机械制造基础-期末复习资料.doc

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1、机械制造基础第一部分工程材料与热处理第二章金属的组织结构第一节金属的晶体结构与结晶常见金属的晶体结构：1、体心立方晶格；2、面心立方晶格；3、密排立方晶格金属的结晶过程就是由晶核的形成和晶粒的长大两个基本过程组成的。晶粒越细小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好。在不同的温度区间，金属的晶体结构具有不同的晶格类型，称为同素异晶转变同素异晶转变，是金属的一个重要性能。凡是具有同素异晶转变的金属及其合金。都可以用热处理的方法改变其性能合金—是由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成的。合金在固态时，合金组元互相溶解，即在某组元的晶格中含有其它组元的原子，这

2、种新相称为固溶体金属化合物一般具有较复杂的晶体结构，熔点高，性能硬而脆。塑性、韧性几乎为零，所以很少单独使用。当合金中含有金属化合物时，将使合金强度、硬度和耐磨性提高，而塑性降低。因此，化合物是许多合金材料的重要强化相，与固溶体适当配合，可提高金属的综合力学性能。在合金中，由两或两种以上的相按一定的质量分数组成的物质叫做机械混合物。铁碳合金的基本组织：1．铁素体（F）2．奥氏体（A）3．渗碳体（Fe3C）4．珠光体（P）1.工业纯铁ωc﹤0.0218%2.钢ωc﹤（0.0218～2.11）%(亚共析、共析、过共析钢）3.白口铁ωc=（2.11～6.69）

3、%（亚共晶、共晶、过共晶白口铁）如图ak/(J/cm2)第四节碳钢、铸铁杂质对碳钢性能的影响：锰，硅，硫，磷的影响，1.按钢中含碳量分有：1）低碳钢；2）中碳钢；3）高碳钢。2.按冶金性质分有：3.按用途分有：1)碳素结构钢;2)碳素工具钢。（属高碳钢）1.碳素结构钢；①牌号如：Q235AF低碳钢和中碳钢2.优质碳素结构钢08、10、45等数字，表示钢中含碳质量份数的万倍。上面牌号即表示钢中含碳量分别为0.08%、0.10%、0.45%等，3.碳素工具钢;①牌号用字母“T”(“碳”的汉语拼音首字母)+数字(数字表示钢中含碳量的千倍)。如T8,表示含碳质量

4、分数为0.8%的“碳”素工具钢。②用途：主要用于制造各种低速的刀具、工具、量具和模具。4.铸造碳钢在生产中有的零件形状复杂、力学性能要求高，难以用锻压或切削加工方法来制成。通常采用碳钢铸造。①牌号如：ZG270-500由于铸钢中含碳量在（0.15~0.6）%范围内。铸铁是指由铁、碳、硅组成的合金系的总称铸铁分三类：灰口铸铁：是工业上最常用的铸铁，按石黑存在的形式又分灰铸铁；球墨铸铁；可锻铸和里蠕墨铸铁。白口铸铁碳主要以渗体存在3．白口铸铁，另一部分以渗碳体存在灰铸铁的牌号如：HT2006.球墨铸铁球墨铸铁的牌号如QT600-37.可锻铸铁3）可锻铸铁的牌

5、号及应用如：“KTH”表示“黑”心“可”锻铸“铁”；“KTZ”表示“珠”光体“可”锻铸“铁”；“KTZ550—4”蠕墨铸铁的牌号如RuT420第三章钢的热处理热处理的定义：将固态金属采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。钢的热处理不仅可以改善其组织和性能，还可以改善其加工性能。更重要的是赋于零件的最终性能的关键工序。将热处理工艺分为两类。整体热处理：包括退火、正火、淬火和回火等。表面热处理：包括表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗。任何热处理过程都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的二、共析钢过冷奥氏体等温转变的产物1．高温转变的产物

6、（727~550℃）→珠光体。2．中温转变的产物（550~230℃）→贝氏体。3．低温转变的产物（≤230℃）→马氏体。钢的退火与正火机械零件经过铸造、锻压、焊接等工艺后。会存在内应力，组织粗大，不均匀，偏析等缺陷。①淬火的加热温度：亚共析钢：加热温度一般为AC3+（30～50）℃过共析钢：加热温度一般为AC1+（30～50）℃加热介质：通常在电炉、燃料炉、盐浴炉和铅浴炉中进行。(3)钢的淬透性--指钢在淬火后得淬硬层深度的能力。钢的淬透性取决于其化学成份2．回火—将淬火后获得马氏体组织的钢重新加热到AC1以下的某一温度，经保温后缓慢冷却到室温这一热处理

7、过程①回火马氏体②回火屈氏体③回火索氏体第四节钢的表面热处理有些零件，采用表面热处理可以获得表面高硬度和心部高韧性。一、表面淬火1．火焰加热表面淬火法2．感应加热表面淬火法二、化学热处理1．渗碳2．氮化3．碳氮共渗第四章合金钢在冶炼碳钢时有目的地加入一种或几种合金元素所得到的特定性能的钢。称为合金钢。合金元素的加入使冶炼、铸造、焊接及热处理工艺变得复杂了，成本也提高了在合金钢中常加入的合金元素有：锰、硅、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铝、硼和稀土等。一、合金钢的分类和编号4）按用途分类:①合金结构钢②合金工具钢③ 特殊性能钢2、合金钢的编号编号原则“数字+化学

8、元素+数字”。2）合金工具钢：牌号前面用一位数字表示平均含碳质量分数的千倍，3）