金属工艺学复习

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1、金属工艺学复习第一篇金属材料基础知识l力学性能（机械性能）：强度与塑性、硬度、韧性、疲劳强度l同素异晶转变：随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象。l固溶体：铁碳合金都是间隙固溶体铁素体：α铁基，低温，含碳量低，特征是强度、硬度低，塑性、韧性好奥氏体：γ铁基，较高温，含碳较高，强度及硬度不高，塑性优良，锻造常用l化合物：渗碳体Fe3C:硬而脆l机械混合物：珠光体P：F+Fe3C，0.77C，力学性能好，塑性韧性一般；莱氏体L：含碳4.3%，渗碳体含量多，硬脆高温莱氏体奥氏体+渗碳体Ld（A+Fe

2、3C），727C以上低温莱氏体珠光体+渗碳体Ld’（P+Fe3C），727C以下。l热处理：普通热处理：退火、正火、淬火、回火等；表面热处理：表面淬火、化学热处理（渗碳、氮化等）l1）退火：将工件加热到高于AC3或AC1温度以上，保温一定时间，随后以足够缓慢的速度冷却，使钢得到接近平衡组织的热处理工艺。目的：1调整硬度，便于切削加工。2消除内应力，防止加工中变形。3细化晶粒，为最终热处理作组织准备。完全退火：加热到AC3以上，得到均一奥氏体组织后再缓冷转变为珠光体组织的过程。不完全退火：加热到Ac1以

3、上，得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体，再缓冷进行组织转变的过程。球化退火：将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。目的：使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。球化退火主要适用于过共析钢2）正火：将钢加热到AC3或Accm以上，保温一定时间，在静止的空气中冷却，得到细珠光体类型组织的热处理工艺。目的：对于低、中碳钢(≤0.6C%)，目的与退火的相同调整硬度利于切削、消除内应力、细化晶粒。1要改善切削性能，调整硬度利于切削、消除内应力、

4、细化晶粒。低碳钢用正火，中碳钢用退火或正火，高碳钢用球化退火。2对于过共析钢，用于消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。3）淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上，保温一定时间，以一定的速度冷却，得到马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。淬火目的是为获得马氏体组织，提高钢的性能。完全淬火：加热到Ac1以上，进行淬火的过程。不完全淬火：加热到Ac1以上，得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体，再淬火的过程。4）回火：指将淬火钢重新加热到相变点以下的某温度保温后冷却的工艺。回火的目的：1减少或消除淬火内应力,防止变形

5、或开裂。2获得所需要的力学性能。淬火钢一般硬度高，脆性大，回火可调整硬度、韧性。3稳定尺寸。l表面淬火：将钢件表面层加热到临界点以上温度并急速冷却。表面淬火目的：1使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限；2心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的塑性和韧性。即表硬里韧，适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。l化学热处理：将钢件置于一定介质中加热、保温，使介质中活性原子渗入工作表层，以改变表层的化学成分组织，具有某些特殊的机械和物化性能。与表面淬火相比优点：1化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改变

6、其化学成分。2化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。3根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元共渗、渗其他元素等。l调质处理：淬火加高温回火的热处理，改善力学性能。第二篇铸造l充型：液态合金填充铸型的过程。影响充型能力的主要因素1)合金的流动性2)浇注条件：浇注温度、充型压力3)铸型填充条件：铸型材料、铸型温度、铸型中气体、铸件结构l流动性好的合金有利于将杂质气体上浮并排除，还有利于补缩。l铸件的凝固方式：铸件凝固过程中，断面上一般存在三个区域，即固相区、凝固区和液相区，其中对铸件质量

7、影响较大的主要是液相和固相并存的凝固区的宽窄。1)逐层凝固：纯金属或共晶成分合金凝固过程中不存在液、固并存现象，液固界限清楚分开，称为逐层凝固2)糊状凝固：若合金的结晶温度范围很宽，温度分布较平坦(内外温度较小)，整个断面内均为液固并存，先呈糊状而后固化，称为糊状凝固。3)中间凝固：介于逐层凝固和糊状凝固之间l收缩的三个阶段：1)液态收缩：浇注温度->凝固开始温度间的收缩；2)凝固收缩：凝固开始温度->凝固终止温度间的收缩；分为状态改变和温度下降两部分，是缩松、缩孔的基本原因。3)固态收缩：固相线温度

8、->室温时的收缩，是铸造应力和变形、裂纹基本原因l缩孔：中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞，缩孔多呈倒圆锥形。凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件越厚；则缩孔的容积越大。l缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔；分为宏观缩松及显微缩松两种；逐层凝固合金缩孔倾向大；糊状凝固缩松倾向大。l缩孔、缩松的防止1)顺序凝固，实现顺序凝固，就可实现“补缩”2)设置“冒口”3)铸件某些厚大部位设置“冷铁”4)冒口与冷铁增加成本，促进变形及裂纹倾向，仅用于必须补缩，如铝青