最新工程材料復習全解教學講義PPT課件.ppt

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1、工程材料復習全解使用性能工藝性能純金屬合金工業(yè)用鋼有色金屬及其合金鑄鐵結(jié)晶塑性變形熱處理一、性能㈠使用性能1、力學性能⑴剛度：材料抵抗彈性變形的能力。指標為彈性模量：E=?/?⑵強度：材料抵抗變形和破壞的能力。指標：抗拉強度?b—材料斷裂前承受的最大應力。屈服強度?s—材料產(chǎn)生微量塑性變形時的應力。強碳化物形成元素：Ti、Nb、V如TiC、VC中碳化物形成元素：W、Mo、Cr如Cr23C6弱碳化物形成元素：Mn、Fe如Fe3C性能比較：強度：固溶體?純金屬硬度：化合物?固溶體?純金屬塑性：化合物?固溶體?純金屬二、成分金屬化合物形態(tài)對性能的影響①基體、晶界網(wǎng)狀：強韌性低②晶內(nèi)片狀：強硬度提

2、高，塑韌性降低③顆粒狀：彌散強化：第二相顆粒越細，數(shù)量越多，分布越均勻，合金的強度、硬度越高，塑韌性略有下降的現(xiàn)象。?合金元素在鋼中的作用1、強化鐵素體；2、形成化合物——第二相強化3、擴大（C,Mn,Ni,Co）或縮?。–r,Si,W,Mo）A相區(qū)4、使S、E點左移5、影響A化6、溶于A(除Co外),使C曲線右移,Vk減小,淬透性提高.7、除Co、Al外，使Ms、Mf點下降。8、提高回火穩(wěn)定性（淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降的能力）9、產(chǎn)生二次硬化（含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后回火時，由于析出細小彌散的特殊碳化物及回火冷卻時A’轉(zhuǎn)變?yōu)镸回，使硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象）10、防止第

3、二類回火脆性：W、Mo(回火脆性：淬火鋼在某些溫度范圍內(nèi)回火時，出現(xiàn)的沖擊韌性下降的現(xiàn)象。)三、組織㈠純金屬的組織1、結(jié)晶：金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的過程⑴結(jié)晶的條件——過冷：在理論結(jié)晶溫度以下發(fā)生結(jié)晶的現(xiàn)象。過冷度：理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差。?T=T0–T1實際液態(tài)金屬的結(jié)晶總是在過冷的條件下進行過冷度大小與冷卻速度有關，冷速越大，過冷度越大。⑵結(jié)晶的基本過程——晶核形成與晶核長大形核——自發(fā)形核與非自發(fā)形核長大——均勻長大與樹枝狀長大⑶結(jié)晶晶粒度控制方法：①增加過冷度；②變質(zhì)處理；③機械振動、攪拌在一般情況下，晶粒愈小，其強度、塑性、韌性也愈高。鑄錠(件)的宏觀組織通常由三個區(qū)組成:

4、表層細晶區(qū)、柱狀晶區(qū)、中心粗等軸晶區(qū)2、純金屬中的固態(tài)轉(zhuǎn)變同素異構轉(zhuǎn)變：物質(zhì)在固態(tài)下晶體結(jié)構隨溫度而發(fā)生變化的現(xiàn)象。固態(tài)轉(zhuǎn)變的特點：①形核部位特殊；②過冷傾向大；③伴隨著體積變化。1394℃912℃鐵的同素異構轉(zhuǎn)變：?-Fe??-Fe??-Fe三、鐵碳合金相圖的分析1、特征點特征點溫度/℃Wc/%含義A15380純鐵的熔點C11484.3共晶點D12276.69滲碳體的熔點E11482.11C在奧氏體中的最大溶解度G9120純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變點P7270.0218C在鐵素體中的最大溶解度S7270.77共析點Q6000.006600℃時碳在鐵素體中的溶解度四、鋼的熱處理㈠熱處理原理1、加熱

5、時的轉(zhuǎn)變奧氏體化步驟：A形核；A晶核長大；殘余滲碳體溶解；A成分均勻化。奧氏體化后的晶粒度：初始晶粒度：奧氏體化剛結(jié)束時的晶粒度。實際晶粒度：給定溫度下奧氏體的晶粒度。本質(zhì)晶粒度：加熱時奧氏體晶粒的長大傾向。鋼加熱時的實際轉(zhuǎn)變溫度分別用Ac1、Ac3、Accm表示，冷卻時的實際轉(zhuǎn)變溫度分別用Ar1、Ar3、Arcm表示。臨界溫度與實際轉(zhuǎn)變溫度鐵碳相圖中PSK、GS、ES線分別用A1、A3、Acm表示。由于實際加熱或冷卻時存在過冷或過熱現(xiàn)象，因此，將影響奧氏體晶粒長大的因素A、加熱溫度和保溫時間：加熱溫度高、保溫時間長，?晶粒粗大。B、加熱速度：加熱速度越快，過熱度越大，形核率越高，晶粒越細

6、。C、合金元素：阻礙奧氏體晶粒長大的元素：Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、Mo、Cr、Al等，多為碳化物和氮化物形成元素。促進奧氏體晶粒長大的元素：Mn、P、C、N。D、原始組織原始組織愈細，晶粒愈細。2、冷卻時的轉(zhuǎn)變過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變方式有等溫轉(zhuǎn)變和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變兩種。五個區(qū)域：過冷奧氏體區(qū)；奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)；過冷奧氏體＋轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的混合區(qū)；在Ms～Mf之間為馬氏體區(qū)。在A1線以上是穩(wěn)定的奧氏體區(qū)。時間溫度A1MSMfA過冷APBMA→MA→BA→P轉(zhuǎn)變開始線轉(zhuǎn)變終了線C曲線分析轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標之間的距離為孕育期。孕育期越小，過冷奧氏體穩(wěn)定性越小。孕育期最小處稱C曲線的“鼻尖”。碳鋼鼻尖處的

7、溫度為550℃。⑴等溫轉(zhuǎn)變曲線及產(chǎn)物650℃600℃550℃350℃A1MSMf時間PSTB上B下MM+A’A→PA→SA→TA→B上A→B下A→M過冷A過冷A過冷A過冷A過冷A過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（共析鋼）轉(zhuǎn)變類型轉(zhuǎn)變產(chǎn)物形成溫度，℃轉(zhuǎn)變機制顯微組織特征HRC獲得工藝珠光體PA1~650擴散型粗片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布5-20退火S650~600細片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布20-30正火T600~550極細片狀，F(xiàn)、F