FeFeC相图学习教程.pptx

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1、主要的内容主要的内容1.1.铁碳合金状态图铁碳合金状态图 2.2.铁碳合金的结晶过程和组织变化铁碳合金的结晶过程和组织变化3.3.铁碳合金的成分、组织与性能间的关系铁碳合金的成分、组织与性能间的关系第1页/共100页第一页，编辑于星期五：十九点 十一分。FeFeC C合金概述合金概述 钢钢(Steels)Steels)和和铸铸铁铁(Cast Cast irons)irons)是是现现代代机机械械制制造造工工业业中中应应用用最最广广的的金金属属材材料料，虽虽然然种种类类很很多多，成成分分不不一一，其其基基本本组组成成都都是是铁铁(Fe)Fe)和和碳碳(C)C)两两种种元元素素，故故统统称称为为铁

2、铁碳合金碳合金（alloys of the ironalloys of the ironcarbon systemcarbon system）。铁铁碳碳相相图图(iron-carbon iron-carbon diagram)diagram)描描述述了了钢钢铁铁材材料料的的成成分分、温温度度与与组组织织（相相）之之间间的的关关系系，是是了了解解钢钢铁铁材材料的基础。料的基础。第2页/共100页第二页，编辑于星期五：十九点 十一分。FeFeC C合金概述合金概述 在在铁铁碳碳合合金金中中，FeFe与与C C可可以以形形成成一一系系列列化化合合物物：Fe3CFe3C、FeFe2 2C C、FeCF

3、eC。所所 以以，Fe-CFe-C相相 图图 可可 以以 划划 分分 成成Fe-FeFe-Fe3 3C,C,FeFe3 3C-FeC-Fe2 2C,C,FeFe2 2C-FeCC-FeC和和FeC-CFeC-C四四个个部部分分。由由于于化化合合物物是是硬硬脆脆相相，后后面面三三部部分分相相图图实实际际上上没没有有应应用用价价值值（工工业业上上使使用用的的铁铁碳碳合合金金含含碳碳量量不不超超过过5 5），因因此此，通常所说的铁碳相图就是通常所说的铁碳相图就是Fe-FeFe-Fe3 3C C部分部分。第3页/共100页第三页，编辑于星期五：十九点 十一分。第4页/共100页第四页，编辑于星期五：十

4、九点 十一分。Fe-FeFe-Fe3 3C C相图相图第5页/共100页第五页，编辑于星期五：十九点 十一分。1.Fe1.FeC C合金中的组元合金中的组元 铁碳合金中组元：铁碳合金中组元：纯铁纯铁(Fe)Fe)渗碳体（渗碳体（FeFe3 3C C）第6页/共100页第六页，编辑于星期五：十九点 十一分。(1)(1)纯铁（纯铁（FeFe）纯铁（纯铁（pure ironpure iron）纯铁固态下具有纯铁固态下具有同素异构转变（同素异构转变（allotropic transformationallotropic transformation）纯铁具有磁性转变（纯铁具有磁性转变（770770磁性

5、转变、磁性转变、magnetic transformationmagnetic transformation）。第7页/共100页第七页，编辑于星期五：十九点 十一分。纯铁的同素异构转变纯铁的同素异构转变第8页/共100页第八页，编辑于星期五：十九点 十一分。纯铁的冷却曲线及晶体结构变化纯铁的冷却曲线及晶体结构变化第9页/共100页第九页，编辑于星期五：十九点 十一分。概念铁素体：碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。奥氏体：碳在-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%）莱

6、氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）第10页/共100页第十页，编辑于星期五：十九点 十一分。(2)(2)渗碳体渗碳体(Fe3C)Fe3C)A A渗碳体（渗碳体（cementitecementite）是是FeFeC C合金中碳以化合物合金中碳以化合物(FeFe3 3C)C)形式出现的。形式出现的。Fe3CFe3C在在230230以下具有铁磁性，常用以下具有铁磁性，常用A0A0表示这个临界点。表示这个临界点。Fe3C Fe3C在钢和铸铁中呈现片状，粒状，网状和板条状。在钢和铸铁中呈现片状，粒状，网状和板条状。第11页/共100页第十一页，编辑于星期五：十九点 十一分。2.2.Fe

7、FeC C合金中的基本相合金中的基本相 在在FeFeFe3CFe3C相图中，相图中，FeFeC C合金在不同条件合金在不同条件(成分，温度成分，温度)下，可有下，可有五（六）个基本相：五（六）个基本相：L L相、相、相、相、相、相、相相、Fe3CFe3C相、（石墨相、（石墨G G）。）。（1 1）液相）液相(L)L)Fe Fe与与C C在高温下形成的液体溶液。在高温下形成的液体溶液。(ABCDABCD线线以上以上)（2 2）相相 高温铁素体（高温铁素体（high temperature high temperature ferriteferrite）第12页/共100页第十二页，编辑于星期五：

8、十九点 十一分。FeFeC C合金中的基本相合金中的基本相 （3 3）奥氏体（奥氏体（austeniteaustenite）奥奥氏氏体体(或或A)A)是是C C溶溶解解于于FeFe形形成成的的间间隙固溶体称为隙固溶体称为奥氏体（奥氏体（austeniteaustenite）。第13页/共100页第十三页，编辑于星期五：十九点 十一分。FeFeC C合金中的基本相合金中的基本相（4 4）铁素体（）铁素体（ferriteferrite）铁素体（铁素体（或或F F）是是C C溶于溶于FeFe形成的间隙固溶体称为形成的间隙固溶体称为铁素体（铁素体（ferriteferrite）。（5 5）渗碳体）渗碳

9、体（cementitecementite）前面已讨论过前面已讨论过 （6 6）石墨（石墨（C C）在一些条件下，碳可以以游离态在一些条件下，碳可以以游离态石墨石墨（graphitegraphite）(hcp)hcp)稳定相存在。所以石稳定相存在。所以石墨在于墨在于FeFeC C合金铸铁中也是一个基本相。合金铸铁中也是一个基本相。第14页/共100页第十四页，编辑于星期五：十九点 十一分。3.3.FeFeFe3CFe3C相图分析相图分析 如图为如图为FeFeFe3CFe3C相图相图全貌。根据分析围绕三全貌。根据分析围绕三条水平线可把条水平线可把FeFeFe3CFe3C相图分解为三个部分考虑：相图

10、分解为三个部分考虑：左上角的包晶部分，右边左上角的包晶部分，右边的共晶部分，左下角的共的共晶部分，左下角的共析部分。析部分。分析点、线、区特分析点、线、区特别是重要的点、三条水平别是重要的点、三条水平恒温转变线恒温转变线 、重要的相、重要的相界线界线 第15页/共100页第十五页，编辑于星期五：十九点 十一分。（1 1）FeFeFe3CFe3C相图的点相图的点FeFeFe3CFe3C相相图图相相图图中中的的各各特特性性点点所所对对应应的的温温度度、成成分分和和意意义义如如下表：下表：A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G、H H、J J、K K、N N、P P、S S、Q Q各

11、点（表各点（表2-12-1）第16页/共100页第十六页，编辑于星期五：十九点 十一分。第17页/共100页第十七页，编辑于星期五：十九点 十一分。（2 2）FeFeFe3CFe3C相图的线相图的线 。第18页/共100页第十八页，编辑于星期五：十九点 十一分。A.A.三条水平线三条水平线 HJB-HJB-包包晶晶转转变变线线：（14591459）L L0.530.53+0.09 0.09 0.170.17（L LB B+H H J J）转转 变变 产产 物物 为为 奥奥 氏氏 体体(austenit)austenit)强度低，塑性好强度低，塑性好第19页/共100页第十九页，编辑于星期五：十

12、九点 十一分。A.A.三条水平线三条水平线 ECF-ECF-共共晶晶转转变变线线：（11481148），L L4.34.3 2.112.11+FeFe3 3C C（L LC C E E+Fe+Fe3 3C C）转转 变变 产产 物物 为为莱莱 氏氏 体体（ledeburiteledeburite），用用LdLd表示。表示。硬、脆、无法加工硬、脆、无法加工 第20页/共100页第二十页，编辑于星期五：十九点 十一分。A.A.三条水平线三条水平线 PSK-PSK-共共析析转转变变线线(A A1 1线线):):（727727）0.77 0.77 0.0218 0.0218+FeFe3 3C C （S

13、 S P P+Fe+Fe3 3C C）转变产物为转变产物为和和FeFe3 3C C组成组成的机械混合物称为的机械混合物称为珠光体珠光体（pearlitepearlite），），用用P P表示。表示。塑性、韧性、硬度介于塑性、韧性、硬度介于和和Fe3CFe3C之间。之间。第21页/共100页第二十一页，编辑于星期五：十九点 十一分。B.B.两条磁性转变线两条磁性转变线 A A0 0线线(虚线虚线):):渗渗碳碳体体的的磁磁性性转转变变线线，230230以以上上无无磁磁性性，230230以下铁磁性。以下铁磁性。MO(AMO(A2 2线）：线）：铁铁素素体体的的磁磁性性转转变变线线。770770以以

14、 上上 无无 磁磁 性性，770770以下铁磁体。以下铁磁体。A A2 2温度温度又称居里点。又称居里点。A0、A1、A2、A3、Acm线温度依次升高。第22页/共100页第二十二页，编辑于星期五：十九点 十一分。C.C.几条重要的相界线几条重要的相界线(固态转变线固态转变线)GSGS线线(A3A3 线线)：冷冷却却时时从从中中开开始始析析出出或或加加热热时时全全部部溶溶入入中中的的转变线转变线.ES ES线线(AcmAcm线线)：碳碳在在中中的的溶溶解解度度曲曲线线。冷冷 却却 时时 从从中中 开开 始始 析析 出出FeFe3 3C C或或加加热热时时FeFe3 3C C全全部部溶入溶入中的

15、转变线中的转变线.第23页/共100页第二十三页，编辑于星期五：十九点 十一分。C.C.几条重要的相界线几条重要的相界线(固态转变线固态转变线)PQPQ线：线：碳碳在在中中的的溶溶解解度度线线.。冷冷却却时时从从中中开开始始析析出出FeFe3 3C C或或加加热热时时FeFe3 3C C全全部溶入部溶入中的转变线中的转变线.第24页/共100页第二十四页，编辑于星期五：十九点 十一分。（3 3）FeFeFe3CFe3C相图中的区相图中的区 FeFeFe3CFe3C相图中的区：相图中的区：5 5个单相区个单相区：L L、Fe3CFe3C 7 7个个两两相相区区：L+L+、L+L+、L+Fe3CL

16、+Fe3C、+、+Fe3C+Fe3C、+、+Fe3C+Fe3C 3 3个三相共存区个三相共存区：L+Fe3C L+Fe3C（ECFECF线）、线）、L+L+（HJBHJB线）、线）、+Fe3CFe3C（PSKPSK线）线）第25页/共100页第二十五页，编辑于星期五：十九点 十一分。第26页/共100页第二十六页，编辑于星期五：十九点 十一分。4.4.FeFeC C合金分类合金分类 FeFe、C C合合金金通通常常按按其其含含碳碳量量(Wc)Wc)及及其其室室温温平平衡衡组织分为三大类：组织分为三大类：工工 业业 纯纯 铁铁（pure pure ironiron）、碳碳 钢钢（carbon c

17、arbon steelsteel）、铸铸铁铁（cast cast ironiron）。根根据据碳碳钢钢和和铸铸铁的相变、组织特征可把二者细分。即：铁的相变、组织特征可把二者细分。即：（1 1）工业纯铁）工业纯铁：(Wc0.0218%)Wc0.0218%)显微组织为固显微组织为固溶体溶体。第27页/共100页第二十七页，编辑于星期五：十九点 十一分。（2 2）钢）钢钢钢（steelsteel）是是含含碳碳量量在在(Wc=0.0218Wc=0.02182.11%)2.11%)之之间间的的FeFe、C C合金。合金。其特点是：其特点是：高高温温组组织织为为单单相相的的，具具有有很很好好的的塑塑性性。

18、因因而而可可以以进进行行锻锻造造、轧轧制制等等压压力力加加工工。根根据据其其室室温温组组织的不同，织的不同，碳钢（碳钢（carbon steelcarbon steel）又可分为：又可分为：共析钢（共析钢（eutectoid steeleutectoid steel）：）：Wc=0.77%Wc=0.77%亚亚 共共 析析 钢钢（hypoeutectoid hypoeutectoid steelsteel）：Wc=0.0218Wc=0.02180.77%0.77%过过共共析析钢钢（hypereutectoid hypereutectoid steelsteel）：Wc=0.77Wc=0.772.

19、11%2.11%第28页/共100页第二十八页，编辑于星期五：十九点 十一分。（3 3）白口铸铁）白口铸铁 白白 口口 铸铸 铁铁（white white cast cast ironiron）是是 含含 碳碳 量量 在在Wc=2.11Wc=2.116.69%6.69%之之间间的的FeFe、C C合合金金。其其特特点点液液态态合合金金结结晶晶时时都都发发生生共共晶晶反反应应，液液态态时时有有良良好好的的流流动动性性，因因而而铸铸铁铁都都具具有有良良好好的的铸铸造造性性能能。但但因因共共晶晶产产物物是是以以Fe3CFe3C为为基基的的莱莱氏氏体体组组织织，所所以以性性能能硬硬、脆脆，不不能能锻锻

20、造。其断口呈银白色，故称为白口铸铁。造。其断口呈银白色，故称为白口铸铁。上上述述Wc=2.11%Wc=2.11%具具有有重重要要的的意意义义，它它是是钢钢和和铸铸铁铁(生生铁铁)的理论分界线。的理论分界线。第29页/共100页第二十九页，编辑于星期五：十九点 十一分。WcWc对铁碳合金机械性能的影响对铁碳合金机械性能的影响 F F为为软软韧韧相相，Fe3CFe3C为为硬硬脆脆相相，故故Fe-CFe-C合合金金的的力力学学性性能能取取决决于于和和Fe3CFe3C两相的两相的相对量相对量及它们的及它们的相互分布特征相互分布特征。硬硬度度（HBHB）延延伸伸率率（塑塑性性、韧韧性性）强强 度度（Mp

21、aMpa）铁素体铁素体 50-80 30 50-80 30-50-50 180-230 180-230渗碳体渗碳体 800 0 800 0 3030珠光体珠光体 180 180 2020-35-35 770 770第30页/共100页第三十页，编辑于星期五：十九点 十一分。WcWc对铁碳合金工艺性能的影响对铁碳合金工艺性能的影响切削加工性：切削加工性：可锻性：金属经受压力加工改变形状但不产生裂可锻性：金属经受压力加工改变形状但不产生裂 纹的性能纹的性能。第31页/共100页第三十一页，编辑于星期五：十九点 十一分。铁碳相图的应用铁碳相图的应用 在生产中具有很大的实际意义，主要应用在钢铁材料的选

22、用和在生产中具有很大的实际意义，主要应用在钢铁材料的选用和加工工艺的制订两个方面。加工工艺的制订两个方面。（1 1）在选材方面）在选材方面（2 2）在铸造工艺方面）在铸造工艺方面（3 3）在热锻热轧工艺方面）在热锻热轧工艺方面（4 4）在热处理工艺方面）在热处理工艺方面 第32页/共100页第三十二页，编辑于星期五：十九点 十一分。锻压常识及相关知识第33页/共100页第三十三页，编辑于星期五：十九点 十一分。主要涉及的内容绪论锻造用原材料锻造的热规范自由锻主要工序分析锻后热处理性能热处理金属材料的机械性能第34页/共100页第三十四页，编辑于星期五：十九点 十一分。绪论锻造工艺学及其性质锻造

23、生产的特点及其在国民经济中的作用我国锻造生产的历史，现状及发展趋势 锻造生产方法的分类第35页/共100页第三十五页，编辑于星期五：十九点 十一分。一、锻造工艺学及其性质锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。锻造和冲压同属塑性加工性质，统称锻压第36页/共100页第三十六页，编辑于星期五：十九点 十一分。锻造生产的特点及其在国民经济中的作用特点地位第37页/共100页第三十七页，编辑于星期五：十九点 十一分。大型锻件主要应用于以下方面1、轧钢设备2、锻压设备3、矿山设备4、火力发电设备5、水力发电设备6、核能发电设备7、

24、石油、化工设备8、船舶制造工业9、军工产品制造：第38页/共100页第三十八页，编辑于星期五：十九点 十一分。实例（核反应堆中主要锻件M140M140）Closurehead(monobloc)VesselflangeInlet(outlet)nozzleNozzleshellCoreshellTransitionringLowerdome第39页/共100页第三十九页，编辑于星期五：十九点 十一分。实例EllipticalheadUppershell(、)ConicalshellIntermediateshell(lower)(、)TubesheetPrimaryhead(channelhe

25、ad)第40页/共100页第四十页，编辑于星期五：十九点 十一分。实例UpperheadCoreshellLowerhead第41页/共100页第四十一页，编辑于星期五：十九点 十一分。我国锻造生产的历史，现状及发展趋势历史现状趋势第42页/共100页第四十二页，编辑于星期五：十九点 十一分。锻造生产方法的分类按所用工具不同，锻造可以分为自由锻和模锻两大类按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。第43页/共100页第四十三页，编辑于星期五：十九点 十一分。第二、锻造用原材料金属材料按加工状态第44页/共100页第四十四页，编辑于星期五：十九点 十一分。锻造用钢锭钢锭及其冶炼钢锭的结构钢锭的内部缺

26、陷实例（接管段炼钢的简要流程）第45页/共100页第四十五页，编辑于星期五：十九点 十一分。钢锭及其冶炼冶炼工艺的主要任务冶炼工艺的主要方法第46页/共100页第四十六页，编辑于星期五：十九点 十一分。钢锭的结构钢锭是由冒口、锭身、底部组成第47页/共100页第四十七页，编辑于星期五：十九点 十一分。钢锭的内部缺陷激冷结晶区（细小等轴结晶区）没问题柱状结晶区 没多大问题树枝状结晶区多产生负V V型偏析,因此这部分多产生偏析线、夹渣、气泡等缺陷自由结晶区（粗大等轴结晶区）多产生V V型偏析,常产生偏析线、夹渣、金属夹杂物、渣孔、气泡等缺陷,呈所谓疏松组织淀淀结晶区 常产生夹渣类缺陷第48页/共1

27、00页第四十八页，编辑于星期五：十九点 十一分。偏析定义：指各处成分与杂质分不的不均匀现象，包括枝晶偏析和区域偏析等成因：由于选择性结晶、溶解度变化、比重差异和流速不同造成的。危害：造成力学性能不均匀和裂纹缺陷第49页/共100页第四十九页，编辑于星期五：十九点 十一分。夹杂定义：主要是指冶炼时产生的氧化物，硫化物、硅酸盐等非金属夹杂。成因：冶炼产物，及外来夹渣物危害：对热锻过程和锻件质量均有不良影响，它破坏金属的连续性，在应力的作用下在夹杂处产生应力集中，引发微裂纹，成为疲劳源第50页/共100页第五十页，编辑于星期五：十九点 十一分。气体定义：主要指钢中的有害气体，如氢、氧等。危害：容易产

28、生白点缺陷，还会引起脆性，热锻工艺性将明显下降。白点对钢的机械性能，尤其对塑性和韧性有影响，是许多重要用途的合金钢不允许有的低倍缺陷第51页/共100页第五十一页，编辑于星期五：十九点 十一分。气泡它主要产生在钢锭的冒口、底部、及中心部位。第52页/共100页第五十二页，编辑于星期五：十九点 十一分。缩孔它主要在最后凝固的冒口区形成，由于冷凝结晶时没有钢液补充面形成孔洞性缺陷组织，同时含有大量杂质，因此必须切除第53页/共100页第五十三页，编辑于星期五：十九点 十一分。疏松它主要集中在钢锭中心部位，产生的原因与缩孔相同。第54页/共100页第五十四页，编辑于星期五：十九点 十一分。影响钢锭冶

29、金缺陷的条件综上所述，钢锭的冶金缺陷与冶炼、浇注过程、冷凝结晶条件、钢锭模具设计、耐火材料质量等有关。第55页/共100页第五十五页，编辑于星期五：十九点 十一分。实例（接管段锻件用钢生产方案）采用双真空处理的工艺进行生产。.1、冶炼浇注方案采用电炉（3#、4#、5#）冶炼温度较高、成份合适的粗炼钢水，分别热兑到130t和90t精炼炉内进行精炼及一次真空处理。依据炉前快速分析的结果，适时调整钢水成份，直至达到目标值。当精炼炉钢水成份、温度合适时，分别采用200t及250t天车吊包出钢，在250t真空室（1#真空室）、利用真空浇注及中间包芯杆吹氩（LB3），在浇注过程中对钢水进行二次真空处理。钢

30、锭在浇注完并冷凝一定时间后，脱模，用300t送锭车热送至水锻第56页/共100页第五十六页，编辑于星期五：十九点 十一分。实例（接管段锻件用钢生产方案）2、工艺流程图出钢出钢200t天车天车出钢出钢250t天车天车热兑热兑3#+4#+5#粗炼粗炼热兑热兑3#+5#粗炼粗炼130tLF精炼精炼(VD)90tLF精炼精炼(VD)1#真空室真空室浇注浇注(LB3)300t送锭送锭车热送车热送第57页/共100页第五十七页，编辑于星期五：十九点 十一分。第三锻造的热规范金属的锻前加热金属加热时产生的缺陷及防止措施锻造温度范围的确定金属的加热规范第58页/共100页第五十八页，编辑于星期五：十九点 十一

31、分。金属的锻前加热目的：提高金属的塑性，降低变形抗力，使其易于流动成形并获得良好的锻后组织方法：火焰加热，电加热金属加热时产生的缺陷及防止措施1、氧化 2、脱碳 3、过热4、过烧 5、裂纹第59页/共100页第五十九页，编辑于星期五：十九点 十一分。锻造温度范围的确定锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之间的温度范围。1 1、始锻温度的确定 必须保证无过烧现象，2 2、终锻温度的确定 防止晶粒粗大，应稍高于再结晶温度第60页/共100页第六十页，编辑于星期五：十九点 十一分。金属的加热规范加热规范制定的原则及方法1 1、装炉温度2 2、加热温度3 3、均热保温4 4、加热时间第61页/共100页

32、第六十一页，编辑于星期五：十九点 十一分。第四、自由锻主要工序分析自由锻的定义自由锻的目的自由锻的工序分类大型锻件的特殊锻造方法锻件的主要缺陷第62页/共100页第六十二页，编辑于星期五：十九点 十一分。自由锻的定义自由锻造是利用金属的塑性在锤或液压机上采用简单通用工具，控制金属流动，将金属坯料锻造成型的方法第63页/共100页第六十三页，编辑于星期五：十九点 十一分。自由锻的目的（1 1）使金属坯料成为一定的形状和尺寸（2 2）锻合金属坯料内部疏松、缩孔等冶金缺陷（3 3）去除钢锭的夹杂（切除水口、冒口）或改善夹杂物的分布（4 4）使锻件得到均匀的组织为锻后热处理创造良好的条件第64页/共1

33、00页第六十四页，编辑于星期五：十九点 十一分。自由锻的工序分类1 1、基本工序：镦粗、拔长、冲孔、芯棒拔长、马杠扩孔，弯曲、切断、错移、扭转、锻接2 2、辅助工序：钢锭倒棱、预压钳口等3 3、修整工序：滚圆、平整、第65页/共100页第六十五页，编辑于星期五：十九点 十一分。大型锻件的特殊锻造方法（1）、FM法（Free From Mannesmann effect）避免产生曼内斯曼效应，即锻件心部不产生拉应力的锻造方法，因此又可以叫作：毛坯中心部位免除了轴向拉应力的锻造法（2）WHF法（wide die heavy blow forging method）,WHF法是宽砧强力压下锻造法。一

34、般与JTS法并用（3）JTS法即中心压实法（或温间锻造法、硬壳锻造法）（4）KD法（V型钻锻造法）用途很广泛。第66页/共100页第六十六页，编辑于星期五：十九点 十一分。锻件的主要缺陷（1 1）横向裂纹（2 2）纵向裂纹（3 3）表面龟裂（4 4）内部微裂（5 5）局部粗晶（6 6）表面折叠（7 7）中心偏移（8 8）机械性能不能满足要求第67页/共100页第六十七页，编辑于星期五：十九点 十一分。自由锻工艺要点水冒口要除量变形过程的选择锻造比的选择压实过程第68页/共100页第六十八页，编辑于星期五：十九点 十一分。12500t自由锻水压机第69页/共100页第六十九页，编辑于星期五：十九

35、点 十一分。第五锻后热处理锻后热处理的目的与作用锻后热处理常用方法实例（锻后热处理曲线）第70页/共100页第七十页，编辑于星期五：十九点 十一分。锻后热处理的目的与作用（1 1）消除锻造应力，降低锻件的表面硬度，提高其切削加工性能。（2 2）满足机械性能要求。（3 3）调整与改善组织。（4 4）防止和消除白点的问题。第71页/共100页第七十一页，编辑于星期五：十九点 十一分。锻后热处理常用方法方法：退火annealing正火normalizing回火tempering淬火quenching第72页/共100页第七十二页，编辑于星期五：十九点 十一分。操作要点1、装炉前的准备工作2、装炉温度

36、。3、待料温度4、锻件摆放，5、配炉原则 6、加热7、冷却第73页/共100页第七十三页，编辑于星期五：十九点 十一分。实例锻后处理曲线第74页/共100页第七十四页，编辑于星期五：十九点 十一分。第六、性能热处理性能热处理的目的与作用性能热处理常用方法实例（性能热处理曲线）第75页/共100页第七十五页，编辑于星期五：十九点 十一分。性能热处理的目的与作用其主要目的是：通过加热、冷却的方法，改变金属或合金的组织结构，使其具备工程技术上所需要的性能。提高金属材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，节约材料延长零件使用寿命第76页/共100页第七十六页，编辑于星期五：十九点 十一分。制定热处理规范的

37、原则按其导热性能，碳化物溶解的难易以及对终冷温度的要注将钢种分成若干组，然后再按锻件尺寸的不同分别条用不同的工艺参数。其主要目的也是为了减少热处理过程中的内应力对锻件的危害作用。第77页/共100页第七十七页，编辑于星期五：十九点 十一分。性能热处理常用方法退火：完全退火、球化退火、去应力退火等退火：完全退火、球化退火、去应力退火等正火正火淬火：淬火：回火：低温回火、中温回火、高温回火回火：低温回火、中温回火、高温回火固溶处理固溶处理整体热处理整体热处理表面淬火：火焰加热、感应加热、激光加热表面淬火：火焰加热、感应加热、激光加热物理气相沉积物理气相沉积化学气相沉积化学气相沉积等离子化学气相沉积

38、等离子化学气相沉积表面热处理表面热处理渗碳渗碳渗氮渗氮碳氮共渗碳氮共渗其它：渗其它金属或非金属、多元共渗其它：渗其它金属或非金属、多元共渗化学热处理化学热处理第78页/共100页第七十八页，编辑于星期五：十九点 十一分。退火退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却.第79页/共100页第七十九页，编辑于星期五：十九点 十一分。正火正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却.第80页/共100页第八十页，编辑于星期五：十九点 十一分。淬火淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。第81页/共

39、100页第八十一页，编辑于星期五：十九点 十一分。回火为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火第82页/共100页第八十二页，编辑于星期五：十九点 十一分。实例（性能热处理曲线）性能热处理曲线管板的性能热处理曲线第83页/共100页第八十三页，编辑于星期五：十九点 十一分。第七 金属材料的机械性能机械性能的定义表示金属材料机械性能的指标实际工程中常用指标第84页/共100页第八十四页，编辑于星期五：十九点 十一分。机械性能的定义金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能第85页/共100页第八十五页，编辑于星期五

40、：十九点 十一分。表示金属材料机械性能的指标强度塑性硬度冲击韧性第86页/共100页第八十六页，编辑于星期五：十九点 十一分。强度强度：金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。工程上常用的是屈服强度yield strength yield strength（RpRp0.20.2、RpRp1.0 1.0）抗拉强度ultimate(tensile)strengthultimate(tensile)strength（RmRm）第87页/共100页第八十七页，编辑于星期五：十九点 十一分。塑性塑性：金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力称为塑性。工程上常用的是1 1、延伸率：el

41、ongation elongation（A A ）2 2、断面收缩率（）第88页/共100页第八十八页，编辑于星期五：十九点 十一分。硬度硬度：金属材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。工程上常用的是1 1、布氏硬度（HBHB）2 2、洛氏硬度（HRHR、HRCHRC）3 3、维氏硬度（HVHV）第89页/共100页第八十九页，编辑于星期五：十九点 十一分。冲击韧度冲击韧度：金属材料抵抗冲击载荷的能力称为冲击韧度。工程上常用的是 冲击韧性（AkAk）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳/厘米2 2（J/cm2J/cm2）.冲击吸收功（ISO-VISO-V、KVKV）第90页/共100页第九

42、十页，编辑于星期五：十九点 十一分。第八、关于不锈钢的基本知识不锈钢的分类不锈钢的冶炼不锈钢的锻造不锈钢的固溶处理第91页/共100页第九十一页，编辑于星期五：十九点 十一分。不锈钢的分类1、马氏体不锈钢2、铁素体不锈钢3、奥氏体不锈钢第92页/共100页第九十二页，编辑于星期五：十九点 十一分。马氏体不锈钢 马氏体不锈钢含碳高达0.2%，在任何冷速下都会由奥氏体变为马氏体，强度高，相当于低合金钢，有磁性。耐腐蚀性能差，不容易焊接，焊后应退火处理。典型钢号如2Cr13、3Cr13等。第93页/共100页第九十三页，编辑于星期五：十九点 十一分。铁素体不锈钢铁素体不锈钢含碳达0.1%，耐腐蚀性不

43、理想，铬是其主要成分，含镍少，只能抗氧化，不能耐酸碱，有磁性，无相变，不能用热处理提高强度。焊接时热影响区晶粒长大从而降低韧性，脆性转变温度高于室温。典型钢号如1Cr14、1Cr28。第94页/共100页第九十四页，编辑于星期五：十九点 十一分。奥氏体不锈钢 铬超过16%、镍近9%就能获得奥氏体不锈钢。一般铬均超过18%，镍完成奥氏体化。奥氏体不锈钢焊接性能好，无淬硬性，抗腐蚀性能强，有良好的低温韧性，无相变，为敏化后不过多降低晶间腐蚀，焊接时不预热，焊后不热处理。第95页/共100页第九十五页，编辑于星期五：十九点 十一分。奥氏体不锈钢简单的奥氏体不锈钢是18-8钢，即0Cr18Ni9(30

44、4)，这种钢应用普及，缺点是材料可能发生敏化，产生晶间腐蚀。温度500800时，多余的C向晶粒界飞速扩散，在晶界附近和Cr结合成Cr23C6，出现晶粒边界贫Cr，当Cr低于12.5%时产生晶间腐蚀。0Cr18Ni9钢敏化时在晶界会产生磷的偏析，容易出现应力腐蚀裂纹。核电用不锈钢经常用0 0Cr18Ni12Mo2(316)Cr18Ni12Mo2(316)，第96页/共100页第九十六页，编辑于星期五：十九点 十一分。核电产品常用的不锈钢0Cr18Ni9 相当于美国30400Cr18Ni9 相当于美国304L0Cr18Ni10Ti 0Cr18Ni10Ti 相当于美国3210 0Cr18Ni12Mo

45、2 Cr18Ni12Mo2 相当于美国3160Cr18Ni11Nb 相当于美国3470Cr17Ni12Mo2N 相当于美国316N00Cr17Ni14Mo2 相当于美国316LCr18Ni9Si3 相当于美国302B1Cr18Ni9 1Cr18Ni9 相当于美国302第97页/共100页第九十七页，编辑于星期五：十九点 十一分。不锈钢的锻造1锻造主要解决晶粒度、相和夹杂物2不锈钢的晶粒度与加热温度和变形量有关3变形量4相铁素体相呈园滑无规则的形状，铁素体相是有规则的多边形几何体。第98页/共100页第九十八页，编辑于星期五：十九点 十一分。不锈钢的固溶处理固溶处理的目的加热温度固溶处理冷却速度稳定化处理消除应力处理固溶处理可降低 相含量第99页/共100页第九十九页，编辑于星期五：十九点 十一分。感谢您的观看。第100页/共100页第一百页，编辑于星期五：十九点 十一分。