v1.0 可编辑可修改 金 属
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工 艺 学
纲要
五 版
上 册
第v1.0 可编辑可修改 强度：金属材料在里的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。指标：屈服点（σs）、抗拉强度（σb）。
塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久变形的能力。指标：伸长率（δ）、断面收缩率（ψ）
硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕的能力。
1布氏硬度：HBS（淬火钢球）。HBW（硬质合金球） 指标： 2洛氏硬度：HR（金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度
习题：
1什么是应力，什么是应变
答：试样单位面积上的拉称为应力，试样单位长度上的伸长量称为应变。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么 答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 σ：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 δ：延伸率，衡量材料的塑性指标。
αk：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。
HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。
纯金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。
同一成分的金属，晶粒越细气强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。
原因：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列的过度，晶界上的排列是犬牙交错的，变形是靠位错的变移或位移来实现的，晶界越多，要跃过的障碍越多。
2
v1.0 可编辑可修改 1提高冷却速度，以增加晶核的数目。
2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质处理，以增加外来晶核，还可以采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等
合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具有金属特性的新物质。组成元素成为组员。
1、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型的金属晶
体。
铁碳合金组织可分为： 2、金属化合物：各组员按一定整数比结合而成、并具有金属性质
的均匀物质（渗碳体）
3、机械混合物：结晶过程所形成的两相混合组织。
铁素体（体心立方） 奥氏体（面心立方） 珠光体 莱氏体
特性点 A C D E 3
温度 1538 1148 1227 1148 含碳量 0 含义 纯铁的熔点 共晶点：Lc 1148 Ld（A+Fe3C） 渗碳体的熔点 碳在γ-Fe中的最大溶解度 含碳量 600℃~﹪ 727℃~﹪ 1148℃时﹪ 727℃时﹪ ﹪ ﹪ 组成 碳溶解于α-Fe中 碳溶解于 铁素体和渗碳体的机械混合物 奥氏体和渗碳体的机械混合物 性能 与纯铁相似强度硬度低 塑性韧性好 强度硬度不高但是塑性 优良 有良好的机械性能 v1.0 可编辑可修改 F G S P Q ACD——液相线 ACEF——固相线
1148 912 727 727 600 0 渗碳体的成分点 α-Fe≒γ-Fe同素异晶转变点 共析点 碳在α-Fe中的最大溶解度 600℃时碳在α-Fe中的最大溶解度 ECF——共晶线，含碳量﹪~﹪的所有合金经过此线都要发生共晶反应。 GS——奥氏体在冷却过程中洗出铁素体的开始线。（A3线） ES——碳在奥氏体中的溶解曲线。（Acm线） PSK——共析线（A1线，共析反应：As≒727℃ P）
根据含碳量的不同，可将铁碳合金分为钢（﹤﹪）和铸铁（~﹪）。 根据成分不同，铁碳合金可分为：工业纯钢，碳钢，白口铸铁。
钢的热处理：将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以获得预期的组织和性能的工艺。 退火：将钢加热、保温，然后随炉冷却或埋入灰中使其缓慢冷却的热处理工艺。
完全退火 亚共析钢 温度 Ac3上30~50℃ 材料 铸钢件和重 要锻件 备注 呈奥氏体化，初始形成的奥氏体晶晶粒非常细小，缓慢冷却时通过重结晶获得细小晶粒，并消除了内应力 球化退火 过共析钢 Ac1上20~30℃ 过共析钢 初始形成的奥氏体内及晶界有少量未完全溶解的渗碳体，随后的冷却过程中，共析反应析出的渗碳体以未溶解的渗碳体为核心，呈球状析出，分布在铁素体基体上（球化体） 去应力退火 钢 500~600℃ 部分铸件锻 件及焊接件
正火：将钢加热到Ac3上30~50℃（亚共析钢）或Acm上30~50℃（过共析钢），保温后在空4
v1.0 可编辑可修改 气中冷却的热处理工艺。
1、取代部分完全退火。
用处 2、用于普通结构件的最终热处理。
3、用于过共析钢，以减少或消除二次渗碳体呈网状析出。
淬火：将钢加热到Ac3或Ac1上 1、严格控制淬火加热温度 30~50℃，保温 后在淬火介质中快速冷 2、合理选择淬火介质 却，以获得马氏体的组织的热处理工艺。 3、正确选择淬火方法
回火：将钢加热到Ac1下某个温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。
低温回火 温度 250℃下 目的 降低淬火钢的内应力和 脆性 中温回火 250~500℃ 使钢获得高弹性，保持较 高的硬度和一定的韧性 高温回火 500℃上 淬火并高温回火的符合热处理工艺称调制处理 各种刀具、模具、滚动轴承和耐磨件 弹簧、发条、锻模 用于承受循环应力的中碳钢重要件，连杆、曲轴、主轴、齿轮、重要螺钉
表面淬火：通过快速加热，使刚的表层很快达到淬火温度，在热量来不及传到钢件心部时就
立即淬火，从而表层获得马氏体组织，而心部保持原始组织。（电感应）
化学热处理：将钢件置于适合的化学介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入钢件表层，
以改变钢件表层的化学成分和组织，从而获得所需的力学性能或理化性能。（渗碳处理）
（1）碳素结构钢：含碳量小于﹪。Q+三位数字（最低屈服点） 碳素钢： （2）优质碳素结构钢：两位数字（平均含碳量的万分数） （3）碳素工具钢：T+一位或两位数字（平均含碳量的千分数） 5
金属工艺学重点知识点
