化工设备机械基础应用教程教学课件作者蔡晓君第2章化工设备材料及热处理.pptVIP

热处理如何形成？ 早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。 * 热处理如何形成？ 随着淬火技术的发展，人们逐渐发现冷剂对淬火质量的影响。 三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和水的冷却能力。 中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。 * 热处理如何形成？ 1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。 * 热处理方法 * 定 义 目 的 退火 加热临界温度以上、保温、 随炉冷却。 降低材料的硬度，提高塑性，细化结晶组织结构，改善切削加工性能，消除铸、锻件及焊接件由于冷热变形引起的内应力。 正火 加热临界温度以上、保温、 空气冷却。 可获较细的结晶组织结构，改善材料的综合力学性能，得到较高的强度硬度。 淬火 加热临界温 度以上、保温、在水中或油中冷却。 提高硬度，增大耐磨性；但脆性也增加，塑性、韧性降低，形成较大的淬火应力，导致零件的变形和开裂。 回 火 把淬火后的零件再次加热到一定温度（低于临界温度），保温，空气冷却。 低温回火 150-250℃ 中温回火 350-500℃ 保持在一定韧性的条件下， 提高材料的弹性和屈服点 高温回火 500-650℃ (调质) 可提高和改善材料的综合力学性能。 如：连杆、齿轮和轴 降低材料的脆性和淬火应力，能保持高的硬度。 适用于要求高硬度的耐磨零件，如刀具 磨具 适用于各种弹簧和承受冲击的零件 2.6.1普通热处理 * * 大型热处理炉 * a) b) 热处理前后 * 1．表面淬火：对于一些要求表面有高硬度以增加其耐磨性，而心部有高韧性以提高其抵抗冲击能力的零件，可以采用表面热处理，即对钢的表层进行淬火的工艺。 主要有感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火。 2.6.2 表面热处理 * 目 的 适 用 渗 碳 渗碳可提高表面硬度和耐磨性，心部仍保持塑性和韧性。 低碳钢和低碳合金钢 渗 氮 可在表面形成高硬度层，但是不能承受大的冲击和压力渗氮零件。 常选用渗氮钢38CrMoAlA 氰化处理 碳氮共渗以后，淬火，低温回火，其渗层的硬度和耐磨性比渗碳层高；氰化温度比渗碳温度低，故零件变形小。 低碳钢和中碳钢 2. 化学热处理 把零件放入化学介质中加热、保温，使介质元素渗入零件表层中，使其化学成分改变，从而使表层的组织性能变化。 * 本节重点 钢、铸铁及有色金属的机械性能 材料的牌号意义 常用热处理方法 * 作业 2.1什么是金属材料的力学性能？金属材料的力学性能主要有哪些？ 2.2什么是强度？用什么符号和单位表示？ 2.3什么是塑性？用什么指标表示？ 2.7什么是钢的热处理？工程上常用的热处理工艺有哪些？其目的是什么？ 2.8说明下列材料的牌号的意义： Q235、45、40Cr、65Mn、ZG230-450、HT200、0Cr19Ni9、1Crl3 2.9金属材料的一般选用原则是什么？ * 3.轴承合金 轴承合金是用来制造滑动轴承的特定材料，它软硬适当，使轴和轴承间的摩擦系数小，容易构成润滑油膜，形成良好的润滑状态。应用比较广泛的轴承合金有锡锑轴承合金、铅锑轴承合金和铝基轴承合金等。锡锑轴承合金和铅锑轴承合金，习惯上称为巴氏合金。 * 4.钛及其合金 钛及钛合金具备比强度高，耐热性和耐蚀性好等特点，主要用作航空、航天、造船以及化工工业重要的结构材料。钛和铝一样很容易生成致密坚固的氧化膜保护基体，因而具有优越的耐腐蚀性。 * 3．非金属材料 非金属材料具有优良的耐腐蚀性能，原料来源丰富，品种多样。既可以用做