电厂高温金属材料-2013.

1、电厂高温材料电厂高温材料总 复 习本章主要内容本章主要内容金属的晶体结构金属的晶体结构金属的实际结构和晶体缺陷金属的实际结构和晶体缺陷金属的结晶与铸锭金属的结晶与铸锭第一章第一章 金属材料的基础知识金属材料的基础知识本章重点：本章重点：1 1、分析材料应力、分析材料应力应变曲线应变曲线2 2、三种典型金属晶格及其特性；、三种典型金属晶格及其特性；3 3、金属的实际结构与晶格缺陷的种类；、金属的实际结构与晶格缺陷的种类；表征材料性能的参数表征材料性能的参数一、区分弹性极限、屈服强度、抗拉强度一、区分弹性极限、屈服强度、抗拉强度二、认识强度、塑性、硬度及韧性，分析其相二、认识强度、塑性、硬度及韧性

2、，分析其相互对应关系互对应关系三、分析应力三、分析应力- -应变曲线应变曲线第一节第一节 金属材料的性能金属材料的性能图12 低碳钢拉伸曲线 (F)bksebse一、一、 纯金属的晶体结构纯金属的晶体结构 晶体：晶体：原子呈三维周期性规则排列的固体。原子呈三维周期性规则排列的固体。 晶格：晶格：表示原子排列规律的空间格架。表示原子排列规律的空间格架。第二节第二节 金属的晶体结构金属的晶体结构（1）体心）体心立方立方晶格晶格BCC （2）面心）面心立方立方晶格晶格FCC （3）密排）密排六方六方晶格晶格HCP二、二、 三种常见的金属晶格三种常见的金属晶格一一 、多晶体结构：、多晶体结构：由多晶粒

3、组成的晶体结构。由多晶粒组成的晶体结构。 晶粒：晶粒：组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体. 晶界：晶界：晶粒之间的交界面。晶粒之间的交界面。多晶体示意图多晶体示意图第三节第三节 金属的实际结构和晶体缺陷金属的实际结构和晶体缺陷二、晶体缺陷二、晶体缺陷晶格不完整的部位晶格不完整的部位1 1、 点缺陷点缺陷 空位：空位：晶格中的空结点。晶格中的空结点。 间隙原子：间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。挤进晶格间隙中的原子。 置换原子：置换原子：取代原来原子位置的外来原子。取代原来原子位置的外来原子。 点缺陷对性能的影响：点缺陷对性能的影响：点缺陷的存在，破坏了原

4、子的平衡状态，使晶格发生点缺陷的存在，破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲（称为晶格畸变），从而引起性能变化，使金属扭曲（称为晶格畸变），从而引起性能变化，使金属强度、硬度强度、硬度提高提高，塑性、韧性塑性、韧性下降下降。空位空位间隙原子间隙原子大置换原子大置换原子小置换原子小置换原子刃型位错刃型位错 螺型位错螺型位错 2 2、线缺陷、线缺陷位错位错 晶格中一部分晶体相对另一部分晶体沿某一晶面发晶格中一部分晶体相对另一部分晶体沿某一晶面发生局部滑移生局部滑移, , 滑移面上滑移区与未滑移区的交接线滑移面上滑移区与未滑移区的交接线. .正刃型位错正刃型位错负刃型位错负刃型位错l位错对性能的影响位

5、错对性能的影响： 金属的塑性变形主要由位错运动引起，因此阻金属的塑性变形主要由位错运动引起，因此阻碍位错运动是强化金属的主要途径。碍位错运动是强化金属的主要途径。l减少减少或或增加增加位错密度都可以提高金属的强度。位错密度都可以提高金属的强度。宽度为宽度为510个原子间距，位向差一般为个原子间距，位向差一般为2040。l晶界晶界: : 晶粒与晶粒之间的交界面晶粒与晶粒之间的交界面3 3、 面缺陷面缺陷晶界和亚晶界晶界和亚晶界亚晶界：亚晶界：亚晶粒之间的交界面。亚晶粒之间的交界面。亚晶粒：亚晶粒：组成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小晶块。组成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小晶块。 金属的塑性变形

6、与再结晶金属的塑性变形与再结晶教学目的：教学目的：掌握金属掌握金属塑性变形塑性变形( (主要是滑移变形主要是滑移变形) )的的特点，塑性变形对金属特点，塑性变形对金属组织与性能组织与性能的影响的影响( (特别是特别是加加工硬化工硬化) )以及回复与再结晶规律。以及回复与再结晶规律。本章重点：本章重点：1 1、金属塑性变形及其特点；、金属塑性变形及其特点； 2 2、塑性变形对金属组织与性能的影响；、塑性变形对金属组织与性能的影响；金属的塑性变形金属的塑性变形单晶体金属的塑性变形单晶体金属的塑性变形 多晶体金属的塑性变形多晶体金属的塑性变形 塑性变形对金属组织和性能的影响塑性变形对金属组织和性能的

7、影响塑性变形对金属组织结构的影响塑性变形对金属组织结构的影响塑性变形对金属性能的影响塑性变形对金属性能的影响第三节第三节 金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形与再结晶回复与再结晶回复与再结晶金属塑性变形方式：金属塑性变形方式：滑移滑移 滑移的特点：滑移的特点：只能在切应力的作用下发生；只能在切应力的作用下发生；沿密排面和密排方向发生；沿密排面和密排方向发生；位移量是原子间距整数倍；位移量是原子间距整数倍；伴随着转动伴随着转动滑移的机理：滑移的机理：通过位错运动实现。通过位错运动实现。一、单晶体金属的塑性变形一、单晶体金属的塑性变形 一一 金属的塑性变形金属的塑性变形晶粒越细，晶粒越细，晶界总面

8、积越大，对位错的阻碍作用越晶界总面积越大，对位错的阻碍作用越大；同时晶粒越多，需要协调的具有不同位向的大；同时晶粒越多，需要协调的具有不同位向的晶粒越多，晶粒越多，使得金属塑性变形的抗力越高。使得金属塑性变形的抗力越高。晶粒越细，晶粒越细，单位体积内同时参与变形的晶粒数目越单位体积内同时参与变形的晶粒数目越多多, ,变形越均匀，在断裂前将发生较大塑性变变形越均匀，在断裂前将发生较大塑性变强度和塑性同时增加强度和塑性同时增加，在断裂前消耗的功大，在断裂前消耗的功大，因而因而韧性也好韧性也好. . 晶粒大小对金属力学性能的影响晶粒大小对金属力学性能的影响(重点）重点）二、多晶体金属的塑性变形二、多

9、晶体金属的塑性变形二二 塑性变形对金属组织和性能的影响塑性变形对金属组织和性能的影响一、一、 塑性变形对金属组织结构的影响塑性变形对金属组织结构的影响二、塑性变形对金属性能的影响二、塑性变形对金属性能的影响1 1 、形成纤维组织，出现各向异性、形成纤维组织，出现各向异性2 2 、产生织构，出现各向异性、产生织构，出现各向异性3 3、 晶粒破碎晶粒破碎1 1 、位错密度增加，产生、位错密度增加，产生加工硬化加工硬化2 2、残余内应力、残余内应力l加工硬化加工硬化 金属发生冷塑性变形后，随塑性变形量增加，金属的金属发生冷塑性变形后，随塑性变形量增加，金属的强度、硬度强度、硬度提高，提高，塑性、韧性

10、塑性、韧性下降的现象称为下降的现象称为加工硬加工硬化化(work hardening)。 加工硬化原因加工硬化原因（1 1）塑性变形塑性变形 位错密度增加，相互缠结，位错密度增加，相互缠结，运动阻力加大运动阻力加大 变形抗力变形抗力（2 2）塑性变形量塑性变形量 晶粒变形、破碎，形成亚晶粒晶粒变形、破碎，形成亚晶粒，亚晶界阻止位错运动，亚晶界阻止位错运动 强度和硬度强度和硬度再结晶条件：再结晶条件：冷塑性变形冷塑性变形加热时的变化：加热时的变化：回复回复再结晶再结晶晶粒长大晶粒长大再结晶：再结晶：冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程.再再结晶不是相变过程。结

11、晶不是相变过程。 再结晶温度：再结晶温度：发生再结晶的最低温度。发生再结晶的最低温度。纯金属的最低再结晶温度纯金属的最低再结晶温度T再再 0.4T熔熔金属的冷加工与热加工以金属的冷加工与热加工以再结晶温度再结晶温度为分界为分界三三 回复与再结晶回复与再结晶第四节第四节 合金的结构与相图合金的结构与相图学习要求学习要求 ：1.1. 掌握掌握固溶体和化合物两种基本相结构及性能特点。固溶体和化合物两种基本相结构及性能特点。2. 2. 了解了解相图的基本概念及相图建立的一般方法。相图的基本概念及相图建立的一般方法。3. 3. 掌握掌握匀晶相图、共晶相图、包晶相图、共析相图匀晶相图、共晶相图、包晶相图、

12、共析相图 四种基本相图；四种基本相图；合金：合金：由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。如碳钢、合金钢、铸铁、有色合金。物质。如碳钢、合金钢、铸铁、有色合金。 相：相：金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与其他金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。部分有界面分开的均匀组成部分。l固态合金中的相结构固态合金中的相结构组织组织 是指在是指在显微镜显微镜下观察到下观察到的金属中的金属中各相各相或或各晶粒各晶粒的的形态、形态、数量、大小和分布数量、大小和分布的组合。的组合。 间隙固溶体：间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶格间

13、隙所形成的溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体。固溶体。固溶强化：固溶强化：随溶质含量增加，固溶体的随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度强度、硬度提高提高，塑性、韧性下降塑性、韧性下降的现象。的现象。1 1、固溶体：、固溶体：与组成元素之一的晶体结构相同的固相与组成元素之一的晶体结构相同的固相. . 置换固溶体：置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格结点位置形溶质原子占据溶剂晶格结点位置形成的固溶体。成的固溶体。2 2、 金属化合物金属化合物 与组成元素晶体结构均不相同的固相与组成元素晶体结构均不相同的固相. . 分为结构简单的分为结构简单的间隙相间隙相和和复杂结构的间隙化复杂结构的间隙化合物合物。

14、 基体、晶界网状：基体、晶界网状：强韧性低强韧性低 晶内片状：晶内片状：强硬度提高，塑韧性降低强硬度提高，塑韧性降低 颗粒状：颗粒状：弥散强化：弥散强化：第二相颗粒越细，数量越多，分布越均匀第二相颗粒越细，数量越多，分布越均匀, ,合金的合金的强度、硬度越高强度、硬度越高，塑韧性略有下降塑韧性略有下降的现象。的现象。3 3、 金属化合物形态对性能的影响金属化合物形态对性能的影响恒温下由一个固相同时恒温下由一个固相同时析出两个成分结构不同析出两个成分结构不同的新固相。的新固相。 + 共析反应共析反应恒温下由一个液相包着恒温下由一个液相包着一个固相生成另一个新一个固相生成另一个新的固相。的固相。L

15、 + 包晶反应包晶反应恒温下由一个液相同时恒温下由一个液相同时结晶出两个成分结构不结晶出两个成分结构不同的新固相。同的新固相。L L + 共晶反应共晶反应说明说明反应式反应式图形特征图形特征反应名称反应名称常见三相等温水平线上的反应两相的相对重量百分比为：两相的相对重量百分比为：LLLLxxobQx xabx xaoQx xabxLwNi%CuNi温温度度 T TT1axbxIOl在两相区中，确定两相的相对重量在两相区中，确定两相的相对重量 杠杆定律：杠杆定律： 在两相区中，过在两相区中，过成分成分温度温度对应点作一水平线为杠杆与相区对应点作一水平线为杠杆与相区边界相交两点为杠杆的两端点，合金

16、成分为杠杆支点，两相边界相交两点为杠杆的两端点，合金成分为杠杆支点，两相的相对量按力学杠杆定律求得。的相对量按力学杠杆定律求得。L 运用杠杆定律时要切实注意：运用杠杆定律时要切实注意： (1) (1)只适用于平衡状态；只适用于平衡状态； (2)(2)只适用于两相区；只适用于两相区； (3)(3)杠杆的总长度为两平衡相的杠杆的总长度为两平衡相的成分点之间的距成分点之间的距离离，杠杆的，杠杆的支点支点一般为合金一般为合金成分点成分点，杠杆的，杠杆的位置位置由所由所处的处的温度温度决定；决定； (4)(4)当用杠杆定律计算组织组成物的相对重量时当用杠杆定律计算组织组成物的相对重量时，必须依据该合金的

17、平衡结晶过程分析，找出必须依据该合金的平衡结晶过程分析，找出与组织组与组织组成物相对应的两相区成物相对应的两相区，使组织组成物与相应的使组织组成物与相应的相相相对相对应应，才能进而应用杠杆定律来近似计算组织组成物的，才能进而应用杠杆定律来近似计算组织组成物的相对百分含量。相对百分含量。第二章第二章 铁碳合金铁碳合金 (Iron-carbon Alloy)本章重点：本章重点：1 1、Fe-Fe3C相图及典型铁碳合金结晶规律相图及典型铁碳合金结晶规律2 2、用杠杆定律计算组织、相相对含量、用杠杆定律计算组织、相相对含量3 3、能正确分析铁碳合金力学性能的变化；、能正确分析铁碳合金力学性能的变化；教

18、学目的：教学目的：l掌握掌握Fe-Fe3C相图及典型铁碳合金结晶规律相图及典型铁碳合金结晶规律; ;l掌握用杠杆定律计算组织、相相对含量的方法掌握用杠杆定律计算组织、相相对含量的方法; ;l能正确分析含碳量对力学性能的影响；能正确分析含碳量对力学性能的影响；l了解杂质对碳钢性能的影响。了解杂质对碳钢性能的影响。本章难点本章难点: : 用杠杆定律计算组织、相相对含量用杠杆定律计算组织、相相对含量一、铁碳合金中的基本相和组织一、铁碳合金中的基本相和组织1 1、铁素体、铁素体 C 在在 -Fe 中形成的中形成的间隙固溶体间隙固溶体，具有，具有体心立方晶格结构体心立方晶格结构，用符号，用符号 F 表示

19、表示 l 强度、硬度低，塑性好。强度、硬度低，塑性好。l 硬度、强度较低；塑性较高硬度、强度较低；塑性较高2 2、奥氏体、奥氏体 C 在在 -Fe 中形成的中形成的间隙固溶体间隙固溶体，具有，具有面心立方晶格结构，面心立方晶格结构， 用符号用符号 A 表示表示 3 3、渗碳体、渗碳体 Fe 与与C 形成的形成的间隙化合物间隙化合物Fe3C, , 含碳含碳量为量为6.69% ，有固定的化学成分。，有固定的化学成分。 渗碳体具有渗碳体具有很高很高的的硬度硬度和和耐磨耐磨性性，塑性很差塑性很差，延伸延伸 率为零率为零，熔点，熔点1227 是铁碳合金的主要是铁碳合金的主要强化相强化相渗碳体对合金性能的

20、影响：渗碳体对合金性能的影响：（1 1）渗碳体的存在能提高合金的）渗碳体的存在能提高合金的硬度、耐磨性硬度、耐磨性，使合，使合金的金的塑性和韧性降低塑性和韧性降低。（2 2）对）对强度强度的影响与渗碳体的的影响与渗碳体的形态和分布形态和分布有关：有关： 以以层片状层片状或或粒状粒状均匀分布在组织中，均匀分布在组织中，能提高合金的能提高合金的强度强度； 以以连续网状连续网状、粗大的片状粗大的片状或作为或作为基体出现基体出现时，时，急剧急剧降低合金的强度、塑性韧性降低合金的强度、塑性韧性。钢中的渗碳体钢中的渗碳体4 4、两相机械混合物、两相机械混合物l珠光体珠光体 P（Pearlite）强度、硬度

21、及塑性适中。强度、硬度及塑性适中。（F+ Fe3C）层片状机械混合物）层片状机械混合物片状片状P P : :F 和和 Fe3C 呈片状相间分布呈片状相间分布粒状粒状P P: : Fe3C呈粒状分布在呈粒状分布在F 基体上基体上含碳量为：含碳量为：0.77%0.77%珠光体珠光体莱氏体莱氏体l莱氏体莱氏体 （Ledeburite）or Ld727以上：（以上：（A+ Fe3C ）机械混合物）机械混合物727下：（下：（P+ Fe3C ）机械混合物）机械混合物性能：硬而脆性能：硬而脆奥氏体奥氏体呈颗粒状或呈颗粒状或块状分布在块状分布在渗碳体渗碳体的基体上的基体上含碳量为：含碳量为：4.3%4.3%

22、l铁碳合金相图铁碳合金相图 l 点：点：符号、成分、温度符号、成分、温度FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+ Fe3CA+FL+AA+ L+ F ALL+ Fe3CF+ Fe3CA+ Fe3CA+ Fe3C+LeLeLe+ Fe3CLe+ Fe3CLeP+ Fe3C+LeP+ Fe3CP+FPF+ Fe3C莱氏体莱氏体Ld(A+ Fe3C) Ld(P+Fe3C)珠光体珠光体P(F+ Fe3C)复相组织组成物：复相组织组成物：组织组成物标注组织组成物标注相区标注相区标注线：线：液固相线、水平液固相线、水平线、固溶线、固溶体线、固溶线、固溶体转变线转变线A 1538D 1227N 1394

23、G 912PSK 727ECF 1148HJB 1495C%温度温度杠杆定律的应用杠杆定律的应用合金合金相的相对重量百分比相的相对重量百分比组织组成物的相对重量百组织组成物的相对重量百分比分比45钢钢T10钢钢含碳含碳3.0%亚亚共晶白口铁共晶白口铁%7 . 6%1000008. 069. 60008. 045. 03CFeQ%3 .93%7 . 6%100 FQ%4 .56%1000218. 077. 00218. 0 . 045. 0PQ%6 .43%4 .56%100FQ%9 .14%1000008. 069. 60008. 00 . 13 CFeQ%1 .85%9 .14%100 FQ

24、%9 . 3%10077. 069. 677. 00 . 13 CFeQ%1 .96%9 . 3%100 PQ%6 .40%10011. 23 . 411. 20 . 3 LeQ%4 .1377. 069. 677. 011. 2%)6 .401(3 CFeQ%46%4 .13%6 .40%100 PQ%2 .55%1000008. 069. 60 . 369. 6 FQ%8 .44%2 .55%1003 CFeQ含碳量对力学性能的影响（重点）含碳量对力学性能的影响（重点）亚共析钢亚共析钢随含碳量增加，随含碳量增加，P 量增加，量增加，钢的强度、硬度升钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降。高，塑

25、性、韧性下降。0.77%C时，时，组织为组织为100% P, 钢的性能即钢的性能即P的性能。的性能。0.9%C，Fe3C在晶界连在晶界连接成网状，割裂基体。接成网状，割裂基体。强度强度下降下降, 但硬度仍上升。但硬度仍上升。碳钢 碳钢: 五大组成元素: 碳、硅、锰、硫、磷 牌号： 优质碳素结构钢：两位数字（代表含碳量的万分之几） 例：45钢，代表含碳量为0.45% 优质碳素工具钢：T+数字（代表含碳量的千分之几）例：T8钢，含碳量0.8%l教学目的：教学目的： 掌握钢的热处理原理及常用热处理工艺；掌握钢的热处理原理及常用热处理工艺； 了解钢的淬透性及其对零件机械性能的影响；了解钢的淬透性及其对

26、零件机械性能的影响；本章重点：本章重点： 1 1、钢加热和冷却时的组织转变；、钢加热和冷却时的组织转变； 2 2、C曲线的建立与应用；曲线的建立与应用； 3 3、钢的、钢的退火、正火、淬火、回火退火、正火、淬火、回火 4 4、钢的淬透性、钢的淬透性l本章难点本章难点：钢冷却时的组织转变，：钢冷却时的组织转变， 各种热处理工艺的原则和应用各种热处理工艺的原则和应用 第三章第三章 钢的热处理钢的热处理1 1、加热时的转变、加热时的转变奥氏体化步骤：奥氏体化步骤：A形核；形核；A晶核长大；残余渗碳体溶晶核长大；残余渗碳体溶解；解；A成分均匀化。成分均匀化。奥氏体化后的晶粒度：奥氏体化后的晶粒度：初始

27、晶粒度：初始晶粒度：奥氏体化刚结束时的晶粒度。奥氏体化刚结束时的晶粒度。实际晶粒度：实际晶粒度：给定温度下奥氏体的晶粒度。给定温度下奥氏体的晶粒度。本质晶粒度：本质晶粒度：加热时奥氏体晶粒的长大倾向。加热时奥氏体晶粒的长大倾向。 一、热处理原理一、热处理原理2 2、冷却时的转变、冷却时的转变 等温转变曲线及产物等温转变曲线及产物 650600550350A1MSMf时间时间PSTB上上B下下MM+AAPASATAB上上AB下下AM过冷过冷A过冷过冷A过冷过冷A过冷过冷A过冷过冷A共析钢的连续冷却转变曲线共析钢的连续冷却转变曲线过冷奥氏体转变产物（共析钢过冷奥氏体转变产物（共析钢） 转变转变类型

28、类型转变转变产物产物形成温形成温度，度， 转变转变机制机制显微组织特征（形态）显微组织特征（形态）HRC获得获得工艺工艺珠珠光光体体PA1650扩扩散散型型粗片状，粗片状，F、Fe3C相间分布相间分布5-20退火退火S650600细片状，细片状，F、Fe3C相间分布相间分布20-30正火正火T600550极细片状，极细片状，F、Fe3C相间分布相间分布30-40等温等温处理处理贝贝氏氏体体B上上550350半扩半扩散型散型羽毛状，短棒状羽毛状，短棒状Fe3C分布于分布于过饱和过饱和F条之间条之间40-50等温等温处理处理B下下350MS竹叶状，细片状竹叶状，细片状Fe3C分布于分布于过饱和过饱

29、和F针上针上50-60等温等温淬火淬火马马氏氏体体M针针MSMf无扩无扩散型散型针状针状60-65淬火淬火M*板条板条MSMf板条状板条状50淬火淬火二、二、 热处理工艺热处理工艺工艺工艺目的目的加热温度加热温度组织组织退火退火1.1.调整硬度调整硬度, ,便于切削便于切削加工。加工。2.2.细化晶粒细化晶粒, ,为最终热为最终热处理作组织准备。处理作组织准备。亚共析钢亚共析钢Ac3+3050共析钢共析钢 Ac1+3050过共析钢过共析钢Ac1+3050F+PPP球球正火正火1.1.低中碳钢同退火。低中碳钢同退火。2.2.过工析钢：消除网状过工析钢：消除网状二次渗碳体。二次渗碳体。3.3.普通

30、件最终热处理普通件最终热处理亚共析钢亚共析钢Ac3+3050共析钢共析钢 Ac1+3050过共析钢过共析钢Accm+30500.5%C, M+AM+AM+A+粒状粒状Fe3C热处理工艺（续）热处理工艺（续）工工艺艺目的目的加热温度加热温度组织组织回回火火1.消除内应力，消除内应力，减少变形。减少变形。2.获得所需要的获得所需要的性能。性能。低温回火低温回火150250中温回火中温回火350500高温回火高温回火500650 (调质调质)亚共析亚共析,共析钢：共析钢：M回回过共析钢过共析钢:M回回+A(少少)+粒状粒状Fe3CT回回S回回表表面面淬淬火火表面获得马氏体表面获得马氏体组织，并获得表

31、组织，并获得表硬里韧的性能。硬里韧的性能。预备热处理：预备热处理：调质或正火调质或正火适用于中碳钢适用于中碳钢 0.40.5%C表面：表面：M回回心部：心部： S回回(调质调质) 或或F+S(正火正火)渗渗碳碳提高表面含碳量，提高表面含碳量，获得表硬里韧的获得表硬里韧的性能。性能。渗碳温度渗碳温度:900950淬火温度：淬火温度：表面表面Ac1+3050心部心部Ac3+3050适用于低碳钢适用于低碳钢 0.10.25%C表面：表面：M回回+A(少少)+颗粒状颗粒状Fe3C心部心部：M回回+F M回回热处理工序位置热处理工序位置1.1.预先热处理的工序位置预先热处理的工序位置退火、正火：退火、正

32、火：毛坯生产之后，切削加工之前毛坯生产之后，切削加工之前调质调质：粗加工之后，精加工或半精加工之前粗加工之后，精加工或半精加工之前目的：目的：调整硬度，改善切削加工性能，消除毛坯调整硬度，改善切削加工性能，消除毛坯内应力，细化晶力，均匀组织，为最终热处理做内应力，细化晶力，均匀组织，为最终热处理做好组织准备。好组织准备。粗加工（半精加工）之后，磨削之前粗加工（半精加工）之后，磨削之前下料下料锻造锻造正火（退火）正火（退火）粗加工（半精粗加工（半精加工）加工）调质调质精加工精加工下料下料锻造锻造正火正火粗加工粗加工（调质）（调质）精加工精加工表面淬火及回火表面淬火及回火精磨精磨2.2.最终热处理

33、的工序位置最终热处理的工序位置下料下料锻造锻造正火或退火或调质正火或退火或调质粗加工、粗加工、半精加工半精加工渗碳渗碳淬火、低温回火淬火、低温回火磨削磨削下料下料锻造锻造正火（退火）正火（退火）粗加工粗加工调调质质精加工精加工去应力退火去应力退火粗磨粗磨渗氮渗氮精磨或研磨精磨或研磨钢的淬透性钢的淬透性所谓钢的淬透性是指所谓钢的淬透性是指: : 钢在淬火冷却时，获得钢在淬火冷却时，获得淬透层深度淬透层深度的能力的能力（获得（获得马氏体层厚度马氏体层厚度的能力）。的能力）。淬透层深度：淬透层深度： 从表层马氏体到从表层马氏体到半马氏体半马氏体（50%马氏马氏体）体）处的深度。处的深度。 获得马氏体

34、层的厚度越大，即淬透层深度越获得马氏体层的厚度越大，即淬透层深度越大，钢的淬透性越好。大，钢的淬透性越好。区分：淬硬性区分：淬硬性50%M表面心部淬硬层不同冷却条件下的转变产物不同冷却条件下的转变产物等温退火等温退火P退火退火( (炉冷炉冷) )正火正火( (空冷空冷) )S( (油冷油冷) )T+M+A等温淬火等温淬火B下下M+A分级淬火分级淬火M+A淬火淬火( (水冷水冷) )A A1 1M MS SM Mf f时间时间温度温度淬火淬火PP均匀均匀A A细细A A 要求：掌握不同合金钢的牌号的意义。 记住几种典型合金钢的特征。 根据不同合金钢的组织、性能特点，进行合理选材。第四章第四章 合

35、金钢合金钢钢种钢种C%典型牌号典型牌号合金元素作用合金元素作用热处理热处理使用状态下组织使用状态下组织性能性能用途用途碳素结碳素结构钢构钢0.4A3、B3Q195Q235热轧空热轧空冷冷F+P塑性塑性,焊接性焊接性好好建筑结建筑结构构低合金低合金高强度高强度钢钢0.2Q345(16Mn)Mn:强化强化F,增加增加P,降低降低脆转温度脆转温度热轧空热轧空冷冷F+P塑性塑性,焊接性焊接性好好桥梁桥梁,船舶船舶, 容器容器渗碳钢渗碳钢0.10.252020Cr20CrMnTiCr,Mn:提高提高淬透性淬透性,强化强化F,Ti:细化晶细化晶粒粒渗碳渗碳+淬火淬火+低温回低温回火火表面：表面：M回回+

36、A (少量少量)+颗粒颗粒状状Fe3C心部心部：M回回+F表硬表硬里韧里韧轴、齿轴、齿轮轮调质钢调质钢0.30.54540Cr40CrNiMoCr,Ni:提高淬提高淬透性透性,强化强化F,Mo:防止第二防止第二类回火脆性类回火脆性调质调质S回回良好综良好综合力学合力学性能性能轴、齿轴、齿轮轮弹簧钢弹簧钢0.60.90.450.76065Mn60Si2MnCr,Mn:提高淬提高淬透性透性,强化强化F；Si:提高屈强提高屈强比比淬火淬火+中温回中温回火火T回回高高 s/ b高高 -1弹簧弹簧钢种钢种C%典型牌号典型牌号合金元素作合金元素作用用热处理热处理使用状态下组使用状态下组织织性能性能用途用途

37、滚动轴滚动轴承钢承钢0.951.10GCr15Cr:提高淬提高淬透性透性,耐磨耐磨耐蚀性耐蚀性球退球退+淬淬火火+低温低温回火回火M回回+ A(少少量量)+颗粒状颗粒状Fe3C高耐磨高耐磨高高 -1足够足够ak滚动轴滚动轴承承碳素工碳素工具钢具钢0.651.35T7T13球退球退+淬淬火火+低温低温回火回火M回回+ A(少少量量)+颗粒状颗粒状Fe3C高硬度高硬度高耐磨高耐磨冲子、冲子、丝锥、丝锥、锉刀锉刀低合金低合金工具钢工具钢0.751.59SiCrSi、Cr：提：提高淬透性高淬透性球退球退+淬淬火火+低温低温回火回火M回回+ A(少少量量)+颗粒状颗粒状Fe3C高硬度高硬度高耐磨高耐磨低速刃低速刃具具高速钢高速钢0.71.5W18Cr4VCr:提高淬提高淬透性；透性；W、V：提高热：提高热硬、耐磨性硬、耐磨性锻、退锻、退火、淬火、淬火火+三次三次回火回火M回回+ A(少少量量)+颗粒状碳颗粒状碳化物化物高热硬高热硬高硬度高硬度高耐磨高耐磨高速刃高速刃具具钢种钢种C%典型牌号典型牌号合金元素作合金元素作用用热处理热处理使用状态下组织使用状态下组织性能性能用途用途冷作冷作模具模具钢钢1.42.3Cr1