第一篇金属材料的基本知识

第一篇金属材料的基本知识第一篇金属材料的基本知识非金属材料金属材料纯金属合金（铁碳合金等）机械制造工程材料第一篇金属材料的基本知识第一章金属材料的主要性能第二章铁碳合金第三章工业用钢第四章 钢的热处理第一章金属材料的主要性能第一节金属材料的力学性能第二节金属材料的物理、化学及工艺性能第一节金属材料的力学性能在力的作用下所表现出来的性能强度、塑性、硬度静载荷冲击韧度动载荷疲劳强度交变载荷第一节金属材料的力学性能

——强度屈服强度σs和抗拉强度σbσs

=FSA0(MPa)σb

=FbA0(MPa)第一节金属材料的力学性能

——塑性伸长率δ、收缩率ψδ

=l1-l0l0ψ

=A0-A1A0X100%X100%第一节金属材料的力学性能

——硬度布氏硬度（HB）洛氏硬度（HR）淬火钢球HBS硬质合金HBW第一节金属材料的力学性能

——韧性冲击韧度第一节金属材料的力学性能

——韧性第一节金属材料的力学性能

——疲劳强度疲劳强度σ-1107 强度与塑性硬度 韧性疲劳强度第一节金属材料的力学性能

——总结第二节金属材料的其它性能物理性能： 密度、熔点、沸点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性……化学性能： 耐酸性、耐碱性、抗氧化性……工艺性能： 铸造性、可锻性、焊接性、切削加工性…第二章铁碳合金第一节纯铁的晶体结构第二节铁碳合金的基本组织第三节铁碳合金状态图第一节纯铁的晶体结构金属的结晶过冷：实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度过冷度第一节纯铁的晶体结构金属的结晶固态金属是多晶体晶粒之间的接触面叫晶界晶粒愈细小强度、硬度愈高塑性、韧性愈好第一节纯铁的晶体结构纯铁的晶体结构第一节纯铁的晶体结构纯铁的同素异晶转变1538ºC纯铁由液态固态晶格为体心立方1394ºC-912ºC发生同素异晶转变晶格为面心立方<912ºC（重结晶）发生同素异晶转变晶格为体心立方第二节铁碳合金的基本组织合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素熔合在一起，构成具有金属特性的物质组元：组成合金的元素相：在合金组织中，凡化学成分、晶格构造和物理性能相同的均匀组成部分铁碳合金的组织： 固溶体、金属化合物、机械混合物第二节铁碳合金的基本组织固溶体置换式固溶体间隙式固溶体第二节铁碳合金的基本组织固溶体——铁素体F

碳溶解于中形成的固溶体称为铁素体，晶格为体心立方晶格，用F表示力学性能与纯铁相近第二节铁碳合金的基本组织固溶体——奥氏体A

碳溶解于中形成的固溶体称为奥氏体，晶格为面心立方晶格，用A表示高温组织，锻造状态第二节铁碳合金的基本组织化合物——渗碳体Fe3C硬度极高，塑性、韧性极低第二节铁碳合金的基本组织机械混合物——珠光体P

铁素体和渗碳体组成的机械混合物

P=F+Fe3C良好的力学性能——强度、硬度高，塑性和韧性好第二节铁碳合金的基本组织机械混合物——莱氏体Ld（Ld‘）

奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，高温莱氏体Ld Ld

=A+Fe3C

珠光体和渗碳体组成的机械混合物，低温莱氏体Ld‘ Ld’

=P+Fe3C力学性能与渗碳体Fe3C相近第二节铁碳合金的基本组织A A+Fe3C=LdF F+Fe3C=P P+Fe3C=Ld’727第三节铁碳合金状态图铁碳合金状态图铸铁钢第三节铁碳合金状态图铁碳合金状态图

0.30.62含碳量%温度℃液相线固相线15301148

727铸铁钢第三章工业用钢钢分类钢碳素钢合金钢合金结构钢合金工具钢特殊性能钢碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢低合金结构钢渗碳钢调质钢弹簧钢滚动轴承钢刃具钢模具钢量具钢不锈钢耐热钢耐磨钢其它钢牌号1、碳素钢结构钢Q215、Q2352、优质碳素结构钢低：8、10、15、20中：40、45高：60、653、碳素工具钢T8、T10、T10A、T120.30.60.772含碳量%温度℃液相线固相线1530

727合金钢牌号“数字+元素符号+数字”

碳其它百分数（1%以上（1.5以下不写）不写）10Mn、20Cr、40Mn2、9SiCr、9Mn2V、W18Cr4V（高速工具钢）1Cr18Ni9Ti（不锈钢）钢的热处理就是将钢在固态下，加热、保温和冷却，以改变钢的组织，从而获得所需要性能的工艺方法机械零件一般要经过的加工过程：

选原料——铸造（锻造）——预先热处理（退火和正火）——

机械加工——最终热处理——最终精加工第四章钢的热处理第四章钢的热处理热处理的分类热处理普通热处理表面热处理表面淬火化学热处理退火正火淬火（回火）渗碳渗氮碳氮共渗退火退火：加热——保温——炉内冷却退火的作用：1、降低硬度2、提高塑性、韧性3、消除内应力

0.30.60.772含碳量%温度℃液相线固相线1530

727正火正火：加热——保温——空气中冷却正火的作用：1、提高低中碳钢的硬度2、取代部分退火。因为效率高3、普通结构件的最终热处理4、为球化退火、淬火准备淬火正火：加热——保温——介质中冷却（水、煤油）正火的作用：1、提高硬度回火的作用：1、低温回火：降低淬火钢内应力和脆性2、中温回火：获得高弹性3、高温回火：也称调质处理，获得强度与韧性较好的综合性能表面淬火表面淬火，是将钢件表面层淬透到一定深度，而心部仍保持未淬火状态作用：获得高硬度、高耐磨性的表层，而心部仍保持原有的良好的韧性加热方法：电感应、火焰、电接触、激光等感应加热表面淬火火焰表面淬火化学热处理化学