化工设备基础第八章材料基础知识

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1、第八章材料基础知识§8.1.5其他的工艺流程钢锭：将熔融的钢水注入模型内，待钢水凝固脱模后所得到的具有一定形状的铸钢件。热处理：钢、铁固态下加热、保温和不同的冷却方式，改变金相组织以满足所要求的物理、化学与力学性能。热处理工艺实例：※缝纫用钢针在火上烧，再慢慢冷下来后变软；※建筑用铁线用火烧软；※泵轴调质—内韧外硬；※扁铲淬火—提高硬度和韧性；※容器焊后退火—消除内应力；……常用的热处理工艺：缓慢加热，保温一定时间后：※随炉冷却（曲线1）--退火※空气中冷却（曲线2）--正火※淬火剂中冷却（曲线3）--淬火退火就是将钢件加热到高于或低于Ac1点温度并保温一定

2、时间，然后缓慢冷却，这种热处理工艺称为退火。根据工艺特点可将退火分为完全退火.再结晶退火.球化退火.低温退火和扩散退火。Ac1点要知道AC1线是什么，就一定要弄懂铁碳合金状态图。见上图。因为A1线和A3线是铁碳合金状态图中的特性线。AC1线和AC3线是略比A1线和A3线上移的类似特性线。铁碳合金状态图表示铁碳合金在不同成分和温度下的组织、性能以及它们之间相互关系的图形。又称铁碳合金相图或铁碳合金平衡图。是通过实验的方法建立起来的。它是研制新材料，制定合金熔炼、铸造、压力加工和热处理等工艺的重要工具。所以你必须要掌握这个工具。相图的纵坐标代表温度，横坐标

3、代表含碳量。不同的区域表示不同的组织，图中的几个基本概念：纯铁、钢、铸铁；共析钢、亚共析钢、过共析钢；共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁。图中的特性点A点：纯铁的熔点1538℃C点：共晶点1148℃D点：渗碳体的熔点1227℃S点：共析点727℃G点：纯铁的同素异晶转变点912℃E点：C在γ-Fe中最大溶解度1148℃P点：C在α-Fe中最大溶解度727℃Q点：室温时C在α-Fe中最大溶解度图中的特性线ACD：液相线，液相冷却至此开始析出固相，固相加热至此全部转化为液相。AECF：固相线，液态合金至此线全部结晶为固相，固相加热至此开

4、始转化。GS：A开始析出F的转变线，加热时F全部溶入A，又称A3线。ES：C在A中的溶解度曲线，又称Acm线。ECF：共晶线，含C量2.11%--6.69%的铁碳合金至此发生共晶反应，结晶出A与Fe3C混合物---莱氏体Ld。PSK：共析线，含C量在0.0218%--6.69%的铁碳合金至此反生共析反应，产生珠光体P，又称A1线。其中要特别注意A1线、A3线和Acm线。它们常常和退火及其它热处理工艺有密切关系。钢在实际加热和冷却时不可能非常缓慢，因此，钢中的相转变不能完全按铁碳合金相图中的A1、A3和Acm线，而有一定的滞后现象，即出现过热(加热时)或过

5、冷(冷却时)现象。加热或冷却时的速度越大，组织转变偏离平衡临界点的程度也越大。为区别起见，把冷却时的临界点记作Ar1、Ar3、Arcm；加热时的临界点记作Ac1、Ac3、Accm。退火主要目的降低钢的硬度；改善或消除坯料在铸造，锻造和焊接时所产生的成分或组织的不均匀性；消除内应力，稳定尺寸；细化晶粒，改善钢中碳化物的形态和分布（完全退火）正火是将钢加热至Ac3之上30~50℃或更高的温度，保温一定时间，然后在空气中冷却的一种热处理工艺。主要目的-（1）细化晶粒，提高钢材韧性和稳定钢材的力学性能（2）得到所要求的金相组织（金相组织：指金属组织中化学成分、晶体

6、结构和物理性能相同的组成，其中包括固溶体、金属化合物及纯物质）淬火将钢件加热到Ac3以上某一个温度，保温一定时间，使之奥氏体化后，急冷至室温，以获得淬硬组织的一种热处理工艺主要目的（1）提高钢的强度和硬度（2）改善某些特殊钢的力学和化学性能。定义：淬火后再进行一次较低温度的加热与冷却。作用：消除内应力，稳定组织，满足技术要求。回火又分为：低温回火（150～250℃）；中温回火（300～450℃）；高温回火（500～680℃）。※淬火+高温回火称为调质处理。效果：强度、塑性、韧性均提高。回火稳定化：将含Ti和Nb等稳定性元素的奥氏体不锈钢加热到850～950℃

7、，保温一定时间然后水冷、油冷或空冷，使其形成TiC和NbC固溶：奥氏体不锈钢加热到1000～1100℃，保温一定时间然后快速冷却，获得单相奥氏体组织的工艺方法§8.1.6钢材分类（1）化学成分分类：碳素钢和合金钢（2）品质分类：普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢（3）冶炼方法分类：按炉别、脱氧程度和浇注制度分类（4）按金相组织分类：（5）按用途分类：建筑及工程用钢，结构钢，工具钢，特殊性能钢，专业用钢钢材分类8.1.7钢铁牌号及表示方法（1）牌号的表示原则（2）牌号表示法（3）铸铁.铸钢牌号表示方法牌号的表示原则依据国家标准GB221-2008，牌号中用

8、化学元素——化学符号或汉字表示；产品用途、冶炼和浇铸