工程材料第二章10.ppt

* * ? 复习提问： 退火方法有哪几种？ （1）完全退火 （2）球化退火 （3）去应力退火 2.1.4 表面热处理 表面淬火：通过快速加热使钢的表面奥氏体化，不等热量传至心部便立即淬火，使其表层获得硬而耐磨的M，心部仍保持原来塑性、韧性较好的退火、正火或调质状态的组织。 1. 表面淬火 ●不改变表层的化学成分，只改变表层组织的局部热处理方法。 ? 分类 （1）感应加热表面淬火 感应淬火示意图 （2）火焰加热表面淬火 火焰淬火示意图 ? 应用 中碳钢，中碳合金钢，40，45，40Cr ，40MnB等。 2. 化学热处理 化学热处理：将工件放入某种化学介质（或气氛）中，通过加热使介质中的某些元素渗入工件表层，从而改变工件表层的化学成分，使表层具有与心部不同的性能的工艺。 ● 通过改变表层的化学成分来改变表层性能的热处理工艺。 固体渗碳示意图 （1）渗碳 气体渗碳示意图 组织：表层为高碳M回火，心部为低碳M回火（合金钢）或P和F（碳钢）。 性能：表面耐磨，心部有一定的强度，较高的韧性。 应用：C%0.25%的零件。 （2）钢的渗氮（氮化） 性能：表层具有很高的硬度和耐磨性，并能保持到高温（600~650°C）不下降，还能提高工件的抗蚀性。 应用：中碳钢，合金调质钢，碳素工具钢，高合金钢，铸铁等。 （3）碳氮共渗 ? 概念 在奥氏体状态下，同时将碳和氮渗入工件表层，并以渗碳为主的化学热处理工艺。 ? 目的 提高工件表层的硬度和耐磨性。 第3章 金属材料 碳钢： 0.02％ ≤wc≤2.11％，并含有Si、Mn、P、S、N、H、O等杂质元素的铁碳合金。 3.1 工业用钢 3.1.1 碳素钢（碳钢） （2）锰（Mn） 锰主要是炼钢时用锰铁脱氧而残留于钢中的。锰是一种有益的元素。 （1）硫（S） 硫是炼钢时随矿石和燃料带入钢中的，会导致加工件沿晶界开裂而形成所谓的“热脆”现象。 因此，硫是一种有害的元素，其含量被严格控制。 1. 杂质元素对碳钢性能的影响 （4）磷（P） 磷也是由矿石和炼钢铁水带入钢中的。磷在钢中是有害元素。 少量的磷在钢中全部溶入F中，起强烈的固溶强化作用，使钢的强度、硬度显著提高，塑、韧性急剧降低，特别是在低温时，使钢的冲击韧性明显下降，这种现象称为“冷脆”。 （3）硅（Si ） 硅主要是炼钢时作为脱氧剂带入钢中的，是一种有益的元素。 （6）氮（N）和氧（O） 氮在钢中的存在会使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低而脆性增大，因而含氮量过高对钢是有害的。 氧在钢中的存在会使钢的强度和塑性降低，特别是以氧化物夹杂的形式（如FeO、SiO2）存在时，会大大降低钢的疲劳强度，并增加钢的热脆性。因此，氧是钢中的有害元素。 （5）氢（H） 氢主要是由含水的炉料和浇铸系统带入钢中的。氢是钢中的有害元素。氢溶入钢中使钢的塑性、韧性降低，引起所谓“氢脆”。此外，氢在钢中还会造成钢中的显微裂纹，这种裂纹内壁呈银白色，故称为白点。白点的存在大大地降低了钢的力学性能。 2. 碳钢的分类 （1）按含碳量分类 低碳钢（C?0.25%） 中碳钢（C=0.25%?0.6%） 高碳钢（C0.6%） （2）按质量分类 根据钢中有害杂质S、P的含量分为： 碳素结构钢（S?0.050%、P?0.045%） 优质碳素结构钢（S?0.035%、P?0.035%） 高级优质碳素钢（S?0.025%、P?0.025%） （3）按用途分类 碳素结构钢 碳素工具钢 （4）按冶炼方法分类 a） 按冶炼炉分 平炉钢 转炉钢 电炉钢 b）按冶炼时脱氧程度分 沸腾钢“F”（脱氧不完全） 镇静钢“Z”（脱氧完全） 半镇静钢“b”（脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间） 3. 碳钢的牌号、性能和应用 符号、代号的意义 Q——钢的屈服点“屈”字汉语拼音首位字母； A、B、C、D——分别为质量等级； F——沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母； b——半镇静钢“半”汉语拼音首位字母； Z——镇静钢“镇”字汉语拼音首位