2020年 07月 10日 星期五

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金属学与热处理期末复习总结

作者:永乐国际 来源:永乐国际 日期:2020-07-09 19:38 人气:

  金属学与热处理 第一章、金属的晶体结构 名词解释 金属、金属键、晶体、阵点、空间点阵、 晶格、晶胞、配位数、致密度、晶面、晶 向、晶带、晶带轴、多晶体、晶体缺陷、 空位、晶格畸变、位错、柏氏矢量、晶体 表面、晶界、亚晶界、层错 填空 ? bcc、fcc、hcp三种晶体结构的原子数、原子 半径、配位数、致密度、堆垛方式。 ? 立方晶系中给出指定的晶向指数或晶面指数( 取倒数化整数!!)的坐标。 ? 刃型位错中位错线中既有正应变又有切应变, 对于正刃型位错,滑移面之上受压应力,滑移 面之下受拉应力。位错线、运动方向、滑移方 向之间的关系。螺型位错。 ? 空位类型、晶体缺陷种类、点缺陷种类 选择 ? Fe在不同温度积的变化。P18-19 例如:在912℃(其晶格为0.02464nm)转变为( 其晶格为0.0486nm)时的休积() A膨胀 B收缩 C不变 D不能确定 ? 四面体八面体间隙(考研) 例如:若面心立方晶体的晶格为a,则其八面体间 隙( )。 A是不对称的 B是对称的 C位于面心和棱边中点 D 位于体心和棱边中点 ? 各向异性、各向同性。 判断 晶面指数代表一组平行的晶面。 实际金属是由许多结晶位向都完全相同的 小晶粒组成的。 ( X ) 金属学与热处理 第二章、纯金属的结晶 名词解释 结晶、过冷度、结晶潜热、结构起伏(相 起伏)、均匀形核、非均匀形核、光滑界 面、粗糙界面、成分过冷 填空 ? 结晶过程是形核与长大的过程。 ? 金属结晶的条件。三个 ? 控制结晶后晶粒大小的方法。 ? 晶体长大机制 ? 铸锭三晶区 判断 过冷度越大,晶体生长速度越快,晶粒长 得越粗大(?) 过冷度越大,形核率与线长大速率的比值 越大,则获得的晶粒越细小。(?) 金属以及合金由液态转变为固态的过程称 为结晶,是一个典型的相变过程。( ?) 金属晶粒越细小,强度和硬度则越高,同 时塑性韧性也越好(?) 大题 ?分析纯金属生长形态与温度梯度的 关系 ?形核率的影响因素 ?晶粒细化的方法 ?铸造三晶区形成的条件以及铸造组 织的控制。 ?铸造缺陷。 金属材料及热处理 第四、五章 铁碳合金与三元相图 一、去年考点(20分左右) 1.室温下含有P组织的含碳量范围 0.0218-4.3% 2.亚共析钢的成分计算 3.三元相图的成分三角形中,某一点的成分含量计算; 平行于一边的变温截面(课本144页) 12 二、铁碳合金与铁碳相图 需要掌握的主要内容 会画相图 1.铁碳相图的基本形式。 包括相区、各线、相转变、基本相的种类、结构与性质 2.典型合金的平衡凝固及组织形成过程。 在的温度区间 会分析平衡组织 3.铁碳合金室温平衡组织的类型与形态。了解各种组织存 4.利用铁碳相图计算七大类材料的室温组织 13 (一)名词解释 1.同素异构转变 2.初生相:直接从液体中结晶出来的相 3.二次结晶:由固溶体中析出另一个固相的过程称为脱溶过程, 即过饱和固溶体的分解过程。 4.二次相:二次结晶时析出的相称为次生相或二次相 5.蝴蝶形规律:P136 6.单变量线.第三章补充:离异共晶、伪共晶、伪共晶体、不平衡结晶、成 分偏析、区域偏析 (二)区间范围 1.碳在三大固溶体的极限溶解度(温度、含量) 2.A4温度 3. A3 温度 4.共晶点(温度、成分)5.包晶点 6.共析点 7.渗碳体成分 8.室温下,三次渗碳体含量最大的铁碳合金 9.共晶、共析、包晶 转变的碳含量范围 14 三、相图分析 1.基本概念 初生相 先共晶相 二次结晶 二次相 组织组成物:在显微组织中能够清楚的区分开,是显微 组织的部分 相组成物:从相的组成看 相的成分 相含量 用不同的线段 组织含量 工业纯铁 碳素钢 白口铸铁 3.2 四条垂直线C相图 Fe - Fe3C 相图:相 过共析钢 亚共析钢 共析钢 亚共晶白口铁 过共晶白口铁 共晶白口铁 Fe - Fe3C 相图:组织 1. 16点 2. 3水平线 HJB、ECF、PSK线. 初生、二次、三次渗碳体脱溶线 CD、ES、PQ(碳的溶 解度曲线.工业纯铁:三次渗碳体在组织中占的最大含量? 2.共析钢:珠光体中组织含量?相含量?(应该用室温的 求) 3.亚共析钢:Wc=0.4,先共析铁素体与珠光体的含量,相 含量 4.共晶白口铁:组织演变过程,计算莱氏体晶渗碳体、 共析渗碳体、二次渗碳体(16年考研) 5.亚共晶白口铁:组织演变过程,计算二次渗碳体含量 6.过共晶白口铁:组织演变过程,计算室温组织中一次渗 碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体(15年考研) 先共晶 先共晶 先共晶 所以只算先共晶奥氏体脱溶出的二次 渗碳体就可以了 杠杆定律 计算二元相图中 平衡状态下 两平衡相的相对质量分数。 杠杆的支点是两相合金的成分点,端点分别是两个相的成 分点。 ? A(0.0008) C 0.77 Fe3C B(6.69) ?相的质量分数 6.69 ? 0.77 M? ? ?100 % ? 88.5% 6.69 ? 0.0008 M Fe3C 0.77 ? 0.0008 ? ?100 % ? 11.5% 6.69 ? 0.0008 Fe3C相的质量分数 23 三元相图 一、成分三角形的表示方法 1、浓度△顶点代表纯组元A、B、C 2、 △的边代表二元合金 AB = BC = CA = 100%=边长 3、 △内任一点都代表一个三元合金 —— 浓度(成分)三角形 B xc wB wC O xa wA C xb A O点合金 xa + xb + xc=100% 等边三角型 + 顺时针坐标 确定合金I的成分 90 80 I 点: A%=60% B%=30% C%=10% 60 B% 50 70 B 10 20 30 40 50 C% 40 30 20 10 A I 60 70 80 90 C 90 80 70 60 50 ← A% 40 30 20 10 1)与某一边平行的直线 B 含对角组元浓度相等 B% C% P Q A ← A% C 2) 过某一顶点作直线 ? ? ? ? ? C % Bc1 Bc1 Bc2 Bc2 a1′ c1 c2 E a2′ F C% B% A a2 a1 C ← A% D 二、直线、已知成分的P、Q合金,熔配成 新合金R,其成分必在PQ连线上, 且在重量重心上。 wP ? PR ? wQ ? RQ α B O β 2、O合金,在某一温度分解成α、 β,则α、β的连线必通过O,且O在 α、β直线重量重心上, α、β的相 对量为: w? % ? O? ?100% w? % ? O? A P R Q C ?? ?? ?100% 二、重心定律 1、已知成分P、Q、N,熔配成新合金R, 则R在△PQN内,且在重心上。 wP ? PR ? wQ ? QR ? wN ? NR P n R q B Q p N 证明: (1)先熔配PQ n A B γ ? ? O C R 在nN重心 (2)再熔配nN 在△ PQN重心 2、已知成分的O合金,在某一温度分 解成α、β、γ,则O位于△αβγ 重量重心上。 w? % ? O? α A O? ? β C ?? ?100% w? % ? O? ?? ? 100% w? % ? ?? ? 100% TA A3 A2 A1 三个两相平衡区 (匀晶反应) TB E1 E3 TC E2 B3 B2 B1 L?A L? B A B E C3 C2 C1 C L? C L?A+ B TA A3 A2 A1 TB E1 B3 B2 E2 E C3 C2 C1 A E3 TC B1 B L?A+ C C L? B +C 三个三相相平衡区 二元共晶线E、 ) TA 一个四相平衡区A 3 (共晶反应) A 2 TB E1 B3 B2 E2 B1 一个三元共晶点 A E A+B +C A1 E3 TC E C3 C2 C1 B L?A+ B + C C 题型一 变温截面作图 (P142 图5-15(b),P143图5-16,图5-17,图5-18,图5-19) 题型二 ● 某一点的组织变化 共轭连线 四相平衡共晶平面 ●o点合金,室温组织:初晶A+两相共晶(A+C)+三相共晶(A+B+C) 题型三 某一点的室温组织含量 分析o成分点合金的凝固过程, 计算室温组织含量? 投影图 ●分析o成分点合金的凝固过程: ①在t3温度,对应1点,L→A; ②降温,L成分沿Ao变化,在t5温度, 对应2点, L为q点成分, L’→A+C ; 此时, Q初A=(oq/Aq)×100% QL = (Ao/Aq)×100% ③降温,L’成分沿e3E变化,每 瞬时析出的(A+C)共晶成分由 qE延长线与AC线的交点确定 (直线),在L’成分达到E点 后,先后析出的(A+C)的平均成 分应为Eq连线与AC边的交点 (重心定律) 。 此时,Q(A+C)= (Ao/Aq)×(Eq/Ef)×100% Q L” =Q (A+B+C) = (Ao/Aq)×(qf/Ef)× 100% ④室温组织 初晶A+二相共晶(A+C)+三相共晶(A+B+C) ★思考:室温下组成相A、B、C的质量百分含量? 第六章 金属的塑形变形与断裂 第六章 金属的塑形变形与断裂 1.(重点)滑移 应力在0~σe发生弹性形变,在σe~σs发生(弹塑性变形),在σs~σb发生纯塑性变形,在σb~σK发生缩颈。 晶体的一部分相对于另一部分沿某些晶面和晶向发生相对滑动的结果。是特定晶面沿特定晶向发生的相对滑 动。不发生结构的改变。 1)滑移系:滑移面与该面上一个滑移方向的组合。 滑移面总是原子排列最密的晶面,滑移方向也是原子排列最密的晶向; 滑移系数目越多,材料越容易实现变形; 通常塑性变形能力强弱:面心立方结构体心立方结构密排六方结构。 3)多滑移:两个或更多的滑移系上进行的滑移。交叉形滑移带。 4)交滑移:两个或多个相交的滑移面沿同一滑移方向滑移,出现波纹状滑移带。 5)滑移的位错机制:位错运动是晶体滑移的主要方式。 特点:所需切应力小; 原因:仅需少量原子的弹性偏移。 6)位错交割与塞积:是形变强化现象的源头,且与位错运动受阻有关。 2.孪生 把对称的两部分晶体称为孪晶,形成孪晶的过程称为孪生。 一种特殊的塑性变形; 晶体中有限宽度的部分产生一个均匀切变; 切变得到孪晶; 孪生不改变晶体结构,但改变有限区域内的晶体位向。 孪生的特点:在切应力作用下发生,其临界切应力远大于滑移时。 是一种均匀切变。 孪晶有对称关系,在一定范围内改变了晶体的取向。 3. (重点)多晶体塑性变形 1)变形特点: i.各晶粒变形不同时性; ii.晶粒间、晶粒内变形的不均匀性; iii.相邻晶粒变形的协调性。 产生原因:位错在晶界处塞积;塞积应力场与外应力场叠加引起相邻晶粒的变形。 2)晶粒大小对塑性变形的影响 同种材料多晶体强度高于单晶体强度;平均晶粒越细小,多晶体强度越高。 细晶强化:晶粒越细小,强度、硬度越高,塑性与韧性越好。 机理:1.位错塞积应力集中程度小,开动相邻晶粒的位错需要更高的外应力; 2.变形不均匀程度小,晶粒间、晶粒内与晶界处因变形不均匀导致的应力集中减轻,材料不易断裂, 变形能力高; 3.单位体积晶界面积大,裂纹扩展阻力大,韧性好。 4. (重点)合金的塑性变形 1)单相固溶体的变形 固溶强化:由于固溶体中存在着溶质原子,使得合金的强度,硬度提高,而塑性,韧性有所下降的现象。 强化效果随溶质原子的加入量增加而增加。 2)多相合金的塑性变形 各相的性能、形态、分布、大小影响合金变形 i 两相均有一定塑性 合金的变形能力取决于两相的体积分数,视为两相性能的混合。 ii 塑性相+硬脆相 合金变形能力取决于硬脆相的形态、大小、分布、数量。 1.片状塑性相+片状脆性相(片状珠光体组织) 2.等轴状塑性相+颗粒状脆性相(粒状珠光体组织) a)脆性第二相可变形时 b)脆性第二相不可变形时 5. (重点) 塑性变形对金属组织与性能的影响 1)显微组织与亚结构的变化 i.组织:晶粒沿着变形方向伸长或压扁,变形量很大时形成纤维组织。 ii.亚结构细化:随变形量增大,位错胞变多、变小,并逐渐成为细长的变形胞;位错密度提高,相互缠结在 晶粒内形成胞状亚结构。 iii.形成形变织构:各个晶粒在空间取向上逐渐趋于一致的组织状态。 2)性能的变化 加工硬化(形变强化):强度(硬度)显著提高,而塑性韧性下降的现象。 硬化机制:运动位错间交互作用。 可以强化金属,实现金属成形工艺,但会增加冷成形加工过程的变形抗力(可通过退火消除)。 3)应力 变形功一部分转变为储存能,以各类应力的形式表现。一般有害应消除,但也可有特殊的强化效应— —表面压应力提高疲劳强度。 分类: i. 宏观应力(第一类内应力) 由宏观变形不均匀性引起的,易导致工件变形 ii. 微观应力(第二类内应力) 由晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀性引起,易导致工件开裂。 iii. 点阵畸变(第三类内应力) 由点阵缺陷(如空位、间隙原子、位错等)引起的,引起晶体的强化并使之处于热力学不稳定状态。 2006考研简答题1 2018考研综合题2 2017考研简答题3 2014考研简答题2 第七章 回复与再结晶 退火时经历三个过程:回复、再结晶、晶粒长大。 回复:指经过冷变形的金属在退火加热的过程中,于再结晶过程开始之前,仍保留着变形态组织特点的阶段。 再结晶:指经过冷变形的金属退火过程中,于变形的基体中重新生成无畸变的等轴状的新晶粒的过程。 总体过程: 冷变形在金属材料内部产生了储存能,退火过程中原子活动能力增强,储存能逐渐。材料内部发生回复、 再结晶与晶粒长大。 退火温度较低时,产生回复。储存能部分,材料中的宏观应力基本消除,力学性能及显微组织均保 持变形后的特点。 退火温度较高时,产生再结晶。储存能完全,加工硬化完全消除,材料重新软化,晶粒为细小的等轴晶。 再结晶完成后继续加热保温,晶粒会长大以降低晶界能。 1. (重点)回复过程 回复的驱动力是储存能,在回复过程中储存能部分。 3)回复温度和时间的影响 一定温度下回复时间越长,回复程度越大,但逐渐趋于极限值; 回复温度越高,回复软化程度越大,且达到极限程度的时间越短。 4)回复机理 i. 低温回复:点缺陷的迁移—点缺陷密度降低 ii. 中温回复:位错在滑移面上运动—位错密度有所降低,缠结位错重新排列 iii. 高温回复:位错滑移、攀移—多边化及多边形亚晶形成,亚晶粒尺寸增大 回复过程中点缺陷数量降低;位错密度下降不多,但位错的分布有变化,处于应变能低的状况。 3)回复退火的应用 工业应用:去应力退火 效果:保留加工硬化,降低应力,防止应力腐蚀开裂 2. (重点)再结晶过程 1)再结晶特点 i.再结晶的驱动力是储存能; ii.再结晶阶段剩余储能全部; iii.加工硬化消除,可用于再结晶退火(中间退火); iv.是形核与长大的过程,不改变晶体结构。 2) 再结晶形核 再结晶晶核总是在塑性变形引起的最大畸变处形核。 i.晶界弓出形核(塑性变形量40%) 发生在晶界两侧位错密度差异较大处; 晶界向位错密度高侧弓出后,可使储存能下降,形成无畸变的核心。 ii.亚晶长大形核(变形量大且变形均匀) 1.亚晶合并机制(高层错能金属) 由于变形时有交滑移,位错密度相对低;亚晶通过各种作用合并,长大; 亚晶界发展为大角度晶界,能迅速迁移;晶界迁移时扫清前方位错,留下无畸变的晶体成为 再结晶核心。 2.亚晶移动机制(低层错能金属) 变形时没有交滑移,位错密度相对高;相邻亚晶界位向差大,加热时易迁移发展为大角度 晶界; 能迅速迁移,扫清前方位错,留下无畸变的晶体成为再结晶核心。 2) 再结晶晶粒大小的控制 受到变形度、退火温度、成分等的影响。 i. 变形度影响 临界变形度:在能引起再结晶的最小变形度附近变形后,再结晶后的晶粒特别粗大,称为临界变 形度(2~10%)。 变形度超过临界变形度后,变形度越大,晶粒越小。 ii. 退火温度的影响 提高退火温度:临界变形度减小,再结晶后晶粒粗大。 3. 晶粒长大 晶粒长大:指再结晶结束后,细小的等轴晶通过晶粒相互吞并导致的长大的过程。 1)正常长大(连续长大) i. 晶界移动的驱动力 与界面能成正比,与晶界的曲率半径成反比。 ii. 晶界迁移的方向 总是指向曲率中心; 大晶粒逐渐吞并相邻的小晶粒,晶界本身趋于平直化; 三个晶粒晶界交角趋于120?。 iii. (重点)影响晶粒长大的因素 总体影响规律:促进晶界迁移,则长大速度快。 1.温度 温度越高,长大越快,且一定温度下有一个极限尺寸。 2.杂质与合金元素 微量杂质元素含量越高,晶界迁移越慢。 3.第二相(分散相)质点 阻碍晶界移动,降低晶粒长大速度。即分散相粒子的尺寸越小,再结晶的极限平均晶粒尺寸越小。 4.晶粒间位向差 位向差大者,晶界迁移快,晶粒易长大; 位向差小者,晶界迁移慢,晶粒难长大; 有织构的组织晶粒难以长大。 2)异常长大——二次再结晶 发生于变形度曲线的第二个峰值处,驱动力为晶界能的降低。 二次再结晶与一次再结晶的区别: 二次再结晶不是再结晶而是再结晶之后发生的不连续的晶粒长大; 3)再结晶退火后的组织 i. 晶粒大小 可用再结晶图来避开晶粒粗大区,选择超过临界变形度但又不发生二次再结晶的变形度。 ii. 再结晶织构 由于再结晶退火所产生的择优取向;与形变织构可以相同或不同; 大变形与高温退火易促进再结晶织构;产生各向异性。 iii. 退火孪晶 在低层错能材料(Cu,奥氏体钢)中出现; 再结晶时的晶粒长大与再结晶后的晶粒长大的区别: 二者的驱动力和晶界移动方向不同。 再结晶时的晶粒长大的驱动力是储存能的,晶界移动方向背向曲率中心; 再结晶后的晶粒长大是晶界能的降低的过程,晶界移动方向指向曲率中心。 4. 再结晶退火的应用 效果:消除加工硬化,去除应力; 应用:软化变形金属的中间退火; 温度:最低再结晶温度以上100-200℃。 4. 金属的热加工(TT再) 1)特点:硬化与软化同时存在,变形抗力小。 2)软化机制: i. 动态回复:高层错能金属与合金(Al及其合金,纯铁等) 随着变形进行,硬化速度降低,直到实现在一个稳定应力下变形。 变形金属内有异号位错的互毁和位错的重新分布。 晶粒变形而亚晶粒为等轴状。 i. 动态再结晶:低层错能金属(Cu及其合金,奥氏体不锈钢等) 随着变形进行,硬化速度降低,软化,逐渐实现在一个稳定应力下变形。 变形金属内发生再结晶,变形抗力小; 晶粒变为等轴状。 3)过程特点: 热变形结束后,还可发生进一步的(静态)再结晶,消除储存能; 热变形后快冷,可以保留较高位错密度和细小晶粒,强度高于静态再结晶组织; 动态回复组织强度高于动态再结晶组织。 4)对组织与性能的影响 i. 改善铸态组织缺陷 焊合气孔、疏松,致密化; 细化铸态组织; 改善夹杂物与脆性相的形态、大小与分布; 部分消除偏析。 ii. 形成热加工流线(纤维组织)及带状组织 特点:纵向(沿纤维方向),塑性、韧性增加; 横向(垂直纤维方向),塑性、韧性降低但抗剪切能力显著增强; 纵向具有最大的抗拉强度,横向具有最大的抗剪切强度。 应用:流线沿零件轮廓分布不中断; 最大拉应力方向沿流线; 最大剪应力方向垂直于流线。 带状组织会引起各向异性,可由正火处理或控制变形在奥氏体单相区完成来消除。 2018考研选择题12 2016考研选择题7 2013考研简答题1 2017考研简答题6 第七章 回复与再结晶 金属学与热处理 第九章 钢的热处理 1.知识结构 55 56 TTT 共析钢 亚共析钢 过共析钢 ? P, B, M F, P, B, M Cm, P, B, M CCT P,M F, P, B, M Cm, P, M 组织不可以连续转变 根据条件不同,A可以生成P,B,M 但生成的P,B,M在冷却过程中不会再发生变化。 57 2.名词解释 ? 基本概念:热处理(定义&目的),固态相变。Ac1,Ar1 ,Ac3,Ar3,Accm,Arcm。 加热相变:晶粒度,起始晶粒度,实际晶粒度,本质晶粒 度,过冷奥氏体,奥氏体。 冷却相变:伪共析体/伪珠光体,正方度,马氏体本质,隐 晶马氏体,自回火,冷处理,奥氏体的热稳定化,机械稳 定化,形变诱发马氏体转变,等温淬火,上/下临界冷却温 度,临界淬火速度。 回火相变:回火,高温回火脆性,低温回火脆性,二次硬 化,耐回火性。 58 ? ? ? 3.考过什么 1、各种相的形貌、性质 冷却转变: ? 珠光体、索氏体、托氏体 ? 板条马氏体、片状马氏体 ? 上贝氏体、下贝氏体、粒贝氏体 2、理解转变过程,用于设计钢的热处理工艺,结合第十章的 热处理工艺,综合题。 59 4.注意 ? ? ? ? 区分高碳、中碳、低碳马氏体作答。对于马氏体,wc0.2%几 乎全为板条马氏体,wc1.0%,几乎全为片状马氏体, wc=0.2%-1.0%是板条马氏体和片状马氏体的混合组织。 回答时注意题目的碳含量,不要遗漏残留奥氏体 先分析淬火组织,再分析回火组织 eg1:wc=0.6%,淬火后组织为?板条马氏体、片状马氏体、 奥氏体。 ? eg2:说明45钢试样(Φ10mm)经下列温度加热、保温并在水中 冷却得到的室温组织:700℃,760 ℃,840 ℃,1100 ℃。 F+P;F+M+残A; M+残A;粗片状M+残A; 60 金属学与热处理 第十章、十一章、铝 研究目的和意义 钢的热处理 温度 冷却 组织 近于平衡 态组织 珠光体组 织 目的 退火 Ac1以上或 以下某一温 度 Ac3或Accm 以上温度( 30-50℃) Ac3或Ac1以 上一定温度 (30-50℃ ) A1以下温度 正火 保 温 随炉冷却 均匀组织 细化晶粒 调整硬度 细化晶粒 消除应力 消除魏氏带状 空冷 淬火 大于临界 冷速 适当冷却 到室温 马氏体或 下贝氏体 稳定的回 火组织 提高硬度 提高强度 消除淬火 应力 增强韧性 回火 62 研究目的和意义 退火 温度 完全退火 Ac3以上 20-30℃ 目的 细化晶粒 均匀组织 消除应力 降低硬度 改善切削加工性 应用 不适用于低碳钢和 过共析钢 消除带状组织 不完全退火 Ac1-Ac3或 Ac1-Accm Ac1以上 20-30℃ 消除应力 降低硬度 改善切削加工性 获得粒状珠光体 消除应力 降低硬度 改善切削加工性 消化学成分不均匀 有效消除枝晶偏析 和部分区域偏析 消除加工硬化,应力 恢复晶粒形态 亚共析钢F细小 过共析钢球化退火 共析钢 过共析钢 合金工具钢 降低硬度 钢锭铸锭消除严重 偏析 后续完全退火 、 正火细化晶粒 焊件 铸件 锻件 机械加工件 冷变形钢材 球化退火 均匀化退火 低于固相线℃ 去应力和再 结晶退火 500-650℃ 650-700℃ 63 研究目的和意义 正火 实质:完全奥氏体化加伪共析转变 Wc=0.6-1.4%时 正火组织只有伪共析体,没有先共析相。 应用: 1. 作为低碳钢预备热处理,细化晶粒,消除应力,为机 械加工提供合适硬度,改善切削加工性 2. 对受力较小性能要求不高的碳钢和合金结构钢,作为 最终热处理代替调质 3. 消除中碳钢热加工缺陷,如带状组织和魏氏组织 4. 消除过共析钢网状二次渗碳体,为球化退火做准备 5. 大型及形状复杂工件正火代替淬火防开裂 64 研究目的和意义 正火与退火 含碳量 0.25 退 正 火 火 √ 原因 较快冷速防止晶界析出游离Fe3CⅢ 提高硬度改善切削加工性 提高强度,细化晶粒 正火成本低 完全退火降低硬度,改善切削加工 球化退火作为预备热处理 如有网状二次渗碳体,先正火除之 65 0.250.5 0.50.75 0.75 √ √ √ √ 研究目的和意义 淬火 大题:为什么亚共析钢和过共析钢淬火温度在Ac3和Ac1以 上一定温度(30-50℃)?P285底-P286 淬火介质:碳钢一般用水,合金钢一般油淬 淬火方法: 单液淬火法:加热至奥氏体状态连续冷却至 介质温度小尺寸简单零件 双液淬火法:尺寸较大的碳素钢工件 分级淬火法:尺寸较小的重要零件(刀具) 等温淬火:尺寸较小,形状复杂,精密零件 获得下贝氏体(齿轮) 66 研究目的和意义 回火 温度 组织 目的 保持钢的高强高 硬高耐磨的同时 适当提高韧性 应用 刀具量具 渗碳件 滚动轴承 低温 150-250℃ 回火 回火马氏体 中温 350-500℃ 回火 高温 回火 调质 回火托氏体 消除淬火应力 增大弹性极限 弹簧零件 热锻模具 500-650℃ 回火索氏体 获得优良综合力 学性能 机床主轴 发动机曲轴 连杆 67 大题: 1.选用钢种制造自行车链条,并说明制造过 程(包括热处理过程和机械加工锻造过程)。 45钢或40Cr→锻造→正火或完全退火(消除带 状组织和魏氏组织)→粗加工→表面淬火→低温回 火→精加工 2.为什么亚共析钢和过共析钢淬火温度在Ac3 和Ac1以上一定温度(30-50℃)? P285底-P286 68 钢的分类和牌号 研究目的和意义 碳素钢 便 宜 碳素结构钢和低 合金高强结构钢 优质碳素结构钢 碳素工具钢 牌号 Q + 点 +质量等级+钢种 (A-E) (Z TZ BZ F) 举例和说明 Q235B 45Mn 含碳的万分之几 + 较高含量的元素 T+千分之几+较高含量的元素(+A) 万分之几+合金+百分之几(+A) 1.5% ≥1.5% ≥2.5% ≥3.5% 不标 2 3 4 . 千分之几+合金+百分之几 Wc1% Cr 千分数 GCr + Cr 的千分之几 =合金结构钢 Wc≤0.08 06 Wc≤0.03 022 Wc≤0.01 008 T8MnA 合金钢 合金结构钢 35SiMn2 Cr06 W18Cr4V GCr15 06Cr19Ni10 69 合金工具钢 铬滚动轴承钢 贵 不锈钢与耐热钢 研究目的和意义 铝合金 形变强化 冷作硬化 再结晶退火 纯铝及非热处理强化铝合金 铝 合 金 强 化 固溶强化 铝合金加热到单相区快速冷却得到固溶体 ? ? ? ? 过饱和固溶体 室温或加热保温过程中 析出第二相或形成溶质原子聚集区 随时间延长硬度强度上升,韧塑性下降 沉淀强化 时效强化 自然时效 人工时效 过时效 形变时效 室温 室温以上某一温度 时效温度过高,时间过长 淬火后塑性变形再时效 细晶强化 70 研究目的和意义 铝合金 变 形 铝 合 金 铸 造 铝 合 金 非热处理强化 铝合金 工业纯铝(1000系) Al-Mn合金 3000 防锈铝 Al-Mg合金 5000 Al-Cu 合金 2000 硬铝 Al-Si合金 4000 锻铝 Al-Mg-Si合金6000 铝 及 铝 合 金 热处理强化 铝合金 超硬铝 Al-Zn合金 7000 铝-铜-锰-硅-镁-镁硅-锌 Al-Si ZL101 Al-Cu ZL202 Al-Mg ZL301 Al-Zn ZL402 2024 5A14 0,A代表原始合金 71 72



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