材料成形技术.pptVIP

2）淬火冷却方法。冷却介质对淬火效果有很大影响，常用的有水、油和盐、碱的水溶液。水用于形状简单、截面较大的碳素钢工件。油用于合金钢和复杂的碳素钢。常用淬火方法如图1-33所示。1表示单液淬火，2表示双液淬火，3表示分级淬火，4表示等温淬火。3）淬透性和淬硬性。图1-33常用淬火方法示意图淬透性：钢在淬火后，获得淬透层（淬硬层）深度的能力。淬硬性：钢淬火时能达到的最高硬度。第62页，共98页，星期日，2025年，2月5日4.回火回火是为了消除淬火引起的残余应力及获得要求的组织和性能，将淬火后的工件加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。回火目的：淬火后得到性能很脆的马氏体组织，而且淬火马氏体是不稳定的组织，它有变为稳定状态的趋势，而使零件尺寸变化，并存在内应力，零件容易变形和开裂。为此利用回火来达到以下目的：1）减少和消除淬火应力；2）稳定工件尺寸，防止变形和开裂；3）获得工件所需的组织和性能；即获得要求的强度、硬度和韧性。第63页，共98页，星期日，2025年，2月5日回火的种类及应用：1）低温回火。加热温度为150～2500C，得到碳的过饱和程度稍小的固溶体—回火马氏体，硬度较高，在HRC58～64之间，高耐磨性。可消除一定的残余应力，韧性有所改善。用于各类高碳钢的工具、模具、量具。2）中温回火。加热温度为350～5000C，得到极细颗粒状渗碳体和铁素体的混合物—回托氏体，有极高的弹性极限和屈服强度，也有较好的韧性。硬度在HRC35～45；用于各种弹簧、弹簧夹头及锻模。3）高温回火。加热温度为500～6500C，得到细而均匀的颗粒状渗碳体和铁素体的混合物---回火索氏体，有较高的强度和硬度，又有较好的韧性和塑性。工厂一般把淬火和高温回火叫调质处理。用于重要的零件如轴、齿轮、连杆和螺栓。第64页，共98页，星期日，2025年，2月5日5.表面热处理表面热处理是使工作表面具有高的硬度和耐磨性，心部有足够的韧性和塑性的热处理。常用的有表面淬火及化学热处理。2）表面淬火。对工件表层迅速加热至淬火温度，而心部温度仍保持在临界温度以下，然后快速冷却，使钢的表面至一定深度的组织为马氏体，心部仍为原始组织的热处理工艺。1）化学热处理。将工件置于一定温度的活性介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入它的表面，改变其表面的化学成分、组织和性能的热处理。使表面具有耐磨、耐腐蚀、耐热等性能。分为渗碳、渗氮、碳氮共渗（氰化）、渗硼、渗铬等金属、多元共渗等。第65页，共98页，星期日，2025年，2月5日1）火焰加热表面淬火。使用氧-乙炔火焰喷向工件表面，立即喷水冷却的淬火方法。如图1-34所示。2）感应加热表面淬火。利用感应电流产生的热效应莱加热工件表面，喷水冷却的方法。如图1-35所示。图1-34火焰加热表面淬火示意图图1-35感应加热表面淬火示意图第66页，共98页，星期日，2025年，2月5日为了合理地使用和加工金属材料，必须了解其使用性能和工艺性能。第5节工程材料的性能使用性能：指各个零件或构件在正常工作时金属材料应具备的性能，它决定了金属材料的应用范围、使用的可靠性和寿命。包括力学性能、物理性能、化学性能。工艺性能：指金属材料在冷、热加工过程中应具备的性能，它决定了金属材料的加工方法。包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能。1.5.1金属材料的性能第67页，共98页，星期日，2025年，2月5日金属材料的刚度、强度、弹性、塑性是通过拉伸实验来测定的，标准试样如图1-8所示，把试样安装在拉伸试验机上，并对试样施加一个缓慢增加的轴向拉力，试样产生变形，直至断裂。力学性能（机械性能）：指金属材料具有的抵抗一定外力作用而不被破坏的性能。金属材料的力学性能主要有：刚度、强度、弹性、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧度和疲劳强度等。1.5.1.1金属材料的力学性能图1-8圆形拉伸试样第68页，共98页，星期日，2025年，2月5日拉伸曲线：以低碳钢为例，其拉伸曲线如图1-9所示，负荷为纵坐标，绝对伸长量为横坐标。图1-9低碳钢拉伸曲线1.强度拉伸曲线oe段是直线，金属材料处在弹性变形阶段，应力与应变成正比例关系，服从虎克定律，其比值称弹性模量，是衡量材料抵抗弹性变形能力的指标。1）弹性极限。金属材料产生完全弹性变形时所能承受的最大应力值，单位MPa。即试样发生完全弹性变形的最大载荷（N）；试样的原始横截面积（mm2）。式中第69