金属材料及热处理.ppt

《金属材料及热处理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属材料及热处理.ppt（69页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、书名：金属材料及热处理 第2版 ISBN：978-7-111-37491-6作者：王英杰出版社：机械工业出版社本书配有电子课件,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,金属材料及热处理教案（第二版）,主编：王英杰,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,绪论材料是人类社会发展重要的物质文明基础 金属材料的生产和应用是人类社会发展的重要里程碑。我国是世界上使用金属材料最早的国家之一。2008年我国钢铁产量突破了5亿吨，成为国际钢铁市场上举足轻重的“第一力量”。,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,学习本课程的基本要求（1）了解金属材料的晶体结构、化学成分、组织及性能之间的密切关系；（2）了解

2、金属材料和非金属材料的分类、牌号、性能、用途之间的相互关系，熟悉常用金属材料的选用原则，做到灵活应用；（3）了解常用金属材料的热处理工艺原理、特点及其应用，熟悉典型零件的热处理方法；（4）了解金属材料的基本防护原理和方法；（5）了解与本课程有关的新技术、新工艺、新设备、新材料的发展概况；（6）了解各种加工工艺方法对零件结构工艺性的一般要求，丰富实践经验，做到灵活应用。（7）善于利用图书馆和互联网提供的信息资源，拓展知识面。,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,第一章 金属材料与机械制造过程概述第一节 金属材料分类第二节 钢铁材料生产过程概述第三街 机械制造过程概述,金属材料及热处理 第2版

3、 ppt 课件,第一节 金属材料分类,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,第二节 钢铁材料生产过程概述钢铁材料是铁和碳的合金。钢铁材料按其碳的质量分数w（C）(含碳量)进行分类，可分为工业纯铁（w（C）0.0218%）；钢（w（C）=0.0218%2.11%）白口铸铁或生铁（w（C）2.11%）。生铁是由铁矿石经高炉冶炼获得，它是炼钢和铸造生产的主要原材料。,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,一、炼铁高炉炼铁的炉料主要是铁矿石(Fe2O3、Fe3O4)、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）。从铁的氧化物中提炼铁的过程称为还原过程。炼铁的实质就是从铁矿石中提取铁及其有用元素并形成生铁的过程。高

4、炉冶炼出的铁不是纯铁，其中含有碳、硅、锰、硫、磷等杂质元素，这种铁称为生铁。生铁可分为铸造生铁和炼钢生铁两类。,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,二、炼钢炼钢是利用不同来源的氧（如空气、氧气）来氧化炉料（主要是生铁）所含杂质的提纯过程。炼钢过程基本上是一个氧化过程。现代炼钢方法主要有氧气转炉炼钢法和电弧炉炼钢法。按钢液脱氧程度的不同，钢可分为特殊镇静钢(TZ)、镇静钢(Z)，半镇静钢(b)和沸腾钢(F)四种。钢锭或连铸坯经过轧制后，最终形成板材、管材、型材、线材及其它类型钢材。,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,第三节 机械制造过程概述 机械产品的制造过程一般分为设计、制造和使用三

5、个阶段。,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,第二章 金属的性能第一节 金属力学性能第二节 金属的物理性能、化学性能和工艺性能,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,第一节 金属力学性能 一、强度与塑性 金属在力的作用下，抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。金属材料抵抗拉伸力的强度指标主要有:屈服强度、规定残余延伸强度、抗拉强度等。塑性是指金属在断裂前发生不可逆永久变形的能力。表征材料塑性大小的主要力学性能指标有：拉伸后的断后伸长率和断面收缩率。,金属材料及热处理 第2版 ppt 课件,二、硬度 硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，也是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划

6、痕的能力。硬度测定方法有压入法、划痕法、回弹高度法等。在压入法中根据载荷、压头和表示方法的不同，常用的硬度测试方法有布氏硬度(HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。,(一)布氏硬度 布氏硬度的标注方法是：测定的硬度值应标注在硬度符号“HBW”的前面，如450HBW5/750、250HBW 10/1000/30。(二)洛氏硬度 洛氏硬度的标注方法是：测定的硬度数值写在符号“HR”的前面，符号“HR”后面写使用的标尺，如60HRC。(三)维氏硬度 标注方法与布氏硬度相同。硬度数值写在符号“HV”的前面，试验条件写在符号“HV”的后面，如600HV30、600HV30/2

7、0。,三、韧性(一)一次冲击试验韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。夏比摆锤冲击试样有V型缺口试样和U型缺口试样两种。,（二）多次冲击试验金属材料在多次冲击下的破坏过程是由裂纹产生、裂纹扩张和瞬时断裂三个阶段组成。其破坏是每次冲击损伤累积发展的结果，不同于一次冲击的破坏过程。研究结果表明：在小能量多次冲击条件下，金属材料的多次冲击抗力大小，主要取决于金属材料强度的高低；在大能量多次冲击条件下，金属材料的多次冲击抗力大小，主要取决于金属材料塑性的高低。,四、疲劳(一)疲劳现象循环应力和应变是指应力或应变的大小、方向，都随时间发生周期性变化的一类应力和应变。零件在循环应力作用下，经过一定时间

8、的工作后会发生突然断裂，这种现象称为金属的疲劳。金属在疲劳断裂时不产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的。金属疲劳断裂的断口一般由微裂源、扩展区和瞬断区组成。,(二)疲劳强度金属在循环应力作用下能经受无限多次循环，而不断裂的最大应力值称为金属的疲劳强度。即金属在循环应力作用的循环次数值N无穷大时所对应的最大应力值，称为疲劳强度。对于对称循环应力，其疲劳强度用符号-1表示。,第二节 金属的物理性能、化学性能和工艺性能 一、金属的物理性能金属物理性能是指金属在重力、电磁场、热力（温度）等物理因素作用下，其所表现出的性能或固有的属性。它包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。二、金属的化学性

9、能金属的化学性能是指金属在室温或高温时抵抗各种化学介质作用所表现出来的性能，它包括耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。三、金属的工艺性能工艺性能是指金属材料在制造机械零件和工具的过程中，适应各种冷加工和热加工的性能。它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等，,第三章 金属的晶体结构与结晶第一节 金属晶体结构第二节 纯金属的结晶第三节 金属的同素异构转变第四节 合金的晶体结构第五节 合金的结晶第六节 金属铸锭的组织特征第七节 金属塑性变形与再结晶第八节 金属材料的焊接性和焊接接头组织,第一节 金属晶体结构 一、晶体与非晶体固态物质可分为晶体与非晶体两类。晶体具有固定的熔点和凝

10、固点、规则的几何外形和各向异性特点，如金刚石、石墨及一般固态金属材料等均是晶体。非晶体没有固定的熔点，而且性能具有各向同性。,二、金属的晶体结构及类型(一)晶格抽象地用于描述原子在晶体中排列形式的空间几何格子，称为晶格。(二)晶胞 反映晶格特征、具有代表性的最小几何单元称为晶胞。(三)常见的金属晶格类型最常见的晶格类型是：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格：,三、金属的实际晶体结构原子从一个核心（或晶核）按同一方向进行排列生长而形成的晶体，称为单晶体。由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。晶体材料内部以晶界分开的、晶体学位向相同的晶体称为晶粒。将任何两个晶体学位向不同的晶粒隔开的那个内界面称为

11、晶界。根据晶体缺陷的几何特点，可将晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。,第二节 纯金属的结晶 一、冷却曲线与过冷度水平线段所对应的温度就是金属的理论结晶温度(T0)。金属在实际结晶过程中，液态金属冷却到理论结晶温度(T0)以下的某一温度时，才开始结晶，这种现象称为过冷。理论结晶温度T0与实际结晶温度T1之差T，称为过冷度。研究指出：实际上金属总是在过冷的情况下结晶的，而且同一金属结晶时的过冷度不是一个恒定值，过冷度的大小与冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度就越大，金属的实际结晶温度也就越低。,二、金属的结晶过程晶核的形成和晶核的长大就是金属结晶的基本过程。晶核的长大方式主要是平面生长方式和

12、树枝状生长方式。,三、金属结晶后的晶粒大小 1晶粒大小对金属力学性能的影响晶粒越细小，金属的强度与硬度愈高，塑性与韧性愈好。2晶粒大小的控制(1)加快液态金属的冷却速度，增大过冷度。(2)采用变质处理。(3)采用机械搅拌、机械振动、超声波振动和电磁振动等措施，可使生长中的树枝晶破碎和细化，而且破碎的树枝晶又可起到新晶核作用，使晶核数量增多，从而可细化晶粒。,第三节 金属的同素异构转变,第四节 合金的晶体结构 一、基本概念 1组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。2合金系：由两种或两种以上的组元按不同比例配制而成的一系列不同化学成分的所有合金，称为合金系。3相：是指在一个合金系统中具有相同

13、的物理性能和化学性能，并与该系统的其余部分以界面分开的部分。4组织：是指用金相观察方法，在金属及其合金内部看到的涉及晶体或晶粒的大小、方向、形状、排列状况等组成关系的构造情况。,二、合金的晶体结构 合金中的晶体结构分为固溶体、金属化合物及机械混合物三种类型。（一）固溶体合金在固态下一种组元的晶格内溶解了另一种原子而形成的晶体相，称为固溶体。根据溶质原子在溶剂晶格中所占位置的不同，可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。溶质原子代替一部分溶剂原子，占据溶剂晶格的部分结点位置时，所形成的晶体相，称为置换固溶体。置换固溶体又可分为有限固溶体和无限固溶体。,溶质原子在溶剂晶格中不占据溶剂晶格的结点位置，

14、而是嵌入溶剂晶格的各结点之间的间隙内时，所形成的晶体相，称为间隙固溶体。通过溶入溶质原子形成固溶体，使合金强度与硬度升高的现象称为固溶强化。金属化合物是指合金中各组元之间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相。金属化合物具有熔点高，硬而脆的特点。由两相或两相以上组成的多相组织，称为机械混合物。机械混合物的性能介于各组成相的性能之间。,第五节 合金的结晶 一、合金的结晶过程合金结晶后可形成不同类型的固溶体、金属化合物或机械混合物。合金的结晶过程与纯金属一样，也是晶核形成和晶核长大两个过程。二、合金结晶的冷却曲线从一定化学成分的液体合金中同时结晶出两种固相物质，则该转变过程称为共晶转变(或称共

15、晶反应)，其结晶产物称为共晶体。共晶转变是在恒温下进行的。在固态下由一种单相固溶体同时析出两相固体物质，称为共析转变(或称共析反应)。共析转变与共晶转变一样，也是在恒温条件下进行的。,第六节 金属铸锭的组织特征 一、铸锭的组织结构,二、定向结晶和单晶制备原理定向结晶是通过控制冷却方式，使铸件沿轴向形成一定的温度梯度，从而使铸件从一端开始凝固，并按一定方向逐步向另一端结晶的工艺方法。单晶是其原子都按照一个规律和一致的位向排列的一个晶体。单晶制备的基本原理是使液体结晶时只形成一个晶核，再由这个晶核长成一整块晶体。生产单晶的方法主要有提拉法和坩埚下降法。,第七节 金属塑性变形与再结晶 金属压力加工（

16、又称塑性加工）就是利用金属的塑性，通过轧制、锻压、挤压、拉拔、冲压等成形工艺，使金属一定的塑性变形而获得需要的工件。一、金属的塑性变形 实验观察证明：金属的塑性变形过程实质上是位错沿着滑移面的运动过程。金属在滑移变形过程中，一部分旧的位错消失，又大量产生新的位错，总的位错数量是增加的，大量位错运动的宏观表现就是金属的塑性变形过程。位错运动观点认为：晶体缺陷及位错相互纠缠会阻碍位错运动，导致金属的强化，即产生冷变形强化现象。,二、回复、再结晶和晶粒长大 对冷变形金属进行加热时，金属将相继发生回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。,三、锻造流线与锻造比在锻造时，金属的脆性杂质被打碎，顺着金属主要伸

17、长方向呈带状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布，且在再结晶过程中不会消除。这种热锻后的金属组织具有一定的方向性，通常将这种组织称为锻造流线。金属的变形程度常以锻造比Y来表示，即以变形前后的截面比、长度比或高度比表示。,第八节 金属材料的焊接性和焊接接头组织一、金属材料的焊接性焊接性是金属材料在限定的施工条件下焊接成规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。碳当量是指把钢中的合金元素（包括碳）含量按其作用换算成碳的相当含量的总和。国际焊接学会推荐的碳当量CE的计算公式是：CE=W（C）+W（Mn）/6+W（Cr）+W（Mo）+W（V）/5+W（Ni）+W（Cu）/15,二、焊

18、接接头组织 金属材料焊接接头包括焊缝区、熔合区和热影响区三部分。,第四章 铁碳合金相图 第一节 铁碳合金的基本组织铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。铁素体是指-Fe或其内固溶有一种或数种其他元素所形成的晶体点阵为体心立方的固溶体，用符号F(或)表示。奥氏体是指-Fe内固溶有碳和(或)其它元素所形成的晶体点阵为面心立方的固溶体，常用符号A(或)表示。渗碳体是指晶体点阵为正交点阵、化学成分近似于Fe3C的一种间隙式化合物。珠光体是奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的组织。莱氏体是指高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变时所形成的奥氏体和碳化物渗碳体所组成的共晶体。,

19、第二节 铁碳合金相图 一、铁碳合金相图铁碳合金相图是表示铁碳合金在极缓慢冷却(或加热)条件下，不同化学成分的铁碳合金，在不同温度下所具有的组织状态的一种图形。研究铁碳合金相图，就是研究Fe-Fe3C相图部分。,第五章 非合金钢钢是指以铁为主要元素，碳的质量分数W(C)一般在2.11%以下并含有其他元素的金属材料。钢按化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类。第一节 杂质元素对钢性能的影响硅是钢中的有益元素。提高钢的强度、硬度和弹性，但硅降低钢的塑性和韧性。锰也是钢中的有益元素。提高钢的强度和硬度。硫和磷是钢中的有害杂质元素。,第二节 非合金钢的分类 非合金钢按碳的质量分数高低分类，可分为

20、低碳钢、中碳钢和高碳钢三类。非合金钢按主要质量等级可分为：普通质量非合金钢、优质非合金钢和特殊质量非合金钢三类。非合金钢按用途分类，可分为碳素结构钢和碳素工具钢。按专业分类，可分为:锅炉用钢、桥梁用钢、矿用钢、钢轨钢等。；按冶炼方法等进行分类，可分为:氧气转炉钢、电弧炉钢等。,第三节 非合金钢的牌号及用途 一、普通质量非合金钢 普通质量非合金钢中应用最多的是碳素结构钢，其牌号由屈服强度字母、屈服强度数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。质量等级分A、B、C、D四级，从左至右质量依次提高。屈服强度用“屈”的汉语拼音字母“”和一组数字表示；脱氧方法用F、Z、TZ分别表示沸腾钢、镇静钢、特

21、殊镇静钢。在牌号中“Z”可以省略。例如，235AF，表示屈服强度大于235MPa，质量为A级的沸腾碳素结构钢。,二、优质非合金钢的牌号及用途 优质非合金钢中应用最多的是优质碳素结构钢，其牌号用两位数字表示，两位数字表示该钢的平均碳的质量分数的万分之几(以0.01%为单位)，如45钢表示平均碳的质量分数W（C）=0.45%的优质碳素结构钢；08表示平均碳的质量分数W（C）=0.08%的优质碳素结构钢。如果是沸腾钢，则在数字后面加“F”，如08F、10F和15F。,一般工程用铸造碳钢的牌号是用“铸钢”两字的汉语拼音字首“ZG”后面加两组数字组成，第一组数字代表屈服点的最低值，第二组数字代表抗拉强度

22、的最低值。例如，ZG200-400表示屈服点200MPa，抗拉强度400MPa的一般工程用铸造碳钢。焊接结构用碳素铸钢的牌号表示方法与一般工程用铸造碳钢的牌号基本相同，所不同的是需要在数字后面加注字母“H”，如ZG200-400H等。,四、特殊质量非合金钢的牌号及用途 特殊质量非合金钢中应用最多的是碳素工具钢。碳素工具钢是用于制造刀具、模具和量具的钢，其碳的质量分数都在0.7%以上，而且此类钢都是优质钢和高级优质钢，有害杂质元素(S、P)含量较少，质量较高。碳素工具钢的牌号以碳的汉语拼音字首“T”开头，其后的数字表示平均碳的质量分数的千分数。例如，T8表示平均碳的质量分数为W（C）=0.80%

23、的碳素工具钢。如果是高级优质碳素工具钢，则在钢的牌号后面标以字母A，如T12A表示平均碳的质量分数为W（C）=1.20%的高级优质碳素工具钢。,第六章 钢的热处理 热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却，以获得预期的组织结构与性能的工艺。热处理工艺过程由加热、保温、冷却三个阶段组成，并可用热处理工艺曲线来表示。常用的热处理加热设备有箱式电阻炉、盐浴炉、井式炉、火焰加热炉等。常用的冷却设备有水槽、油槽、盐浴、缓冷坑、吹风机等。,第一节 钢在加热时的组织转变金属材料在加热或冷却过程中，发生相变的温度称为临界点（或相变点）。,一、奥氏体的形成奥氏体的形成是通过形核和核长大过程来实

24、现的。珠光体向奥氏体的转变可以分为四个阶段：奥氏体形核、奥氏体核长大、残余渗碳体继续溶解和奥氏体化学成分均匀化。,二、奥氏体晶粒长大及其控制措施奥氏体晶粒细小，则其转变产物的晶粒也较细小，其性能（如韧性和强度）也较高；反之，转变产物的晶粒则粗大，其性能（如韧性和强度）则较低。将钢铁材料加热到临界点以上时，刚形成的奥氏体晶粒一般都很细小。如果继续升温或延长保温时间，便会引起奥氏体晶粒长大。生产中采用以下措施控制奥氏体晶粒的长大。1合理选择加热温度和保温时间 2选用含有合金元素的钢,第二节 钢在冷却时的组织转变 一、冷却方式 钢铁材料在冷却时，可以采取两种转变方式：等温转变和连续冷却转变。在共析温

25、度A1以下存在的奥氏体称为过冷奥氏体，也称为亚稳奥氏体,二、过冷奥氏体的等温转变 过冷奥氏体的等温转变是指工件奥氏体化后，冷却到临界点（Ar1或Ar3）以下的某一温度区间内等温保持时，过冷奥氏体发生的相变。,三、过冷奥氏体的连续冷却转变过冷奥氏体的连续冷却转变是指工件奥氏体化后以不同冷却速度连续冷却时过冷奥氏体发生的转变。,第三节 退火与正火 一、退火退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火的目的是消除钢铁材料的内应力；降低钢铁材料的硬度，提高其塑性；细化钢铁材料的组织，均匀其化学成分，为最终热处理做组织准备。退火通常分为：完全退火、等温退火、球化退火、去应力退

26、火、均匀化退火等。一般将退火作为预备热处理工序，并安排在铸造、锻造、焊接等工序之后，粗切削加工之前，用来消除前一道工序中所产生的某些缺陷或残余内应力，为后续工序做好组织准备。,二、正火正火是指工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。正火的目的是细化晶粒，提高钢材硬度，消除钢材中的网状碳化物（或渗碳体），并为淬火、切削加工等后续工序作组织准备。,第四节 淬火 淬火是指工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺。马氏体是碳或合金元素在-Fe中的过饱和固溶体，是单相亚稳组织，硬度较高，用符号M表示。马氏体的硬度主要取决于马氏体中碳的质量分数。故马氏体中碳的质量分数越

27、高，其硬度也越高。一、淬火的目的淬火的主要目的是使钢铁材料获得马氏体(或贝氏体)组织，提高钢铁材料的硬度和强度，并与回火工艺合理配合，获得需要的使用性能。,二、淬火加热温度与淬火介质 1淬火加热温度亚共析钢是Ac3以上3050。共析钢和过共析钢是Ac1以上3050。,2淬火介质 常用的淬火冷却介质有：油、水、盐水、硝盐浴、碱浴和空气等。,三、淬火方法常用的淬火方法有：单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火。,四、冷处理冷处理是指钢件淬火冷却到室温后，继续在一般致冷设备或低温介质中冷却，使残余奥氏体转变为马氏体的工艺。五、淬透性与淬硬性 淬透性是指以规定条件下钢试样淬硬深度和硬度分布

28、表征的材料特性。淬透性是钢材的一种属性，是指钢淬火时获得马氏体的能力。以钢在理想条件下淬火所能达到的最高硬度来表征的材料特性称为淬硬性。奥氏体中碳的质量分数越高，则钢的淬硬性越高，钢淬火后的硬度值也越高。,六、淬火缺陷工件加热温度偏高，而使晶粒过度长大，以致力学性能显著降低的现象称为过热。工件加热温度过高，致使晶界氧化和部分熔化的现象称为过烧。工件加热时，介质中的氧、二氧化碳、水蒸汽等与之反应生成氧化物的过程称为氧化。工件加热时介质与工件中的碳发生反应，使表层碳的质量分数降低的现象称为脱碳。钢件淬火后较大区域内硬度达不到技术要求的现象，称为硬度不足。钢件淬火硬化后，其表面许多小区域存在硬度偏低

29、的现象称为软点。变形是淬火时钢件产生形状或尺寸偏差的现象。开裂是淬火时钢件表层或内部产生裂纹的现象。,第五节 回火 一、回火过程中的组织转变第一阶段（200）马氏体分解，淬火组织经过回火，转变为回火马氏体（过饱和度较低的马氏体和极细微碳化物的混合组织）；第二阶段（200300）残余奥氏体分解，淬火组织经过回火，转变为回火马氏体组织；第三阶段（250400）碳化物析出，淬火组织经过回火，形成回火托氏体（铁素体基体内分布着细小粒状（或片状）碳化物的混合组织）；第四阶段（400）碳化物聚集长大与铁素体的再结晶，淬火组织经过回火，最终形成回火索氏体（铁素体基体内分布着粒状渗碳体的混合组织）。,二、回火

30、方法及其应用根据钢材在回火时的加热温度不同，可将回火分为低温回火、中温回火和高温回火三种。低温回火的温度范围是250以下。淬火钢经低温回火后，获得的组织为回火马氏体（M）。中温回火的温度范围是250450。淬火钢经中温回火后，获得的组织为回火托氏体（T）。高温回火的温度范围是500以上。淬火钢经高温回火后，获得的组织为回火索氏体（S）。,第六节 金属的时效金属材料经过冷加工、热加工或固溶处理后，在室温下放置或适当升温加热时，发生力学性能和物理性能随着时间而变化的现象，称为时效。常用的时效方法主要有：自然时效、热时效、变形时效、振动时效和沉淀硬化时效等。自然时效是指金属材料经过冷加工、热加工或固

31、溶处理后，在室温下发生性能随着时间而变化的现象。热时效是指随着温度的不同，-Fe中碳的溶解度发生变化，使钢的性能发生改变的过程称为热时效。变形时效是指钢在冷变形后进行的时效。振动时效是指通过机械振动（如超声波）的方式来消除、降低或均匀工件内残余应力的工艺。沉淀硬化时效是在过饱和固溶体中形成或析出弥散分布的强化相而使金属材料硬化的热处理工艺。,第七节 表面热处理与化学热处理 一、表面热处理表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。表面淬火是指仅对工件表层进行淬火的工艺。按加热方法的不同，表面淬火方法主要有：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。感应加

32、热表面淬火是利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面、局部或整体加热并进行快速冷却的淬火工艺,生产中可通过调整交流电流频率获得不同的淬硬层深度。,根据交流电流频率的不同，感应加热表面淬火分为高频感应加热表面淬火、中频感应加热表面淬火和工频感应加热表面淬火三类。,气相沉积,气相沉积是利用气相中发生的物理、化学过程、改变工件表面成分，在工件表面形成具有特殊性能的金属或化合物涂层的表面处理技术。气相沉积按照过程的本质可分为化学气相沉积和物理气相沉积两大类。,化学气相沉积是利用气态物质在一定的温度下，在固体表面上进行化学反应，并在其表面上生成固态沉积膜的过程。物理气相沉积是通过真空蒸发、电离或溅

33、射等过程，产生金属离子并沉积在工件表面，形成金属涂层或与反应气体反应生成化合物涂层的过程。,二、化学热处理化学热处理是将工件置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入到它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。化学热处理方法通常以渗入元素来命名工艺名称，如渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗硅、渗金属等。化学热处理由分解、吸收和扩散三个基本过程组成。为提高工件表层碳的质量分数并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺称为渗碳。在一定温度下于一定渗氮介质中，使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺称为渗氮。在奥氏体状态下同时将碳、氮原子渗入工件表层，并以渗碳为主的化学热处理工艺称为碳氮共渗。,