文档介绍：第一篇金属材料导论
金属材料力学性能指标的含义、表示方法(符号)
强度包括抗拉强度σb、屈服点(或屈服强度)σs 。
塑性:定义,表征塑性好坏的指标→伸长率(δ)、断面收缩率()。
硬度:布(HB)、洛(HR系列,最常用的为HRC)、维氏硬度(HV)
材料的力学性能指标
冲击韧性:冲击韧度(ak)
疲劳强度:σ-1
纯铁的晶体结构
常见金属的晶体结构有体心立方(fcc) 、面心立方(bcc)、密排六方(hcp)。
纯铁的晶体结构有体心立方(α-Fe、δ-Fe)面心立方(γ-Fe)。
实际金属的晶体缺陷
点缺陷,包括空位、间隙原子、置换原子。
线缺陷,主要是位错。
面缺陷,主要有金属晶体表面,晶界、相界、亚晶界等。
金属的结晶
结晶速度与过冷度(△T)的关系: △T↑,结晶速度↑,晶粒越细。
金属结晶过程→形核和长大。
晶粒对金属材料力学性能的影响:
晶粒越细,金属材料的强度、硬度越高,塑性、韧性越好。
纯金属结晶过程中细化晶粒的方法
⑴增大冷却速度,增大过冷度
⑵进行变质处理,增加外来晶核
⑶采用机械、超声波振动、电磁搅拌等。
铁碳合金及二元相图
合金、组元、相的基本概念
铁碳合金基本组成相:F、A、Fe3C。
按溶质原子在溶剂晶格中所处的位置,固溶体分为间隙固溶体、置换固溶体
铁碳合金基本组织:
固溶体:铁素体(α或F)、奥氏体(γ或A);
混合物:珠光体(P)、莱氏体(Ld)
化合物:渗碳体(Fe3C)
钢的分类
按含碳量高低:低碳钢( wc≤% )、中碳钢( %≤wc≤% )、高碳钢( wc≥% )
工具钢属于高碳钢。常用碳素工具钢: T10A 平均含碳量为1%的优质碳素工具钢。
钢中杂质元素:Si、Mn(有益元素),S、P(有害元素)
零件选材的一般原则:
满足使用性能要求
满足工艺性能要求
满足经济性要求
钢的热处理
钢的热处理:是指在固态将钢加热到一定温度,保温一段时间,而后冷却,以获得所需组织和性能的工艺方法。
钢热处理过程三阶段:加热、保温和冷却。
马氏体:C在α-Fe中过饱和固溶体。
钢的普通热处理工艺:退火、正火、淬火、回火。
退火、回火的目的
淬火目的:获得硬度高的马氏体,提高钢的强度和硬度。
调质处理:淬火+高温回火
钢表面热处理的目的:改变工件表面层组织,提高其表面的硬度、耐磨性。
表面淬火的方法有:
感应加热、火焰加热、激光加热表面淬火
第二篇铸造篇
铸造:是指将熔融的金属液浇注入铸型内,待冷却凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺过程。
铸造优点:
(1)原材料来源广。
(2)生产成本低。
(3)铸件形状与零件接近,尺寸不受限制
铸造
合金铸造性能包括合金的流动性、收缩性、偏析和吸气性能等。
合金的充型能力:是指液态合金充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。
充型能力不足会产生浇不足、冷隔等缺陷。
液态合金流动性与合金的充型能力间的关系
合金的流动性
影响合金流动性的因素有哪些?
常用合金中铸铁和硅黄铜的流动性最好,铝硅合金次之,铸钢最差。共晶成分的合金流动性最好。
合金的流动性
影响合金流动性的因素有哪些?
常用合金中铸铁和硅黄铜的流动性