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這是一個(gè)關(guān)于金屬材料與熱處理專業(yè)PPT課件,主要介紹金屬的性能、測(cè)定鑄鐵件的硬度、測(cè)定鑄模的沖擊韌性、金屬材料的結(jié)構(gòu)。金屬材料與熱處理 ---1 主講: 朱明 高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師、工程師高級(jí)技能專業(yè)教師汽車維修高級(jí)考評(píng)員 作為開(kāi)篇,下面舉一個(gè)過(guò)去工廠經(jīng)常提到的一種說(shuō)法來(lái)引起學(xué)習(xí)興趣: “3吩(3′)螺絲可承吊1噸重物”。 必須說(shuō)明:這不是一道有關(guān)“螺栓聯(lián)接承載能力”的計(jì)算題,而是一道有關(guān)鋼的抗拉強(qiáng)度的說(shuō)法。為什么選用英制螺栓呢?第一,過(guò)去工廠是公、英制通用時(shí)代;第二,螺栓是最普遍的零件,用其作為師傅教徒弟的教具是最合適不過(guò)了。不過(guò),要注意到:英制螺栓與公制螺栓有兩點(diǎn)不同:一,英制螺栓的“螺距”是用“每吋有多少個(gè)牙”來(lái)表示,單位不是㎜;二,英制螺栓的“牙頂角”不是60°而是55°。 下面我們把這個(gè)說(shuō)法復(fù)核一下。 解:公式:抗拉強(qiáng)度(σb)=試樣斷裂前所能承受的最大載荷/試樣原始橫斷面積 依題意,3吩=3/8吋=9.525㎜, 3吩螺栓約相當(dāng)于M10的粗牙螺栓。 1.螺栓牙底(危險(xiǎn)截面)直徑=牙頂直徑-2×牙高=9.525㎜-2×1.44 ㎜ =6.645 ㎜ (考慮到牙底的圓角過(guò)渡,取6.7㎜。計(jì)算從略。),歡迎點(diǎn)擊下載金屬材料與熱處理專業(yè)PPT課件哦。
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金屬材料與熱處理 ---1 主講: 朱明 高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師、工程師高級(jí)技能專業(yè)教師汽車維修高級(jí)考評(píng)員 作為開(kāi)篇,下面舉一個(gè)過(guò)去工廠經(jīng)常提到的一種說(shuō)法來(lái)引起學(xué)習(xí)興趣: “3吩(3′)螺絲可承吊1噸重物”。 必須說(shuō)明:這不是一道有關(guān)“螺栓聯(lián)接承載能力”的計(jì)算題,而是一道有關(guān)鋼的抗拉強(qiáng)度的說(shuō)法。為什么選用英制螺栓呢?第一,過(guò)去工廠是公、英制通用時(shí)代;第二,螺栓是最普遍的零件,用其作為師傅教徒弟的教具是最合適不過(guò)了。不過(guò),要注意到:英制螺栓與公制螺栓有兩點(diǎn)不同:一,英制螺栓的“螺距”是用“每吋有多少個(gè)牙”來(lái)表示,單位不是㎜;二,英制螺栓的“牙頂角”不是60°而是55°。 下面我們把這個(gè)說(shuō)法復(fù)核一下。 解:公式:抗拉強(qiáng)度(σb)=試樣斷裂前所能承受的最大載荷/試樣原始橫斷面積 依題意, 3吩=3/8吋=9.525㎜, 3吩螺栓約相當(dāng)于M10的粗牙螺栓。 1.螺栓牙底(危險(xiǎn)截面)直徑=牙頂直徑-2×牙高=9.525㎜-2×1.44 ㎜ =6.645 ㎜ (考慮到牙底的圓角過(guò)渡,取6.7㎜。計(jì)算從略。) 2.危險(xiǎn)截面面積=0.785 ×(6.7 ㎜)2 =35.3㎜2。 3.螺栓抗拉強(qiáng)度=1000 ㎏ /35.3 ㎜2 =28.33 ㎏/ ㎜2 ≈283Mpa 查課本P51表4-2“優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、化學(xué)成分和力學(xué)性能”可知:σb=283的鋼連牌號(hào)08F(295)都達(dá)不到,說(shuō)法很有疑問(wèn)。 后來(lái)才了解到:“ 3吩螺絲”指缸蓋螺絲,材料牌號(hào)至少是45﹟, σb=600Mpa,顯然可行。 金屬概述: 1.在已知的109種元素中,金屬元素有87種,準(zhǔn)金屬有5種,非金屬17種,見(jiàn)下圖。 2.金屬通?煞譃楹谏饘俸陀猩饘賰纱箢悾 ①黑色金屬:鐵、錳和鉻以及它們的合金,主要是鐵碳合金(鋼鐵)。 ②有色金屬:除去鐵、鉻、錳之外的所有金屬。 3.有色金屬又分為五類: ①輕有色金屬:一般指密度在4.5g/cm3以下的有色金屬,如:鋁、鎂、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇。 ②重有色金屬:一般指密度在4.5g/cm3以上的有色金屬,其中有銅、鎳、鉛、鋅、鈷、錫、汞、錫等。③貴金屬:包括金、銀和鉑族元素,由于它們穩(wěn)定、含量少、開(kāi)采和提取困難、價(jià)格貴,因而得名貴金屬。④準(zhǔn)金屬:半導(dǎo)體,一般指硅、硒、碲、砷、硼。⑤稀有金屬;自然界中含量很少,分布稀散、發(fā)現(xiàn)較晚,難以從原料中提取的或在工業(yè)上制備和應(yīng)用較晚的金屬。如:鋰、銣、銫、鎢、鍺、稀土元素和人造超鈾元素等。 金屬元素之最: 1.地殼中含量最高的金屬元素:鋁(La) 2.人體中含量最高的金屬元素:鈣(Ca) 3.目前世界年產(chǎn)量最高的金屬:鐵(Fe) 4.導(dǎo)電、導(dǎo)熱最好的金屬:銀(Ag) 5.硬度最高的金屬:鉻(Cr) 6.熔點(diǎn)最高的金屬:鎢(W) 7.熔點(diǎn)最低的金屬:汞(Hg) 8.密度最大的金屬:鋨(Os) 9.密度最小的金屬:鋰(Li) 模塊一 金屬的性能 金屬材料的性能包括使用性能和工藝性能兩方面。使用性能是指金屬材料在使用條件下所表現(xiàn)出來(lái)的性能,它包括物理、化學(xué)和力學(xué)性能等。 力學(xué)性能是指金屬材料在外力作用下所反映出來(lái)到性能,它是保證零件和構(gòu)件正常工作應(yīng)具備的主要性能,主要包括強(qiáng)度、塑性、硬度沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度等。 根據(jù)載荷作用性質(zhì)不同,可分:靜載荷、沖擊載荷和交變載荷三種。 根據(jù)載荷作用形式不同,可分:拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷和扭轉(zhuǎn)載荷五種。 金屬材料在受外力作用時(shí),為保持其不變形,在材料內(nèi)部作用著與外力相對(duì)抗的力,稱為內(nèi)力。 單位面積上的內(nèi)力叫做應(yīng)力。 計(jì)算應(yīng)力的公式: σ=F/S 式中:F—外力,N; S—橫截面積,m2。 備忘:Mpa與常用單位換算: 1Mpa=1N/mm2 ≈0.1㎏/mm2 =10kg/cm2 二、高強(qiáng)度螺栓的基本知識(shí) 高強(qiáng)度螺栓由高強(qiáng)度鋼材制成,擰緊螺母可使栓桿產(chǎn)生很高的預(yù)拉力將疊合鋼板壓得很緊,剪力則由板疊間的摩擦力來(lái)傳遞,而不像普通螺栓那樣,由栓桿受剪和孔壁承壓來(lái)傳遞剪力,這就是摩擦型高強(qiáng)螺栓的工作原理。 高強(qiáng)度螺栓所用材料的性能等級(jí)按熱處理(淬火、回火)后的強(qiáng)度分8.8級(jí)和10.9級(jí)兩種。 任務(wù)二 :測(cè)定鑄鐵件的硬度(課本P7) 硬度是指材料對(duì)局部塑性變形、壓痕或劃痕的抗力。金屬材料抵抗其他更硬物體壓入表面的能力稱為硬度,是衡量材料軟硬程度的判據(jù),它表征材料抵抗表面局部彈性變形、塑性變形或抵抗破壞的能力。 2.布氏硬度表示方法: 硬度值一般不標(biāo)單位。當(dāng)壓頭為淬火鋼球時(shí),用HBS表示;當(dāng)壓頭為硬質(zhì)合金時(shí),用HBW表示。符號(hào)HBS或HBW之前寫(xiě)出硬度值,符號(hào)后面用數(shù)字依次表示壓頭直徑、試驗(yàn)力及試驗(yàn)力保持時(shí)間(10~15 s)等試驗(yàn)條件。例如,150HBS10/1000/30。 一般在零件圖或工藝文件上標(biāo)注材料要求的布氏硬度時(shí),不規(guī)定試驗(yàn)條件,只需標(biāo)出要求的硬度值范圍和硬度符號(hào),如210~230HBS。 3.布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn)是測(cè)定的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng),常用于測(cè)定退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。 缺點(diǎn)是對(duì)不同材料需要更換壓頭和改變載荷,且壓痕較大,壓痕直徑的測(cè)量也較麻煩,易損壞成品的表面,故不宜在成品上進(jìn)行試驗(yàn)。 二、洛氏硬度 1.洛氏硬度是用壓痕深度作為洛氏硬度值的計(jì)量,符號(hào)用HR表示,其計(jì)算公式為: 2.壓頭類型:淬火鋼球壓頭多用于測(cè)定退火件、有色金屬等較軟材料的硬度,壓入深度較深;金剛石壓頭多用于測(cè)定淬火鋼等較硬材料的硬度,壓入深度較淺。 3.試驗(yàn)規(guī)范及表示方法:采用不同的壓頭與總試驗(yàn)力,組合成幾種不同的洛氏硬度標(biāo)尺。我國(guó)常用的是HRA、HRB、HRC三種,其中HRC應(yīng)用最廣。洛氏硬度無(wú)單位,須標(biāo)明硬度標(biāo)尺符號(hào),在符號(hào)前面寫(xiě)出硬度值,如58HRC、76HRA。 4.洛氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn)是操作迅速、簡(jiǎn)便,硬度值可從表盤(pán)上直接讀出;壓痕較小,可在工件表面試驗(yàn);可測(cè)量較薄工件的硬度,因而廣泛用于熱處理質(zhì)量的檢驗(yàn)。 缺點(diǎn)是精確性較低,硬度值重復(fù)性差、分散度大,通常需要在材料的不同部位測(cè)試數(shù)次,取其平均值來(lái)代表材料的硬度。此外,用不同標(biāo)尺測(cè)得的硬度值彼此之間沒(méi)有聯(lián)系,也不能直接進(jìn)行比較。 三、維氏硬度 1.維氏硬度也是以單位壓痕面積的力作為硬度值計(jì)量。試驗(yàn)力較小,壓頭是錐面夾角為136°的金剛石正四棱錐體,見(jiàn)圖所示。 2.維氏硬度用符號(hào)HV表示。在符號(hào)HV前方標(biāo)出硬度值,在HV后面按試驗(yàn)力大小和試驗(yàn)力保持時(shí)間(10~15s不標(biāo)出)的順序用數(shù)字表示試驗(yàn)條件。例如:640HV300。 3.維氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn)是可測(cè)軟、硬金屬,特別是極薄零件和滲碳層、滲氮層的硬度,其測(cè)得的數(shù)值較準(zhǔn)確,并且不存在布氏硬度試驗(yàn)?zāi)欠N載荷與壓頭直徑比例關(guān)系的約束。此外,維氏硬度也不存在洛氏硬度那樣不同標(biāo)尺的硬度無(wú)法統(tǒng)一的問(wèn)題,而且比洛氏硬度能更好地測(cè)定薄件或薄層的硬度。 缺點(diǎn)是硬度值的測(cè)定較為麻煩,工作效率不如洛氏硬度,因此不太適合成批生產(chǎn)的常規(guī)檢驗(yàn)。 四、碳鋼熱處理后的性能——各種組織的硬度性能指標(biāo)范圍如下: 1.珠光體:10~20HRC; 2.索氏體 (45﹟鋼的正火組織):22~25HRC; 3.屈氏體(45﹟鋼的油液淬火組織):36~42HRC; 4.馬氏體 (45﹟水液淬火組織):62~65HRC; 5.回火馬氏體(45﹟淬火后低溫回火組織):約 60HRC; 6.回火屈氏體(65﹟淬火后中溫回火組織):40~48HRC; 7.回火索氏體(45﹟淬火后高溫回火即調(diào)質(zhì)組織): 25~35HRC。 五、各種洛氏硬度之間,洛氏硬度值與布氏硬度值之間都有一定的換算關(guān)系。對(duì)于鋼鐵材料,大致有下列關(guān)系式: HRC = 2HRA-104; HB = 10HRC (HRC = 40~60范圍); HB = 2HRB。 任務(wù)三 測(cè)定鑄模的沖擊韌性(課本P13) 一、沖擊韌性 材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力稱為沖擊韌性。 1.擺錘式一次沖擊試驗(yàn)(左圖)。 2.小能量多次沖擊試驗(yàn)(右圖)。 擺錘沖擊試驗(yàn)條件下的表征: AK=g(h1-h2)(單位:J,焦耳) 必須說(shuō)明: AK這個(gè)值沒(méi)有明確的物理意義。從上頁(yè)的圖可以看出,材料缺口截面的應(yīng)力分布并不代表全部材料的情況,更可況沖擊試驗(yàn)所消耗的功在很大程度上取決于參加塑性變形的材料體積,而不僅僅取決于缺口的截面面積。 七、疲勞強(qiáng)度 機(jī)械零件在循環(huán)應(yīng)力作用下。即使循環(huán)應(yīng)力的極限強(qiáng)度<抗拉強(qiáng)度,而應(yīng)力的每次循環(huán)也仍然會(huì)對(duì)零件造成輕微的損傷。隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加,當(dāng)損傷累積到一定程度時(shí),在零件的表面或內(nèi)部將出現(xiàn)(萌生)裂紋。之后,裂紋又逐漸擴(kuò)展直到發(fā)生完全斷裂。這種緩慢形成的破壞稱為 “疲勞破壞”。 疲勞破壞是循環(huán)應(yīng)力作用下零件的主要失效形式。 1.疲勞破壞的特點(diǎn)是: ①疲勞斷裂時(shí):受到的極限強(qiáng)度低于抗拉強(qiáng)度,甚至低于屈服強(qiáng)度。 ②斷口通常沒(méi)有顯著的塑性變形;不論是脆性材料,還是塑性材料,均表現(xiàn)為脆性斷裂,更具突然性,更危險(xiǎn)。 ③疲勞破壞是一個(gè)損傷累積的過(guò)程,需要時(shí)間,但壽命可計(jì)算。 概述3 3.兩個(gè)概念: 1)材料的疲勞極限 σrn(MPa) :在應(yīng)力比為 r 的循環(huán)應(yīng)力作用下,應(yīng)力循環(huán) N 次后,材料不發(fā)生疲勞破壞時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。 2)疲勞壽命N(次數(shù)):材料疲勞失效前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。應(yīng)力比r不同或N不同時(shí),疲勞極限σrn 則不同。 簡(jiǎn)介可靠度預(yù)估 可靠度的觀念最早起始于二次大戰(zhàn)期間,德國(guó)在研制“V-1 ”火箭階段時(shí),對(duì)于主要設(shè)計(jì)理念已有系統(tǒng)強(qiáng)度決定其中最弱環(huán)節(jié)的觀念,而每個(gè)元件的隱患會(huì)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的表現(xiàn)。 1952年美國(guó)電子設(shè)備可靠度顧問(wèn)團(tuán)提出可靠度報(bào)告之后,以其對(duì)電子裝備進(jìn)行研究所得到的結(jié)論為基礎(chǔ),並依據(jù)此結(jié)論將可靠度定義為:產(chǎn)品于既定的時(shí)間內(nèi),在特定的使用環(huán)境條件下,執(zhí)行特定的功能,成功完成工作目標(biāo)的幾率。 可靠度的基本數(shù)學(xué)模型種類眾多,涵蓋二項(xiàng)式分佈、指數(shù)分佈、韋氏分佈及常態(tài)分佈等,而每種模型皆有其特定的相關(guān)失效時(shí)間分佈。對(duì)可靠度的最基本的認(rèn)識(shí)是浴盆曲線。 經(jīng)由實(shí)驗(yàn)得知機(jī)械產(chǎn)品的失效幾率分佈,一般均呈現(xiàn)出類似浴缸的形狀,與人類之生命周期相似,又稱之為浴缸曲線。此曲線大致可分為三個(gè)階段,首先是“早夭期”,于此初期產(chǎn)品失效率較高的原因,主要原因?yàn)樯a(chǎn)缺陷,初始故障率也會(huì)隨開(kāi)始使用時(shí)數(shù)漸增而急速下降。接著到達(dá)“穩(wěn)定期”,在此期間,產(chǎn)品在某一時(shí)段內(nèi)的故障率,一直維持不變。最后進(jìn)入“耗損期”,產(chǎn)品在某一時(shí)段內(nèi)的故障率會(huì)隨時(shí)間而持續(xù)增加,直到所有的產(chǎn)品全部出現(xiàn)故障為止。 5.影響疲勞強(qiáng)度的主要因素三個(gè)方面: ①應(yīng)力集中的影響 零件截面尺寸突變處(如過(guò)渡圓角、鍵槽、小孔、螺紋)及過(guò)盈配合處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,使局部應(yīng)力大于公稱應(yīng)力。(以疲勞缺口系數(shù)考慮其對(duì)零件疲勞極限的影響。) ②尺寸效應(yīng) 零件尺寸越大,在各種冷、熱加工中出現(xiàn)缺陷的概率越大,疲勞強(qiáng)度就越低(以尺寸系數(shù)考慮其對(duì)零件疲勞極限的影響)。 ③表面狀態(tài)的影響 指零件表面粗糙度、表面強(qiáng)化的工藝效果及工作環(huán)境對(duì)零件疲勞極限的影響。噴丸(彈簧)、滾壓(軸類的軸頸)和表面滲碳(曲軸)都是提高材料抗疲勞能力行之有效的方法。 第一次作業(yè): 1.課本P18第4題 解題的思路:先從其σs(屈服強(qiáng)度)在課本P51表4-2查到該拉桿的材料,再用這種材料的抗拉強(qiáng)度(σn)反算出最大載荷(課本P5的公式),記得答案的單位是“N”或“kN”。 2.課本P19第8題 解題的方法:可以在課本P9表1-1、P11表1-2以及課本有關(guān)“測(cè)定鑄鐵件的硬度”的章節(jié)這中找出答案。模塊二 金屬材料的結(jié)構(gòu) 先復(fù)習(xí)一下幾個(gè)金屬材料的概念: 1.合金—由兩種或兩種以上的金屬元素組成的具有金屬特性的新物質(zhì),如:汽車缸體的鋁鎂合金,發(fā)動(dòng)機(jī)軸瓦的鉛錫合金等。 2.組元—組成合金的最基本的獨(dú)立的物質(zhì),如上例鋁鎂合金的鋁和鎂 ,鉛錫合金的鉛和錫。 3.相—在純金屬或合金中,具有相同成分、相同結(jié)構(gòu),并與其他部分有界面分開(kāi)的均勻組成部分,如:液相(液體)、固相(固體)、氣相(氣體)等。 4.顯微組織—用金相分析方法,在金屬及內(nèi)部看到的有關(guān)晶體或晶粒的大小、方向、形狀、排列情況等組成關(guān)系的構(gòu)造情況,如鐵的液狀?yuàn)W氏體,鐵回火處理得到的索氏體,鐵淬火處理得到的馬氏體等組織。 再?gòu)?fù)習(xí)一下常見(jiàn)的金屬晶體結(jié)構(gòu): 1.體心立方晶格—晶胞是一個(gè)正立方體,其金屬有ɑ–Fe、釩、鉻、鉬、鎢等。一般來(lái)講,這類金屬材料的強(qiáng)度較大而塑性相對(duì)較差一些。 下面是體心立方的原子排列模型、晶格和晶胞。 2.面心立方晶格—晶胞也是一個(gè)正立方體,其金屬有γ–Fe、鋁、鎳、銅、鉛等。一般來(lái)講,這類金屬材料的強(qiáng)度較低而塑性很好。 下面是面心立方的原子模型、晶格和晶胞。 3.密排六方晶格—晶胞是一個(gè)六方柱體,其金屬有鈹、鎂、鈦、鋅等。一般來(lái)講,這類金屬材料的強(qiáng)度和塑性均較差。 下面是密排六方的原子模型、晶格和晶胞。 其實(shí),正立方體、六方柱體等都是所謂“布拉維十四種空間粒子”的兩種。任務(wù)一 熟悉金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)(課本P21) 金屬的實(shí)際結(jié)構(gòu)并非如上述都是單晶體(除非專門(mén)制作),呈現(xiàn)的是多晶體結(jié)構(gòu),這是其一;其二,金屬的冶煉過(guò)程不可能是理想狀態(tài),絕大多數(shù)的情況下,都會(huì)產(chǎn)生晶體缺陷,要不,就不會(huì)一根老鼠須般細(xì)小的金屬,其抗拉強(qiáng)度竟超過(guò)理論值的幾百倍了。 線缺陷示意圖:呈線狀分布的缺陷位錯(cuò)(正刃型位錯(cuò)、負(fù)刃型位錯(cuò)與螺型位錯(cuò)) 面缺陷有多種類型:大角度晶界、小角度晶界、孿晶界、相界、表面:任務(wù)二 明確合金的相結(jié)構(gòu)(課本P25) 一、固溶體 概念:合金中其晶體結(jié)構(gòu)與組成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同的固相稱為固溶體,習(xí)慣上用希臘字母、、……來(lái)表示。 溶劑與溶質(zhì):一般把與合金晶體結(jié)構(gòu)相同的元素稱為溶劑,其他元素稱為溶質(zhì)。 固溶體的分類:間隙固溶體和置換固溶體兩種。 (一)間隙固溶體 溶質(zhì)原子嵌入溶劑晶格間隙所形成的固溶體稱為間隙固溶體,例如鋼中奧氏體就是C原子固溶到γ–Fe晶格的間隙中形成的固溶體。間隙固溶體對(duì)溶質(zhì)的溶解是有限的,所以是有限固溶體;另外,在間隙固溶體中,溶質(zhì)原子的排列是無(wú)序的,所以也都是無(wú)序固溶體。如下圖所示。 (二)置換固溶體 溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格某些結(jié)點(diǎn)位置而形成的固溶體稱為置換固溶體。 1.無(wú)序固溶體: 在置換固溶體中,溶質(zhì)原子呈無(wú)序分布的稱為無(wú)序固溶體,見(jiàn)左圖; 2.有序固溶體: 溶質(zhì)原子呈有序分布的稱為有序固溶體,見(jiàn)右圖。 (三)固溶強(qiáng)化 在固溶體中,當(dāng)溶質(zhì)含量極少時(shí),固溶體的性能與溶劑金屬基本相同。隨著溶質(zhì)含量的提高,通常都會(huì)是固溶體的強(qiáng)度、硬度升高,塑性、韌性下降,稱之為“固溶強(qiáng)化”,其影響因素有: 1.溶質(zhì)原子不同,濃度不同,強(qiáng)化效果不同。 2.溶質(zhì)原子與基體金屬原子尺寸差越大,強(qiáng)化作用越大。 3.間隙溶質(zhì)原子比置換溶質(zhì)原子強(qiáng)化作用大。 4.溶質(zhì)與基體價(jià)電子數(shù)差越大,強(qiáng)化作用越強(qiáng)。 鐵碳合金的基本組織 四、鐵碳合金基本組織的力學(xué)性能 1.鐵素體 σb = 180~280MPa;δ= 30%~50%; HBS = 50~80。 2.奧氏體 σb =(液態(tài)); δ= 0(液態(tài)); HBS= 120~220; 3.滲碳體 σb = 30MPa; δ=(硬而脆); HBS= ~800。 4.珠光體 σb = 800MPa; δ= 25%~30%; HBS= 180。 5.萊氏體 σb =(液態(tài)) δ= 0(液態(tài)); HBS= >700 金屬材料與熱處理 ---2 主講: 朱明 高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師、工程師高級(jí)技能專業(yè)教師汽車維修高級(jí)考評(píng)員模塊三 鐵碳合金相圖 相圖是合金的成分、溫度和組織之間關(guān)系的一個(gè)簡(jiǎn)明圖表。合金在液態(tài)時(shí)一般呈均勻的溶液,在結(jié)晶、冷卻以后既可以是單相固溶體,亦可以是化合物,更常見(jiàn)的是固溶體、固溶體與化合物、幾種固溶體與化合物組成的多相組織,也稱混合物。 了解相圖可以回答生產(chǎn)上的很多問(wèn)題:比如合金系隨著成分的變化,它的組織和性能會(huì)發(fā)生樣的變化?隨著溫度的變化它的組織和性能又如何變化?等等。十分有用。任務(wù)一:繪制銅鎳二元合金相圖并進(jìn)行分析(課本P31) 共析轉(zhuǎn)變和共晶轉(zhuǎn)變基本相似,都是恒溫轉(zhuǎn)變過(guò)程,但也有不同之處: 1.因固態(tài)下的原子擴(kuò)散極緩慢,故共析轉(zhuǎn)變過(guò)程很容易過(guò)冷; 2.由于共析轉(zhuǎn)變的過(guò)冷度大,故形核率較高,所得到的新固相比共晶體更細(xì)密均勻; 3.共析轉(zhuǎn)變前后格相的晶體結(jié)構(gòu)不同,晶格密度不同,所以轉(zhuǎn)變時(shí)伴隨有體積變化,從而引起較大的內(nèi)應(yīng)力。 任務(wù)二:典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程分析(課本P36) 鋼與鐵的組織區(qū)別: 1.鐵為共晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物—萊氏體或萊氏體+滲碳體;鋼則為共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物—珠光體或珠光體+滲碳體。 2.C=2.11%位于E點(diǎn),即碳在r–Fe中的最大溶解度。在E點(diǎn)之右(鑄鐵),碳已析出為兩相機(jī)械混合物;在E點(diǎn)之左(鋼),碳仍然為單相化合物。 3.鋼的新固相組織比鐵的共晶體組織更細(xì)密均勻。 溫 馨 提 醒 同學(xué)們: 學(xué)校為加強(qiáng)教學(xué)管理,調(diào)整了一些管理制度,其中我們成人高教班的課堂管理(每節(jié)課學(xué)生的出勤和交作業(yè)情況)采取了電腦錄入和紙版登記同時(shí)進(jìn)行的方式,由授課老師當(dāng)天完成,過(guò)時(shí)則封網(wǎng)。 因此,從本周起,我們班采用老師每晚點(diǎn)兩次名,遲到和早退的同學(xué)則自己在黑板寫(xiě)上學(xué)號(hào)的對(duì)應(yīng)做法,請(qǐng)大家周知和理解,共同遵守。 潘 森 2008.03.20 任務(wù)三:分析碳對(duì)鐵碳合金組織與性能的影響(課本P43) 一、含碳量對(duì)鋼性能的影響 二、含碳量對(duì)鋼組織的影響(課本P44)基本規(guī)律 三、鐵碳平衡圖與鑄、鍛工藝的關(guān)系(課本P45) 金屬材料與熱處理 請(qǐng)續(xù)---3 主講: 朱明 高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師、工程師高級(jí)技能專業(yè)教師汽車維修高級(jí)考評(píng)員 謝謝大家
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