常见结构材料热表处理 (精简版).pptVIP

常见结构材料热表处理 宇航空间机构及控制研究中心 马 超 目录 工程材料性能 工程材料分类 主要失效形式 热处理 表面处理 工程材料的性能 力学性能： 物理性能：密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性 化学性能：耐酸性、耐碱性、抗氧化性 工艺性能：铸造性、锻压性、焊接性、热处理性和切削加工性 静载荷：强度、塑性、硬度 动载荷：冲击韧度、疲劳强度、断裂韧性 金属材料 非金属材料 复合材料 陶瓷:熔点高、硬度高、耐腐蚀、脆性大 高分子:塑料、橡胶、胶粘剂 黑色金属:钢铁材料，在机械产品中占60%以上 有色金属:铝、铜、钛、镁、锌、轴承合金 工程材料的分类 玻璃纤维（玻璃钢）:强度高、密度小、耐腐蚀、价廉 碳纤维:高强度和弹性模量、耐湿热、减磨、耐腐、导热 层状复合材料:无润滑轴承 颗粒复合材料:硬质合金刀具、塑料填充、加炭橡胶 黑色金属分类 铁 钢 生铁 直接还原铁 纯铁 铸铁 结构钢 工具钢：刃具、模具、量具 特殊性能钢 碳素钢 合金钢：40Cr 30CrMnSiA 钢的分类方法很多。国家标准GB／T 13304—199l《钢分类》参照采用国际标准IS0 4948以及结合我国国情而制定的。 不锈钢9Cr18 00Cr18Ni10（C0.03和0.08%） 耐磨钢GCr15（表示Cr含量千分之几，前面加G”滚”） 普通碳素钢：Q235（屈服强度235MPa） 优质碳素钢：45（含碳0.45%） 材料规格 带材 棒材 板材 管材 铝型材 工程用钢材 主要失效形式 过大弹性变形 整体断裂 ??b 过大的残余变形 ??0.2 表面破坏 破坏正常工作条件引起的失效 1. 常规轴承必须在润滑下工作 2.带传动圆周力小于临界摩擦力 3.高速运动零件避开系统固有频率 根据国外专家对1378项失效分类结果看，由于磨损、腐蚀和各种疲劳破坏所引起的失效就占了73.88%，而由于断裂引起的只有4.79%。 ——机械设计（第七版P11） 影响机械寿命的三个大敌： 磨损、疲劳、腐蚀 磨损失效　　　 　 磨粒磨损：由硬粒对零件表面的切削作用造成； （１）为降低磨粒磨损，要求材料的硬度高，并有较多的耐磨相。如农用犁。 （２）在冲击载荷下，应选用较软的高锰钢。 如矿山破碎机。 粘着磨损：由相对运动物体表面的微凸体，在摩擦时发生焊合，然后撕开，产生磨屑造成。 摩擦副选用不同材质，且摩擦因数小，并具有一定的自润滑能力或利于保存润滑剂。 如尼龙、粉末冶金轴承、石墨环。 　　 表面疲劳失效　　　 相互接触的两个运动表面，在工作过程中承受交变接触应力的作用，使表层材料发生疲劳破坏而脱落，造成零件的失效。 选材与防止： （１）材料应有足够的硬度，一定的塑性和韧性。 （２）材料含夹杂物少。 （３）进行表面强化处理。 腐蚀失效： 由于化学或电化学腐蚀引起表面损伤，造成零件失效。 选材与防止： １）根据介质的成分性质选材。 ２）零件进行各种表面强化处理。 反应釜 热处理 何为热处理？ 金属材料在固态下放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。 热处理好处？ 改善其工艺性能和使用性能，充分挖掘钢材的潜力，延长零件的使用寿命，提高产品质量，节约材料和能源。消除钢材经铸造、锻造、焊接等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使组织和性能更加均匀。 1.调质：淬火+高温回火，工件具有良好的综合机械性能。 2.时效处理：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。 热处理分类 热处理的意义 热处理在图纸中如何规定 原材料正火或退火态，一般不能直接使用。规定热处理，首先查阅材料手册，根据材料能够达到的硬度值范围，根据使用需要选定，标记在图纸中。 例如：45号钢航材手册P57，为了达到较好的强度、表面硬度和冲击性能，图纸中规定HB