材料的结构和性能控制C

1、2.12.1 纯纯金属的结晶金属的结晶2.22.2 合金的结晶合金的结晶2.32.3 金属的塑性加工金属的塑性加工2.42.4 钢的热处理钢的热处理2.52.5 钢的合金化钢的合金化2.6 2.6 表面技术表面技术第第2 2章章 金属材料的金属材料的 组织与性能控制组织与性能控制 c c2.5 钢的合金化钢的合金化碳钢：价格低，但是，碳钢：价格低，但是，力学性能低，淬透性低，回火抗力差，力学性能低，淬透性低，回火抗力差，耐热、耐低温、耐蚀等特殊性能差。耐热、耐低温、耐蚀等特殊性能差。合金钢合金钢 ：在碳钢中加入某些合金元素：在碳钢中加入某些合金元素2.5.1 2.5.1 合金元素与铁、碳的相互

2、作用合金元素与铁、碳的相互作用溶于溶于F 形成合金形成合金F，产生固溶强化。产生固溶强化。形成碳化物形成碳化物 稳定性，熔点、硬度比稳定性，熔点、硬度比Cm高得多，高得多， 显著提高钢的强、硬度。显著提高钢的强、硬度。合金渗碳体，如合金渗碳体，如 (Fe, Mn)3C ； 特殊碳化物，如特殊碳化物，如 Cr7C3、MoC、WC、VC、TiC 。2.5.2 2.5.2 合金元素对合金元素对Fe-FeFe-Fe3 3C C相图的影响相图的影响扩大或缩小扩大或缩小A、F 区区 如，室温下，如，室温下，1Cr18Ni 9 为单相为单相A，1Cr17Ti 为单相为单相F 。使使共析转变点使使共析转变点S

3、左移左移 钢中钢中P%，强度增加，强度增加 。使共晶转变点使共晶转变点E 左移左移 钢中出现钢中出现Le 。2.5.32.5.3合金元素对热处理的影响合金元素对热处理的影响 1. 对对A化的影响化的影响减缓减缓A化过程（化过程（Ni、Co除外）除外） 合金碳化物难熔，阻碍合金碳化物难熔，阻碍C的扩散，需提高加热温度，延长保温时间。的扩散，需提高加热温度，延长保温时间。细化晶粒细化晶粒 合金元素及其碳化物（合金元素及其碳化物（ Mn除外）阻止除外）阻止A 晶粒长大。晶粒长大。. . 对对C曲线曲线的影响的影响1) 使使C曲线右移（过冷曲线右移（过冷A稳定性稳定性 ），），Vk，淬透性淬透性（Co

4、除外）除外）正火时，正火时，S片间距片间距（或或 B、M）, 强度强度非碳化物合金元素对碳钢非碳化物合金元素对碳钢C曲线的影响曲线的影响碳化物合金元素对碳钢碳化物合金元素对碳钢C曲线的影响曲线的影响2）使）使 M Ms s、M Mf f 点下降，淬火后残余点下降，淬火后残余A A量量, , 硬度硬度（Co，Al 除外）除外）. . 对对回火转变回火转变的影响的影响 1） 提高提高回火稳定性回火稳定性（钢对回火软化的抗力）（钢对回火软化的抗力）M 分解分解、碳化物长大碳化物长大、残余残余A转变转变、F再结晶再结晶被推迟到较高的温度才发生。被推迟到较高的温度才发生。回火温度相同时，合金钢中析出的碳

5、化物更细小，其强度更高。回火温度相同时，合金钢中析出的碳化物更细小，其强度更高。）产生）产生二次硬化二次硬化回火温度较高时析出细小、回火温度较高时析出细小、高硬度的合金碳化物，如高硬度的合金碳化物，如Mo2C，使硬度反而提高。使硬度反而提高。（韧性也大大（韧性也大大 ）w(C) = 0.35%的钼钢的回火温度与硬度的关系的钼钢的回火温度与硬度的关系二次淬火二次淬火回火时残余回火时残余A中析出合金碳化物中析出合金碳化物 A 中中 C% M Ms s、M Mf f ，随后冷却时随后冷却时M弥散硬化弥散硬化 第二相（沉淀）强化第二相（沉淀）强化）增大回火脆性）增大回火脆性淬火钢在某一温度范围回火时，

6、韧性明显下降。（合金钢较明显）淬火钢在某一温度范围回火时，韧性明显下降。（合金钢较明显）第一类回火脆性第一类回火脆性，250400，不可逆。，不可逆。第二类回火脆性第二类回火脆性，450650，可逆，回火后快冷可避免脆化。，可逆，回火后快冷可避免脆化。铬镍钢的韧性与铬镍钢的韧性与回火温度的关系回火温度的关系2.5.4 2.5.4 合金元素对机械性能的影响合金元素对机械性能的影响合金钢的强化机制：合金钢的强化机制：合金合金F 的固溶强化的固溶强化M位错强化位错强化细晶强化（细晶强化（F、M晶粒度，晶粒度，P片间距片间距）第二相（沉淀）强化第二相（沉淀）强化小结小结重点要求重点要求1. 1. 合金

7、元素在钢中的作用，合金元素对钢的热合金元素在钢中的作用，合金元素对钢的热处理、机械性能的影响。处理、机械性能的影响。2. 2. 回火稳定性、回火脆性、弥散硬化、二次硬回火稳定性、回火脆性、弥散硬化、二次硬化等概念。化等概念。作作 业业 2 2f fP 10 16week11, Nov 92.2. 27)27)3.3. 26)26)，28)28)5.5. 26)26)，29)29)，33)33)作业作业2 2e e 参考答案参考答案 P 9-112.2. 21) 21) 钢的淬透性越高，则其钢的淬透性越高，则其C C曲线的位置越（曲线的位置越（ ），说明），说明临界冷却速度临界冷却速度越越（）。

8、（）。靠右靠右小小22) 22) 球化退火的主要目的是（球化退火的主要目的是（），它主要），它主要适用于（）钢。适用于（）钢。 降低硬度降低硬度, ,提高切削性及韧性提高切削性及韧性过共析钢过共析钢23) 23) 亚亚共析钢的正常淬火温度范围是共析钢的正常淬火温度范围是（），（），过过共析钢的正常淬火温度范围是共析钢的正常淬火温度范围是（）。（）。AcAc3 3 + 30 + 30 5050AcAc1 1 + 30 + 30 505024) 24) 淬火钢进行回火的目的是淬火钢进行回火的目的是（），），回火温度越高，钢的强度与硬度越（）。回火温度越高，钢的强度与硬度越（）。消除淬火应力，调整力

9、学性能消除淬火应力，调整力学性能低低3.3. 22) 22) 高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（）NoNo23) 23) 经退火后再高温回火的钢，能得到回火经退火后再高温回火的钢，能得到回火S S 组织，具有良好的组织，具有良好的综合机械性能。（）综合机械性能。（）NoNo24) 24) 钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。（）钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。（）YesYes25) 25) 表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改变心部组织和性能。（）表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改变心部组织和性能。（）NoNo作业作业

10、2 2e e 参考答案参考答案 P 124.4. 19) 19) 淬硬性好的钢具有：淬硬性好的钢具有：a. a. 高的合金元素含量高的合金元素含量b. b. 高的含高的含C C量量c. c. 低的含低的含C C量量20) 20) 对形状复杂、截面变化大的零件进行淬火时，应选用：对形状复杂、截面变化大的零件进行淬火时，应选用：a. a. 高淬透性钢高淬透性钢b. b. 中淬透性钢中淬透性钢c. c. 低淬透性钢低淬透性钢21) 21) 直径为直径为1010mmmm的的4040钢的常规淬火温度大约为：钢的常规淬火温度大约为：（AcAc3 3 = = 780780）a. a. 750750b. 85

11、0b. 850c. c. 920920上述正确淬火后的显微组织为：上述正确淬火后的显微组织为：a. Ma. Mb. F + Mb. F + Mc. M + Pc. M + P 22) 22) 完全退火主要适用于：完全退火主要适用于：a. a. 亚亚共析钢共析钢b. b. 共析钢共析钢c. c. 过过共析钢共析钢 作业作业2 2e e 参考答案参考答案 P 134.4. 23) 23) 钢的回火处理是在：钢的回火处理是在：a. a. 退火后进行退火后进行b. b. 正火后进行正火后进行c. c. 淬火后进行淬火后进行24) 2024) 20钢的渗钢的渗C C温度范围是：温度范围是：a. 6a. 600650b. b. 800820c. c. 900950 c. c. 1000105025) 25) 钢的淬透性主要取决于：钢