总复习金属材料热处理资料.ppt

总复习名词解释：晶体晶体 晶格晶格 晶胞晶胞 晶面晶面 晶向晶向 过冷度；过冷度；相相 组织组织 组织组成物组织组成物 相相组成物组成物 固溶强化固溶强化；F A P Ld Fe3CI Fe3CII Fe3CIII；本质晶粒度本质晶粒度 M B下下 淬火临界冷却速度淬火临界冷却速度Vk 淬透性淬透性 过冷过冷A 残余奥氏体（残余奥氏体（A残残）调质处理；调质处理；热（红）硬性热（红）硬性第一章 金属的结构与结晶 一、纯金属的三种晶体结构二、金属的实际结构与晶体缺陷 多晶体结构多晶体结构 晶格缺陷晶格缺陷三、金属的结晶与铸锭过冷是金属结晶的必要条件。过冷是金属结晶的必要条件。一般地，金属液体的冷速愈一般地，金属液体的冷速愈大，大，则则T愈大，愈大，F也愈大，也愈大，结晶驱动力愈大，结晶倾向结晶驱动力愈大，结晶倾向也愈大。也愈大。金属结晶的基本规律金属结晶的基本规律：液态金属结晶时获得细晶粒的方法液态金属结晶时获得细晶粒的方法：第三章 合金的结构与相图一、固态合金的相结构l组成合金的组成合金的基本的相结构按其晶体结构分为基本的相结构按其晶体结构分为两类：两类：固溶体和金属间化合物。固溶体和金属间化合物。l固溶体的分类：置换固溶体、间隙固溶体固溶体的分类：置换固溶体、间隙固溶体l影响固溶体溶解度的主要因素影响固溶体溶解度的主要因素:l固溶强化的概念及原因固溶强化的概念及原因二、二元合金相图5二元相图小结l相图中的每一点，称为合金的相图中的每一点，称为合金的表象点表象点。l单相区中合金由单相构成；单相区中合金由单相构成；相的成分合金的成分。相的成分合金的成分。l两个单相区之间一定有一个两相区两个单相区之间一定有一个两相区；两相区中合金；两相区中合金处于两相平衡状态。处于两相平衡状态。两平衡相成分两平衡相成分由合金表象点水平线与两相区边界线由合金表象点水平线与两相区边界线交点决定；交点决定；两平衡相相对重量两平衡相相对重量用杠杆定律计算。用杠杆定律计算。l三相平衡共存表现为一水平线三相平衡共存表现为一水平线三相平衡线三相平衡线。6l合金的合金的显微组织显微组织可以看作是由各个相组成的，这些相称为合可以看作是由各个相组成的，这些相称为合金的金的相组成物相组成物；也可以看作是基本组织组成的，这些基本组；也可以看作是基本组织组成的，这些基本组织称为合金的织称为合金的组织组成物组织组成物。l合金的相组成物：合金的相组成物：在合金的显微组织中的基本相在合金的显微组织中的基本相，如，如、固固溶体相。溶体相。l合金的组织组成物：合金的组织组成物：由基本相组成的单相组织和共晶体等基由基本相组成的单相组织和共晶体等基本组织，如亚共晶合金的组织组成物本组织，如亚共晶合金的组织组成物、II、（、（+）。）。第四章 铁碳合金一、熟悉铁碳合金中基本组织组成物的含义、特点。F、A、P、Fe3C、Ld、Fe3CI、Fe3CII、Fe3CIII二、Fe-Fe3C合金相图分析GQFALNCDFEPSKFeFe3CABJH1.会画相图会画相图l5个单相（区）：个单相（区）：l7个两相区：个两相区：l3条平行线：条平行线：l室温时，各类铁碳合金平衡组织示意图会画室温时，各类铁碳合金平衡组织示意图会画l室温时，三类铁碳平衡合金室温时，三类铁碳平衡合金包晶反应、共晶反应、共析反应包晶反应、共晶反应、共析反应2.铁碳合金结晶过程分析铁碳合金结晶过程分析3.计算：计算：室温下室温下,某某铁碳合金铁碳合金相组成物相组成物和和组织组成物组织组成物的相对重量的相对重量三、碳钢1.钢中常存元素；热脆、冷脆产生原因钢中常存元素；热脆、冷脆产生原因2.碳钢的分类、编号和用途碳钢的分类、编号和用途 Q215、Q235、Q255、45、60、T8、T10、T12l室温下室温下组织组成物组织组成物的相对重量：的相对重量：l室温下室温下相组成物相组成物的相对重量：的相对重量：S第五章 钢的热处理定义：定义：t(h)加热加热冷却冷却热处理工艺曲线热处理工艺曲线T()保温保温 V加加t V冷冷T加加分类：分类：退火、正火、淬火、回火退火、正火、淬火、回火一、钢在加热时的转变1.共析钢加热时共析钢加热时A的形成四个步骤的形成四个步骤2.奥氏体晶粒度的概念奥氏体晶粒度的概念二、过冷二、过冷A A转变产物转变产物1.珠光体：层片状珠光体：层片状F和和 Fe3C的机械混合物，片间距越小，的机械混合物，片间距越小，强度和硬度越高。强度和硬度越高。2.两种马氏体的形态与性能有何不同？两种马氏体的形态与性能有何不同？马氏体的硬度值随含碳量的提高而增加。马氏体的硬度值随含碳量的提高而增加。马氏体马氏体高硬度的原因：高硬度的原因：过饱和的碳引起晶格畸变造成的固过饱和的碳引起晶格畸变造成的固溶强化；溶强化；高密度位错或孪晶引起的亚结构强化。高密度位错或孪晶引起的亚结构强化。3.B上上和和B下下性能有何不同？性能有何不同？三、过冷A转变曲线图1.共析钢共析钢 C曲线曲线2.影响影响C曲线的因素曲线的因素 3.淬火临界冷却速度淬火临界冷却速度vk（M临界冷却速度临界冷却速度）：）：获得获得 100%M的的最小最小冷却速度。冷却速度。凡使凡使C曲曲线右移的因素都减小线右移的因素都减小Vk。A M的判据为的判据为Vk。l共析钢共析钢 TTT（C）曲线）曲线3540HRC4050HRC5060HRC6065HRC525HRC2535HRCPSTB上上B下下AB上上AB下下AMM+ArASAPATMs点点Mf(-(-50)马氏体型转变马氏体型转变A1550(鼻温鼻温)珠光体型转变珠光体型转变550230(Ms点点)贝氏体型转变贝氏体型转变四、退火和正火l退火和正火目的退火和正火目的l正火与退火的主要区别正火与退火的主要区别五、淬火五、淬火l l目的目的目的目的l l淬火温度的选择及转变产物淬火温度的选择及转变产物淬火温度的选择及转变产物淬火温度的选择及转变产物l l常用介质常用介质常用介质常用介质l l淬透性、淬硬层深度淬透性、淬硬层深度淬透性、淬硬层深度淬透性、淬硬层深度l影响淬透性的决定性因素是影响淬透性的决定性因素是Vk，一般地，一般地，Vk，淬透性，淬透性六、钢的回火 l l目的目的目的目的l l分类、应用分类、应用分类、应用分类、应用l l一般地、一般地、一般地、一般地、随随随随T T回回回回，钢的强，钢的强，钢的强，钢的强度、硬度度、硬度度、硬度度、硬度，塑性、韧性，塑性、韧性，塑性、韧性，塑性、韧性。回火回火类型类型回火温度回火温度()回火回火组织组织回火后回火后硬度硬度(HRC)性性 能能 特特 点点用用 途途低温回火低温回火 150250 M回回5864硬度高，硬度高，耐磨性好，耐磨性好，脆性、脆性、内应力降低。内应力降低。工具钢、滚动轴承工具钢、滚动轴承 渗碳件、表面淬火件渗碳件、表面淬火件中温回火中温回火 350500T回回3550良好弹性良好弹性，高屈强比，高屈强比，一定的韧性和抗疲劳性一定的韧性和抗疲劳性弹簧钢，如弹簧等弹弹簧钢，如弹簧等弹性元件。性元件。高温回火高温回火 500650S回回2535强韧性好，即具有良好强韧性好，即具有良好的综合力学性能。的综合力学性能。重要结构件、机械零重要结构件、机械零件：连杆、轴、齿轮件：连杆、轴、齿轮u 调质处理调质处理 淬火淬火 高高温回火温回火u 250350没有进行回没有进行回火，因为这时钢容易发生火，因为这时钢容易发生低温回火脆。低温回火脆。回火的分类、组织及应用第六章 合金钢1.合金元素对合金元素对Fe-Fe3C相图的影响相图的影响2.合金元素提高合金元素提高回火稳定性回火稳定性3.两类回火脆的概念及消除方法两类回火脆的概念及消除方法一、原理二、合金钢的编号l 合金结构钢合金结构钢：两位数字两位数字 Me 数字数字（A）平均含碳量的平均含碳量的万分之几万分之几合金元合金元素符号素符号合金元素平均含合金元素平均含量的百分之几量的百分之几高级优质钢高级优质钢 l合金工具钢合金工具钢数字合金元素符号数字数字合金元素符号数字平平均均含含碳碳量量的千分之几的千分之几合金元素平均合金元素平均含量的含量的百分之百分之几几 各钢各钢所属类别、所属类别、C及合金元素含量、典型热及合金元素含量、典型热处理工艺、用途（举例）处理工艺、用途（举例）20CrMnTi、45、40Cr、GCr15、65Mn、60Si2Mn、50CrV、16Mn、1Cr18Ni9Ti、2Cr13、1Cr17、T8、T10、T12、9SiCr、CrWMn、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、Cr12MoV、Q235A、Q345、HT200、KTH350-10、QT600-3钢钢 号号钢钢 种种合金元素的主要作用合金元素的主要作用热处理特点热处理特点使用态组织使用态组织Q345低合金高强低合金高强度结构钢度结构钢Mn:强化强化F，增加增加P量，量，降低冷脆转变温度降低冷脆转变温度热轧空冷热轧空冷 P+F65Mn弹簧钢弹簧钢Mn:提高淬透性，强化提高淬透性，强化F基体基体淬火淬火+中温回火中温回火 T回回20Cr渗碳钢渗碳钢Cr:提高淬透性，强化提高淬透性，强化F渗碳渗碳+淬火淬火+低温低温回火回火表表:M回回+粒状碳化物粒状碳化物+Ar；心部；心部:M回回+F40Cr调质钢调质钢Cr:提高淬透性，强化提高淬透性，强化F调质处理调质处理 S回回9SiCr低合金工具钢低合金工具钢Cr:提高淬透性提高淬透性淬火淬火+低温回火低温回火M回回+粒状碳化物粒状碳化物+少量少量ArGCr15滚动轴承钢滚动轴承钢Cr:提高淬透性，耐磨性、提高淬透性，耐磨性、耐蚀性耐蚀性淬火淬火+低温回火低温回火M回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物+少少量量Ar1Cr13马氏体不锈钢马氏体不锈钢Cr:提高耐蚀性提高耐蚀性淬火淬火+高温回火高温回火 S回回5CrNiMo热作模具钢热作模具钢Cr、Ni:提高淬透性，强化提高淬透性，强化F淬火淬火+高温回火高温回火 S回回Mo:防止高温回火脆性防止高温回火脆性Cr12MoV冷作模具钢冷作模具钢Mo:细化晶粒，提高耐细化晶粒，提高耐磨性磨性淬火淬火+低温回火低温回火M回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物+少少量量ArW18Cr4V高速钢高速钢V:提高耐磨性、热硬性提高耐磨性、热硬性淬火淬火+低温回火低温回火M回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物+少少量量Ar1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈奥氏体不锈钢钢Ti:防止晶间腐蚀防止晶间腐蚀固溶处理固溶处理 单相单相A三、会分析零件加工工艺路线（热处理特点）1.用用20CrMnTi制造汽车变速齿轮：制造汽车变速齿轮：2.锻造锻造正火正火加工齿形加工齿形局部镀铜局部镀铜渗碳渗碳预冷淬火预冷淬火低温回火低温回火喷丸喷丸磨齿磨齿成品；成品；2.用用40Cr制作发动机中连杆螺栓：制作发动机中连杆螺栓：锻造锻造退退(正正)火火粗加工粗加工调质调质精加工精加工成品；成品；3.用用W18Cr4V钢制造盘形齿轮铣刀：钢制造盘形齿轮铣刀：锻造锻造退火退火机加工机加工淬火淬火+回火回火喷砂喷砂磨加工磨加工成品。成品。四、掌握各类钢的性能、应用范围以及成分特点及相应的典型的热处理工艺。五、回答问题：1.弹簧钢的表面质量对其使用寿命有何影响？提高弹簧钢使弹簧钢的表面质量对其使用寿命有何影响？提高弹簧钢使 用寿命采取的措施有哪些？用寿命采取的措施有哪些？2.W18Cr4V热处理特点？为什么？热处理特点？为什么？3.为什么量具在使用过程中尺寸会发生变化？采取什么措施可为什么量具在使用过程中尺寸会发生变化？采取什么措施可使量具尺寸长期稳定？使量具尺寸长期稳定？4.试述提高不锈钢耐蚀性的主要途径试述提高不锈钢耐蚀性的主要途径。5.为什么为什么不锈钢中不锈钢中Cr 含量都超过含量都超过12？Cr 含量为含量为12的的Cr12MoV钢是否属于不锈钢？钢是否属于不锈钢？为什么？为什么？6.为提高为提高18-8型铬镍不锈钢的耐蚀性可采用什么工艺方法？型铬镍不锈钢的耐蚀性可采用什么工艺方法？