：纯铁与钢的用途纯铁与钢的用途30实用精品课件PPT1.4 二元合金状态图二元合金状态图 把各合金的结晶开始温度点连接起来，即为液相线；把结晶终把各合金的结晶开始温度点连接起来，即为液相线；把结晶终了温度点连接起来，即为固相线。这样就构成了了温度点连接起来，即为固相线。这样就构成了Pb-Sb二元合金相图。二元合金相图。31实用精品课件PPT1 1 在纯金属的冷却曲线上为什在纯金属的冷却曲线上为什么会出现一水平台阶？么会出现一水平台阶？2 2 为什么晶粒越细小其力学性为什么晶粒越细小其力学性能越好？能越好？3 3 如果结晶时晶核不多而生如果结晶时晶核不多而生长速度快，则结晶后的晶粒是长速度快，则结晶后的晶粒是粗还是细？粗还是细？1.4 二元合金状态图二元合金状态图32实用精品课件PPT1.5 铁碳合金铁碳合金本节重点：本节重点：铁碳合金状态图在铸造、压力铁碳合金状态图在铸造、压力加工、焊接中的应用；加工、焊接中的应用；本节难点：本节难点：铁碳合金状态图的理解；铁碳合金状态图的理解； 铁碳合金由于其资源广泛、冶炼方便、价格铁碳合金由于其资源广泛、冶炼方便、价格低廉、性低廉、性 能优越，在工业生产中广泛使用。能优越，在工业生产中广泛使用。33实用精品课件PPT1.5 铁碳合金铁碳合金知识点:钢的热处理目的概念热处理工艺曲线钢的热处理工艺普通热处理表面淬火化学热处理组织转变钢在加热时的转变钢在冷却时的转变34实用精品课件PPT1.5.1 铁碳合金的基本组织铁碳合金的基本组织铁素体：铁素体：碳溶解在碳溶解在Fe中的间隙固溶中的间隙固溶( F）。塑性）。塑性 （=45-50%）、韧性好，强度、硬度低。）、韧性好，强度、硬度低。奥氏体：奥氏体：碳溶解在碳溶解在 Fe中的间隙固溶体（中的间隙固溶体（A）。塑）。塑 性好。性好。渗碳体：渗碳体：铁与碳形成的金属化合物（铁与碳形成的金属化合物（Fe3C）。硬度很）。硬度很 高（高（HBW=800），塑性、韧性几乎为零。），塑性、韧性几乎为零。珠光体：珠光体：是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体 与渗碳体的共析体（与渗碳体的共析体（P）。）。莱氏体：莱氏体：是液态铁碳合金发生共晶转变所形成的奥氏是液态铁碳合金发生共晶转变所形成的奥氏 体与渗碳体的共晶体（体与渗碳体的共晶体（Ld）。硬度高，塑性差。）。硬度高，塑性差。35实用精品课件PPT两种反应两种反应1148 1、共晶反应、共晶反应 一定成分的一定成分的液相液相在一定的温度下同时在一定的温度下同时结晶结晶出两种成出两种成分和结构均分和结构均不相同不相同的固相的反应。的固相的反应。L 4.3%cA2.11%c+Fe3C6.69%c 共晶反应的产物即莱氏体共晶反应的产物即莱氏体 Ld=(A2.11%c+Fe3C6.69%c)36实用精品课件PPT2 、共析反应、共析反应 一定成分的一定成分的固相固相在一定的温度下同时在一定的温度下同时析出析出两种成分和两种成分和结构均结构均不相同不相同的的 新的新的固相固相的反应。的反应。A2.11%c 727 F0.02%c+Fe3C6.69%c共析反应的产物即珠光体共析反应的产物即珠光体 PF0.02%c+Fe3C6.69%c两种反应两种反应37实用精品课件PPT 1.5.2 铁碳合金状态图分析铁碳合金状态图分析渗碳体的熔点渗碳体的熔点共晶点共晶点共析线共析线共析点共析点纯铁的熔点纯铁的熔点共晶线共晶线ACD线线液相线液相线AECF线线固相线固相线碳在奥氏体中的最大溶解度碳在奥氏体中的最大溶解度A3线线Acm38实用精品课件PPT 铁碳合金相图中主要特性点的含义铁碳合金相图中主要特性点的含义 特性点的特性点的符号符号温度温度t/ 含碳量含碳量wc%含义含义A AC CD DE EG GP PS SQ Q 15381538 1148 1148 1227 1227 1148 1148 912 912 727 727 727 727 室温室温0 04.34.36.696.692.112.110 00.020.020.770.770.00080.0008纯铁的熔点纯铁的熔点共晶点共晶点 渗碳体的熔点渗碳体的熔点碳在奥氏体中的最大溶解度碳在奥氏体中的最大溶解度-Te -Te -Te-Te同素异晶转变点同素异晶转变点碳在铁素体中的最大溶解度碳在铁素体中的最大溶解度共析点共析点碳在铁素体中的溶解度碳在铁素体中的溶解度39实用精品课件PPTACD线线液相线液相线 是不同成分铁碳合金开始结晶的温度线。是不同成分铁碳合金开始结晶的温度线。AECF线线固相线固相线 各种成分的合金均处在固体状态。结晶温度终止各种成分的合金均处在固体状态。结晶温度终止线。线。ECF水平线水平线共晶线共晶线 含碳量为含碳量为4.3%的液态合金冷却到此线时，在的液态合金冷却到此线时，在1148 由液态合金同时结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物，此反由液态合金同时结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共晶反应。应称为共晶反应。PSK水平线水平线共析线共析线（A1线）线） 含碳量为含碳量为0.77%的奥氏体冷却到此的奥氏体冷却到此线时，在线时，在727 同时同时析出析出铁素体和渗碳体的机械混合物，此反应称铁素体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共析反应。为共析反应。GS线线（A3线）线） 是冷却时奥氏体转变为铁素体的开始线。是冷却时奥氏体转变为铁素体的开始线。ES线线称称Acm线线 是碳在奥氏体中的溶解度线，实际上是冷却时是碳在奥氏体中的溶解度线，实际上是冷却时由奥氏体中析出二次渗碳体的开始线。由奥氏体中析出二次渗碳体的开始线。40实用精品课件PPT铁碳铁碳合金合金含碳量为含碳量为2.11%2.11%6.69%6.69%的铁碳合金。的铁碳合金。共晶生铁：共晶生铁： 含碳量为含碳量为4.3%;4.3%;亚共晶生铁：亚共晶生铁：含碳量在含碳量在2.11%2.11%4.3%4.3%之间；之间；过共晶生铁：过共晶生铁：含碳量在含碳量在4.3%4.3%6.69%6.69%之间；之间；含碳量小于含碳量小于0.02%0.02%的铁碳合金。的铁碳合金。工业纯铁工业纯铁钢钢生生 铁铁含碳量为含碳量为0.02%2.11%的铁碳合金。根据的铁碳合金。根据金相金相 组织的不同，可分为三种。组织的不同，可分为三种。共析钢：共析钢： 含碳量为含碳量为0.77%;亚共析钢：亚共析钢：含碳量在含碳量在0.02%0.77%之间；之间；过共析钢：过共析钢：含碳量在含碳量在0.77%2.11%之间；之间；41实用精品课件PPT LL+AAA+Fe3CF+AA+Fe3C+LdP+Fe3C +LdP+Fe3CPP+FLdLdL+Fe3CLd+Fe3CLd+Fe3CL Ld dP+FeP+Fe3 3C C+ +Fe3C转变42实用精品课件PPT A A奥氏体奥氏体P P珠光体珠光体F F铁素体铁素体43实用精品课件PPT44实用精品课件PPTLd变态莱氏体变态莱氏体亚共晶、过共晶生铁结晶过程分析亚共晶、过共晶生铁结晶过程分析45实用精品课件PPT钢钢碳素钢碳素钢碳素结构钢（碳素结构钢（0.38%C)优质碳素结构钢优质碳素结构钢 (0.2-0.7%C用途广用途广)碳素工具钢碳素工具钢 (T8等等)合金钢合金钢合金结构钢合金结构钢合金工具钢合金工具钢特殊性能钢特殊性能钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢 耐磨钢耐磨钢其它其它量具钢量具钢模具钢模具钢刃具钢刃具钢轴承钢轴承钢弹簧钢弹簧钢调质钢调质钢渗碳钢渗碳钢低合金结构钢低合金结构钢（1.5%C1.5%C) ) 16Mn、20Cr9Cr2、CrWMn2Cr13、1Cr18Ni91.6 工业用钢分类及选材工业用钢分类及选材46实用精品课件PPT热处理热处理普通热处理普通热处理表面热处理表面热处理 退火退火正火正火淬火淬火回火回火表面淬火表面淬火化学热处理化学热处理渗碳渗碳渗氮渗氮碳氮共渗碳氮共渗加热加热保温保温冷却冷却临界温度临界温度热处理工艺曲线热处理工艺曲线T其它热处理其它热处理形变形变真空真空激光激光1 .7 钢的热处理钢的热处理47实用精品课件PPT1.7.1 退火和正火退火和正火退火：退火： 将钢加热、保温，然后随炉冷却将钢加热、保温，然后随炉冷却或埋入灰中缓慢冷却。或埋入灰中缓慢冷却。目的：目的： 降低硬度，便于机加工。降低硬度，便于机加工。 细化晶粒，提高塑性和韧性。细化晶粒，提高塑性和韧性。 消除应力。消除应力。应用：应用：铸件、锻件、焊接及其它毛坯铸件、锻件、焊接及其它毛坯的热处理。的热处理。 1、完全退火：、完全退火：将亚共析钢加热到将亚共析钢加热到Ac3线以上线以上3050，保温后缓慢冷却，保温后缓慢冷却. 2、球化退火、球化退火: 将过共析钢加热到将过共析钢加热到Ac1线以上线以上2030，保温后缓慢冷却，保温后缓慢冷却. 3、低温退火、低温退火: 将钢加热到将钢加热到Ac1线以下，保温后缓慢冷却线以下，保温后缓慢冷却. 再结晶退火：消除冲压件冷变形所产生的加工硬化（再结晶温度以上再结晶退火：消除冲压件冷变形所产生的加工硬化（再结晶温度以上150250），降低硬度，恢复塑性。），降低硬度，恢复塑性。48实用精品课件PPT应用：应用：（1）取代部分完全退火；）取代部分完全退火； （2）用于普通结构件的最终热处理；）用于普通结构件的最终热处理； （3）用于过）用于过共析钢，减少或消除网状二次渗碳体，为球化共析钢，减少或消除网状二次渗碳体，为球化处理作准备。处理作准备。正火正火: 将钢加热到将钢加热到Ac3 线以上线以上3050 （亚共析钢）或（亚共析钢）或Accm以上以上3050 （过共析钢），保温后在空气中冷却。得到的是细珠光（过共析钢），保温后在空气中冷却。得到的是细珠光体组织（索氏体）。体组织（索氏体）。49实用精品课件PPT1.7.2 淬火和回火淬火和回火 将将钢钢加加热热到到Ac3或或Ac1 线线以以上上3050 ，保保温温后后在在淬淬火火介介质质中中快快速速冷冷却却（Fe向向aFe同同素素异异晶晶转转变变），以以获获得得马马氏氏体体（M)组组织织（碳碳在在a Fe中中的的严严重重过过饱饱和和固固溶溶体体，钢钢的的组组织织中中硬硬度度最最高高的的）。常常用用的的淬淬冷冷介介质质有有盐盐水水、水水、矿矿物物油油、空空气气等等。淬淬火火可可以以提提高高金金属属工工件件的的硬硬度度及及耐耐磨磨性性，因因而而广广泛泛用用于于各各种种工工、模模、量量具具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。 马马氏氏体体形形成成过过程程中中将将伴伴随随着着体体积积膨膨胀胀，造造成成淬淬火火内内应应力力，应应采取以下措施：采取以下措施： （1）严格控制淬火加热温度）严格控制淬火加热温度 温度低，硬度低；温度高，晶粒粗大，应力大，易温度低，硬度低；温度高，晶粒粗大，应力大，易 产生裂纹。产生裂纹。 （2）合理选择淬火介质）合理选择淬火介质 淬透性好，选油淬。淬透性好，选油淬。 （3）正确选择淬火方法）正确选择淬火方法 采用水油双介质淬火法。采用水油双介质淬火法。50实用精品课件PPT回回火火: 将将钢钢重重新新加加热热到到Ac1 线线以以上上某某温温度度，保保温温后后冷冷却却的的热热处理工艺。处理工艺。目目的的：主主要要是是消消除除淬淬火火内内应应力力，降降低低钢钢的的脆脆性性，防防止止产产生生裂裂纹。纹。 回火三种形式：回火三种形式： （1）低低温温回回火火（150250），目目的的是是降降低低淬淬火火钢钢的的内内应应力力和和脆性，并保持高硬度（脆性，并保持高硬度（5664HRC)和耐磨性。如模具、刃具等。和耐磨性。如模具、刃具等。 （2）中中温温回回火火（350500），目目的的是是使使钢钢获获得得高高弹弹性性，并并保保持较高硬度（持较高硬度（3550HRC)和一定的韧性。如弹簧、锻模等。和一定的韧性。如弹簧、锻模等。 （3）高高温温回回火火调调质质处处理理（500650），硬硬度度2035HRC，强度及韧性等综合性能较好。如连杆、曲轴、齿轮等。强度及韧性等综合性能较好。如连杆、曲轴、齿轮等。51实用精品课件PPTThank You更多精品更多精品 敬请关注！敬请关注！