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,
