金属材料及热处理部分.ppt
金属材料及热处理部分,金属材料及热处理部分,一、金属材料的机械性能；二、金属材料的热处理工艺；三、常用钢材及热处理方法；四、金属的加工硬化与再结晶；五、常用的有色金属材料；六、习题；,一、金属材料的机械性能,1、金属材料的强度；2、金属材料的硬度；3、金属材料的塑性；4、金属材料的韧性；5、金属材料的各机械性能间的相互关系；,一、金属材料的机械性能,1、金属材料的强度（1）抗拉强度：抵抗拉断的能力。（2）屈服强度：抗拉塑性抗弯曲力的能力。（3）拉弯强度：抵抗弯曲力的能力。（4）抗剪强度：抵抗剪断的能力。（5）疲劳强度：抵抗交变载荷的能力。,一、金属材料的机械性能,2、金属材料的硬度 硬度是金属材料表面抵抗划伤和硬物压入的能力。3、金属材料的塑性 金属材料在外力作用下发生永久变形的能力。,一、金属材料的机械性能,4、金属材料的韧性 金属材料的韧性是金属材料抵抗冲击性载荷的破坏而断裂的能力。5、金属材料的各机械性能间的相互关系 金属材料的强度、硬化与塑性、韧性是一对此消彼长的矛盾。,二、金属材料的热处理工艺,1、钢的退火；2、钢的正火；3、钢的淬火；4、钢的回火；5、钢的表面热处理；6、合金元素对钢材性能的影响；,二、金属材料的热处理工艺,1、钢的退火 将钢加热后，保温，再缓慢冷却的热处理工艺 亚共析钢及共析钢用完全退火；过共析钢用球化退火，加热，保温较低的去应力退火。加热后的钢，强度，硬度很低；塑性，韧性较高。,二、金属材料的热处理工艺,2、钢的正火 将钢加热到奥氏体化温度以上，短时间保温后，放在空气中自然冷却的热处理工艺。钢材正火后的强度、硬度略高于退火。,3、钢的淬火 将钢加热到奥氏体状态后，保温、然后放入水、油或碱水中快速冷却的热处理工艺。淬火后的钢材料硬度很高，但塑性与韧性较差。,二、金属材料的热处理工艺,二、金属材料的热处理工艺,4、钢的回火 将淬火后的钢材重新加热到较低温度，保温、再冷却的热处理工艺。回火按温度分为高、中、低三类。随着回火温度的提高，钢的温度、硬度降低，但塑性与韧性提高。注：（调质=淬火+高温回火）（高温：500550度；中温：250350度；低温：150250度。）,二、金属材料的热处理工艺,5、钢的表面热处理 表面淬火：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火。表面化学热处理：渗碳、氮化、碳氮共渗。,二、金属材料的热处理工艺,6、合金元素对钢材性能的影响 多数合金元素可增加在淬火时的淬硬层深度；但硫与磷则增加钢材的热脆性与冷脆性，常为钢中的有害染质。,三、常用钢材及热处理方法,1、普通钢；2、优质钢；3、高级优质钢；4、常用钢；注：（根据钢中的硫与磷含量的逐步减低，钢分为普通钢、优质钢、高级优质钢。）,三、常用钢材及热处理方法,1、普通钢 根据钢中的硫与磷含量，普通钢分为碳素钢与普通低合金钢，简称为：普通钢与普低钢。普通钢只能直接使用或冷变形加工后使用，不能进行热处理。,三、常用钢材及热处理方法,2、优质钢 优质钢可经热处理强化后使用，也可直接使用。优质钢可按有无碳以外的含量分为优质碳素钢与优质钢；按合金元素的含量分为低合金钢、中合金钢、高合金钢。优质钢还可以按用途来分：结构钢、工具钢、弹簧钢、横具钢、轴承钢、特殊性能钢、专门用途钢等。,优质钢,三、常用钢材及热处理方法,3、高级优质钢 高级优质钢分为：高级碳素优质钢与优质合金钢。,三、常用钢材及热处理方法,4、常用钢 优质钢与高级优质钢需经过处理后才能使用，通常情况下：含量小于或等于0.3%时，常采用正火处理；含量在0.350.45%，常采用调质处理；含量在0.5.065%时，采用淬火+中温回火；大于等于0.7%时，采用淬火+低温回火；含量元素较高的工具钢等还需进行高温淬火+多次回火等特殊热处理。,四、金属的加工硬化与再结晶,1、金属加工硬化现象；2、金属的回复与再结晶；3、金属的冷加工与热加工；,四、金属的加工硬化与再结晶,1、金属加工硬化现象 金属在再结晶温度以下进行塑性变形时，随变形量,四、金属的加工硬化与再结晶,2、金属的回复与再结晶 加工硬化后的金属再次加热到0.350.4倍的熔点温度，强度硬度下降，塑性韧性提高，机械性能回复到冷变形以前的现象称再结晶。,四、金属的加工硬化与再结晶,3、金属的冷加工与热加工 金属在再结晶温度以上的塑性变形加工称热加工。由于热加工过程中，加工硬化现象不断被再结晶过程所抵消，金属的塑性变形过程可不断的进行下去，理论的塑性变形的无穷大。,五、常用的有色金属材料,1、铜及铜合金；2、铝及铝合金；3、轴承合金；4、硬度合金；,五、常用的有色金属材料,1、铜及铜合金 纯铜分为压力加工铜和铸造用铜，由于纯铜材料的外观紫铜色又紫铜。铜合金按化学成分分为：黄铜（铜锌合金）、青铜（铜锡合金等）和白铜（铜镍合金）其中常用的为黄铜，塑性变形性能最好的是“三七黄铜”，可造子弹壳。锌：铜=3：7,五、常用的有色金属材料,2、铝及铝合金 纯铝分为铝材与铝锭。铝材为压力加工用铝；铝锭为铸件用铝。压力加工用铝合金按化学成分及强度分为：防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝和特殊铝。铸造用铝合金按化学成分分为：铝硅合金、铝镁合金、铝铜合金和铝锌合金。,五、常用的有色金属材料,3、轴承合金 轴承合金的组织特点为：软基体上分布着硬质点，轴承合金主要用于制造滑动轴承的轴瓦。常用的有：锡基轴承合金和铅基轴承合金。,五、常用的有色金属材料,4、硬度合金 硬度合金是以高熔点金属的碳化物为质点，特殊金属为基体，采用粉末冶金技术烧结制成的，具有高的应度与红硬性的特殊合金。根据金属基体的不同，硬质合金分为：钨钻类、钨钻钛类等。硬质合金主要用于生产金属加工机床的刀具等。,六、习题,一、判断正误1、良好的综合机械性能，是指材料的强度、硬度很高（错）2、钢的回火温度越高，回火后的强度与硬度越底（对）3、轴承钢只要用于制造滚动轴承（对）4、“三七黄铜”硬度高可用于制造子弹壳（错）,六、习题,5、为适当提高低碳钢的硬度，使其硬于切削加工，常对其进行完全退火处理（错）6、高碳钢常用的是球化退火处理（对）,六、习题,二、单项选择1、钢的调质处理是（C）的热处理。A、淬火+低温回火 B、淬火+中温回火C、淬火+高温回火 D、加热+缓慢冷却 3、重要弹簧用的热处理是（B）A、淬火+高温回火 B、淬火+中温回火C、加热+缓慢冷却 D、淬火+低温回火,六、习题,4、常用的制造滑动轴承套的材料是（B）A、硬度合金 B、轴承合金 5、蜗轮蜗杆机构的蜗轮常用（D）制造A、轴承钢 B、轴承合金C、硬质合金 D、铜合金,六、习题,三、多项选择 1、材料具有良好的综合性能是指（BC）A、强度硬度很高 B、塑性韧性较好C、强度硬度较高 D、塑性韧性很底 2 对重要的轴类零件常采用(AC)A 45#B 20#C 40Cr D T8A,六、习题,3为保证刀具具有良好的红硬性,常用的刀具材料(AC)A 硬质合金 B 高级优质钢C 高速钢 D 滚动轴承钢 4钢材淬火后进行回火的目的是(BCD)A 恢复材料的性能 B 消除淬火裂纹C 调整钢材的性能 D 减少其内力,六、习题,5 常用的铜合金按化学成分为(ABD)A 黄铜 B 白铜 C 紫铜 D 青铜 6冷变形后的金属被加热再结晶温度以上时(BC)机械性能恢复到变形前A 塑性韧性下降 B 强度硬度下降C 塑性韧性提高 D强度硬度提高,
