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1、廓 帆 侈 曝 蜗 鹊 姑 鬃 堂 撬 贫 喊 及 跟 捶 骡 播 刺 裙 俯 刃 庐 袄 乾 嫉 箕 荚 貌 眩 哮 邻 卵 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常用材料及热处理 主讲:潘晓辉 2012年12月 葬 轮 补 门 枚 鉴 烛 蚊 肘 对 孩 盲 端 邑 睬 荆 恋 采 堡 尚 煌 寥 饱 牡 两 籍 讯 霄 溉 磊 吏 姬 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 前言 Introduction 工程材料是构成机械的 物质基础。机械的性能取决于 其使用的材料.用于机械制造的 材料有上千种,我们在选
2、择材料 时,既能保证使用性能、便于加 工，又要有经济性，那就必须 了解这些材料，认识这些材料 。 一 苗 欣 槛 鞭 弘 痞 矮 蛰 堕 车 反 蜡 观 嗓 城 赌 歧 畦 扩 啄 床 帧 疆 兰 书 逃 周 郴 睫 粹 弧 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 工程材料分类 金 属 非 金 属 复合材料 碳钢 合金钢 钢 有色金属 塑料 橡胶 陶瓷 聚合物 聚合物基复合材料 金属基复合材料 黑色金属 重金属 轻金属 贵金属 铸铁 起 刹 墓 票 龚 香 础 骨 楔 咐 揪 僳 励 屎 凌 只 椽 痊 景 莎 拖 泡 凸 末 摈 眩 铭 筛 盯 沃 然
3、 屯 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 金属材料的性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作 用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件 在正常工作情况下应具备的性能（使用性能 ）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能 （工艺性能）。 材料的使用性能包括物理性能（如比重 、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性 等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性） ，力学性能（机械性能）。材料的工艺性能 指材料适应冷、热加工方法的能力。 的 曳 储 岗 舔 坐 拽 卷 泞 即 壕 釉 扩 世 绒 迈 象 走 胡 侯 钎 秤 旗 炯 桶 扯 绍 祈 镁 癣 爵 抓 常 用
4、金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 工艺性能：指材料承受各种加工、处理的能力的那 些性能。 1. 铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些 工艺性能，主要包括流动性能、充满铸模能力；收缩 性、铸件凝固时体积收缩的能力；偏析指化学成分不 均性。 2. 焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压 焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起， 接口处能满足使用目的的特性。 3. 冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而 不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度（外角）或 弯心直径 d对材料厚度 a的比值表示，a愈大或 d/a愈 小，则材料的冷弯性愈好。 工艺性能 谜 哩
5、 洼 涵 脏 吸 俐 谰 聂 啥 惶 潍 晃 共 慕 俯 榔 湛 焊 丛 准 迈 制 牢 畴 眯 颧 散 暇 细 扩 融 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 4. 冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而 不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验 方法用杯突试验进行检验。 5. 锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受 塑性变形而不破裂的能力。 化学性能 化学性能：指金属材料与周围介质扫触时抵抗 发生化学或电化学反应的性能。 1. 耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀 的能力。 2. 抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产 生氧化皮能力。 锣 拧 钵 补 为
6、 裹 膀 掉 茬 炽 袖 寐 析 霹 麦 掉 损 良 仪 愧 投 托 堰 谤 饿 愤 昨 乡 烦 巩 怒 恤 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 腐蚀的概念 金属表面受到外部介质作用而逐渐破坏 的现象称为腐蚀或者锈蚀。腐蚀通常分为化 学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。 金属在电解质溶液中的腐蚀，称为电化 学腐蚀；金属在非电解质中的腐蚀，称为化 学腐蚀。 大部分金属的腐蚀是电化学腐蚀。 吠 选 讹 烧 接 垮 汛 枫 芹 闯 峙 浮 对 糠 脊 渗 趁 小 恳 耳 婉 柬 胞 兔 矮 肮 琳 届 猴 掩 疗 龚 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用
7、 金 属 材 料 及 热 处 理 电化学腐蚀示意图 电化学腐蚀实际上是电池作用。 - Fe + Cu H2SO4 e 铁和铜在电解质H2SO4溶液中形成了一个电池，由于铁的 电极电位低，为阳极，铜的电极电位高，为阴极，所以铁 被溶解，而在阴极上就放出氢气。 运 商 辣 姬 炉 陋 才 状 肖 勾 好 囊 薄 驼 苏 睦 确 诱 脊 逐 哮 谢 撤 腕 眼 锨 叮 性 肢 疗 凌 旷 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 化学腐蚀 化学腐蚀就是金属与介质直接发生化学 反应。 在干燥环境下钢铁表面的红色锈蚀就是 属于化学腐蚀： 4Fe+3O2=2 Fe2
8、O3 当氧气含量不足时，反应物为FeO(黑色 ） 钢铁氧化发黑的成分是Fe3 O4 森 蔑 萌 诱 撑 揽 频 岭 候 抬 为 敦 懒 瘸 颜 溃 砌 甥 熙 咳 头 疥 认 租 塑 嫡 步 狄 拄 喇 锈 萄 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现 出来的特性。 1. 抗拉强度：也叫强度极限指材料在拉断前 承受最大应力值。单位用牛顿/平方毫米（ N/mm2 ）表示。 2. 屈服强度 ：指材料在拉抻过程中，材料 所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形 却继续增加或产生0.2%L时应力值，单位用牛顿/ 平方毫米
9、（N/mm2 ）表示。 机械性能（力学性能） 诗 伟 僳 它 则 笑 或 簧 慰 洛 条 范 荤 床 怠 劲 轻 菇 破 创 唆 疑 溜 辉 困 摈 摧 婚 砸 淫 难 仰 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 3. 延伸率（）：材料在拉伸断 裂后，总伸长与原始标距长度的百 分比。 4. 断面收缩率（）材料在拉伸 断裂后、断面最大缩小面积与原断 面积百分比。 撵 沦 升 用 阜 诧 查 纤 抡 围 质 赠 克 浚 虐 税 铲 暂 踞 允 丰 舔 撬 摊 腿 名 烷 支 佑 覆 邱 靴 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及
10、热 处 理 查 溢 宛 量 筛 狈 液 效 舜 豺 葡 皋 窄 瞩 坡 舱 礼 贷 廉 已 吗 漱 玫 趴 厦 肋 厩 酥 瞥 匈 佑 渭 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 硬度 硬度：指材料抵抗其它更硬物压入其表 面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬 度（HBS、HBW）和洛氏硬度（HRA、 HKB、HRC)和维氏硬度（HV) 至 话 琉 鞭 建 渍 作 奴 载 卧 烫 娱 编 崔 泛 沦 鲤 磐 筐 目 右 谨 沾 蔚 尸 国 竟 沸 滦 寸 湍 忙 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 布氏硬度 原
11、理：用一定直径的钢球以相应的试验力压入 试样的表面，保持规定的时间后卸除试验力，在 试样的表面留下球形痕迹，测量压痕直径的大小 求得硬度值 布氏硬度又两种：HBS和HBW,区别时钢球布 同，HBS用的时淬火钢球，HBW是硬质合金球， HBS现在基本都不用，现在用的是HBW. 布氏硬度计的优点：准确 布氏硬度计的缺点：损伤大，不易测薄的工 件 扰 董 隶 挺 呈 时 待 佯 贼 抓 币 汞 胜 斌 嚏 窍 被 荚 陛 馅 坎 吟 恰 刻 驶 疡 可 皑 盯 缕 瘪 嚼 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 洛氏硬度 原理：以顶角为120的金刚石圆锥体或者
12、直径 时1.588mm的淬火钢球做压头，以规定的试验力 压入试样的表面，根据压痕深度，确定硬度值。 洛氏硬度有9种： HRA,HRB,HRC,HRD,HRE,HRF,HRG,HRH,HRK 洛氏硬度计的优点：简单迅速，效率高，直接 读数 洛氏硬度计的缺点：不够准确 冶 叼 式 泻 疵 蜀 示 妻 烧 甘 藻 蹿 憾 浚 杜 怯 蜒 踩 矣 下 轮 微 伟 里 领 瓮 婶 镰 惭 鞘 躁 充 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 维氏硬度 原理：原理与布氏相似，区别是采用锥 面夹角为136的金刚石正四棱锥体，测量压 痕两对角线长度。 优点：准确度高，压痕
13、更小，是以微米 单位来计 缺点：效率低 犀 隘 寒 汐 务 掷 蜘 雪 颜 敲 涩 愈 橱 玖 致 骡 盲 罐 陡 墙 拜 屉 元 洱 饰 嚷 稿 侈 弗 擦 鲜 登 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 冲击韧性 冲击韧性（Ak）：材料抵抗冲击载荷的 能力，单位为焦耳/平方厘米 （J/cm2）。 韧性转变温度：冲击吸收功氏随着温度 的降低而降低的，有些材料在低于某一温度 时，冲击值显著下降，这一温度称为韧性转 变温度 普通碳素钢的韧性转变温度大约是 在-20，这就是某些车辆、桥梁、管道等 在东北等寒冷地区易发生脆断的原因。 阑 淫 殉 罩 坠 浸 廓
14、 炳 文 释 酮 苗 肿 莲 贩 闹 媒 枯 苟 滴 皮 诀 卡 公 哀 侨 梧 式 汐 赘 雾 跨 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 铁碳合金相图 。 铁碳合金相图：表示在平衡状态下铁碳合 金的化学成分、相、组织与温度的关系图。 利用它可以研究钢和铸铁的内部组织及其变 化规律，从而为更好的利用它们，并为制定 热处理、压力加工等工艺规程打下基础。在 工程中一般研究的铁碳合金状态图实际上都 是铁与渗碳体两组元构成的状态图。 镑 恫 寡 八 断 学 维 洱 篇 弱 胀 啃 气 勺 潞 漱 柄 穿 肚 屿 革 秧 糖 零 屿 纠 子 圃 倪 冉 尤 尊
15、常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 铁碳合金的相图及组织转变 工业纯铁 碳钢 白口铸铁 亚共析钢 共析钢 过共析钢 亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁 过共晶白口铁 启 溪 循 抽 煽 雍 亭 晋 投 华 隋 阑 嘴 惋 缅 芽 艳 尖 授 假 姐 既 余 今 饭 聊 棋 绢 孪 础 扛 击 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 工业纯铁 含碳量小于0.0218%的铁碳合金， 钢 含碳量在0.0218%2.11%的铁碳合金， 共析钢 含碳量等于0.77%， 亚共析钢 含碳量小于0.77%， 过共析钢 含碳量位于0.
16、77%2.11%， 白口铸铁 含碳量在2.11%6.69%的铁碳合金 共晶白口铸铁 含碳量等于4.3% ， 亚共晶白口铸铁 含碳量位于2.11%4.3% 过共晶白口铸铁 含碳量位于4.3%6.69% 佯 彪 唉 邪 割 霜 韶 携 螟 踢 钥 疤 空 蒲 现 造 淫 醉 枯 隧 撞 窗 油 赠 彝 喧 叹 孜 阎 浪 媒 哭 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 1.铁素体（F） 碳溶于 中的固溶体，它保持体心立方晶格结构。其显 微组织如图1-15，溶解度（0.008%0.02%），故性质接近纯 铁，强度、硬度低，塑性、韧性好。 2.奥氏体（A） 碳溶
17、于 中的固溶体，保持面心立方晶格结构。其显 微组织如图1-16，溶解度（0.77%2.11%），其强度和硬度 略高于铁素体，塑性、韧性较好，奥氏体氏没有磁性的。 3.渗碳体（Fe3C） 铁和碳组成的金属化合物，复杂斜方晶体结构。含碳量为 6.69%，其硬度很高，塑性、韧性几乎为零，脆性极大，在 一定条件下分解为铁和石墨。 详 默 膛 我 共 糟 椭 倔 骄 超 扫 许 扫 噎 柜 替 售 蒂 乾 扣 鸡 纷 嘻 贫 酮 账 坦 斥 邹 密 炮 荒 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 图1-15铁素体的显微组织 图1-16奥氏体的显微组织 掳 豹 篱
18、坏 酝 县 缘 编 嫩 慨 展 芭 潘 若 设 炽 响 促 酝 悬 袖 鸥 滦 翔 伸 钓 腑 麓 掇 汽 登 钳 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 4.珠光体P 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物。其显微组织如 图1-17，珠光体强度较高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体 和铁素体之间。 图1-17 珠光体的显微组织 咯 歇 词 韦 猩 降 烷 寓 黍 癸 砂 密 锦 粮 羽 哑 的 遗 酸 沙 暴 畴 戏 门 驼 蓟 剁 诺 潜 蔚 紫 迭 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 5.莱氏体Ld 莱氏体在727
19、以上，由奥氏体与渗 碳体组成的机械混合物，称为高温莱氏体 Ld；在727以下，该组织转变为由珠光体 与渗碳体组成的机械混合物，称为低温莱氏 体Ld。其力学性能与渗碳体相似，硬度较 高，脆性较大。 押 蛆 宁 只 墙 创 锚 榴 敏 芳 珊 寞 谁 堤 纱 氯 脊 会 来 坷 搜 锯 硕 欺 很 像 孺 吨 紊 鼓 椅 擅 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常用金属材料 工业 用钢 铸铁 有色 金属 昆 奠 酸 窑 膀 涪 祷 励 将 贰 轧 猎 矩 猩 捂 兴 杜 耪 谩 馒 纵 幢 突 淤 觉 督 剐 虑 荣 联 胰 汗 常 用 金 属 材 料
20、及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 4.6.1 钢（含碳量小于2.11%的铁碳合金 ） 钢的分类： 1）以含碳量分 （按碳的质量分数C%） 低碳钢 ( c0.25%) 中碳钢(0.25% c 0.6%) 高碳钢(0.6% 1%不标记 表示所含合 金的名称 元素平均百分 含量：0.6%（高） 2）以化学成份 碳素钢，合金钢 3）以钢的品质 普通钢，优质钢 ，高级优质钢 4）以钢的用途 结构钢，工具钢，特殊性能钢 *常用钢种的牌号及识别： 钢 怒 邻 灵 蹭 瞒 携 驶 箔 颁 她 绥 洲 箩 捣 椎 赃 仰 痊 付 诊 蔓 卤 诽 熔 镑 誓 渝 闺 逢 佃 娠 潭 常 用
21、金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 结 构 钢 普通碳素结构钢： Q235A；Q215B； 优质碳素结构钢： 45；65 Mn； 合金结构钢： 20Cr;38CrMnAl;60Si2Mn;(GCr9) 工 具 钢 碳素工具钢： T7； T10； 合金工具钢：9CrSi；3 CrWMn；5CrNiMo； （ W18Cr4V ） 庄 界 树 躁 务 佩 魂 隆 残 龚 圃 为 曙 帐 巢 粉 狗 筏 刁 蜘 绑 趣 费 钠 籍 水 容 仕 慷 筹 姿 俗 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 特 殊 性 能 钢 不锈钢：
22、 1Cr13； 2Cr13； 1Cr18Ni9 耐热钢： 4Cr10Si2Mo; 0Cr13Al 软磁钢（硅钢片）: JDR54050; DQ13330 铸 钢 铸造碳钢：ZG230450； ZG270500； 树 盲 壬 也 怒 测 斟 援 皆 爹 盲 百 清 甚 檄 匆 罚 净 碧 恤 貉 韧 弃 霓 晋 纳 界 耻 泽 馏 宵 壳 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 含碳量大于2.11%的铁碳合金 白口铸铁无牌号标记 灰口铸铁HT150； HT200； 可锻铸铁KTH30006； KTZ45004； 球墨铸铁QT40018；QT6003 铸铁
23、痹 啮 聚 打 头 它 猎 陛 羹 骑 舌 飞 真 刊 傍 醇 闯 粒 临 汇 演 双 超 仿 鸯 孰 勒 下 惊 踪 郭 秧 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 钢铁材料热处理是通过加热、保温和冷却方式借以 改变合金的组织与性能的一种工艺方法，其基本内容包 括热处理原理及热处理工艺两大方面。 钢的热处理 钢铁材料的强韧化重要有两个途径：一是对钢铁材 料实施热处理；二是通过调整钢的化学成分，加入合金 元素（亦即钢的合金化原理），以改善钢的性能。 泽 光 腮 务 刽 算 葛 器 邵 删 嘻 吃 胀 绊 垢 尖 兴 孩 傅 谨 塌 田 苫 件 跋 序 师
24、 御 香 铜 喳 升 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 钢的热处理原理 钢的热处理相变温度钢的热处理相变温度 钢在加热时，实际转变 温度往往要偏离平衡的临 界温度，冷却时也是如此 。随着加热和冷却速度的 增加，滞后现象将越加严 重。通常把加热时的临界 温度标以字母“C”，如AC1、 AC3、ACm等；把冷却时的临界温度标以字母“r”，如Ar1、Ar3、Arm。 讫 隅 窃 巳 诲 软 垢 赃 叮 绣 了 辩 瓶 寡 贸 租 兼 恨 吭 浪 心 趋 哩 逃 熄 瞩 吊 努 窄 犯 急 摘 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料
25、 及 热 处 理 钢的普通热处理 一、一、退火退火 将钢加热到一 定温度进行保温 ，缓冷至600 以下，再空冷至 室温的热处理工 艺。 各种退火和正火的一般加热范围各种退火和正火的一般加热范围 腕 眯 追 痕 嚷 乍 椰 嘉 赦 团 釜 侨 樊 坦 景 帝 镣 分 浅 庞 辛 魂 滞 鬼 雁 邵 抡 虞 花 拣 毗 核 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 名称目的工艺制度组织应用 完全 退火 细化晶粒，消除铸 造偏析，降低硬度 ，提高塑性 加热到AC320 50，炉冷至 550 左右空冷 FP 亚共析钢的 铸、锻、轧 件，焊接件 球化 退火 降低硬度
26、，改善切 削性能，提高塑性 韧性，为淬火作组 织准备 加热到AC120 40，然后缓冷 片状珠光体和 网状渗碳体组 织转变为球状 共析、过共 析钢及合金 钢的锻件、 轧件等 扩散 退火 改善或消除枝晶偏 析，使成分均匀化 加热到Tm-100 200 ，先缓冷 ，后空冷 粗大组织（组 织严重过烧） 合金钢铸锭 及大型铸钢 件或铸件 再结晶 退火 消除加工硬化，提 高塑性 加热到再结晶温 度，再空冷 变形晶粒变成 细小的等轴晶 冷变形加工 的制品 去应力 退火 消除残余应力，提 高尺寸稳定性 加热到500650 缓冷至200 空冷 无变化 铸、锻、焊 、冷压件及 机加工件 常用退火工艺制度小结常用
27、退火工艺制度小结 菇 善 真 陨 恫 企 许 洛 郁 赁 判 敷 仍 幌 逾 钻 筹 七 疡 萤 洗 鹿 住 淹 勺 辙 期 藻 佃 掀 虑 潘 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 二、二、正正 火火 正火将钢加热到AC3以上温度并保温，出炉空冷至室温 的热处理工艺。由于正火比退火加热温度略高，冷却速度 大，故珠光体的分散度大，先共析铁素体的数量少，因而 正火后强度、硬度较高。 正火的应用：正火的应用： 用正火作为性能要求的一般结构件的最终热处理。 亚共析钢采用正火来调整硬度，改切削加工性能。 过共析钢的正火可消除网状碳化物。 风 淆 弘 鹰 奥 铱
28、 宾 淤 添 揖 土 和 燥 浓 参 膳 盛 卜 葛 革 缩 纱 呜 说 页 溯 诺 恬 镁 踩 喉 仔 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 三、淬 火 1 1、定义：、定义：淬火是将钢加热到AC1或 AC3以上温度并保温， 出炉快速冷却，使奥氏体转变成为马氏体的热处理工艺。 2 2、淬火的必要性、淬火的必要性 经过退火或正火的工件只能获得一般的强度和硬度， 对于许多需要高强度、高耐磨条件下工作的零件则必须 淬火与回火处理。 烫 盛 艳 矿 牵 瑞 抬 叹 稻 蛤 玄 姨 嫉 熙 坞 囚 元 眉 锗 镜 徐 毙 球 登 氰 基 痊 体 瘸 疼 游 挫
29、 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 3. 3.淬火加热温度淬火加热温度 淬火加热温度的选择应以得到细而均匀的奥氏体晶 粒为原则，以便冷却后获得细小的马氏体组织。亚共析 钢的淬火加热温度通常为Ac3以上3050；过共析钢的 淬火加热温度通常为Ac1以上3050。 骆 召 巧 刻 正 病 樟 沂 擦 饥 妮 浑 跨 绥 宙 骄 烁 拆 沼 询 宽 鬃 蹭 瞎 己 朴 订 豁 颅 革 蛙 拇 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 2 2）淬火保温时间）淬火保温时间 淬火保温时间主要根据钢的成分特点、加热介质和零
30、件尺寸来确定。 （a a）含碳量越高，含合金元素越多，导热性越差，则 保温时间就越长； （b b）零件尺寸越大，保温时间越长； （c c）生产中常根据经验确定保温时间，根据经验，一 般条件下25.4mm以下的工件的保温时间是1小时，大于 25.4mm时，按照每增加1mm保温时间延长2.36分钟来 确定。 舒 尖 虎 囊 寞 赦 蔬 踢 秩 棱 冯 第 指 快 件 犁 缄 挚 扩 纸 危 阿 仑 峨 乐 涌 胳 膀 氢 庭 赦 敢 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 3 3）淬火冷却速度）淬火冷却速度 淬火冷却介质选择的原则： （a a）为保证获得马氏
31、体组织，要求V冷却V临界； （b）为保证零件不因淬火应力而开裂，要求V冷却不应太 大，应该选择合适的冷却介质。 水：水： 主要用于形状简单、截面较大的碳钢零件的淬火。 油油： 一般用作合金钢和某些小型复杂碳素钢件的淬火。 盐浴盐浴：为了减少零件淬火时的变形，盐浴也常用作淬火 介质，主要用于分级淬火和等温淬火。 汪 框 唐 候 连 园 苇 睹 迟 跨 川 判 惟 豌 绝 失 形 褐 讣 尝 饥 萤 玉 程 琶 郑 继 肋 津 驰 试 囊 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 6 6、钢的淬透性和淬硬性、钢的淬透性和淬硬性 钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏
32、体的能力。其大 小通常用规定条件下淬火获得淬透层的深度（又称有效 淬硬深度）的距离作为淬透层深度。 生产中也常用临界淬火直径表示钢的淬透性。所谓临 界淬火直径，是指圆棒试样在某介质中淬火时所能得到 的最大淬透直径（即心部被淬成半马氏体的最大直径） ，用Do表示。在相同冷却条件下，Do越大，钢的淬透性 越好。 榴 净 邑 惦 拍 俩 杆 慎 坠 洱 洲 温 操 嘎 柑 鹃 穆 桑 捻 鳃 赴 鸣 袄 卖 贡 扰 恳 齐 楚 父 倦 千 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 淬透性的应用： （1）淬透性大的工件易淬透，组织和性能均匀一致； （2）淬火性大的
33、工件在淬火时，可选用冷却能力较小的 淬火介质以减小淬火应力。 （3）对受力大而复杂的工件，为确保组织性能均匀一致 ， 可选用淬透性大的钢。 （4）当要求工件表面硬度高，而心部韧性好时，可选用 低淬透性钢。 钢的淬硬性钢的淬硬性是指淬火后马氏体所能达到的最高硬度，淬硬 性主要决定于马氏体的碳含量。 班 丘 匈 啦 蚀 戊 额 芥 悼 矗 邀 魁 叙 招 橇 巧 巧 粤 哇 齿 紊 贪 午 珊 饰 触 苏 攻 毁 秉 述 强 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 四、四、 回回 火火 1 1、定义：、定义：回火是把淬火后的钢件，重新加热到A1以下某一 温度
34、，经保温后空冷至室温的热处理工艺。 2 2、目的：、目的：淬火钢件经回火可以减少或消除淬火应力，稳定 组织，提高钢的塑性和韧性，从而使钢的强度、硬度和塑 性、韧性得到适当配合，以满足不同工件的性能要求。 煽 稿 轧 紫 雇 呵 沟 弗 高 勋 褂 微 蛤 伯 谦 逐 雅 派 捧 距 秘 洗 豁 笑 傀 巍 惩 唱 谴 扭 震 债 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 回火的目的是降低应力和脆性，获得回火马氏体组织， 使钢具有高的硬度、强度和耐磨性。低温回火一般用来处 理要求高硬度和高耐磨性的工件，如刀具、量具、滚动轴 承和渗碳件等。（HRC60） 4
35、4、回火的种类：、回火的种类： 1）低温回火（150250） 2）中温回火（350500） 回火的目的是获得回火屈氏体，具备高的弹性极限和韧 性，并保持一定的硬度，主要用于各种弹簧，锻模、压铸 模等模具。（35HRC45） 娜 邱 穗 木 话 奢 驮 膛 猖 巫 军 温 簧 依 究 洼 赊 腆 郭 矩 檬 眺 阉 荆 卯 左 裁 弦 实 乒 詹 拯 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 3）高温回火（500650） 回火的目的是具备良好的综合机械性能（较高的强度 、塑性、韧性），得到回火索氏体组织。一般把淬火加 高温回火的热处理称为“调质处理”。适用于
36、中碳结构钢 制作的曲轴、连杆、连杆螺栓、汽车拖拉机半轴、机床 主轴及齿轮等重要机器零件。（28HRC33） 例 皑 佯 冬 刹 傣 吼 酿 诧 讯 巾 坪 冶 涪 揩 式 缅 尿 粱 奋 醉 剪 后 红 啼 藩 戒 荣 厘 膏 僧 脱 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 5. 钢的表面热处理 一、一、钢的表面淬火钢的表面淬火 表面淬火是将工件表面快速加热到淬火温度，然后迅 速冷却，仅使表面层获得淬火组织，而心部仍保持淬火 前组织的热处理方法。 1 1、火焰表面淬火：、火焰表面淬火： 火焰表面淬火是氧炔焰等高温热源将工件表面许速加 热到形变温度以上，然
37、后立即进行低温回火，或利用工 件内部余热自身回火。 这种方法可获得26mm的淬透 深度，设备简单，成本低，适于单件或小批量生产。 澎 烙 捷 狸 实 瓜 尼 剥 匀 歼 哉 珠 傣 裸 残 梆 搓 咎 洛 搂 记 连 铆 充 痰 未 学 屈 衍 潦 封 摊 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 2 2、感应表面淬火：、感应表面淬火： 感应加热表面淬火的特点： 淬火温度高于一般淬火温度。 淬火后马氏体晶粒细化，表 层硬度比普通淬火高23HRC。 表层存在很大的残余压应力。 不易产生变形和氧化脱碳。 易于实现机械化与自动化。感应加热淬火后，为了减 小淬火应
38、力和降低脆性，需进行170200低温回火。 感应加热是利用电磁感应原理，表层感应电流密度大 ，温度高；心部几乎不受热。 概 惧 皆 疟 址 狙 答 稽 墟 嘴 碗 哎 纺 深 饥 于 思 冤 温 勘 速 官 台 隐 剿 仁 恬 廊 烤 批 糟 寅 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 钢的化学热处理是指将工件放在一定温度的活性介质 中保温，使介质中分解出的一种或几种元素的活性原子 被钢件表面吸附并向表层扩散，从而改变其表层化学成 分、组织和性能的一种热处理工艺方法。 二、二、钢的化学热处理钢的化学热处理 主要有三种： 1.渗碳 2.渗氮 3.碳氮共渗
39、剧 许 粘 竿 卷 董 徘 将 能 灭 渴 燥 椅 淌 惺 糊 徒 果 亥 碑 巩 臭 思 育 灼 粱 梗 砌 腰 仗 描 述 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 固溶处理 固溶处理是将钢加热到1100左右，使碳化物溶解 在高温下所得到的奥氏体中，然后快速水冷刀室温，获 得单相奥氏体组织。固溶化处理与淬火不同。钢的淬火 是指高温奥氏体在冷却时转变为马氏体，在力学性能上 有强化现象。钢的固溶处理是指高温奥氏体在冷却后得 到的组织依然是奥氏体，固溶处理后钢中化合物强化相 的消失，减少了对错位运动的阻碍作用，不仅没有强化 ，甚至使强度和硬度下降。 票 栏
40、赌 淹 抢 雀 剑 底 儒 屡 包 毋 屠 祷 匙 饰 貌 窖 榆 匈 曲 缩 澜 旗 衙 诣 还 幼 楞 念 拐 尽 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 固溶化的目的 固溶化是为了将碳化物（Cr23C6)溶解于 奥氏体中，减少晶间腐蚀，提高钢的抗腐蚀 性能。碳化物（Cr23C6)的含铬量是很高的 ，在碳化物的周围会形成贫铬区，一般情况 下不锈钢的含铬量最少也要达到11.7%的时 候才有防腐蚀的作用，由于碳化物的存在就 会发生晶间腐蚀。 鳃 沉 杂 禁 袱 嫌 测 勋 捆 牧 旁 古 逸 涎 丈 敢 脂 佛 董 么 估 铂 筑 吊 捷 续 办 力 提 煤 挽 彪 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 END 脂 掀 舍 噶 耙 泡 驴 喀 煞 畅 索 埂 骗 红 衍 聪 倪 摄 肛 苟 亦 嚣 容 携 阮 态 丙 激 娱 严 廊 呐 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理 常 用 金 属 材 料 及 热 处 理