金属材料与热处理学习框架

1、金属材料与热处理学习框架 钢铁生产 O 焦 尿燃玻 2的 氷 石 铁日泥 莉提剂 真 矿 造：水 的炼熔#半 铁 制气： 铁精 斗 / :煤渣 一一剂 氷 气趴 仲高旳 仲从伽炉前 空高 S 时加伉转镇 #:品 渤#:能 抗 率O度 能性 、长 師 韧 性造 度 伸 纟 击 械锻 强 ： 度 冲 机、 服 标 更 。 能 屈 指O 能性 量 即 性揍 标w-y 验 学焊 指 。匱 试 力、 曰单 力rt 匕匕 轉 匕匕 汗r乙 厶冃 復 厶冃 壬 密 能性 。的OT属 性造 力 坏 金 学铸 能 破 加 、 匕E:匕E:妣 M 殆 儉 h 匚淵泓 :塑发 更 荷 度载松 能刖与 Q Q 抗 载

2、 强和 性圳世度r:収a収度抵性动 劳、父变 的使工强度定性定硬：韧：。疲：蠕 料 、强 塑 、:、念九、念、 材 一 1 2 二硬三概能四概五 铁碳合金的晶体结 ,t能 温性 晶学 结力 论的 理料 于材 低高 是提 总而 0从K o际小 现结细能 的际越性 属实粒学 金的晶廿 态属一砒 凝现！nH0，是度 朗滿於八M銘冷理 的态的越粒要高丽 伽液衙如晶仆提变 曰H晶:膨樑务W1)2) 一结金晶总采 构 与 结 晶 过 程 (3)机械振动 二、纯金属的晶体结构 纯金属的晶格类型 体心立方晶胞 面心立方晶格 密排六方晶格 纯铁的同素异晶转变 a Fe( 912C)y Fe (1394C)S -

3、Fe (1538C) L 铁碳合金 铁碳合金的基本组织 1、铁素体F： Ca Fe中形成的固溶体。单相、层片状、体心立方晶格。 20 C 0.0008 % C (工业纯铁)。727 C 0.0218 % G 机械性能：5= 3050%、 = 7080%、a ku = 160200J/cm2、r b= 180280MPa HBS50- 80 ( 770 CJ 磁性)。 2、奥氏体A： Cy Fe中形成的固溶体。单相、层片状、面心立方晶格。 727 C 0.77%C、1148C 2.11%Co 机械性能：5= 4060%、c b= 40050MPa HBS= 170220、抗磁性。 3、 珠光体P

4、： F+ Fe3C两相，机械混合物。0.77 %G 机械性能：5= 2025%、c b= 800850MPa HBS= 280260。 强度咼、硬度较咼 4、 .莱氏体Ld、Ld:两相机械混合物，含碳量：4.3 % Co Ld = A+ C7271148Co (高温莱氏体) Ld = P+ C20- 727Co (低温莱氏体) 总结：硬度最高的是渗碳体，强度最好的是珠光体，高温下奥氏体塑性最好，常温下 铁素体塑性最好，莱氏体硬度较咼。 铁碳合金状态图 一、铁碳合金状态图的建立 二、Fe Fe3C合金状态图的分析 三、钢在结晶过程中的组织转变 分类： 含碳量分类： 工业纯铁：CW 0.0218

5、% C 钢：0.0218 % CW 2.11 % 白 口铁：2.11 % C6.69% 钢分类： 共析钢：0.77 % P 亚共析钢：C0.77 % P+ C 共晶白口铁分类： 共晶白口铁：4.3 % CLd 亚共晶白 口铁： C4.3% CLd + C 铁碳合金的组织和性能： 工业纯铁：F塑性好。 亚共析钢：F+ P取决于F、P的含量。 共析钢：P强度高。 过共析钢：P+ C取决于P、C的含量（C为网状的二次渗碳体，脆、不合格）。 亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁自行分析。 力学性能和含碳量的关系曲线图。 正确选材： .C 0.25 %，低碳钢：塑性好，韧性好。 0.25 % C

6、0.60 %，中碳钢：综合机械性能好。 .0.60 % CW 1.4 %，高碳钢：硬度高，耐磨性好。 制定工艺性能： 铸造方面： 共晶成分的铁碳合金铸造时，组织致密，不易偏析。 锻造方面： 钢加热到固相线 AE以下200C及A3线上170 C之间，利用奥氏体塑性好。 选择材料的一般原则如下： 1. 应能满足零件的工作要求：安全第一。 2. 应能满足工艺性能要求：质量第一。 3. 必须重视材料的经济性：效率第一。（以铁代钢，以铸代锻） 钢的热处理 普通热处理：退火、正火、淬火、回火。 一、退火 目的： 提高钢的塑性和韧性（利于切削加工）； 消除钢的内应力（以防钢件变形和开裂）； 均匀组织； 为随

7、后的热处理做准备（组织上为以后的热处理做准备）。 二、正火 目的： 提高低碳钢的硬度。（利于切削加工） 消除网状渗碳体组织。（冷却速度较大，网状来不及形成） 改善钢的组织。（细化晶粒，均匀组织） 因正火是在空气中冷却，得到的组织晶粒细小，且缩短了冷却时间 三、淬火： 目的：获得马氏体组织，从而提高钢的硬度和耐磨性。 （1）严格控制淬火加热温度。 （2）合理选择淬火冷却介质。 要求：既能得到高硬度的马氏体，也不会产生变形、开裂。 四、回火 目的： 降低材料的脆性、消除内应力； 获得要求的力学性能； 稳定工件尺寸； 降低合金钢的硬度，使之易被切削 （1）低温回火（150250 C）应用于需要高硬度，高耐磨的材料零件等。 （2）中温回火（350500 C）应用于需要较高弹性、韧性的材料