当前位置：文档之家 › 工程材料第七章课件

工程材料第七章课件

  • 格式：ppt
  • 大小：8.27 MB
  • 文档页数：36

下载文档原格式

  / 36

合集下载

工程材料学 第7章 合金钢(rev 2)

工程材料学 第7章 合金钢(rev 2)

第七章合金钢合金元素在钢中的作用2Outline分类及编号1合金结构钢3合金工具钢4特殊钢5工程材料学分类及编号一、合金钢介绍为了提高钢的力学、工艺、物理或化学性能，在冶炼时特意往钢中加入的一些化学元素(即通常称为合金元素)，所得到的钢称为合金钢。

改善对象：1.提高强度2.提高淬透性3.提高高温强度、热硬性4.提高抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐磨、电磁等特殊性能工程材料学钢中常用合金元素钢的成分中含有的元素一般除Fe 、C 外，还包括：常存合金元素Si 、Mn 未清除净的杂质S 、P 、H 、O 主要元素(含量较高) Cr 、Ni 、W 、Mo强碳化物元素V 、Nb 、Ti 、Zr 、B 其他元素Re(稀土)、Al一、合金钢介绍分类及编号工程材料学1．按用途分类合金结构钢主要用来制造承受力结构零部件，其中就热处理或专门构件的类型可分别称呼为调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等。

合金工具钢主要用来制造加工其它零件的工具或模具，其中又分为刃具钢、模具钢、量具钢等。

特殊性能钢具有特殊性能而作某项专用的钢，其中又分为不锈钢、耐热钢、电工钢等。

2．按钢的成分分类碳钢仅含有一定量非人为特意加入的常存元素Si 、Mn 等。

合金钢为达到某种性能要求，人为加入了必要的合金元素。

按其加入的量较多元素又有铬钢、锰钢、铬锰钢、钨钼钢等；按其总量分为低、中、高合金钢。

<5% 5-10% >10%一、合金钢介绍分类及编号工程材料学二、合金钢的牌号各个国家钢的牌号命名的方法各不相同，仅介绍我国统一命名的一般规定。

（碳钢已介绍过）（1）合金结构钢牌号的组成为：两位数字＋元素符号＋数字＋…＋字母第一部分用两位数字表示钢的含碳量的万分之几；第二部分用化学元素符号表示钢中的所含主要或关键合金元素，平均含量少于1.5%时不标数, 平均含量为1.5%～2.49%、2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……；第三部分的字母为级别标志，注明特殊要求或专门用途。

工程力学c材料力学部分第七章 应力状态和强度理论

工程力学c材料力学部分第七章 应力状态和强度理论

无论是强度分析还是刚度分析，都需要求出应力的极值， 无论是强度分析还是刚度分析，都需要求出应力的极值，为了找 到构件内最大应力的位置和方向 需要对各点的应力情况做出分析。 最大应力的位置和方向， 到构件内最大应力的位置和方向，需要对各点的应力情况做出分析。
受力构件内一点处所有方位截面上应力的集合，称为一点的 受力构件内一点处所有方位截面上应力的集合，称为一点的 研究一点的应力状态时， 应力状态 。研究一点的应力状态时，往往围绕该点取一个无限小 的正六面体—单元体来研究。 单元体来研究 的正六面体 单元体来研究。
σ2
σ2
σ1
σ1
σ
σ
σ3
三向应力状态
双向应力状态
单向应力状态 简单应力状态
复杂应力状态 主应力符号按代数值的大小规定： 主应力符号按代数值的大小规定：
σ1 ≥ σ 2 ≥ σ 3
平面应力状态的应力分析—解析法 §7−2 平面应力状态的应力分析 解析法
图(a)所示平面应力单元体常用平面图形(b)来表示。现欲求 )所示平面应力单元体常用平面图形( )来表示。现欲求 垂直于平面xy的任意斜截面 上的应力 垂直于平面 的任意斜截面ef上的应力。 的任意斜截面 上的应力。
二、最大正应力和最大剪应力
σα =
σ x +σ y
2
+
σ x −σ y
2
cos 2α − τ x sin 2α
τα =
令
σ x −σ y
2
sin 2α + τ x cos 2α
dσ α =0 dα
σ x −σ y
2
sin 2α +τ x cos2α = 0
可见在 τ α
=0

土木工程材料ppt课件

土木工程材料ppt课件
高弹态是橡胶的使用状态，常温处于高弹态的聚 合物均可用作橡胶。
粘流态是聚合物成型时的状态。 完全结晶的聚合物的温度-变形曲线有所不同， 在熔点Tm以前不出现高弹态，而是保持结晶态；当温 度升高到熔点以上时，若分子量足够大，则出现高弹 态，若分子量很小，则直接进入粘流态。
可编辑ppt
21
图7-7 结晶聚合物温度-形变曲线
可编辑ppt
27
㈡塑料管 塑料管是指采用塑料为原料，经挤出、注塑、焊 接等工艺成型的管材和管件。与传统的镀锌钢管和铸 铁管相比，塑料管具有耐腐蚀、不生锈、不结垢、重 量轻、施工方便和供水效率高等优点。常用的塑料管 包括硬质聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、ABS（丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）管、聚丁烯管、玻璃钢 管以及铝塑等复合塑料管。
可编辑ppt
26
二、建筑中常用的塑料制品 塑料既可用做防水、隔热保温、隔声和装饰等功 能材料；也可制成玻璃纤维或碳纤维增强塑料，用做 结构材料。 ㈠塑料门窗 塑料门窗是由硬质聚氯乙烯型材经切割、焊接、 拼装、修整而成的门窗制品，与传统的钢、木门窗相 比，塑料门窗具有美观耐用、安全、节能等一系列优 点。
可编辑ppt
19
㈡聚合物的物理状态及性能特点 聚合物的各种物理状态可以根据形变能力与温度 关系曲线—温度-变形曲线进行划分。按温度区域可划 分为玻璃态、高弹态和粘流态三种物理形态。
图7-6 非晶聚合物温度-形变曲线
（Ma、Mb—分子量可编，辑pptMa ＜ Mb ）
20
玻璃态是塑料的使用状态，常温处于玻璃态的聚 合物都可用作塑料。
1-分子量低；2-分子量较搞
可编辑ppt
22
在室温下，聚合物总是处于玻璃态、高弹态和粘 流态三种状态之一，不同聚合物可能处于不同的物理 状态，表现出不同的力学性能。

《工程力学：第七章+圆轴扭转时的应力变形分析与强度和刚度设计》

《工程力学：第七章+圆轴扭转时的应力变形分析与强度和刚度设计》

工程力学 第7章 圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计
工程力学 第7章 圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计
工程力学 第7章 圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计
工程力学 第7章 圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计
工程力学 第7章 圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计
工程力学 第7章 圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计
背 景
材
料
工程力学 第7章 圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计
背 景
材
料
工程力学 第7章 圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计 一、扭转的概念 复习 Me
mA
阻抗力 偶
主动力 偶
me
受力特点：杆两端作用着大小相等、方向相反的力偶，且力 偶作用面垂直于杆的轴线。 变形特点：杆任意两截面绕轴线发生相对转动。 主要发生扭转变形的杆——轴。
Mx 16M x 16 1.5kN m 103 max＝ ＝ 3 ＝ ＝50.9MPa 3 4 -3 4 WP πD 1 π 90mm 10 1 0.9传动轴的强度是安全的。
工程力学 第7章 圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计 2．确定实心轴的直径 根据实心轴与空心轴具有同样数值的最大剪应力的要求， 实心轴横截面上的最大剪应力也必须等于 50.9MPa 。若设实 心轴直径为d1，则有
b b
工程力学 第7章 圆轴扭转时的应力变形分析以及强度和刚度设计 T 一、 扭转强度计算 变截面圆轴: max W [ ] 1、强度条件： p
max
max
对脆性材料 [ ] 对韧性材料 [ ]
b
nb

《土木工程材料》课件 第7章墙体材料

《土木工程材料》课件 第7章墙体材料

上一内容 下一内容 回主目录
土木工程材料
（1）烧结普通砖的技术要求
• 8）抗冻性
• 将砖吸水饱和后置于-15°C水中融化，再在 10~20°C水中融化，按规定的方法反复15次冻融 循环后，其质量损失不超过2%，抗压强度降低值 不超过25%，即为抗冻性合格。
上一内容 下一内容 回主目录
土木工程材料
（1）烧结普通砖的技术要求
• 4）石灰爆裂
• 当生产烧结普通砖的原料中夹杂有石灰石杂质时，焙烧砖 体会使其中的石灰石被烧成生石灰。这种生石灰常为过火 石灰，砖受潮或受雨淋时该石灰吸水消化成消石灰，体积 膨胀，导致砖体开裂。
表7－4 烧结普通砖的泛霜及石灰爆裂的技术标准
项目 泛霜
石灰爆 裂
优等品 无泛霜
不允许出现最大破 坏尺寸>2mm的 爆裂区域
土木工程材料
分类
• 按照断面结构 砌墙砖有普通砖和空心砖两大类:
➢ 孔洞率小于25%或没有孔洞的为普通砖或实心砖； ➢ 空洞率大于25%的为空心砖。
• 按材质和工艺 砌墙砖有烧结砖和非烧结砖(包括蒸 养或蒸压砖)，如：
➢ 烧结砖：烧结粘土砖、烧结粉煤灰砖、烧结煤矸石砖、 烧结页岩砖等；
➢ 非烧结砖：灰砂砖、粉煤灰砖和煤渣砖等。
≥
，≥
MU30 30.0
22.0
MU25 25.0
18.0
MU20 20.0
14.0
MU15 15.0
10.0
MU10 10.0
6.5
变异系数δ＞0.21，单块最 小抗压强度值fmin / MPa，≥
25.0 22.0 16.0 12.0 7.5
上一内容 下一内容 回主目录
土木工程材料

机械工程材料第七章

机械工程材料第七章



8. 螺栓、铆钉等冷镦零件 9. 汽车用塑料 （1）汽车内饰用塑料 （2）汽车用工程塑料 （3）汽车外装机结构件用纤维增强塑料复合材料 10.汽车用橡胶 11.汽车用陶瓷材料
二、机床零件用材
常用的机床零部件有机座、轴承、导轨、齿轮、弹簧、紧固件、
刀具等。

1. 机身、底座用材
首选材料当为灰铸铁、孕育铸铁，球墨铸铁也可使用。HT150、 HT200，HT250，HT300，QT400-17，QT600-2等等。
（2）主要失效形式 1）疲劳断裂。主要发生在齿根。它是齿轮最严重的失效形式。 2）齿面磨损。3）齿面接触疲劳破坏 。4）过载断裂。
疲劳断裂、齿面磨损、齿面接触疲劳破坏 、过载断裂
（3）齿轮用材性能要求
1）高的弯曲疲劳强度
2）高的接触疲劳强度和耐磨性 3）齿轮心部要有足够的强度和韧性

2. 齿轮零件的选材 3. 典型齿轮选材举例
一、齿轮类零件的选材

1. 齿轮的工作条件、失效形式及性能要求
齿轮是机械工业中应用最广的零件之一，主要用于传递扭矩和调 节速度。 （1）工作时的受力情况 1）由于传递扭矩，齿根承受较大的交变弯曲应力。 2）齿面相互滑动和滚动，承受较大的接触力，并发生强烈的摩擦。
3）由于换档、启动或啮合不良，齿部承受一定的冲击。

3. 活塞、活塞销和活塞环——活塞组
对活塞用材的要求是热强度高、导热性好、吸热性差、膨胀系数 小、密度小，减磨性、耐磨性、耐蚀性和工艺性好等。目前很难 找到完全满足要求的材料。常用的活塞材料是铝硅合金。 活塞销材料一般用20钢或20Cr等低碳合金钢。 活塞环材料多用以珠光体为基的灰铸铁或在其上添加Cu、Cr、 Mo的合金铸铁制造。

《工程材料》第七章PPT教学课件


2020/10/16
8
②对铁素体单相区的影响：Cr、W、Mo、V、Ti、Al、 Si 等是缩小γ区的元素，它们能使A4 和NJ线下降，此时 钢在冷却时便不发生组织转变，室温下组织铁素体组 织—称为铁素体钢，如含17~28%Cr 的Cr17、Cr25、 Cr28 等铬不锈钢均属铁素体钢。
2020/10/16
性，使C曲线右移。 ①非碳化物形成元素Al、Ni、Si、Cu 等不改变C 曲
线 的形状，只使其右移。 ②碳化物形成元素Mn、Cr、Mo、W 等除使C 曲线 右移 外，还改变其形状。即将C 曲线分裂为珠光体转变 的贝氏体转变两个C 曲线，并在此二曲线之间出现 一个过冷奥氏体的稳定区，其中Cr和Mn推迟贝氏体 转变的作用大于珠光体转变；而Mo、W 推迟珠光 体 转变的作用大于贝氏体的。 2020/除10/16Co、Al 外，其他合金元素均使Ms 点降低， 12
出现脆化的现象.
“第一类回火脆性”：结构钢回火时在350℃附近出 现
的冲击韧性下降的现象。
又称“不可逆回火脆性”。
可用等温淬火取代。
“第二类回火脆性” ：在500-650℃回火后缓慢冷却 出
现的冲击韧性下降现象。
又称“可逆回火脆性”。
2020/10/16 消除：在500～600℃经保温后快冷；
17
加入适量的W或Mo元素
原因:①Cr、W、Mo、V等元素超过一定量时，在 400℃
以上还会形成弥散分布的特殊碳化物；
②碳化物形成元素含量较高的高合金钢中,残余
奥氏体的稳定性很高,加热到500～600℃仍不
2020/10/16 分解,冷却时部分转变成马氏体。
15
2020/10/16
16
3.回火脆性

机械工程材料教学课件第7章常用金属材料

（1）形成合金铁素体，合金铁素体对钢具有固溶强化的作用。
7.3 合金钢
（2）形成合金碳化物
合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小，可分为碳化物形成元 素和非碳化物形成元素两大类。
碳化物形成元素：常见碳化物形成元素有Mn、Cr、W、V、 Nb、Zr、Ti等（按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排 列），它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体， 含量高时可形成新的合金碳化物。
7.4.1低合金高强度结构钢
1. 化学成分及性能特点 低合金高强度结构钢的含碳量较低，一般不超过0.2%，合金
元素的含量不超过3%，因含碳量较低，所以其塑性、韧性和焊接 性能较好，此类钢中常加入的元素有Mn、Si、V、Nb、Ti、Al、 Mo和N等，其中以Mn最为常用。
C：在钢中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物，使钢得到强 化。在合金钢中为来形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要 0.01~0.02％，所以降碳是这类钢发展的必然趋势，从而可大大改善 钢的韧性和焊接性能。
7.1.4 P对钢性能的影响
磷由炼钢时由矿石带入到钢中，它能够增加钢的强度和硬度， 但对塑性变形、冲击韧性的负面作用更加明显，[但对塑性变形、 冲击韧性的负面作用更加明显，]特别是在低温时，它使钢材显著 变脆，这种现象称为"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性能变 坏，含磷越高，冷脆性越大，故钢中对含磷量控制较严，所以一般 说磷也是有害元素。
Mn：Mn/C比值越高，越有助于提高钢的屈服强度和冲击韧性。 锰降低了γ→α 转变温度，有利于针状铁素体的形核；另外，在加 热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，从而增加 铁素体中碳化物的弥散析出量。高锰还可以导致钢的应力-应变特 性的变化，可以抵消晶格效应的强度损失。

混凝土工程(骨料和混凝土制备、混凝土的运输、浇筑、养护以及混凝土施工+【水利工程施工第七章】精品PPT

• 方法：人工筛分、水力筛分、机械筛分。
偏心振动筛
• 组成：包括筛箱、筛网、偏心平衡轮、消振平衡 重、消振弹簧、筛架等。
• 基本工作原理：筛箱悬挂在主轴的偏心部位上， 当主轴旋转时，筛箱便随之作环行运动，同时形 成振动，骨料顺着倾斜的筛面跳动前进，通过筛 孔实现筛分。
• 振动筛分特点：振幅不会随着进料量的变化而变 化，因此不会出现因为进料多使振幅减小，造成 筛孔堵塞。
• 过程包括：贮料，供料，配料，拌和。 • 要求：标号无误，配料准确，拌和充分，
出机温度适当。
一、混凝土配料
• 1、方法：体积配料法，重量配料法。水利 工程主要采用重量配料法。
• 2、重量配料法步骤：砂石、水泥、掺和料 按重量称量；水、外加剂溶液按体积计量。 配料精度要求：水泥，掺和料、水、外加 剂溶液为±1% ；砂石料为±2%。
• 3、措施：人工加热，保温蓄热，加速凝固。
• 1）调整配合比和掺外加剂：使用快凝水泥，减少 水灰比，掺用促凝剂。
• 2）原材料加热法：对骨料和水进行加热。
• 3）蓄热养护法：将浇筑后的混凝土表面在养护期 间用保温材料加以覆盖，蓄积热量延缓混凝土冷 却速度。
• 4）加热养护法：暧棚法，蒸汽加热法，电热法。
• 2、保量：混凝土运输设备和运输能力要与拌和浇 筑能力、仓面具体情况及钢筋、模板吊运等相适 应。
• 3、经济：使运输费用低。
• 4、及时：运输仓内的混凝土不初凝。
• 二、混凝土运输的过程与方式： • 1、过程：水平运输（从拌和地到浇筑仓前）、垂
直运输（从浇筑仓前到仓内）
• 2、方式：循环式运输、连续式运输。
应性强，适用于混凝土浇筑初期。
• 2、门式起重机和塔式起重机：配合栈桥 （轨道）工作。

大学《工程材料》课件PPT(九大章节完整版)

金属与金属、金属与非金属、非金属与非 金属都可以组成复合材料。当前主要研究 和应用的是以树脂、橡胶、陶瓷或金属为 基体，以各种纤维、粒子、片状物为增强 体组成的复合材料。
如果材料选择不当或加工不合理会给国民经 济造成重大损失，下面给大家介绍几个具体 事例：
1943年1月美国t-2型油船破断的实例属低应力脆断，类似 事件1962年澳大利亚金斯桥建成仅一年就突然断裂。
3、良好加工性能，如铸造，塑性变形，焊 接，机械加工等性能。并且通过热处理可以改变其 性能。
有机高分子材料：该类材料正以前所未有 的速度发展着。工程塑料世界年产量超过 150万吨，通过各种合成或制备技术，性 能不断提高，应用日广。有人预测，汽车 的车身不久将大部分采用塑料，每公斤工 程塑料可代替4-5公斤钢铁，而且可整体 成型，因而成本和油耗将进一步降低；有 机高分子功能材料发展更快，由于它是人 工合成的，且原料充足，可以设计出无穷 的新品种，前景十分广阔 。
青铜器时代 石器时代
复合材料时代 铁器时代
机敏/智能 材料时代
材料的分类：
按原子结构分： 1、金属材料（黑色金属，有色金属） 2、 非金属材料（有机，无机） 3、 复合材料（金属基、塑料基、陶瓷基） 按应用角度分：
1、结构材料，机械性能为主要使用性能兼 具一定物理和化 学性能，如制造机器零件的 钢材。 2、功能材料，具有特异的物理和化学功能， 如超导材料，形状记忆材料，储氢材料，激 光材料，半导体材料，纳米材料等 。
本课程基本由两部分组成
第一部分是金属学的理论基础。主要探讨 金属及合金的晶体结构和结晶过程，金属 在固态下的转变过程以及金属的塑性变形 等。这些基础知识是掌握工程材料内部结 构的变化规律和理解各类材料之间性能差 异的钥匙。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
淬火是热处理中应用最广的工艺之一。生产中，淬火常 淬火是热处理中应用最广的工艺之一。生产中， 与适当的回火工艺配合，获得零件所需的使用性能。 与适当的回火工艺配合，获得零件所需的使用性能。
定义
钢
加热 M
Ac3或Ac1以上 化 以上A化
B
目的
获得马氏体和 获得马氏体和（或）贝氏体组织，提高硬度、强度和 马氏体 贝氏体组织，提高硬度、 组织 耐磨性，以满足零件的使用性能。 耐磨性，以满足零件的使用性能。
15钢淬火组织：M板条 钢淬火组织： 钢淬火组织
45钢淬火组织：M板条＋M片状 钢淬火组织： 钢淬火组织
T8钢淬火组织：M片状＋A残 钢淬火组织： 钢淬火组织
T12钢淬火组织：M+Fe3C+A残 钢淬火组织： 钢淬火组织
钢的淬火
三、常用淬火方法及应用
采用不同的淬火方法， 可弥补淬火介质的不足。 采用不同的淬火方法 ， 可弥补淬火介质的不足 。 最常用 的如图示： 的如图示：
500℃出 500℃出 炉空冷
时间
常用退火工艺
临 界 点
常用退火、正火温度范围和工艺曲线 常用退火、
1. 完全退火 （重点） 重点）
应用： 应用：亚共析成分碳钢或合金钢 目的：细化晶粒，均匀组织； 目的：细化晶粒，均匀组织； 提高塑性，消除应力； 提高塑性，消除应力； 改善切削加工性能。 改善切削加工性能。 加热温度： 加热温度：Ac3 +(30~50) ℃ 室温组织： ＋ 室温组织：P＋F
温 度
AC3
+30～50℃ Ac3+30～50℃
500℃ 500℃空冷
时间
完全退火工艺曲线 中碳钢： 中碳钢：P ＋ F
退火和正火 2. 球化退火（重点） 重点）
应用：共析钢、 应用：共析钢、过共析钢 加热温度： 加热温度：Ac1＋20 ℃ ～30℃ ℃ 组织： 基体上分布着颗粒状Fe ） 组织：P球（F基体上分布着颗粒状 3C） 基体上分布着颗粒状 目的： 目的： 使网状或片状 Fe3C球化 球化 降低硬度， 降低硬度，便于切削加工 为淬火作组织准备
高合金钢加 热过程中,往 热过程中 往 往需预热！ 往需预热！
知识扩展
钢的 强韧 化新 工艺
亚共析钢略低于Ac 加热的亚温淬火 亚温淬火， 亚共析钢略低于 3加热的亚温淬火，适于原 始组织为非平衡组织的情况。 始组织为非平衡组织的情况。 低、中碳钢采用高温淬火，组织中 M板条↑，钢 中碳钢采用高温淬火， 高温淬火 ， 的强韧性↑。 的强韧性 。 高碳钢低温、快速、短时加热淬火工艺， 高碳钢低温、快速、短时加热淬火工艺，A残 低温 淬火工艺 中的W ，钢的强韧性↑。 中的 C↓，钢的强韧性 。
5. 再结晶退火
加热温度： 加热温度： T再结晶＜T加热＜ Ac1 目的：消除加工硬化， 目的：消除加工硬化，提高塑性
扩散退火
6. 均匀化退火（扩散退火） 均匀化退火（扩散退火）
工艺规范： 工艺规范： T加热＝Ac3＋150 ～250 ℃ t保温＝10～15 h ～ 目的：均匀成份， 目的：均匀成份，消除偏析
35钢两相区淬火组织 钢两相区淬火组织: 钢两相区淬火组织 M(灰黑色 ＋F(白色块状 灰黑色)＋ 白色块状 白色块状) 灰黑色
淬火工艺
合金钢淬火加热温度的确定： 合金钢淬火加热温度的确定：
由于大多数合金元素（ 由于大多数合金元素（除Mn、P外）， 、 外 对奥氏体的形成和长大有阻碍作用 阻碍作用， 对奥氏体的形成和长大有阻碍作用，因而 合金钢淬火温度比碳钢高。 合金钢淬火温度比碳钢高。 一般： 一般： Ac3 或 Ac1+50～100℃ ～ ℃
3. 马氏体分级淬火
将加热奥氏体化的钢件，先浸入温度稍 将加热奥氏体化的钢件 ， 先浸入温度 稍 高于或稍低于钢的Ms点的液态介质中， 高于或稍低于钢的 点的液态介质中，等温 适当时间后 取出空冷到室温 以获得马氏 空冷到室温， 适当时间 后 ， 取出 空冷到室温 ， 以获得 马氏 体组织的淬火工艺。 体组织的淬火工艺。 的淬火工艺 淬火介质：燃点较高的油、盐浴和碱浴。 淬火介质：燃点较高的油、盐浴和碱浴。 等温目的：使工件表面和心部温度均匀。 等温目的：使工件表面和心部温度均匀。 淬火组织：马氏体（ 。 淬火组织：马氏体（M)。 特 点：工件温度均匀，组织转变缓慢， 工件温度均匀，组织转变缓慢， 淬火应力显著降低。 淬火应力显著降低。 适于变形要求严格的小尺寸工件。 应 用：适于变形要求严格的小尺寸工件。
常用淬火介质
表：生产中常用淬火介质的特点、适用范围 生产中常用淬火介质的特点、
淬火介质 冷却能力 变形开裂倾向 适用范围 水 强 大 盐水、 盐水、碱水 更强 更大 油 较弱 较小 合金钢 淬火
理想淬火冷却曲线 盐浴（熔盐） 盐浴（熔盐）或碱 熔碱） 浴（熔碱） 介于水油之间 小 小件、形状复杂、 小件、形状复杂、 精度要求高的工件
保温时间根据 TTT曲线确定 曲线确定 保温 快冷到略 保温 低于Ar 低于 1 相变结束 出炉空冷
优点：组织均匀，退火时间短，生产率高。 优点：组织均匀，退火时间短，生产率高。
高速钢等温退火与普通退火的比较
A
退火和正火 4. 去应力退火
工艺规范： 工艺规范： T加热＜ Ac1 目的： 目的：消除工件残余应力
工艺曲线 t／min ／
T / ℃
Ac1+20 ～30 ℃
AC1
Ar1- 20 ℃ 500℃，空冷 ℃
加热温度范围
T12钢球化退火组织：P球 ） 钢球化退火组织 粒状
3. 等温退火
工艺过程
亚共析钢加热温度 亚共析钢加热温度Ac3+30~50℃ 加热温度 ℃ 共析、过共析钢加热温度 共析、过共析钢加热温度 Ac1+30~50℃ ℃
小而简单的 碳钢及低合 金结构钢 碳钢件
新型淬火介质： 聚乙烯醇、三硝盐水溶液等。 新型淬火介质： 聚乙烯醇、三硝盐水溶液等。
淬火工艺 淬火后的组织：一般， 淬火后的组织：一般， 亚共析钢 ≤0.5%C时，为M 时 >0.5%C时，为M+A残 时
共析钢： ＋ 共析钢：M＋A残 过共析钢： 粒状Fe 过共析钢： M+粒状 3C+A残 粒状
细化组织，均匀成分，强度硬度略提高。 细化组织，均匀成分，强度硬度略提高。 对于过共析钢，消除网状Fe 对于过共析钢，消除网状 3CⅡ，为球化退火 作组织准备。 作组织准备。 普通结构钢零件作为最终热处理。 普通结构钢零件作为最终热处理。 改善低碳钢、低碳合金钢切削加工性能。 改善低碳钢、低碳合金钢切削加工性能。 消除中碳结构钢在铸、锻、轧制及焊接等 消除中碳结构钢在铸、 加工中出现的粗大或带状组织等缺陷。 加工中出现的粗大或带状组织等缺陷。
机械零件一般的加工工艺过程： 机械零件一般的加工工艺过程：
毛坯（铸件、锻件） 预备热处理→机加工→最终热处理→ 毛坯（铸件、锻件）→预备热处理→机加工→最终热处理→精加工
退火与正火工艺主要用于预备热处理 通常安排在毛坯 退火与正火工艺 主要用于预备热处理， 通常安排在毛坯 主要用于 预备热处理， 生产之后，切削加工之前 ； 只有当零件力学性能要求不高时 生产之后 ，切削加工之前； ，才作为最终热处理。 才作为最终热处理。 本节主要内容及要求： 本节主要内容及要求： 理解钢的退火、 理解钢的退火、正火的概念 掌握退火、 掌握退火、正火的目的及工艺过程 能够正确选择退火和正火工艺
1. 单介质淬火法（V1） 单介质淬火法（
将加热奥氏体化的工件放入一 种淬火介质中， 种淬火介质中 ， 连续冷却到室温 的操作方法。 的操作方法。 特点：操作简单，易实现自动化。 特点 ： 操作简单 ， 易实现自动化。 但水淬易淬裂， 但水淬易淬裂 ， 油淬易出现 硬度不足或不均现象。 硬度不足或不均现象。 应用：只适用于形状简单、 应用 ： 只适用于形状简单 、 尺寸较 小的碳钢和合金钢工件。 小的碳钢和合金钢工件。
又称“焖火” 一、钢的退火 ，又称“焖火”
定义
钢件 加热 适当温度 保温 缓冷的热 缓冷的热 处理工艺
室温组织：可根据Fe-Fe3C相图确定。 相图确定。 室温组织：可根据 相图确定 工艺规范
加热温度：临界温度以上或以下。 加热温度：临界温度以上或以下。 冷却方式：炉冷。为提高生产率， 冷却方式 ： 炉冷 。 为提高生产率 ， 可采用
去应力退火
二、钢的正火，又称“常化” 钢的正火，又称“常化”
定义
加热 临界温 保温 钢件 度以上 加热温度 亚共析钢： 亚共析钢：Ac3+30 ～50 ℃ 共 析 钢： Ac1+30 ～50 ℃ 过共析钢：AcCm +30 ～50 ℃ 过共析钢： 正火组织 < 0.6%C时，为（F+S） 时 ） ≥ 0.6%C时，为 S 时 目的和应用
空冷
共析钢正火组织： 共析钢正火组织：索氏体 S
单相 A区 区
退火和正火
三、退火与正火的比较
加热温度
？ 过共析钢退火不能在Ac 过共析钢退火不能在
组织和性能
亚共析钢的退火和正火加热温度相同。 亚共析钢的退火和正火加热温度相同。
cm以上加热
，但正火可以。 但正火可以。
同一种钢，正火比退火组织细密，强度硬度 同一种钢，正火比退火组织细密，强度硬度↑
2. 双介质淬火法（V2） 双介质淬火法（
工件先放入一种冷却能力强的介 质中，冷到接近Ms点 质中，冷到接近 点，立即转入另 一种冷却能力弱的介质中发生马氏 体转变的方法。 体转变的方法。 空冷淬火。 如: 水—油、油—空冷淬火。 油 空冷淬火 特点： 转变区冷速减慢， 特点：在M转变区冷速减慢， 转变区冷速减慢 可减小应力、变形和开裂倾向， 可减小应力、变形和开裂倾向，但 不好掌握。 不好掌握。 应用： 应用：用于形状复杂碳钢和大 型合金钢件。 型合金钢件。