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1、强度 材料在外力作用，抵抗塑性变形和断裂的 能力。工程上常用的金属材料的强度指标 有屈服强度(s)和抗拉强度(b)等； 冲击韧度 金属材料抵抗冲击载荷的作用而不破坏的能力。常用的指标有冲击韧度(Ak)。疲劳强度 金属材料抵抗交变载荷的作用而不 破坏的能力。常用的指标有疲劳强度(-1) 零件发生疲劳破坏是没有预兆而突然断裂，此时发生疲劳破坏的应力远远小于抗拉强度，甚至比屈服强度还小，非常危险。塑性 材料在外力作用下产生永久变形而不破坏的性能。 表示材料的塑性指标是：伸长率和断面收缩率；对于塑性差的材料，用0.2来代替s； 1）使材料具有良好的成形性； 2）受到外力变形时，有强化作用。硬度 材料抵
2、抗更硬的物体压入其内的能力。最常用的硬度指标有：布氏硬度（HB)和 洛氏硬度 (HRA-C)。布氏硬度和洛氏硬 度试验原理和使用范围均不相同；三种常见的金属的晶格类型： 体心立方 面心立方 密排六方原子团形核晶核长大 小晶粒晶粒（外形不规则的小晶体） 细化晶粒的方法增加冷却速度，增大过冷度；增加外来晶核;采用机械、超声波振动、电磁搅拌等；晶粒粗细对材料力学性能的影响 晶粒越细，强度越高，塑性和韧性也越好。金属的同素异构转变的慨念 金属在固态下，随着温度的改变其晶体结构发生变化的现象。 金属的同素异构转变的意义 可以用热处理的方法即可通过加热、保温、冷却来改变材料的组织，从而达到改善材料性 能的
3、目的。1538c1394c912c室温-Fe -Fe- Fe体心立方面心立方体心立方合金：由两种或两种以上的元素通过熔炼后 所获得的新的物质仍然具有金属特性。组元：组成合金的基本元素。相： 凡是成分相同、结构相同并与其他部 分有界面分开的均匀组成部分。例如：单一的液 单一的固相； 液相、固相两相共存；固溶体： 由两种组元相互溶解后所组成的新的物质仍然保持其中某一组元的晶体结构。置换固溶体：A组元的原子取代了B组元的原子。 当A、 B两个组元的原子直径相差不大时，两个组元可以以任何比例溶解，形成无限固溶体，反之则为有限固溶体。间隙固溶体：A组元溶入B组元的的间隙中。只能形成有限固溶体。 例如：C
4、溶入-Fe或-Fe 所形成的铁素体、奥氏体。 铁素体：碳溶解在Fe中的间隙固溶( F）。塑性 （=45-50%）、韧性好，强度、硬度低。 奥氏体：碳溶解在 Fe中的间隙固溶体（A）。塑 性好。 渗碳体：铁与碳形成的金属化合物（Fe3C）。硬度很 高（HBW=800），塑性、韧性几乎为零。 珠光体：是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体 与渗碳体的共析体（P）。 莱氏体：是液态铁碳合金发生共晶转变所形成的奥氏 体与渗碳体的共晶体（Ld）。硬度高，塑性 差。共晶反应： 一定成分的液相在一定的温度下同时结晶出两种成分和结构均不相同的固相的反应。共析反应：一定成分的固相在一定的温度下同时析出两种成分和结构
5、均不相同的 新的固相的反应。相图中主要线的含义 ACD线液相线 是不同成分铁碳合金开始结晶的温度线。 AECF线固相线 各种成分的合金均处在固体状态。结晶温度终止线。 ECF水平线共晶线 含碳量为4.3%的液态合金冷却到此线时，在1148 由液态合金同时结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共晶反应。 PSK水平线共析线（A1线） 含碳量为0.77%的奥氏体冷却到此线时，在727 同时析出铁素体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共析反应。 GS线（A3线） 是冷却时奥氏体转变为铁素体的开始线。 ES线称Acm线 是碳在奥氏体中的溶解度线，实际上是冷却时由奥氏体中析出二次渗碳体的开始线。典型
6、合金结晶过程分析热处理普通热处理表面热处理 退火正火淬火回火表面淬火化学热处理渗碳渗氮碳氮共渗加热保温冷却临界温度热处理工艺曲线T其它热处理形变真空激光1 .7 钢的热处理 典型合金结晶过程分析铁碳合金含碳量为2.11%6.69%的铁碳合金。共晶生铁： 含碳量为4.3%;亚共晶生铁：含碳量在2.11%4.3%之间；过共晶生铁：含碳量在4.3%6.69%之间；含碳量小于0.02%的铁碳合金。工业纯铁钢生铁 含碳量为0.02%2.11%的铁碳合金。根据金相 组织的不同，可分为三种。共析钢： 含碳量为0.77%;亚共析钢：含碳量在0.02%0.77%之间；过共析钢：含碳量在0.77%2.11%之间；
7、退火： 将钢加热、保温，然后随炉冷却或埋入灰中缓慢冷却。目的： 降低硬度，便于机加工。 细化晶粒，提高塑性和韧性。 消除应力。应用：铸件、锻件、焊接及其它毛坯的热处理。钢碳素钢碳素结构钢（0.38%C)优质碳素结构钢 (0.2-0.7%C用途广)碳素工具钢 (T8等)合金钢合金结构钢合金工具钢特殊性能钢不锈钢耐热钢 耐磨钢其它量具钢模具钢刃具钢轴承钢弹簧钢调质钢渗碳钢低合金结构钢（1.5%C) 16Mn、20Cr9Cr2、CrWMn2Cr13、1Cr18Ni91.6 工业用钢分类及选材1、完全退火：将亚共析钢加热到Ac3线以上3050，保温后缓慢冷却. 2、球化退火: 将过共析钢加热到Ac1线
8、以上2030，保温后缓慢冷却. 3、低温退火: 将钢加热到Ac1线以下，保温后缓慢冷却. 再结晶退火：消除冲压件冷变形所产生的加工硬化（再结晶温度以上150250），降低硬度，恢复塑性。正火 将钢加热到Ac3 线以上3050 （亚共析钢）或Accm以上3050 （过共析钢），保温后在空气中冷却。得到的是细珠光体组织（索氏体）。 应用：（1）取代部分完全退火； （2）用于普通结构件的最终热处理； （3）用于过共析钢，减少或消除网状二次渗碳体，为球化处理作准备。 1.7.2 淬火和回火将钢加热到Ac3或Ac1 线以上3050 ，保温后在淬火介质中快速冷却（Fe向aFe同素异晶转变），以获得马氏体（
9、M)组织（碳在a Fe中的严重过饱和固溶体）。马氏体形成过程中将伴随着体积膨胀，造成淬火内应力，应采取以下措施： （1）严格控制淬火加热温度 温度低，硬度低；温度高，晶粒粗大，应力大，易 产生裂纹。 （2）合理选择淬火介质 淬透性好，选油淬。 （3）正确选择淬火方法 采用水油双介质淬火法。回火： 将钢重新加热到Ac1 线以上某温度，保温后冷却的热处理工艺。目的：主要是消除淬火内应力，降低钢的脆性，防止产生裂纹。回火三种形式： （1）低温回火（150250），目的是降低淬火钢的内应力和脆性，并保持高硬度（5664HRC)和耐磨性。如模具、刃具等。 （2）中温回火（350500），目的是使钢获得高
10、弹性，并保持较高硬度（3550HRC)和一定的韧性。如弹簧、锻模等。 （3）高温回火调质处理（500650），硬度2035HRC，强度及韧性等综合性能较好。如连杆、曲轴、齿轮等。合金流动性对充型能力的影响合金流动性的决定因数 合金的种类: 合金不同流动性不同 化学成分：同种合金中成分不同的合金具有不同的结晶特点，流动性也不同。 结晶特性: 恒温下结晶，流动性较好；两相区内结晶，流动性较差浇注条件对充型能力的影响缩松的形成原因: 铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度范围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，树枝晶发达，枝晶骨 架将合金液分割开的小液体区难以得到补缩所致。浇注条
11、件浇注温度充型压力浇注系统浇注温度越高，液态金属的粘度越小，过热度高，金属液内含热 量多，保持液态的时间长，充型 能力强。液态金属在流动方向上所受的压力称为充型压力。充型压力越大, 充型能力越强。浇注系统的结构越复杂，则流动 阻力越大，充型能力越差。消除缩孔和缩松的方法定向凝固原则是铸件让远离冒口的地方先凝固，靠近冒口的地方次凝固，最后才是冒口本身凝固。实现以厚补薄，将缩孔转移到冒口中去。原理合理布置内浇道及确定浇铸工艺。方法合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。液态成形内应力、变形与裂纹内应力热应力机械应力变形裂纹铸件在凝固和冷却的过程中，由于铸件的壁厚不均匀，导致不同部位不均衡的收缩而引起的应力。铸件在固态收缩时，因受到铸型、型芯、浇冒口、砂箱等外力阻碍而产生的应力。残余热应力的存在，使铸件处在一种非稳定状态，将自发地通过铸件的变形来缓解其应力，以回到稳定的平衡状态。当热应力大到一定程度会导致出现裂纹。铸铁的优点 良好的铸造性能，如流动性好、收缩小 良好的切削加工性能； 高的耐磨性； 良好的吸振缓冲性能； 低的缺口敏感性能。
