机械工程材料复习ppt

1、使用性能使用性能工艺性能工艺性能纯金属纯金属合金合金工业用钢工业用钢有色金属及其合金有色金属及其合金铸铁铸铁结晶结晶塑性变形塑性变形热处理热处理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组织组成物的相对重量百分比量百分比45钢钢T10钢钢含碳含碳3.0%亚亚共晶白共晶白口铁口铁%7 . 6%1000008. 069. 60008. 045. 03 CFeQ%3 .93%7 . 6%100 FQ%4 .58%1000008. 077. 00008. 045. 0 PQ%6 .41%4 .58%100 FQ%9 .14%1000008. 069. 6

2、0008. 00 . 13 CFeQ%1 .85%9 .14%100 FQ%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典型合金的结晶过程典型合金的结晶过程（以共析钢为例）（以共析钢为例）时间时间温度温度2、冷却时的转变、冷却时

3、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 用用C曲线定性说明连续冷却转变产物曲线定性说明连续冷却转变产物 根据与根据与C曲线交点位置判断转变产物曲线交点位置判断转变产物 P均匀均匀A细细AA1MSMf时间时间等温退火等温退火PP退火退火(炉冷炉冷)正火正火(空冷空冷)S淬火淬火(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)M回回150-250T回回350-500S回回500-650?PT+S回

4、回ST+B下下+M+A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.获得所需要获得所需要的性能。的性能。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表面获得马氏体组织，氏体组织，并获得表硬并获得表硬里韧的性能。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：

5、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提高表面含碳量，获得碳量，获得表硬里韧的表硬里韧的性能。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退火火1.调整硬度调整硬度,便于切便于切削加工。削加工。2.细化晶粒细化晶粒,为最终为最终热处理作组织准备。热处理作组织准备。亚共析钢亚共析钢Ac3+3050共析钢共析钢 Ac1+30

6、50过共析钢过共析钢Ac1+3050F+PPP球球正正火火1.低中碳钢同退火。低中碳钢同退火。2.过工析钢：消除网过工析钢：消除网状二次渗碳体。状二次渗碳体。3.普通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+30500.6%C, F+S;0.6%C，SSS五、工业用金属材料五、工业用金属材料钢种钢种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0.4Q195Q235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

7、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,强强化化F,Ti:细化细化晶粒晶粒渗碳渗碳+淬淬火火+低温低温回火回火表面：表面：M回回+ 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

8、综合力学合力学性能性能轴、齿轴、齿轮轮弹簧钢弹簧钢0.60.90.450.765Mn60Si2MnCr,Mn:提高淬提高淬透性透性,强化强化F；Si:提高屈强比提高屈强比淬火淬火+中中温回火温回火T回回高高 s/ b高高 -1弹簧弹簧 工业用钢工业用钢工业用钢（续）工业用钢（续）钢种钢种BBC%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1.42.3Cr12Cr12MoVCr:提高淬透提高淬透性。性。MoV:提提高耐磨性高耐磨性锻，退，锻，退，淬火淬火+低低温回火温回火M回回+ A(少量少量) +颗粒状碳化物颗粒状碳化物高

9、硬度高硬度高耐磨高耐磨冷冲模冷冲模挤压模挤压模热锻热锻模钢模钢0.50.65CrNiMo5CrMnMo合金元素作合金元素作用同调质钢用同调质钢调质调质S回回抗热疲抗热疲劳劳热锻模热锻模压铸压铸模钢模钢0.30.63Cr2W8V合金元素作合金元素作用同高速钢用同高速钢淬火淬火+回回火火M回回+ A(少量少量) +颗粒状碳化物颗粒状碳化物抗热疲抗热疲劳劳,耐磨耐磨压铸模压铸模不不锈锈钢钢0.03-0.951Cr13,2Cr13Cr:提高耐蚀提高耐蚀性；性；Ni:形成形成A；Ti:防止防止晶间腐蚀晶间腐蚀调质调质S回回高耐蚀高耐蚀性性(随随C%增增加加,耐蚀耐蚀性下降性下降)汽轮机叶片汽轮机叶片3C

10、r13,4Cr13淬火淬火+低温回低温回火火M回回医疗器医疗器械械0Cr13不能热处理不能热处理F硝酸氮肥硝酸氮肥工业工业1Cr18Ni9Ti固溶处理固溶处理A化工管化工管道道耐耐热热钢钢15CrMo,12Cr1MoVCr,Si:提高抗氧化提高抗氧化性性;Mo:提高提高T再；再；V,Ti:弥散强化弥散强化; Ni:形成形成A组织组织正火正火F+P高热强高热强性性,高抗高抗氧化性氧化性锅炉零锅炉零件件4Cr9Si2,1Cr11MoV调质调质S回回气阀气阀,叶片叶片 铸铁铸铁 石墨化：石墨化：铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程。铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程。铸铁铸铁名称名称牌号举例牌号举例获得方

11、法获得方法组织组织热处理热处理用途用途灰铸灰铸铁铁HT250(最低抗拉强度最低抗拉强度为为250MPa)液态金属石液态金属石墨化墨化+孕育孕育处理处理基体基体(F、P、F+P) +片片状石墨状石墨去应力，去应力，消除白口，消除白口，表面淬火表面淬火机床床机床床身身可锻可锻铸铁铸铁KTZ450-06 (最低抗拉强度最低抗拉强度为为450MPa,最低最低延伸率为延伸率为6%)白口白口+石石墨化退火墨化退火基体基体(F、P) +团絮状石团絮状石墨墨石墨化石墨化退火退火车轮壳，车轮壳，管接头管接头球墨球墨铸铁铸铁QT500-7(最低抗拉强度最低抗拉强度为为500MPa,最低最低延伸率为延伸率为7%)液

12、态金属石液态金属石墨化墨化+球化球化处理处理+孕育孕育处理处理基体基体(F、P、F+P) +球球状石墨状石墨可进行可进行各种热各种热处理处理柴油机柴油机曲轴曲轴 有色金属及其合金有色金属及其合金合金合金牌号举例牌号举例牌号含义牌号含义性能性能用途用途铝铝合合金金LF55号防锈铝合金号防锈铝合金耐蚀、塑性好耐蚀、塑性好冷成型件冷成型件LY1111号硬铝合金号硬铝合金强硬度高强硬度高冲压模锻件冲压模锻件LC44号超硬铝合金号超硬铝合金高强高强受力大结构件受力大结构件LD77号锻铝合金号锻铝合金可锻、耐温可锻、耐温锻件锻件ZL1022号号Al-Si铸造合金铸造合金耐蚀耐蚀, ,铸造性好铸造性好汽缸、

13、活塞汽缸、活塞ZL2011号号Al-Cu铸造合金铸造合金耐热耐热, ,强度较高强度较高较高温高强件较高温高强件ZL3011号号Al-Mg铸造合金铸造合金耐蚀耐蚀, ,高强高强舰船配件舰船配件ZL4011号号Al-Zn铸造合金铸造合金高强高强, ,铸造性好铸造性好汽车飞机零件汽车飞机零件铜铜合合金金H68含含68%Cu(32%Zn)黄铜黄铜塑性好塑性好冷变形件冷变形件HPb59-1含含59%Cu,1%Pb(40% Zn)黄铜黄铜高强高强船舶及化工零件船舶及化工零件QAl7含含7%Al 的铝青铜的铝青铜高强高强, ,耐磨耐磨, ,耐蚀耐蚀船舶飞机零件船舶飞机零件钛合金钛合金TC44号号 + 型钛合

14、金型钛合金高强高强, ,耐蚀耐蚀, ,耐热耐热400400航空件航空件巴氏合巴氏合金金ZSnSb11Cu6Sn基轴承合金基轴承合金耐磨耐磨, ,导热导热, ,耐蚀耐蚀重型动力轴承重型动力轴承ZPbSb16Sn16Cu2Pb基轴承合金基轴承合金高温高强高温高强低速低载设备低速低载设备工业用钢（续）工业用钢（续）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

15、高耐磨高高 - -1足够足够ak滚动轴滚动轴承承耐磨钢耐磨钢1.01.3ZGMn13Mn:形成形成A组织组织水韧处水韧处理理表：表：M+碳化物碳化物心：心：A高耐磨高耐磨耐冲击耐冲击铲齿，铲齿，履带板履带板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

16、高速钢0.71.5W18Cr4VCr:提高淬透性；提高淬透性；W、V：提高热：提高热硬、耐磨性硬、耐磨性锻、退火、锻、退火、淬火淬火+三三次回火次回火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3、铁碳合金相图、铁碳合金相图 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Le(A+ Fe3C) Le(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、水液固相线、水平线、固溶线、固平线、固溶线、固溶体转变线溶体转