数控车工中级操作课件

数控车工中级操作工理论辅导

工程材料''''一、金属的力学性能金属的性能分为两类：

使用性能:是指为保证机械零件或工具正常工作，材料应具备的性能，他包括力学性能、物理性能和化学性能。使用性能决定了材料在应用的范围内安全可靠性与使用寿命。

工艺性能：是指在制造机械零件或工具的过程中，金属材料适应各种冷、热加工的性能。它包括铸造性能，压力加工性能、焊接性能、切削''''加工性能以及热处理性能。金属的力学性能是指它抵抗外力作用的能力。外力称为载荷或负荷，金属受到的载荷有：静载荷、冲击载荷、疲劳载荷等。在这些载荷作用下发生的变形形式：拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲等。常用的力学性能指标：强度、塑性、硬度、冲击韧度、疲劳强度等。''''1、强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力强度指标：屈服强度、抗拉强度2、塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力塑性指标：延伸率、断面收缩率3、硬度：是衡量金属材料软硬程度的指标测定硬度的方法：压入硬度法

''''（1）布氏硬度：在布氏硬度测试仪上，用一直径为D的淬火钢球或硬质合金球，在规定载荷P的作用下压入被测试金属的表面，停留一定时间卸除载荷，测量被测试金属表面上所形成的压痕直径d，求出压痕单位面积所承受的平均压力，作为被测金属的布氏硬度值。硬度符号：HBS、HBW(决定于压头)''''

（2）洛氏硬度：是在洛氏硬度机上用一定规格的硬质合金压头，以一定大小的载荷压入试样表面。HRC：120°金刚石圆锥体HRA：120°金刚石圆锥体HRB：直径1.588mm的钢球''''

（3）维氏硬度是用一相对夹角为136°的金刚石正四棱锥体压头，在规定载荷P作用下，压入被测金属表面，保持一定时间后卸除载荷，最后求出压痕表面积上平均压力。硬度符号：HV''''4、刚度：材料抵抗弹性变形的能力5、冲击韧性：金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力6、断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的性能7、疲劳极限：试样不发生断裂的最大循环应力值。一般钢铁材料取10的7次方；有色金属取10的6次方；腐蚀介质作用下的钢铁材料取10的8次方。''''二、金属的晶体结构与结晶

不同的金属材料在载荷作用下会表现出不同的力学性能，即使是化学成分相同的材料，采用不同的加工工艺或热处理，也会使性能产生很大的差异，其根本原因就是改变了金属的内部组织结构。在这里大家需要了解金属的晶体结构、常见金属的晶格类型（体心立方、面心立方和密排六方）、金属的结晶，晶粒大小对金属力学性能的影响、细化晶粒的方法，同素异晶转变以及二元''''合金相图。纯金属大都具有较好的塑性、导电、导热等性能，但其机械性能（力学性能和耐磨性）一般较低，价格较高，难于满足多品种、高性能的要求，因此在工业上很少应用。实际工程上大量使用的都是两种或两种以上元素组成的合金。例如：钢是铁与碳的合金黄铜是铜与锌的合金''''钢和铸铁是工业上广泛应用的金属材料，主要由铁和碳两种元素组成，统称为铁碳合金。纯铁具有较好的塑性、但强度较低，不能用来制造零件，在纯铁中加入少量碳，会使强度和硬度明显提高，原因是铁和碳相互结合，形成了不同的金相组织。在鉄碳合金中，Fe3C、Fe2C、FeC等一系列化合物，Fe3C中碳的质量分数是6.69%，由于碳的质量分数超过6.69%的铁碳合金脆性很大,没有''''实用价值，所以，一般所说的铁碳合金相图，实际上是铁—渗碳体（Fe+Fe3C）相图。合金中具有一定化学成分且晶体结构相同的均匀部分叫相。纯铁的室温组织是单相α-Fe（铁素体）。在碳的质量分数为0.45%的Fe—C合金（45钢）中，除了铁素体之外还出现了片状珠光体（片状的Fe3C与片状的铁素体的混合物）。由此可见铁中加入了碳以后，铁与碳相互作用形成Fe3C，这种化合物很硬，使钢明显的强化。纯铁''''是由单相α-Fe的组成，而45钢是α-Fe与Fe3C了两个相所组成。具有相同组元的固态合金在不同的温度和压力条件下得到不同的相结构。例如共析钢在727℃是奥氏体相，在该温度以下为铁素体和渗碳体（即珠光体）。随着状态的变化合金中相的变化过程称为相变。相图即状态图，是用图解的方法表示不同温度、压力及成分下合金系中各相的配平衡关系。''''

铁碳合金的基本组织有：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。

铁素体是碳溶于α-Fe中的间隙固溶体。它的性能与纯铁相似，即塑性、韧性较好，强度、硬度较低。低碳钢中含有较多的铁素体，故具有较好的塑性。用符号F表示。

奥氏体是碳溶于ｒ-Fe中的间隙固溶体。奥氏体一般在高温（﹥727℃）时存在，具有较好的塑性、适合于锻造。绝大多数钢材料锻造前都要加热到奥氏体状态。用符号A表示。''''

渗碳体是具有复杂晶格的间隙化合物。用符号Fe3C表示。硬度很高，约为800HBW，韧性很差、极脆。

珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，用符号P表示。它的性能介于铁素体和渗碳体之间，缓冷时硬度约为180—200HBS。''''

莱氏体是碳的质量分数为4.3%的液态合金，冷却到1148℃时，同时结晶出奥氏体和渗碳体的共晶体，该共晶体称为高温莱氏体。用符号Ld表示；而在727℃以下由珠光体和渗碳体所组成的莱氏体，称为低温莱氏体，用符号Ld’表示。

莱氏体硬而脆，是白口铸铁的基本组织。''''金属在固态下由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的变化称为同素异晶转变。同素异晶转变所得到的晶体为同素异晶体。金属或合金在加热或冷却时，发生结构转变的温度称为临界点或临界温度。1538℃、1394℃、912℃都是纯铁的临界点或临界温度。α-Fe，ｒ-Fe都是铁的同素异晶体。''''PSK线：又称A1线，是共析线温度为727℃，凡Wc=0.0218%—6.69%的铁碳合金，在此温度时奥氏体都会发生共析转变（在727℃时，奥氏体同时析出铁素体和渗碳体的机械混合物，即珠光体，这一过程即共析反应，S点为共析点）；ES线：又称Acm线，是碳在r-Fe中的溶解度曲线随着温度的降低，从奥氏体中析出二次渗碳体。''''GS线：又称A3线，是奥氏体和铁素体的相互转变线，随着温度的降低，从奥氏体中析出铁素体。ACD线：是液相线。该线以上全部为液态金属，液态铁碳合金冷却到该线时，开始结晶。''''铁碳合金的分类：工业纯铁：成分在P点左面，碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金。钢：成分在P点与E点之间，以S点为界分为三类：共析钢：Wc=0.77%亚共析钢：Wc=0.0218%—0.77%过共析钢：Wc=0.77%—2.11%''''

白口铸铁：成分在E点和F点中间，碳的质量分数为2.11%—6.69%的铁碳合金。以C点为界分为三类：共晶白口铸铁Wc=4.3%亚共晶白口铸铁Wc=2.11%—4.3%过共晶白口铸铁Wc=4.3%—6.69%''''工业生产中应用的铸铁的主要成分是含碳量为2.0%—4.0%的铁碳合金，且比碳钢含有较多的硅、锰、硫、磷等杂质元素。根据石墨的形态，可将工业铸铁分为如下几种：

灰铸铁：石墨成片状（包括普通灰铸铁和孕育铸铁），其牌号为“HT”,表示“灰铁”，其后一组数字表示直径30㎜试棒的最小抗拉强度值。其化学成分范围一般为Wc=2.5%—3.6%，Wsi=1.0%—2.5%，WMn≦0.5%—1.3%，Ws≦0.15%。''''

可锻铸铁：石墨呈团絮状，其牌号为“KT”,表示“球铁”，其化学成分范围一般为Wc=2.2%—2.8%，Wsi=1.0%—1.8%，WMn=0.5%—0.7%，Ws≦0.2%，Wp≦0.1%。后面两组数字分别表示最低抗拉强度和最低延伸率。

球墨铸铁：石墨呈球状，其牌号为表示“可铁”QT，后面两组数字分别表示最低抗拉强度和最低延伸率。''''

蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状，其牌号为“RuT”,表示“蠕铁”。铸铁的特殊性能：因石墨造成脆性切削，铸铁的切削加工性能优良；具有良好的铸造性能；具有优良的减磨性能；具有良好的减震性能。''''

工业生产使用的钢铁材料主要包括钢和铸铁两大类。根据钢中有无合金元素，可将工业用钢分为碳钢和合金钢两大类。碳钢是指碳的质量分数Wc＜2.11%，并含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。''''根据钢的碳含量划分：低碳钢：Wc≦0.25%中碳钢：Wc=0.25%—0.60%高碳钢：Wc﹥0.60%根据钢冶炼时的脱氧程度划分：沸腾钢（F）、镇静钢(Z)、半镇静钢(b)和特殊镇静钢(TZ)。''''根据钢的冶金特点划分：按钢中有害杂质元素硫、磷含量的高低，结构钢可分为：普通钢：Ws≦0.050%Wp≦0.045%优质钢：Ws≦0.035%Wp≦0.035%高级优质钢：Ws≦0.025%Wp≦0.025%特级优质钢：Ws≦0.015%Wp≦0.025%''''根据钢的用途划分：

碳素结构钢：用于制造各种工程构件（如桥梁、船舶、建筑构件）和机器零件（如齿轮、轴、连接件等）。又分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。普通碳素结构钢的牌号：屈服点Q、屈服点数值、质量特级符号（A—S、P含量最高、B、C、D、E、F）、脱氧程度符号。''''如Q235AF表示屈服点为235Mpa,质量等级为A级，脱氧程度不完全的普通碳素结构钢。优质碳素结构钢的牌号：用两位数字表示，两位数字表示钢中谈的平均质量分数的万分数。又分为普通含锰量（0.25%—0.80%）和较高含锰量（0.80%—1.20%）两类。如45表示碳的平均质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。''''

45Mn表示碳的平均质量分数为0.45%，含锰量较高的优质碳素结构钢。碳素工具钢：用于制造各种工具（如刃具、模具、量具等）。根据质量分为优质碳素工具钢和高级优质碳素工具钢；根据化学成分分为普通含锰量和较高含锰量。''''

碳素工具钢的牌号：用T表示，T代表碳素工具钢。数字表示钢中碳的平均质量分数的千分数。较高含锰量的碳素工具钢在数字后面附化学符号Mn，高级优质碳素工具钢在牌号后附表示高级优质钢的符号A。如T8表示碳的质量分数为0.8%的碳素工具钢；T12Mn表示碳的质量分数为1.2%，含锰量较高的碳素工具钢；

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T8A表示碳的质量分数为0.8%的高级优质碳素工具钢；T12MnA表示碳的平均质量分数为1.2%，含锰量较高的优质碳素工具钢。''''优质碳素结构钢主要用于制造各种比较重要的机器零件和弹簧。一般情况下，08至25钢属于低碳钢，具有良好的塑性和韧性，强度、硬度也较低，其压力加工性能优良，主要用于制造冲压件、焊接件和对强度要求不高的的机器零件。30至55钢属于中碳钢，具有较高的强度、硬度和较好的塑性、韧性，通常要经过调质处理（淬火后高温回火）后使用，因此叫调质钢。主要制造受力较大的机器零件。60钢及碳的质量分数更高的钢属高碳钢，''''

有更高的强度、硬度及耐磨性，且弹性很好，但塑性、韧性较差，焊接性能、切削加工性能较差，主要用于制造要求较高强度、耐磨性及弹性的零件和弹簧。''''工具钢：用于制造各种工具的钢。根据用途分为：刃具钢、模具钢和量具钢。刃具钢有碳素工具钢、合金工具钢和高速钢；模具钢用于制造各种模具，有冷作模钢、热作模钢和塑料模具钢。量具钢用于制造各种测量工具，特点高硬度、高耐磨性和高的尺寸稳定性。''''

工业生产用刃具是指车刀、铣刀、钻头等金属切削工具，其性能要求：高的硬度和耐磨性；高的热硬性、足够的塑性、韧度和强度。低合金工具钢主要用于制作慢速度切削硬金属的刀具车刀、铣刀、刨刀、刻刀以及板牙、丝锥铰刀、钻头等。高速钢为高碳合金钢，具有很高的耐磨性和很高的红硬性。在高速切削条件下刃部温度达到500-600℃仍能保持很高的硬度。主要用于高速切削用车刀、刨刀、钻头、铣刀等。''''红硬性也称热硬性指钢在高温下保持高硬度的能力。''''1、对于金属的属性描述正确的是（）。A、良好的导电、导热性B、强度普遍较高C、塑性差，无光泽D、导热、导电性差

''''2、下列材料中不属于金属的是（）A、钛及其合金B、橡胶C、生铁D、球墨铸铁3、（）不属于压入硬度试验法。A、布氏硬度B、洛氏硬度C、莫氏硬度D、维氏硬度''''4、铁素体是碳溶解在（）的间隙固溶体。A、D-FeB、α-FeC、Z-FeD、P-Fe5、奥氏体是炭溶于（）中的间隙固溶体。A、D-FeB、α-FeC、Z-FeD、ｒ-Fe''''6、黑色金属测量疲劳极限时，应力循环周次应为（）次。

A、10的15次方B、10的16次方C、10的13次方D、10的7次方7、有色金属、不锈钢测疲劳极限时，应力循环周次应为（）次。A、10的15次B、10的16次方C、10的13次方D、10的8次方''''

工程中有许多零件，如发动机曲轴、齿轮、弹簧及滚动轴承等都是在循环载荷下工作的。承受交变应力或重复应力的零件，在工作过程中往往在工作应力低于屈服强度的情况下发生断裂，这种现象称为疲劳断裂。金属材料所受的交变应力愈大，则断裂前所经受的循环次数愈少。工程上将钢铁材料循环10的7次方、非铁合金循环10的8次方不发生断裂的最大应力作为该材料的疲劳强度。金属材料：包括黑色金属和有色金属。黑色金属：包括铸铁、碳钢和合金钢有色金属：包括轻有色金属（铝、镁等）、重有色金属（铜、铅等）和稀有金属（稀土等）。''''8、奥氏体冷却到（）开始析出珠光体。A、420℃B、148℃C、727℃D、127℃9、奥氏体冷却到（）开始析出珠光体。A、PSK线B、ES线C、GS线D、ACD线''''10、特级质量钢的含磷量（），含硫量0.015%。A、0.025%B、等于0.22%C、等于0.15%D、0.725%11、在钢的编号中，08是指平均含碳量为（）的优质碳素结构钢。A、8%B、80%C、0.8%D、0.08%''''12、T12A是指平均含碳量为（）的碳素工具钢。A、1.2%B、12%C、0.12%D、2.2%13、（）在钢的编号中，65Mn表示平均含碳量为6.5%。14、灰铸铁的断口（）。A、呈银白色B、呈石墨黑色C、呈灰色D、呈灰白相间的麻点''''15、灰铸铁（）。A、既硬又脆，很难进行切削加工B、又称麻口铁C、具有耐磨减震等良好性能D、是一种过渡组织，没有应用价值16、优质碳素结构钢的牌号由（）数字组成。A、一位B、两位C、三位D、四位''''17、QT400-18属于（）铸铁的牌号。A、球墨铸铁B、可锻铸铁C、灰铸铁D、蠕墨铸铁18、KTH300—06属于（）铸铁的牌号。A、球墨铸铁B、可锻铸铁C、灰铸铁D、蠕墨铸铁''''19、黄铜（）。A、又称纯铜B、是铜和硅的合金C、是铜与锌的合金D、包括铝青铜和硅青铜20、白铜是由（）铜和镍合成。A、铜和铝B、铜和硅C、铜和锌D、铜和镍

''''纯铜表面氧化后呈紫红色，又叫紫铜。它的密度为8.9g/cm(立方)，属于重金属，其熔点为1083℃，导电、导热性好，它在大气、水中的抗蚀性好，铜还具有抗磁性。工业上使用的纯铜含铜量为99.50%—99.95%，牌号为“T+数字”，数字表示纯度，数字越大纯度越低。纯铝呈银白色，密度小，属于轻金属，熔点为660℃。铝的导电性、导热性好，紧次于银、铜。纯铝具有面心立方晶格结构，塑性好，易冷、热成型。但硬化、强度低，切削加工性能不好，''''21、钛的熔点是（）。A、712℃B、1668℃C、789℃D、199℃22、牌号以字母T开头的碳钢是（）。A、普通碳素结构钢B、优质碳素结构钢C、碳素工具钢D、铸造碳钢''''

钛是一种新金属，它具有较高的比强度、高的耐热性、耐腐蚀性，因此在工业中的使用率也越来越高。钛及钛合金目前是制造飞机、导弹、火箭等航空航天工业中的器械的重要结构材料，在机械工程、生物工程、海洋工程中的应用也越来越广泛。钛是一种银白色金属，密度为4.5g/cm(立方)，熔点为1668℃.固态下，钛具有同素异构转变，转变温度为882.5℃。钛在882.5℃以下为密排六方晶格，称为a—Ti；在882.5℃以上直到1668℃之间为体心立方晶格，称为贝塔—Ti。''''23、低合金工具钢多用于制造（）。A、板牙B、车刀C、铣刀D、高速切削刀具24、高速钢多用于制造（）。A、丝锥B、车刀C、板牙D、铰刀''''25、（）布氏硬度试验使用金刚石圆锥压头。26、（）碳素工具钢和合金工具钢用于制造中、低速成型刀具。27、（）根据碳在铸铁组织中存在形式不同，可分为白口铸铁，灰口铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁以及蠕墨铸铁。''''三、钢的热处理

钢的热处理是通过钢在固态下的加热、保温和冷却，以改变内部组织，从而获得所需性能的工艺方法。根据加热和冷却方式不同，热处理大致分为普通热处理和表面热处理两大类。普通热处理包括退火、正火、淬火、回火。退火分为：完全退火、球化退火、等温退火、扩散退火、去应力退火和再结晶退火等。''''

（1）完全退火：是把亚共析钢加热到Ac3（912℃—727℃）以上30℃—50℃，经保温一段时间后，缓慢冷却（随炉冷却或在干砂、石灰中冷却）的一种热处理工艺。目的是：细化晶粒、消除内应力、降低硬度、改善切削加工性能。主要用于亚共析钢的铸件、锻件、焊接件等。（过共析钢不宜采用完全退火。）

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（2）球化退火：是把亚共析钢加热Ac1727℃以上20℃—30℃，经较长时间保温，然后随炉冷却的一种热处理工艺。（属于不完全退火）目的是：降低硬度，改善切削加工性，并为淬火做好组织准备。主要用于过共析钢的刃具、量具、模具等。加热时只有部分渗碳体溶解到奥氏体中，缓慢冷却后，在铁素体基体上分布着粒状渗碳体，这种组织称为球状珠光体。''''（3）等温退火：是把工件加热到Ac3（912℃—727℃）以上30℃—50℃（亚共析钢）或Ac1（727℃）以上20℃—30℃（共析钢和过共析钢），保温一定时间后炉温冷却至稍低于Ar1温度进行等温转变的工艺。目的与完全退火、不完全退火的目的相同，但等温退火能得到更均匀的组织和硬度，并使生产周期缩短。主要用于高碳钢、合金工具钢和高合金钢。''''（4）扩散退火：是把合金钢铸锭或铸件加热到Ac3（912℃—727℃）以上150℃—250℃，长时间保温，然后缓慢冷却的工艺。目的是：为了消除铸造结晶过程中产生的枝晶偏析，使成分均匀化，故扩散退火又称均匀化退火。扩散退火后必须在进行一次完全退火或正火来细化晶粒，以消除过热缺陷。''''（5）去应力退火：是把工件加热至低于Ac1（727℃）的某一温度（约500℃—650℃，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至300℃—200℃以下出炉空冷的工艺。由于加热温度低于Ac1以下，钢内组织不变化。内应力主要是通过钢在500℃—650℃保温和随后缓冷过程中消除。主要用于消除铸件、锻件、焊接件的内应力，稳定尺寸，减小工件使用中的变形。一般工件应在精加工或淬火前进行一次去应力退火。''''正火：是把工件加热到Ac3（912℃—727℃）或Acm以上30℃—50℃，达到完全奥氏体化，然后在空气中冷却的工艺。目的：细化晶粒、调整硬度、消除网状渗碳体，并为后续工序做组织准备。所得的组织比较细，强度、硬度比退火高一些。''''正火是一种操作简便、成本较低和生产率较高的热处理工艺。在生产中应用如下：

改善低碳钢的切削加工性（可提高低碳钢硬度，改善切削加工性）；

消除网状二次渗碳体组织（正火可抑制渗碳体从奥氏体晶界析出，细化片状珠光体组织，消除过共析钢的网状二次渗碳体，为球化退火做组织准备）；''''

均匀细化组织（正火处理可均匀细化组织，并提高性能。如铸件的组织粗大、不均匀等通过正火得到改善）；

可作最终热处理（因为正火可细化晶粒，正火后组织的力学性能较高。能满足普通结构零件的性能要求，而大型或复杂零件淬火时可能有开裂危险，所以正火可作为普通结构零件或一些大型、复杂零件的最终热处理）。

''''淬火：将钢加热到临界点Ac3（912℃—727℃）或Ac1（727℃）以上30℃—50℃，保温一定时间，然后以大于淬火临界冷却速度冷却，获得马氏体组织的热处理工艺。钢的淬火和回火是紧密相连的两个工艺过程，淬火加回火常作为最终热处理。淬火钢的组织主要由马氏体组成，此外，还有少量残余奥氏体和未溶的第二相。''''

淬火是为了得到马氏体组织，再经过回火后，使工件获得良好的使用性能，其目的是：提高零件或工具的力学性能（例如提高轴类零件的综合力学性能，提高弹簧钢的弹性极限，提高工具、轴承等的硬度和耐磨性等）；改善某些特殊钢的机械性能或化学性能（如提高不锈钢的耐蚀性，提高高锰钢的耐磨性）。''''回火：是将淬火工件加热到Ac1（727℃）以下某一温度、保温一定时间后，冷却的热处理工艺。目的：调整工件的力学性能（工件淬火后的硬度高，脆性大，为了满足各种性能要求，可以通过回火来调整硬度、强度、塑性和韧性）；稳定工件尺寸（通过回火可使淬火组织趋于稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形）；

''''消除淬火内应力和降低脆性（淬火件存在很大的内应力和脆性，如不及时回火，往往会发生变形甚至开裂）。低温回火温度为150℃—250℃，所得到的组织为回火马氏体，在硬度高的同时，内应力有所降低，韧性有所改善。主要用于高碳钢、合金工具钢的刀具、量具、模具、滚动轴承，渗碳。碳氮共渗和表面淬火的零件。回火后硬度一般为38HRC—64HRC。''''中温回火温度为350℃—500℃，所得到的组织为回火屈氏体，中温回火后钢的弹性极限和屈服强度高，内应力基本消除，有一定的韧性。因此，它常用于弹簧钢制造的弹性零件以及锻模。回火后硬度一般为35HRC—50HRC。''''高温回火：温度为500℃—650℃，通常将淬火加高温回火称为调质处理，所得组织为回火索氏体。调质处理的目的是获得强度、硬度、塑性、韧性都较好的力学性能。常用于承受较大载荷的重要结构零件，如机床主轴、汽车后桥半轴、齿轮等。回火后硬度一般为200HBS—330HBS。注：回火屈氏体、回火索氏体与奥氏体等温转变的屈氏体、索氏体相比，在强度，硬度相同的条件下，前者的塑性、韧性更好。原因在于前者的渗碳体为粒状，而后者的渗碳体为片状。''''钢经正火和调质处理后的硬度很相近，但重要的结构零件一般都进行调质处理而不用正火，因为调质处理后的性能更具有优越性。在抗拉度大致相同的情况下，调质处理后的屈服强度、塑性、韧性指标均显著超过正火，尤以塑性和韧性更为突出。''''表面热处理包括表面淬火（火焰加热、感应加热）和化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗等）。表面淬火是将工件表面迅速加热到临界温度以上，使表面转变为奥氏体（只改变表面组织不改变化学成分），随后进行淬火冷却，使表面获得马氏体组织，然后再低温回火成回火马氏体。因淬火、回火只发生在零件表面，而心部为原组织和性能满足所要求的性能。（表面淬火用的钢''''材必须是中碳以上的钢，常用40、45钢或中碳合金40Cr等）。表面淬火按加热方式分为：火焰加热、感应加热、电接触加热等。火焰加热：利用乙炔—氧等的混合气体燃烧的火焰，喷射在工件表面上，使它快速加热到淬火温度，然后迅速喷水冷却，使表面获得所需的硬度和淬硬层深度。

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适用于中碳钢、中碳合金钢及铸铁制的大型工件（大模数齿轮、大型轴类、机床导轨等）。淬硬层深度一般为2—6mm。感应加热：将工件放在感应圈中，通入一定频率的交流电以产生交变磁场，于是在工件内就会产生频率相同，方向相反的感应电流。感应电流主要集中在工件表面，通入线圈的频率越高，则涡流层越薄，这种现象称为“集肤效应”。''''由于钢本身的电阻使表面层被迅速加热到淬火温度，而心部温度不变，立即喷水冷却，就会使工件表面层淬硬。适用于经调质处理后的中碳钢或中碳合金钢。根据电流频率不同，达到淬硬层深度也不同。高频感应加热淬火：工作频率为200KHz—300KHz，可获得1mm—2mm的淬硬层，主要用于中小模数齿轮和小轴。对于中碳钢，高频表面淬火前最好进行调质处理，性能要求不高时，可用正火代替调质。''''中频感应加热淬火：工作频率为2.5KHz—8KHz，可获得2mm—10mm的淬硬层，主要用于承受较大载荷和磨损的零件，如大模数齿轮、尺寸较大的凸轮轴和曲轴等。工频感应加热淬火：用工频电流（50Hz）进行感应加热，淬硬层深度达10mm­—15mm。主要用于大直径零件的表面淬火，也可用于锻件穿透加热。

''''注：感应加热淬火后，需进行低温回火（170℃—220℃），以降低淬火残余应力。生产中也常常采用利用工件的余热的自回火法（淬火冷却至200℃左右时停止喷水）。表面化学热处理：是将工件放入某种化学介质中，通过加热和保温，改变表面层的化学成分和组织，从而改变表面层性能的一种热处理工艺。（渗碳、渗氮、碳氮共渗）。

''''表面形变强化：把冷变形强化用于提高金属材料的表面性能，成为提高工件疲劳强度、延长使用寿命的重要工艺措施。表面涂覆法：将材料的表面用其它金属或非金属涂覆后，可赋予强烈的光和热的反射性或表面着色装饰之效果。它分为金属涂覆和非金属涂覆。非金属覆层法：在工件表面形成各种非金属覆盖层，常用下列几种方法：发黑处理、磷化处理、不锈钢酸性浴氧化着色法、非金属涂覆和挂''''衬（在金属表面形成有机物或无机物薄层，以提高耐蚀性、耐药品性和电绝缘性等，一般层薄时称为涂覆，层厚时称为挂衬)。发黑处理:将钢铁工件浸入含苛性钠、亚硝酸钠等的溶液中，使表面形成均匀致密的氧化膜（Fe3O4）。这层氧化膜呈黑色、蓝黑色、红棕色、棕褐色等，厚度为0.6—0.8微米，具有防锈作用，且增加光泽，已广泛用于机械零件、精密仪表和军械制造。''''

钢铁的氧化处理：将钢铁工件至于某些氧化性溶液中，使其表面形成厚度约为0.5—1.5微米致密而牢固的氧化铁薄膜的表面处理技术，称为氧化处理，又称发蓝。氧化处理能提高工件表面的抗蚀能力，有利于消除工件的残余应力、减少变形，还能使表面呈现特殊的美观能力。氧化处理可采用化学法和电镀法。化学法又可分为碱性和无碱性法，其中碱性法最常用。其中的溶液成分有：氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸钠、磷酸三钠等。''''1、退火工艺最适用于（）。A、铝合金B、低碳钢C、高碳钢D、铜2、（）不适宜采用退火工艺。A、高碳钢B、形状复杂的零件C、低碳钢D、切削性能较高的零件''''3、（）最适宜采用正火。A、高碳钢B、力学性能要求较高的零件C、形