(金属热处理)第1章 金属热处理概述2.pptVIP

金属热处理原理与工艺 绪 论 课程的主要内容 热处理的定义 热处理的作用 课程安排 热处理原理 热处理工艺 金属材料 黑色金属 钢 铸铁 热 处 理 定 义 金属材料通过加热、保温、冷却三个工艺过程，改变材料内部的组织结构，从而改变材料性能的工艺 热处理的作用 热处理在零件加工过程中的位置 热处理的作用 例1: Fe-C合金 课程安排 1 金属热处理概述 钢牌号 固态相变 2 金属的加热 合金的时效 3 钢在加热时的转变 钢中奥氏体的形成 4 钢在冷却时的转变 过冷奥氏体转变、珠光体 5 钢在冷却时的转变 马氏体、贝氏体 6 钢的淬火、回火和正火 7 表面淬火和化学热处理 8 复习，习题课，答疑 第一章金属热处理概述 第一章 概述 1.1.1 物理性能 比容：单位质量的物质所占有的容积称为比容， 其数值是密度的倒数。 成分不同 比容不同 内应力 (组织应力) C M 组织应力 残余应力 表面产生残余压应力 提高工件力学性能 表面产生残余拉应力 降低零件力学性能 力学性能是结构材料最重要的性能。通过热处理可以显著提高材料力学性能，满足服役要求，提高零件使用寿命。 1 强度 弹性变形阶段 弹性极限 弹性模量 E 塑性变形阶段 抗拉强度 断裂强度 屈服强度 高温下 蠕变极限 变动载荷下 疲劳极限 1.2 金属的强化与韧化机制 固溶强化 融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。在溶质原子浓度适当时，可提高材料的强度和硬度，而其韧性和塑性却有所下降。 1.4 典型钢种及用途 1.4.1钢的分类 按合金元素分 低合金，中合金，高合金 按用途分 结构钢，工具钢，特殊性能钢 按碳含量分 低碳钢(ωc0.25%)，中碳钢，高碳钢(ωc0.6%) 1.4.4 中碳钢 3 热作模钢 常温/高温性能 强度、硬度、耐磨性、塑性、韧性、大尺寸 合金元素作用：①固溶强化 ②提高回火稳定性③提高淬透性，防止第二类回火脆性 钢号： 调质钢 45 40Cr 42CrMo 30CrMnSi 中碳钢 弹簧钢 65 65Mn 55Si2Mn 60Si2Mn 热作模具钢 5CrMnMo 5CrNiMo 3Cr2W8V 钢的牌号及表示方法 铁的同素异形转变 1.5 固态相变概述 1 界面及惯习面 第一类共格 共格界面 第二类共格 新旧两相相界面 半共格界面 非共格界面 共格界面 界面两侧的点阵在跨越界面处是一对一地相互匹配，就是说，在跨越界面的方向上，界面两侧的点阵列和点阵面都完全具有连续性的界面。 正应力 切应力 均有畸变 1 界面及惯习面 在理想共格条件下（孪晶界），其弹性应变能和界面能都接近于零。 实际上，两相点阵均有一定差别，或者点阵类型不同，或者点阵参数不同。因此，即便是两界面完全共格时，相界面附近也会产生弹性应变。 一般而言，共格界面界面能较小，而弹性应变较大。共格界面依靠弹性畸变维持。当新相长大而使弹性畸变能增大到一定程度，超过母相的屈服强度时，塑性变形发生，共格关系遭到破坏。 半共格界面 两相邻晶体在相界面处的晶面间距相差较大，则在相界面上不可能做到完全的一一对应，于是在界面上将产生一些位错，以降低界面的弹性应变能，这时界面上两相原子部分地保持匹配，这样的界面称为半共格界面。 2 位向关系 新旧相某些低指数晶面（晶向)相互平行。 K-S关系： 如钢中发生奥氏体（γ）向马氏体（α）的转变时，奥氏体的密排面｛111｝γ 与马氏体的密排面｛110｝α平行，马氏体的密排向﹤111﹥α 与奥氏