工程材料复习课-2016讲解.ppt

杠杆定律的应用 合金 相的相对重量百分比 组织组成物的相对重量百分比 45钢 T10钢 金属塑性变形方式：滑移和孪生 ① 滑移的特点： 只能在切应力的作用下发生 沿密排面和密排方向发生 位移量是原子间距整数倍 伴随着转动 ② 滑移的机理：通过位错运动实现 金属塑性变形 ③ 孪生特点 孪生使晶格位向发生改变； 所需切应力比滑移大得多，变形速度极快，接近于声速； 孪生时相邻原子面的相对位移量小于一个原子间距 塑性变形对金属组织和性能的影响 ① 形成纤维组织 ② 形成亚结构 ③ 产生形变织构 ④ 产生加工硬化 ⑤ 产生各向异性 ⑥ 形成内应力 组织的影响 性能的影响 回复 加热温度低，其强度、硬度略有下降，塑性略有提高； 宏观内应力消失，微观应力仍然存在（保留加工硬化， 去应力退火） 再结晶（形核和长大过程，非相变） 形成等轴晶 内应力全部消失，金属的强度、硬度下降，塑性、韧性提 高，加工硬化消失，物理、化学性能基本上恢复到变形以前的水平 晶粒长大 强度、塑性、韧性略有降低 金属经塑性变形（冷加工）后，组织结构和性能发生很大变化，对变形后的金属进行加热，可以使组织和性能得以恢复。随着加热温度的升高，变形金属将相继发生回复、再结晶、晶粒长大。 再结晶温度及其影响因素 预变形程度：越大，T再越低 原始晶粒大小：越小，T再越低 金属的熔点：越高， T再越高 金属纯度：含高熔点元素, 显著提高T再 加热速度和保温时间：提高加热速度提高T再，延长保温时间，降低T再 再结晶后的晶粒度及影响因素 加热温度和时间：加热温度越高、保温时间越长，晶粒度越大 预变形程度：超过临界变形度之后，变形度越大，晶粒越细小（10%-90%） 冷热加工的区别？ 钢的热处理 加热时的转变 ① 奥氏体化步骤 A形核；A晶核长大；残余渗碳体溶解；A成分均匀化 ② 奥氏体化后的晶粒度 初始晶粒度：奥氏体化刚结束时的晶粒度 实际晶粒度：给定温度下奥氏体的晶粒度 本质晶粒度：加热时奥氏体晶粒的长大倾向 冷却时的转变 等温转变曲线及产物 （共析钢） 650℃ 600℃ 550℃ 350℃ A1 MS Mf 时间 P S T B上 B下 M+A’ M+A’ A→P A→S A→T A→B上 A→B下 A→M 过冷A 过冷A 过冷A 过冷A 过冷A 连续冷却转变产物（共析钢），根据与C曲线交点位置判断转变产物 P 均匀A 细A A1 MS Mf 时间 等温退火 P P 退火 (炉冷) 正火 (空冷) S 淬火 (油冷) T+M+A’ 等温淬火 B下 M+A’ 分级淬火 M+A’ 淬火 (水冷) M回 150-250℃ T回 350-500℃ S回 500-650℃ 回火时的转变（碳钢为例） （1）马氏体的分解 ，形成回火马氏体； （2）残余奥氏体分解 ； （3）?-碳化物转变为Fe3C ，过饱和固溶体转化为F，形成回火屈氏体； （4）Fe3C聚集长大和铁素体多边形化 ，形成回火索氏体； 工艺 目的 加热温度 组织 完全退火 1.调整硬度,便于切削加工 2.细化晶粒,为最终热处理作组织准备 亚共析钢Ac3+30~50℃ 共析钢 Ac1+30~50℃ 过共析钢Ac1+30~50℃ F+P P P球 正火 1.低中碳钢同退火 2.过共析钢：消除网状二次渗碳体 3.普通件最终热处理 亚共析钢Ac3+30~50℃ 共析钢 Ac1+30~50℃ 过共析钢Accm+30~50℃ 0.6%C, F+S; ≧0.6%C，S S S 淬火 获得马氏体组织 亚共析钢Ac3+30~50℃ 共析钢 Ac1+30~50℃ 过共析钢Ac1+30~50℃ ≦0.5%C, M 0.5%C, M+A’ M+A’ M+A’+粒状Fe3C 钢的热处理工艺 工艺 目的 加热温度 组织 回火 1.消除内应力，减少变形。 2.获得所需要的性能。 低温回火150~250℃ 中温回火350~500℃ 高温回火500~650℃ (调质) 亚共析,共析钢：M回 过共析钢:M回+A’(少)+粒状Fe3C T回 S回 表面淬火 表面获得马氏体组织，并获得表硬里韧的性能。 预备热处理： 调质或正火 适用于中碳钢 0.4~0.5%C 表面：M回 心部： S回(调质) 或F+S(正火) 渗碳 提高表面含碳量，获得表硬里韧的性能。 渗碳温度:900~950℃ 淬火温度： 表面Ac1+30~50℃ 心部Ac3+30~50℃ 适用于低碳钢 0.1~0.25%C 表面：M回+A’(少)+颗粒状Fe3C 心部：M回+F M回 钢的热处理 使珠光体中的片状渗碳体和网状二次渗碳体球化，以降低硬度、改善切削加工性能；获得均匀组织，改善热处理工艺性能，为以后的