机械制造基础复习.pptx
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1、第一局部第一局部 工程材料与热处理工程材料与热处理第一章第一章 材料的性能材料的性能1 1、材料的性能包括哪两面的内容?、材料的性能包括哪两面的内容?使用性能、工艺性能使用性能、工艺性能2 2、分别表示四项力学性能的指标。、分别表示四项力学性能的指标。强度(强度(b)b)、硬度(硬度(HBS HBS、HRC HRC)、)、塑性(塑性(、)冲击韧度(冲击韧度()第二章第二章 鉄碳合金鉄碳合金1 1、常见金属的晶体结构有哪三种?、常见金属的晶体结构有哪三种?体心立方晶格、体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格面心立方晶格、密排六方晶格2 2、什么是过冷度?其表示符号是什么?、什么是过冷度?其表示
2、符号是什么?3 3、细化晶粒可以通过什么途径实现?、细化晶粒可以通过什么途径实现?增大金属的过冷度、变质处理、振动增大金属的过冷度、变质处理、振动 4 4、什么是金属的同素异晶转变?、什么是金属的同素异晶转变?金属在固态下随温度的改变,由一种晶格转变为另一种晶格的现象金属在固态下随温度的改变,由一种晶格转变为另一种晶格的现象5 5、金属产生固熔强化的原因是什么?、金属产生固熔强化的原因是什么?随着溶质原子的溶入随着溶质原子的溶入晶格畸变晶格畸变增大位错运动的阻力增大位错运动的阻力滑移变形困难滑移变形困难提高合金的强度和硬度提高合金的强度和硬度6 6、鉄碳合金的基本组织有哪些?说明铁素体、奥氏体
3、、渗碳体的、鉄碳合金的基本组织有哪些?说明铁素体、奥氏体、渗碳体的主要性能,常温下综合机械性能最好的组织是什么?主要性能,常温下综合机械性能最好的组织是什么?7 7、标出鉄碳相图各区域的组织(、标出鉄碳相图各区域的组织(P28P28页页 图图217217),并能说明举),并能说明举例说明亚共析钢、共析钢、过共析钢的冷却结晶过程。例说明亚共析钢、共析钢、过共析钢的冷却结晶过程。8 8、说明室温下亚共析钢、共析钢、过共析钢的相各是什么,组织、说明室温下亚共析钢、共析钢、过共析钢的相各是什么,组织各是什么。各是什么。9 9、什么是共晶反响,发生共晶反响的条件。、什么是共晶反响,发生共晶反响的条件。第
4、三节第三节铁碳合金相图铁碳合金相图碳在碳在碳在碳在aFe中的间隙固溶体,呈体心立方晶格。中的间隙固溶体,呈体心立方晶格。中的间隙固溶体,呈体心立方晶格。中的间隙固溶体,呈体心立方晶格。铁素体溶碳能力较差,在铁素体溶碳能力较差,在727C碳的质量分数最大,为碳的质量分数最大,为0.0218,室温时碳的质量分数约为,室温时碳的质量分数约为0.0008。铁素体的性能特点铁素体的性能特点:强度和硬度低、塑性和韧性好。强度和硬度低、塑性和韧性好。强度和硬度低、塑性和韧性好。强度和硬度低、塑性和韧性好。其机其机械性能与工业纯铁大致相同。械性能与工业纯铁大致相同。铁素体(用铁素体(用F或或表示)表示)一、铁
5、碳合金的基本组织一、铁碳合金的基本组织一、铁碳合金的基本组织一、铁碳合金的基本组织碳在碳在碳在碳在-Fe-Fe中的间隙固溶体,呈面心立方晶格。中的间隙固溶体,呈面心立方晶格。中的间隙固溶体,呈面心立方晶格。中的间隙固溶体,呈面心立方晶格。奥氏体溶碳能力较大,在奥氏体溶碳能力较大,在1148时溶碳量最大,其碳质量时溶碳量最大,其碳质量分数达分数达2.11,在,在727C时碳的质量分数为时碳的质量分数为0.77%。奥氏体的性能特点奥氏体的性能特点:硬度较低,塑性较高,易于塑性变形。硬度较低,塑性较高,易于塑性变形。硬度较低,塑性较高,易于塑性变形。硬度较低,塑性较高,易于塑性变形。奥氏体,(用奥氏
6、体,(用A或或 表示)表示)第三节第三节铁碳合金相图铁碳合金相图FFe3e3C C是铁和碳的金属化合物,是铁和碳的金属化合物,是铁和碳的金属化合物,是铁和碳的金属化合物,碳质量分数为碳质量分数为6.69%。渗碳体根据生成条件不同有条状、网状、片状、粒状等形渗碳体根据生成条件不同有条状、网状、片状、粒状等形态,对铁碳合金的机械性能有很大影响。态,对铁碳合金的机械性能有很大影响。FeFe3 3C C的机械性能特点:的机械性能特点:的机械性能特点:的机械性能特点:硬而脆,塑性和韧性几乎等于零。硬而脆,塑性和韧性几乎等于零。硬而脆,塑性和韧性几乎等于零。硬而脆,塑性和韧性几乎等于零。渗碳体渗碳体(Fe
7、3C)由铁素体和渗碳体组成的机械混合物,其显微组织为铁由铁素体和渗碳体组成的机械混合物,其显微组织为铁由铁素体和渗碳体组成的机械混合物,其显微组织为铁由铁素体和渗碳体组成的机械混合物,其显微组织为铁素体与渗碳体层片相间。素体与渗碳体层片相间。素体与渗碳体层片相间。素体与渗碳体层片相间。碳质量分数为碳质量分数为0.77%。力学性能介于渗碳体与铁素体之间,强度、硬度较高,具力学性能介于渗碳体与铁素体之间,强度、硬度较高,具有一定塑性,是一种综合力学性能较好的组织。有一定塑性,是一种综合力学性能较好的组织。珠光体珠光体(P)第三节第三节铁碳合金相图铁碳合金相图是铁碳合金中的共晶混合物,是铁碳合金中的
8、共晶混合物,是铁碳合金中的共晶混合物,是铁碳合金中的共晶混合物,碳质量分数为碳质量分数为4.3%。莱氏体的莱氏体的性能特点和性能特点和性能特点和性能特点和FeFe3 3C C相似:相似:相似:相似:硬而脆,塑性和韧性几乎等于零。硬而脆,塑性和韧性几乎等于零。硬而脆,塑性和韧性几乎等于零。硬而脆,塑性和韧性几乎等于零。莱氏体莱氏体(Ld)1500140013001200110010009008007006005004003002001000DFKESPGQ114812277270.770.0218A1538LL+AL+Fe3CAF+AFA+Fe3CP+Fe3CFe3CFe2.11温度温度C4.3
9、A+Fe3C+LdFe3C+LdLdLdFe3C+LdP+Fe3C+LdF+PF+Fe3C1.01.52.03.04.05.06.06.69P912DFKESPGQ114812277270.770.0218A1538LL+AL+Fe3CAF+AFA+Fe3CP+Fe3CFe3CFe2.11温度温度C4.3A+Fe3C+LdFe3C+LdLdLdFe3C+LdP+Fe3C+LdF+PF+Fe3C1.01.52.03.04.05.06.06.69P912五、典型铁碳合金的结晶过程五、典型铁碳合金的结晶过程1、共析钢的结晶过程、共析钢的结晶过程DFKESPGQ114812277270.770.021
10、8A1538LL+AL+Fe3CAF+AFA+Fe3CP+Fe3CFe3CFe2.11温度温度C4.3A+Fe3C+LdFe3C+LdLdLdFe3C+LdP+Fe3C+LdF+PF+Fe3C1.01.52.03.04.05.06.06.69P912五、典型铁碳合金的结晶过程五、典型铁碳合金的结晶过程2、亚共析钢的结晶过程、亚共析钢的结晶过程DFKESPGQ114812277270.770.0218A1538LL+AL+Fe3CAF+AFA+Fe3CP+Fe3CFe3CFe2.11温度温度C4.3A+Fe3C+LdFe3C+LdLdLdFe3C+LdP+Fe3C+LdF+PF+Fe3C1.01
11、.52.03.04.05.06.06.69P912五、典型铁碳合金的结晶过程五、典型铁碳合金的结晶过程3、过共析钢的结晶过程、过共析钢的结晶过程第三章第三章 钢的热处理钢的热处理1 1、钢的热处理工艺由哪三个阶段组成?、钢的热处理工艺由哪三个阶段组成?加热加热加热加热、保温保温保温保温和和冷却冷却冷却冷却2 2、钢在加热时由、钢在加热时由P P转变为转变为A A经历的经历的4 4个过程是什么?个过程是什么?奥氏体晶核的形成奥氏体晶核的形成 奥氏体晶核的长大奥氏体晶核的长大 剩余渗碳体的溶解剩余渗碳体的溶解 奥氏体的均匀化。奥氏体的均匀化。3 3、说明共析钢过冷、说明共析钢过冷A A在冷却过程中
12、在各温度区间的等温转变产物。在冷却过程中在各温度区间的等温转变产物。二、共析钢过冷奥氏体等温转变的产物二、共析钢过冷奥氏体等温转变的产物二、共析钢过冷奥氏体等温转变的产物二、共析钢过冷奥氏体等温转变的产物C高温转变高温转变高温转变高温转变:温度:温度:温度:温度:A A A A1 1 1 1550C550C550C550C组织:珠光体型组织:珠光体型组织:珠光体型组织:珠光体型中温转变中温转变中温转变中温转变温度:温度:温度:温度:550C550CMMS S组织:贝氏体组织:贝氏体组织:贝氏体组织:贝氏体低温转变低温转变低温转变低温转变温度:温度:温度:温度:MMSSMMf f组织:马氏体组织
13、:马氏体组织:马氏体组织:马氏体共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线(共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线(TTT曲线)曲线)PS上上B下下BTM+A残残4 4、共析钢从、共析钢从A A随随炉缓冷得到的产炉缓冷得到的产物是什么?空冷物是什么?空冷得到的产物是什得到的产物是什么?以大于么?以大于VKVK冷冷却至室温得到的却至室温得到的产物是什么?产物是什么?PST炉冷炉冷空冷空冷油冷油冷水冷水冷炉冷炉冷V1空冷空冷V2油冷油冷V4水冷水冷V5PST+M+A残残M+A残残5 5、什么是钢的退火?完全退火主要适用于什么钢?、什么是钢的退火?完全退火主要适用于什么钢?6 6、什么是钢的正火、淬火、回火?、什么是钢
14、的正火、淬火、回火?P4347P4347钢经淬火钢经淬火+低温回火后的组织是什么?低温回火后的组织是什么?回火马氏体回火马氏体淬火淬火+中温回火后的组织是什么?中温回火后的组织是什么?回火托氏体回火托氏体淬火淬火+高温回火后的组织是什么?高温回火后的组织是什么?回火索氏体回火索氏体第四章第四章 碳钢及合金钢碳钢及合金钢1 1、碳钢、碳钢1 1)碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢中典型钢种的牌号)碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢中典型钢种的牌号及主要用途。及主要用途。碳素结构钢:碳素结构钢:Q195Q275Q195Q275,Q235Q235优质碳素结构钢:优质碳素结构钢:10 20 3
15、5 40 10 20 35 40 45454545 50 60 65 50 60 65正火、(淬火正火、(淬火+回火)回火)碳素工具钢:碳素工具钢:T7 T8 T9T 10 T11 T7 T8 T9T 10 T11 T12 T12 T12 T12 T13T13预备热处理:球化退火,最终热处理:淬火预备热处理:球化退火,最终热处理:淬火+低温回火低温回火2 2)优质碳素结构钢、碳素工具钢常用的热处理方法是什么?)优质碳素结构钢、碳素工具钢常用的热处理方法是什么?2 2、合金钢、合金钢1 1)低合金结构钢、合金调质钢、合金渗碳钢)低合金结构钢、合金调质钢、合金渗碳钢 、合金弹簧钢、低、合金弹簧钢、
16、低合金刃具钢、高速钢、不锈钢、铸铁中典型钢种的牌号及主要用合金刃具钢、高速钢、不锈钢、铸铁中典型钢种的牌号及主要用途途低合金结构钢:低合金结构钢:Q295 Q295 Q345 Q345 Q345 Q345 Q390 Q420 Q460Q390 Q420 Q460主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。道、大型钢结构等。道、大型钢结构等。道、大型钢结构等。合金调质钢:合金调质钢:40Cr 40Cr
17、 40Cr 40Cr 40MnB 40MnB 38CrMoAl 38CrMoAl 38CrMoAl 38CrMoAl 40CrMnMo 40CrMnMo 40CrNiMoA40CrNiMoA40CrNiMoA40CrNiMoA广泛用于制造要求综合机械性能好的零件广泛用于制造要求综合机械性能好的零件广泛用于制造要求综合机械性能好的零件广泛用于制造要求综合机械性能好的零件 如:机床主轴及各种轴如:机床主轴及各种轴类、齿轮等。类、齿轮等。热处理:调质热处理:调质合金渗碳钢:合金渗碳钢:20Cr20Cr20Cr20Cr 20MnV 20MnV 20CrMnTi 20CrMnTi 20CrMnTi 20
18、CrMnTi 20SiMnVB 20SiMnVB 18Cr2Ni4WA18Cr2Ni4WA18Cr2Ni4WA18Cr2Ni4WAA A常用于受冲击和强烈的摩擦磨损条件下工作的机械零件。常用于受冲击和强烈的摩擦磨损条件下工作的机械零件。热处理:渗碳热处理:渗碳+淬火淬火+低温回火低温回火合金弹簧钢:合金弹簧钢:65Mn 60Si2Mn65Mn 60Si2Mn65Mn 60Si2Mn65Mn 60Si2Mn 50CrVA50CrVA50CrVA50CrVA主要用于制造各种弹簧和弹性元件。主要用于制造各种弹簧和弹性元件。主要用于制造各种弹簧和弹性元件。主要用于制造各种弹簧和弹性元件。低合金刃具钢:
19、低合金刃具钢:9SiCr9SiCr9SiCr9SiCr用于低速刃具、量具用于低速刃具、量具也常用做冷冲模也常用做冷冲模也常用做冷冲模也常用做冷冲模高速钢:高速钢:W18Cr4VW18Cr4VW18Cr4VW18Cr4V主要用来制作各种复杂刀具,如钻头、拉刀、成形刀具、齿轮刀主要用来制作各种复杂刀具,如钻头、拉刀、成形刀具、齿轮刀具等。与合金刃具钢相比要求更高的热硬性。具等。与合金刃具钢相比要求更高的热硬性。不锈钢:不锈钢:M M 型型 1Cr13 F 1Cr13 F 型型 1Cr17 A 1Cr17 A 型型 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti要要求求耐耐腐腐蚀蚀零零件件:如如化化工工
20、装装置置中中的的各各种种管管道道、阀阀门门和和泵泵,热热裂裂设设备零件,医疗手术器械,防锈刃具和量具,等等。备零件,医疗手术器械,防锈刃具和量具,等等。铸铁铸铁 灰口铸铁:灰口铸铁:HT200HT200主要用于基础件,如:机床床身、立柱、导轨,主要用于基础件,如:机床床身、立柱、导轨,热处理:去应力退火,外表淬火热处理:去应力退火,外表淬火球墨铸铁:球墨铸铁:QT400-17QT400-17要求综合性能好,且有良好的铸造性能要求综合性能好,且有良好的铸造性能热处理:调质。热处理:调质。可锻铸铁:可锻铸铁:KT 300-6KT 300-6或或KTZ 500-4KTZ 500-4制造形状复杂、承受
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