金属材料和热处理基本知识(培训内容)

金属热处理基本知识金属热处理是一种通过加热和冷却来改变金属结构和性能的工艺，广泛应用于工业制造过程中。

本文将介绍金属热处理的基本知识，包括常见的热处理方法、热处理的目的以及热处理对金属材料性能的影响。

一、常见的热处理方法1. 固溶处理固溶处理是一种通过加热金属至其固溶温度，然后迅速冷却以增加金属的硬度和强度的方法。

常见的固溶处理方法包括淬火和时效处理。

淬火是将金属加热至固溶温度，然后迅速冷却以形成固溶体，从而提高金属的硬度和强度。

时效处理是在淬火后，将金属加热至适当温度保持一段时间，以达到固溶体中的晶粒溶解和析出硬化相的目的，提高金属的综合性能。

2. 马氏体转变马氏体转变是一种通过加热金属至马氏体起始温度，然后迅速冷却以在金属中形成马氏体组织的方法。

马氏体转变可以显著提高金属的强度和硬度，同时还可以改善其耐磨性能和韧性。

常见的马氏体转变方法包括淬火和回火。

淬火是将金属加热至马氏体起始温度，然后迅速冷却以形成马氏体，进而提高金属的硬度和强度。

回火是在淬火后，将金属加热至适当温度保持一段时间，使马氏体转变为较为稳定的组织，从而提高金属的韧性。

3. 回火处理回火处理是一种通过加热金属至适当温度，然后保温一段时间以改善金属的组织和性能的方法。

回火处理可以降低金属的硬度和强度，提高其韧性和延展性。

不同的回火处理参数可以得到不同的金属组织和性能。

常见的回火处理方法包括低温回火、中温回火和高温回火，分别适用于不同的金属材料和应用需求。

二、热处理的目的金属热处理的主要目的是改善金属材料的组织和性能，以满足特定的工艺和使用要求。

具体来说，热处理可以实现以下几个方面的目标：1. 提高金属的硬度和强度：通过热处理，可以使金属中的晶体细化，晶体界面增多，从而提高金属的硬度和强度。

2. 改善金属的韧性和延展性：热处理可以消除金属中的内应力和缺陷，减少晶界的孔洞，从而提高金属的韧性和延展性。

3. 提高金属的耐磨性和耐蚀性：通过调整金属的组织和相态，热处理可以增加金属的耐磨性和耐蚀性，提高其在恶劣环境下的使用寿命。

⾦属材料及热处理的基本知识⾦属材料及热处理的基本知识⾦属热处理是将⾦属⼯件放在⼀定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持⼀定时间后，⼜以不同速度冷却的⼀种⼯艺。

⾦属热处理是机械制造中的重要⼯艺之⼀，与其它加⼯⼯艺相⽐，热处理⼀般不改变⼯件的形状和整体的化学成分，⽽是通过改变⼯件内部的显微组织，或改变⼯件表⾯的化学成分，赋予或改善⼯件的使⽤性能。

其特点是改善⼯件的内在质量，⽽这⼀般不是⾁眼所能看到的。

为使⾦属⼯件具有所需要的⼒学性能、物理性能和化学性能，除合理选⽤材料和各种成形⼯艺外，热处理⼯艺往往是必不可少的。

钢铁是机械⼯业中应⽤最⼴的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是⾦属热处理的主要内容。

另外，铝、铜、镁、钛等及其合⾦也都可以通过热处理改变其⼒学、物理和化学性能，以获得不同的使⽤性能。

⾦属热处理的⼯艺热处理⼯艺⼀般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。

这些过程互相衔接，不可间断。

⾦属热处理⼯艺⼤体可分为整体热处理、表⾯热处理和化学热处理三⼤类。

根据加热介质、加热温度和冷却⽅法的不同，每⼀⼤类⼜可区分为若⼲不同的热处理⼯艺。

同⼀种⾦属采⽤不同的热处理⼯艺，可获得不同的组织，从⽽具有不同的性能。

钢铁是⼯业上应⽤最⼴的⾦属，⽽且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理⼯艺种类繁多。

“表⾯热处理是只加热⼯件表层，以改变其表层⼒学性能的⾦属热处理⼯艺。

为了只加热⼯件表层⽽不使过多的热量传⼊⼯件内部，使⽤的热源须具有⾼的能量密度，即在单位⾯积的⼯件上给予较⼤的热能，使⼯件表层或局部能短时或瞬时达到⾼温。

表⾯热处理的主要⽅法有⽕焰淬⽕和感应加热热处理，常⽤的热源有氧⼄炔或氧丙烷等⽕焰、感应电流、激光和电⼦束等。

化学热处理是通过改变⼯件表层化学成分、组织和性能的⾦属热处理⼯艺。

化学热处理与表⾯热处理不同之处是后者改变了⼯件表层的化学成分。

化学热处理是将⼯件放在含碳、氮或其它合⾦元素的介质(⽓体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从⽽使⼯件表层渗⼊碳、氮、硼和铬等元素。

金属材料与热处理讲课提纲及内容第一篇金属材料：钢、铁钢：通常是指含碳量小于1.4% 的铁碳合金按照化学成分分为碳素钢和合金钢第一节碳素钢的分类一、按钢的含碳量分类：1、低碳钢：C≤0.25%2、中碳钢：0.25%＜C＜0.6%3、高碳钢：C≥0.6%二、按钢的质量分类：1、普通钢：S≤0.05%，P≤0.045%2、优质钢：S≤0.035%，P≤0.035%3、高级优质钢：S≤0.025%，P≤0.025%三、按钢的用途分类：1、结构钢：主要用于制造各种机械零件和工程构件。

C＜0.7%2、工具钢：主要用于制造各种刀具、模具和量具。

其含碳量大于0.70%四、按冶炼时脱氧程度的不同分类1、沸腾钢2、镇静钢3、半镇静钢第二节碳素钢的牌号及用途一、普通碳素钢结构钢：1、牌号：Q屈服点数值，质量等级符号和脱氧方法符号；2、性能：一般；3、应用：厂房、桥梁、船舶、铆钉、螺钉、螺母等。

例如：Q235-A·F：表示屈服点为235Mpa的A级沸腾钢。

二、优质碳素结构钢：1、牌号：用两位数字表示钢中平均含碳量的万分之几。

2、分类：1）、08~25钢，属于低碳钢性能：强度、硬度较低、塑性、韧性及焊接性良好；用途：冲压件、焊接结构件及渗碳件如：深冲器件、压力容器等。

2）、30~55钢属于中碳钢性能：较高的强度和硬度，是塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低。

用途：制作受力较大的机械零件。

如：连杆、曲轴、齿轮等3）、60钢以上属于高碳钢。

性能：有较高的强度、硬度和弹性；用途：制造较高强度、耐磨性和弹性的零件如：气门弹簧、弹簧垫圈等三、碳素工具钢：1）牌号：T+数字（平均含碳量的千分数）如：T12A：表示平均含碳量为1.2%的高效优质碳素工具钢。

2）T7~T8：钻头、模具等T9~T10：丝锥、板牙等T11~T13：锉刀、削刀等四、铸造碳钢：1）牌号：ZG+数字—数字第一组数字：屈服点第二组数字：抗拉强度值如：ZG270—500，2）应用：制造形状复杂力学性能要求较高的机械零件。

一、金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所反映出来的性能。

金属常用的力学性能有：1.弹性金属材料在受到外力作用时发生变形，外力消除后其变形逐渐消失的性质称为弹性。

①刚性是指材料或构件在外力作用下抵抗弹性变形的能力。

②刚度：k＝F/y2.塑性金属材料在受到外力作用时，产生显著的变形而不断裂的性能称为塑性。

①伸长率δ②断面收缩率ψ3.强度金属材料在外力作用下，抵抗变形和破坏的能力称为强度。

由于各种机器零件或构件因载荷作用形式和作用性质不同，金属材料所表现出的强度大小也不同。

金属材料的强度指标：（1）屈服强度σs 在拉伸试验中，载荷不增加而试样仍能继续伸长时的应力称为屈服强度。

（2）抗拉强度σb 材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度。

（3）疲劳强度σ-1 材料试样在疲劳试验过程中，在承受无数次（或给定次）对称循环应力作用仍不断裂的最大应力称为疲劳强度。

4.硬度金属表面抵抗硬物压入的能力称为硬度。

最常用的硬度指标：（1）布氏硬度HBS(HBW) 布氏硬度是使用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球），以规定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度。

使用淬火钢球作硬度试验得到的硬度用HBS表示；使用硬质合金球作硬度试验得到的硬度用HBW表示。

（2）洛氏硬度HRC 洛氏硬度C标尺试验采用120°金刚石圆锥体加1471N总试验力测量的硬度值。

5.冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性，其大小用冲击韧度αK表示。

二、钢的分类、用途与牌号（一）钢的分类1.按是否特意加入合金元素分类：（1）碳素钢不含有特意加入合金元素的钢，称为碳素钢。

（2）合金钢在碳素钢的基础上，为改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢，称为合金钢。

2.按含碳量分类（1）低碳钢C ≤0.25％；（2）中碳钢0.25％＜C ＜0.60％；（3）高碳钢C ≥0.60％；3.按质量分类（1）普通钢S ≤0.050％，P ≤0.045％（2）优质钢S ≤0.035％，P ≤0.035％（3）高级优质钢S ≤0.025％，P ≤0.025％4.按合金元素总量分类（1）低合金钢合金元素总含量＜5％（2）中合金钢合金元素总含量5％～10％（3）高合金钢合金元素总含量＞10％5.按用途分类（1）结构钢主要用于制造各种机械零件和工程构件的钢。

金属材料及热处理培训资料（技师）1.金属材料的力学性能包括哪些？答：力学性能包括：强度、刚度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。

2.什么是疲劳现象？如何提高疲劳极限？答：疲劳现象：机械零件在交变应力作用下，虽然所承受的应力低于材料的屈服点，但经过长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象。

提高疲劳极限的方法： 1）.在零件结构设计中尽量避免尖角、缺口和截面突变。

2）.提高零件表面加工质量。

3）.对材料表面进行强化处理。

3.什么是加工硬化？它有哪些利弊？答：加工硬化：随着塑性变形程度的增加，金属材料的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。

优点：是强化金属材料的手段；是工件能够成型的重要因素。

缺点：给再次成型造成困难；耐蚀性下降。

4.掌握碳钢及合金钢的分类和牌号含义。

5.合金元素在钢中的主要作用有哪些？答：（1）强化铁素体；（2）形成合金碳化物；（3）细化晶粒；（4）提高钢的淬透性；（5）提高钢的回火稳定性。

6. 高速钢的主要特性是什么？答：高速钢具有高硬度、高耐磨性和高红硬性。

当其切削刃的温度在600℃以下时，仍能保持其高硬度和高耐磨性。

7. 铸铁有哪些性能特点？答：1. 优良的切削加工性；2. 铸造性能好；3. 减磨性及耐磨性很高；4. 优异的消振性；5. 低的缺口敏感性。

8.掌握铸铁的分类和牌号含义。

9.常规热处理方法有哪四种？它们的目的是什么？答：10.什么是调质处理？目的是什么？哪类钢适合进行调制处理？答：淬火+高温回火的热处理工艺称为调质处理。

目的：为了获得材料良好的综合力学性能。

调质处理适合用于中碳钢。

11.工厂常用的防锈方法有哪些？答：浸防锈油油封；吹砂；惰性气体封存；喷漆；氧化处理。

12. 淬火易产生哪些缺陷？答：过热和过烧；氧化和脱碳；变形和开裂；硬度不足；软点。

13.为什么铝合金广泛用于航空工业生产？答：因为纯铝具有银白色金属光泽，密度小(2.72 )，熔点低(660.4℃), 导电、导热性能优良。