第一篇金屬材料的基本知識

第一篇金屬材料的基本知識第一篇金屬材料的基本知識非金屬材料金屬材料純金屬合金（鐵碳合金等）機械制造工程材料第一篇金屬材料的基本知識第一章金屬材料的主要性能第二章鐵碳合金第三章工業用鋼第四章 鋼的熱處理第一章金屬材料的主要性能第一節金屬材料的力學性能第二節金屬材料的物理、化學及工藝性能第一節金屬材料的力學性能在力的作用下所表現出來的性能強度、塑性、硬度靜載荷沖擊韌度動載荷疲勞強度交變載荷第一節金屬材料的力學性能

——強度屈服強度σs和抗拉強度σbσs

=FSA0(MPa)σb

=FbA0(MPa)第一節金屬材料的力學性能

——塑性伸長率δ、收縮率ψδ

=l1-l0l0ψ

=A0-A1A0X100%X100%第一節金屬材料的力學性能

——硬度布氏硬度（HB）洛氏硬度（HR）淬火鋼球HBS硬質合金HBW第一節金屬材料的力學性能

——韌性沖擊韌度第一節金屬材料的力學性能

——韌性第一節金屬材料的力學性能

——疲勞強度疲勞強度σ-1107 強度與塑性硬度 韌性疲勞強度第一節金屬材料的力學性能

——總結第二節金屬材料的其它性能物理性能： 密度、熔點、沸點、熱膨脹性、導熱性、導電性、磁性……化學性能： 耐酸性、耐堿性、抗氧化性……工藝性能： 鑄造性、可鍛性、焊接性、切削加工性…第二章鐵碳合金第一節純鐵的晶體結構第二節鐵碳合金的基本組織第三節鐵碳合金狀態圖第一節純鐵的晶體結構金屬的結晶過冷：實際結晶溫度低于理論結晶溫度的現象。過冷度：理論結晶溫度與實際結晶溫度之差。冷卻速度過冷度第一節純鐵的晶體結構金屬的結晶固態金屬是多晶體晶粒之間的接觸面叫晶界晶粒愈細小強度、硬度愈高塑性、韌性愈好第一節純鐵的晶體結構純鐵的晶體結構第一節純鐵的晶體結構純鐵的同素異晶轉變1538oC純鐵由液態固態晶格為體心立方1394oC-912oC發生同素異晶轉變晶格為面心立方<912oC（重結晶）發生同素異晶轉變晶格為體心立方第二節鐵碳合金的基本組織合金：兩種或兩種以上的金屬元素，或金屬與非金屬元素熔合在一起，構成具有金屬特性的物質組元：組成合金的元素相：在合金組織中，凡化學成分、晶格構造和物理性能相同的均勻組成部分鐵碳合金的組織： 固溶體、金屬化合物、機械混合物第二節鐵碳合金的基本組織固溶體置換式固溶體間隙式固溶體第二節鐵碳合金的基本組織固溶體——鐵素體F

碳溶解于中形成的固溶體稱為鐵素體，晶格為體心立方晶格，用F表示力學性能與純鐵相近第二節鐵碳合金的基本組織固溶體——奧氏體A

碳溶解于中形成的固溶體稱為奧氏體，晶格為面心立方晶格，用A表示高溫組織，鍛造狀態第二節鐵碳合金的基本組織化合物——滲碳體Fe3C硬度極高，塑性、韌性極低第二節鐵碳合金的基本組織機械混合物——珠光體P

鐵素體和滲碳體組成的機械混合物

P=F+Fe3C良好的力學性能——強度、硬度高，塑性和韌性好第二節鐵碳合金的基本組織機械混合物——萊氏體Ld（Ld‘）

奧氏體和滲碳體組成的機械混合物，高溫萊氏體Ld Ld

=A+Fe3C

珠光體和滲碳體組成的機械混合物，低溫萊氏體Ld‘ Ld’

=P+Fe3C力學性能與滲碳體Fe3C相近第二節鐵碳合金的基本組織A A+Fe3C=LdF F+Fe3C=P P+Fe3C=Ld’727第三節鐵碳合金狀態圖鐵碳合金狀態圖鑄鐵鋼第三節鐵碳合金狀態圖鐵碳合金狀態圖

0.30.62含碳量%溫度℃液相線固相線15301148

727鑄鐵鋼第三章工業用鋼鋼分類鋼碳素鋼合金鋼合金結構鋼合金工具鋼特殊性能鋼碳素結構鋼優質碳素結構鋼碳素工具鋼低合金結構鋼滲碳鋼調質鋼彈簧鋼滾動軸承鋼刃具鋼模具鋼量具鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼其它鋼牌號1、碳素鋼結構鋼Q215、Q2352、優質碳素結構鋼低：8、10、15、20中：40、45高：60、653、碳素工具鋼T8、T10、T10A、T120.30.60.772含碳量%溫度℃液相線固相線1530

727合金鋼牌號“數字+元素符號+數字”

碳其它百分數（1%以上（1.5以下不寫）不寫）10Mn、20Cr、40Mn2、9SiCr、9Mn2V、W18Cr4V（高速工具鋼）1Cr18Ni9Ti（不銹鋼）鋼的熱處理就是將鋼在固態下，加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織，從而獲得所需要性能的工藝方法機械零件一般要經過的加工過程：

選原料——鑄造（鍛造）——預先熱處理（退火和正火）——

機械加工——最終熱處理——最終精加工第四章鋼的熱處理第四章鋼的熱處理熱處理的分類熱處理普通熱處理表面熱處理表面淬火化學熱處理退火正火淬火（回火）滲碳滲氮碳氮共滲退火退火：加熱——保溫——爐內冷卻退火的作用：1、降低硬度2、提高塑性、韌性3、消除內應力

0.30.60.772含碳量%溫度℃液相線固相線1530

727正火正火：加熱——保溫——空氣中冷卻正火的作用：1、提高低中碳鋼的硬度2、取代部分退火。因為效率高3、普通結構件的最終熱處理4、為球化退火、淬火準備淬火正火：加熱——保溫——介質中冷卻（水、煤油）正火的作用：1、提高硬度回火的作用：1、低溫回火：降低淬火鋼內應力和脆性2、中溫回火：獲得高彈性3、高溫回火：也稱調質處理，獲得強度與韌性較好的綜合性能表面淬火表面淬火，是將鋼件表面層淬透到一定深度，而心部仍保持未淬火狀態作用：獲得高硬度、高耐磨性的表層，而心部仍保持原有的良好的韌性加熱方法：電感應、火焰、電接觸、激光等感應加熱表面淬火火焰表面淬火化學熱處理化學