材料科学与工程专业《金属热处理原理及工艺》第一章 绪论

金属热处理原理及工艺,HeatTreatmentofMetals,什么是热处理？,悬挂式热处理生产线,什么是热处理？,热处理：通过在固态下加热、保温和冷却，使钢材内部的组织结构发生变化，获得所需性能的一种工艺方法。,热处理的作用和地位,热处理作用：,提高和控制材料性能消除或降低各种铸、锻、焊等热加工工艺造成的缺陷、细化晶粒、消除偏析、降低内应力。减轻产品重量提高产品可靠性和使用寿命,没有“万能”的材料，只有“最好”的材料！热处理是达到材料使用效能的重要技术与工艺手段！,热处理与材料强化关系材料微观强化机制：,晶界强化固溶强化位错强化沉淀强化和弥散强化调幅分解强化有序强化,热处理的作用和地位,强化原理-基本途径-热处理技术,热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。,热处理的作用和地位,国际工业界公认：“热处理技术的先进程度是保证机械制造技术先进与否和保证产品质量关键因素。”在机床制造中约60-70%的零件要经过热处理。在汽车、拖拉机制造业中需热处理的零件达70-80%。至于模具、滚动轴承则要100%经过热处理。,热处理的作用和地位,金属热处理的发展大体经历了：民间技艺阶段实验技术科学阶段理论科学阶段,热处理发展概况,我国热处理行业现状：1.企业数量热处理企业约15000家,全民所有制企业约占80%,个体民营和股份制企业占20%。职工总数约37万人，其中技术人员比例平均为8%，管理人员约9%，全国热处理年营业额约310亿元。,热处理发展概况,我国和美国热处理生产的主要差距,我国生产效率比美国低26倍我国专业厂数量与美国相比差35倍美国热处理生产利润率是我国的30倍美国热处理年营业额是我国的25倍，但能源消耗比我国少40我国少无氧化热处理比重约30，美国在80以上我国热处理工艺落后，生产自动化程度低。,热处理行业现状：2.国内有代表性成果上海交通大学的金属相变理论和强韧化机理、对马氏体、贝氏体的组织形态-精细结构-预相变机制；形状记忆合金与超塑合金中相变机制；控制渗碳、渗氮和热过程温度-应力场的计算机模拟。哈尔滨工业大学的金属形变强化的理论，金属再结晶规律，形变热处理后不同组织和性能之间关系。西北工业大学的贝氏体相变理论和贝氏体钢及贝氏体热处理。西安交通大学的低碳马氏体和小能量多次冲击理论。,热处理发展概况,3.热处理标准化1980年前，有12项国标和冶标(YB)冶金质量标准，机标(JB)中只有8项热处理标准；19811985年完成21项标准的制修订；1986年3月成立热处理标准化技术委员会；2000年76项国标和行标，绝大部分内容是热处理通用技术标准和工艺标准,热处理发展概况,4.热处理行业、学术团体中国热处理行业协会中国机械工程学会热处理学会出版期刊：金属热处理、金属材料热处理学报、中国热处理技术通讯、国外金属热处理,热处理发展概况,5.热处理发展方向（1）绿色热处理新型淬火介质和淬火方法真空热处理，可控气氛热处理合理利用余热,热处理发展概况,6.热处理发展方向（2）热处理工艺和设备的改进多参数热处理复合热处理：两种或两种以上的热处理工艺复合，或将热处理与其它加工工艺复合。,热处理发展概况,6.热处理发展方向（2）热处理工艺和设备的改进热处理新的加热源和新的加热方式新的加热源：激光束、电子束、等离子体电弧新的加热方式：真空加热、可控气氛加热-少无氧化加热,热处理发展概况,6.热处理发展方向（3）材料相变的理论发展与新材料的紧密结合（4）热处理生产的自动化,热处理发展概况,自动化：计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助生产(CAM)、计算机辅助选材(CAMS)、热处理事务办公自动化(OA)、热处理数据库和专家系统等。它为热处理工艺的优化设计、工艺过程的自动控制、质量检测与统计分析等，提供了先进的工具和手段,课程内容及学习要求,金属热处理,（金属固态相变原理）,1、了解材料热处理的研究领域；2、掌握金属材料中固态相变的基本理论；3、掌握材料热处理强韧化基本原理和基本工艺；4、掌握典型零件的热处理工艺方法。,课程内容及学习要求,1、理论联系实际；2、与相关课程紧密联系（材料科学基础（重点复习铁碳相图），金属材料学等）；3、及时归纳、总结、消化，理解为主，记忆为辅；4、补充参考文献；5、适当笔记。,学习方法,参考书目：胡光立谢希文钢的热处理西北工大出版社戚正风金属热