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课业七 手锤热处理 一、金属材料性能 金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。 金属材料在各种外力作用下所表现出來的性能称为机械性能。金属的机械性能主要包括:強度、塑性、硬度、韧性及疲劳強度等。 1.強度: 強度是金属材料在靜载荷作用下，抵抗变形和破断的能力。 A.弹性极限 : 材料在外力作用下只产生弹性变形时所能承受的最大应力称为弹性极限，符号σe。 B.屈服极限 : 材料产生屈服现象时的应力称为屈服极限或屈服強度,符号σS。 C.抗拉強度: 材料在拉断前所能承受的最大应力为抗拉強度 或強度极限，符号σb。 2.塑性: 金属材料在断裂前发生塑性变形的能力称为塑性。延伸率 (δ)和断面收缩率(ψ)是衡量金属材料塑性的指标。 3. 冲击韧性: 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力，称为冲击韧性。 4.疲劳強度: 疲劳強度又称疲劳极限。減少零件的应力集中，改善零件 表面质量及使零件表面保留压应力均能有效地提高零件的疲劳強度。 5.硬度: 硬度即指材料抵抗局部变形，特別是塑性变形、压痕或划 痕的能力，它是各种零件和工具必须具备的性能指标之一，也是热处理主要的质量检验标准。 二、钢的热处理工艺 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 为简明表示热处理 的基本工艺过程，通常用 温度—时间坐标绘出热处 理工艺曲线。 1、热处理特点：热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。 3、根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点不同，将热处理工艺分类如下： 二、钢的热处理工艺 4、钢的热处理基本原理 加热是热处理的第一道工序。在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。 1）钢的临界温度 铁碳合金相图中的A1、A3和Acm 线是反映不同含碳量的钢在极为缓慢加热或冷却时的相变温度。但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。 二、钢的热处理工艺 二、钢的热处理工艺 二、钢的热处理工艺 第四步：奥氏体均匀化。Fe3C溶解后，其所在部位 碳含量仍很高，通过长时间保温使奥氏体成分趋于 均匀。 二、钢的热处理工艺 3）过冷奥氏体的等温转变 处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。过冷奥氏体是非稳定组织，迟早要发生转变。 过冷奥氏体的转变方式等温转变和连续冷却转变两种。 三 、 钢的退火与正火 机械零件的一般加工工艺为：毛坯（铸、锻）→预备热处理→机加工→最终热处理。 一）、钢的退火 将钢加热至适当温度保温， 然后缓慢冷却（炉冷）的 热处理工艺叫做退火。 1、退火目的 ⑴ 调整硬度，便于切削加 工。适合加工的硬度为170-250HB。 ⑵ 消除内应力，防止加工中变形。 ⑶ 细化晶粒，为最终热处理作组织准备。 2、退火工艺 退火的种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火。 ⑴ 完全退火 ⑵ 等温退火 亚共析钢加热温度 Ac3+30~50℃ 共析、过共析钢加热温度 Ac1+30~50℃ 保温后快冷到略低于Ar1的温度停留，待相变完成后出 炉空冷。等温退火可缩短工件在炉内停留时间。 ⑶ 球化退火 球化退火是将钢中渗碳体球状化的退火工艺。 球化退火的组织： 在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体，称球状珠光体，用P球表示。 对于有网状二次渗碳体的过共析钢，球化退火前应先进行正火，以消除网状。 二）、正火 正火是将亚共析钢加热到Ac3+30~ 50℃，共析钢加热到Ac1+30~50℃，过共析钢 加热到Accm+30~ 50℃，保 温后空冷的工艺。 正火比退火冷却速度大。 1、正火后的组织：