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1、相关机械工程优选的资料总总相关结复习学习资料12031082155机械工程资料复习机械工程资料复习第一部分基本知识一、概括目的掌握常用工程资料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识（性能和改性方法是要点）。具备依据部件的服役条件合理选择和使用资料；具备正确拟订热办理工艺方法和妥当安排工艺路线的能力。复习方法以“资料的化学成分加工工艺组织、构造性能应用”之间的关系为主线，掌握资料性能和改性的方法，指导复习。二、资料构造与性能：资料的性能：使用性能：机械性能（刚度、弹性、强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲惫强度、断裂韧性）；工艺性能：热办理性能、锻造性能、锻造性能、机械加工性能等。资料的晶体构造
2、的性能：纯金属、实质金属、合金的构造（第二章）；纯金属： 体心立方（- F ）、面心立方（ - Fe ），各向异性、强度、硬度低；塑性、韧性高e实质金属：晶体缺点（点：空隙、空位、置换；线：位错；面：晶界、压晶界）各向同性；强度、硬度增高；塑性、韧性降低。Page 1 of 29机械工程资料复习合金：多组元、固溶体与化合物。力学性能优于纯金属。单相合金组织：合金在固态下由一个固相构成；纯铁由单相铁素体构成。多相合金组织：由两个以上固相构成的合金。多相合金组织性能：较单相组织合金有更高的综合机械性能，工程实质中多采纳多相组织的合金。资料的组织构造与性能。结晶组织与性能： F、P、A 、Fe3C、
3、Ld ；1）均衡结晶组织均衡组织：在均衡凝结下，经过液体内部的扩散、固体内部的扩散以及液固二相之间的扩散使使各个晶粒内部的成分平均，并向来保存到室温。机械工程资料复习2）成分、组织对性能的影响硬度 (HBS)：随 C, 硬度呈直线增添， HBS 值主要取决于构成相F Ce3 的相对量。抗拉强度 (b ) ：C0.9%范围内，先增添， C后，b值明显降落。钢的塑性 ( ) 、韧性 (a ) ：跟着 C, 呈非直线形降落。k3）硬而脆的化合物对性能的影响：第二相加强：硬而脆的化合物，Page 3 of 29机械工程资料复习若化合物呈网状散布：则使强度、塑性降落；若化合物呈球状、粒状（球墨铸铁）：降
4、低应力集中程度及对固溶体基体的割裂作用，使韧性及切削加工性提升；呈弥散散布于基体上：则阻挡位错的挪动及阻挡晶粒加热时的长大，使强度、硬度增添，而塑性、韧性仅略有降落或不降即弥散加强；呈层片状散布于基体上：则使强度、硬度提升，而塑性、韧性有所降落。塑性变形组织与性能1）组织与性能的变化金属塑性变形后产生晶格畸变，晶粒破裂现象，处于组织不稳固状态的非均衡组织，非均衡组织向均衡组织转变：可经过再结晶、时效及回火实现。加工硬化，物电阻增大、耐蚀性降低等，各向异性：产生纤维状组织；晶粒破裂、位错密度增添；织构现象的产生；节余内应力。2) 变形金属在加热过程中组织和性能的变化答复（去应力退火）：强度和硬度
5、略有降落，塑性略有提升。电阻和内应力等理化性能明显降落再结晶：形成渺小的等轴晶粒。加工硬化消逝，金属的性能所有恢复。金属的强度和硬度显然，而塑性和韧性明显，性能完整恢复到变形前的水平。Page 4 of 29机械工程资料复习。热办理组织与性能1) 贝氏体的机械性能：上贝氏体：铁素体片较宽塑性变形抗力较低；同时，渗碳体散布在铁素体片之间，简单惹起脆断因此，强度和韧性都较差。下贝氏体：铁素体针渺小，碳化物散布平均，因此硬度高，韧性好，综合机械性能好。2) 马氏体的形态及机械性能板条马氏体（又称位错马氏体。）：碳含量；机械性能：不存在显微裂纹，淬火应力小，强度高，塑性、韧性好。针状马氏体：碳含量；（
6、显微镜下呈针状）机械性能：存在大批显微裂纹，较大的淬火应力，塑性和韧性均很差；混淆组织马氏体：碳含量在一之间时为板条和片状马氏体的混淆组织。马氏体的硬度 , 含碳最增添，硬度高升含碳量达到 0.6 此后，其硬度的变化趋于缓和。合金元素对钢中马氏体的硬度影响不大。Page 5 of 29机械工程资料复习3）回火组织与性能回火种类回火温度组织性能及应用组织形态保持高硬度，降低脆性及残低温回火 150250 回火 M（M）余应力，用于工模具钢，表面淬火及渗碳淬火件过饱和 碳化物 ( F Cex )回 火 屈 氏体（T）硬度降落，韧性、弹性极限和折服强度，用于弹性元件中温回火 350-500 保存马氏
7、体针形 F+细粒状 Fe3C强度、硬度、塑性、韧性、高温回火 500-650回 火 索 氏体（S）优秀综合机械性能，优于正火获取的组织。中碳钢、重多边形 F+粒状 Fe3C要部件采纳。资料组织构造变化实现的性能加强：固溶加强：经过合金化 ( 加入合金元素 ) 构成固溶体，使金属资料获取加强称为固溶加强；细晶加强：强度、硬度越高；其塑性、韧性越好。晶界处原子摆列杂乱，使其熔点低，易受腐化。由结晶过程、冷热塑性变形、合金化、热办理实现。加工硬化：使晶粒碎化、晶粒拉长、位错密度增添，进而使强度、硬度增添，塑性、韧性、耐蚀性等降落，并产生各向异性。冷塑性变形实现。第二相加强：硬而脆的化合物（ Fe3C
8、），若呈网状散布：则使强度、塑性降落；若呈球状、粒状（球墨铸铁）：使韧性及切削加工性提升；呈弥散散布于基体上：使强度、硬度增添，塑性、韧性仅略有降落或不降即弥散加强；呈层片状散布于基体上：强度、硬度提升，而塑性、韧性有所降落。形变加强：金属资料经冷加工塑性变形能够提升其强度；相变加强：经过热办理等手段发生固态相变，获取需要的组织构造，使金属资料获取加强。三、资料热办理、合金化与性能Page 6 of 29机械工程资料复习改良资料成形加工组织与性能的热办理工艺（早先热办理）退火：完整退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火退火：加热保温缓冷获取靠近均衡状态组织。退火目的：改良铸、锻、焊粗大
9、不平均的组织，降硬度，提升塑性，改良冷加工工艺性。除去成分不平均，内应力。1）完整退火（加热 Ac3（2030）温度，保温、缓冷组织： P+F目的：细化，平均化粗大、的原始组织；降低硬度切削性；除去内应力；除去组织缺点；应用：（C0.6%）亚共折钢，共析钢和合金钢铸、锻、轧2）球化退火加热 Ac1（ 1030），保温、缓冷（或 Ar1 （2030）等温）应用：过，共析钢、高碳合金钢组织：球状 P（F+球状 Cem）目的：Fe3CII 及Fe3C 共析球化HRC，韧性切削性为淬火作准备；球化退火前，正火办理，除去网状碳化物，以利于球化进行。3）扩散退火加热 10501150，保温 1020h,
10、冷却：炉冷组织： P+F或 P+Fe3CII目的：除去偏析结果：粗晶、魏氏组织、带状组织，韧性、塑性较差，需完整退火或正火来细化晶粒。4）去应力退火（再结晶退火）加热： Ac1（100200）；保温炉冷；目的：除去加工硬化，除去节余应力。正火正火：亚共析加热 Ac3 （3050）、过共析钢加热 Accm（3050）保温空冷，获取 P类工艺。Page 7 of 29机械工程资料复习组织：S或 P（FFe3C）正火与完整退火的差别：冷速较快，组织较细，得更高的强度和硬度；生产周期较短，成本较低。目的及应用：早先热办理、最后热办理、改良切削加工性能。早先热办理工艺应用工具钢：球化退火；构造钢：正火，
11、完整退火。表面加强办理的部件：调质办理正火。改良冷塑性加工性能再结晶退火：恢复变形前的组织与性能，恢复塑性，以便持续变形。改良机加工性能C %中低碳钢：正火，提升硬度C %：完整退火；C %的高碳钢：球化退火，获取粒状珠光体。合金钢：退火：铸铁件白口层：加热 850950保温（炉冷空冷）。除去资料的加工应力去应力退火：没有组织变化。工艺：迟缓加热 500650保温缓冷，钢铁的淬火淬火原则与淬透性目的：提升硬度、强度、耐磨性。原则：淬硬，获尽量完整的 M；淬透， M组织心口如一；保证淬硬条件下，用缓冷介质，以防开裂。. 淬透性：在规定淬火条件下获取 M多少的能力，决定钢材淬硬深度和硬度散布的特征
12、；是钢的属性。由 A过稳固性决定，表现为V 的大小。K淬透性评定：用标准试样在规定条件下淬火，能淬透的深度或所有淬透的最大直径表示。. 淬透层深度：从表面至半 M区的距离。与钢的淬透性及外在要素相关。影响要素：I VK 越小，淬透层越深； II 工件体积越小，淬火时的冷速越快，淬透层越深；。Page 8 of 29机械工程资料复习水淬比油淬的淬透层深；. 淬硬性：由 M中 C%，钢的淬硬性越好。淬火工艺淬火加热温度亚共析碳钢：A （3050）， 组织 ：平均渺小 M组织C3温度太高， M粗大，淬火应力，变形和开裂偏向增大。加热温度A C3 时，硬度降低。共析和过共析碳钢：加热：A （ 3050
13、）。 组织 ：MFe3C II Ar ，II Ar ，C1若在A Acm以上淬火， A 粗大高碳 M粗大力学性能，变形开裂C1合金钢：加热温度碳钢淬火方法单介质淬：简单碳钢及合金钢工件。碳钢水、合金钢、小碳钢油双介质淬火先水，后油冷却。复杂高碳钢及大型合金钢工件。分级淬火稍高于 Ms 的盐浴或碱浴中保温，再取空冷。用于：小尺寸工件及刀具。贝氏体等温淬火：稍高 Ms 温度的盐浴或碱浴中冷却保温，获取 B下。用于：形状复杂和性能较高的较小部件。深冷办理：在 0以下的介质中冷却的热办理工艺。目的：减少 Ar 获最大数目 M，提升硬度、耐磨性，稳固尺寸。用于：精细工件，量具。表面淬火原理：（交变磁场感
14、觉电流工件电阻加热，集肤效应表面加热）工艺：水（乳化液）发射淬火（180200）低温回火，感觉加热表面淬火的分类1) 高频淬火淬硬层深度；中小部件。Page 9 of 29机械工程资料复习2) 中频淬火淬硬层深度 210 ；大中模数齿轮 , 较大轴类部件等3) 工频淬火：淬硬层深度 1020 ；大直径部件。合用钢种中碳钢和中碳低合金钢：碳素工具钢和低合金工具钢：球铁、灰铸铁。表面淬火的特色加热速度快) 淬火组织为细隐晶马氏体（极细马氏体）。表面硬度 23HRC，脆性。明显提升钢件的疲惫强度。钢的化学热办理化学热办理：在加热和保温中使活性原子渗透其表面，改变表面的化学成分和组织，改良表面性能。目的：提升表面硬度，耐磨性，心部仍保持必定的强度和优秀的塑性和韧性；提升钢件的疲惫强度；抗蚀性和耐热性等。渗碳1）碳浓度：表面) ，机械性能：经淬火回火，提升表面硬度、耐磨性及疲惫强度，心部仍保持优秀的韧性和塑性。用途：各样齿轮、活
