教學(xué)課件·工程材料及熱處理

1、工程材料及熱處理 緒論一、工程材料科學(xué)二、工程材料的分類三、工程材料的應(yīng)用和發(fā)展四、課程的性質(zhì)和任務(wù)一、工程材料科學(xué)材料是指人類用以制造各種有用器件的物質(zhì)。材料是人類生產(chǎn)和生活所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。手錘銼刀國產(chǎn)渦噴-7渦輪噴氣發(fā)動機石器材料是人類進(jìn)化的里程碑石器時代青銅器時代鐵器時代新材料時代鐵器 青銅器飛機發(fā)動機葉片我國在材料史上的貢獻(xiàn) 公元前新石器時代，我們的先人就能用黏土燒制成陶器，到東漢時期又出現(xiàn)了瓷器，并流傳海外。 司母戊鼎：晚商遺址出土，青銅鑄造、高133厘米 、重875kg、飾紋優(yōu)美 殷、商時期，我國的青銅冶煉和鑄造技術(shù)已達(dá)到很高水平。 二、工程材料的分類工程材料是用于制造工程結(jié)構(gòu)和

2、機械零件并主要要求力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)材料。 1.金屬材料 2.高分子材料 3.陶瓷材料 4.復(fù)合材料金屬材料以金屬鍵結(jié)合為主 ,具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性和金屬光澤 ，用量最大、應(yīng)用最廣泛。鐵及鐵合金稱為鋼鐵材料，其世界年產(chǎn)量已達(dá)10億噸，在機械產(chǎn)品中的用量占60%以上。高分子材料以分子鍵和共價鍵為主塑性、耐蝕性、電絕緣性、減振性好，密度小 包括塑料、橡膠及合成纖維等 烯丙酰氯-苯乙烯陶瓷材料以共價鍵和離子鍵為主熔點高、硬度高、耐腐蝕、脆性大 分為傳統(tǒng)陶瓷、特種陶瓷和金屬陶瓷三類 復(fù)合材料 指將兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同結(jié)構(gòu)的材料以微觀或宏觀的形式組合在一起而形成的材料。玻璃纖維增強高分子

3、復(fù)合材料三、工程材料的應(yīng)用和發(fā)展四、課程的性質(zhì)和任務(wù)課程性質(zhì)：是機械類職業(yè)技能課課程任務(wù)： 具有識別一般工程材料的能力； 具有建立化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系的能力： 具有安排常用材料的牌號、用途和熱處理工藝的能力。 具有常用材料的力學(xué)性能檢驗及顯微組織觀察的能力。課程特點：基本概念多，與實際聯(lián)系緊密，是一門應(yīng)用科學(xué)。工程材料及熱處理第1單元 工程材料的性能一、工程材料的力學(xué)性能強度、剛度與塑性硬度沖擊韌性、疲勞強度、斷裂韌性二、工程材料的物理、化學(xué)及工藝性能 一、工程材料的力學(xué)性能強度剛度塑性硬度沖擊韌性疲勞強度斷裂韌性強度拉伸實驗 請見教材表1-1 新舊標(biāo)準(zhǔn)性能名稱、符號對照拉伸試驗

4、機相關(guān)概念強度 是指材料在載荷作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。符號為R ，單位為MPa。 屈服強度：材料發(fā)生微量塑性變形時的應(yīng)力值。 條件屈服強度：殘余變形量為0.2%時的應(yīng)力值。 抗拉強度：材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力值。彈性 指標(biāo)為彈性極限，即材料承受最大彈性變形時的應(yīng)力。剛度 指材料受力時抵抗彈性變形的能力。塑性材料受力破壞前可承受最大塑性變形的能力。斷后伸長率斷面收縮率拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象硬度材料抵抗表面局部塑性變形的能力。布氏硬度 壓頭為硬質(zhì)合金球，符號HBW，適用于布氏硬度在650以下的材料。 優(yōu)點：測量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。 缺點：壓痕大，不能用于太薄件、成品件及比壓頭還硬的材料。洛氏硬

5、度維式硬度布氏硬度計洛氏硬度用符號HR表示根據(jù)壓頭類型和主載荷不同，分為九個標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A、B、C。 洛氏硬度計鋼球壓頭與金剛石壓頭洛氏硬度壓痕HRA用于測量高硬度材料, 如硬質(zhì)合金、表淬層和滲碳層。HRB用于測量低硬度材料, 如有色金屬和退火、正火鋼等。HRC用于測量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。洛氏硬度的優(yōu)點：操作簡便，壓痕小，適用范圍廣。缺點：測量結(jié)果分散度大。洛氏硬度實驗維氏硬度維氏硬度用符號HV表示，符號前的數(shù)字為硬度值，后面的數(shù)字按順序分別表示載荷值及載荷保持時間。保留了布氏硬度和洛氏硬度的優(yōu)點。 維氏硬度計維氏硬度壓痕顯微維氏硬度計沖擊韌性是指材料抵抗沖擊載荷作用而不破

6、壞的能力。沖擊韌性值ak(通過沖擊實驗測得)沖擊實驗Titanic 號鋼板和近代船用鋼板的沖擊試驗結(jié)果Titanic近代船用鋼板疲勞強度材料在規(guī)定次數(shù)應(yīng)力循環(huán)后仍不發(fā)生斷裂時的最大應(yīng)力稱為疲勞極限。鋼鐵材料規(guī)定次數(shù)為107，有色金屬合金為108。軸的疲勞斷口通過改善材料的形狀結(jié)構(gòu)，減少表面缺陷，提高表面光潔度，進(jìn)行表面強化等方法可提高材料疲勞抗力。二、工程材料的物理、化學(xué)及工藝性能使用性能：材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能。包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。工藝性能：材料在加工過程中所表現(xiàn)的性能。包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和切削性能等。工程材料及熱處理第2單元 工程材料的組織結(jié)構(gòu)一、金屬的晶體結(jié)

7、構(gòu)與結(jié)晶二、金屬的塑性變形與再結(jié)晶 三、合金的晶體結(jié)構(gòu) 四、二元合金相圖 五、鐵碳合金相圖 一、金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1.晶體與非晶體晶體是指原子呈規(guī)則排列的固體。常態(tài)下金屬主要以晶體形式存在。晶體具有各向異性。非晶體是指原子呈無序排列的固體。在一定條件下晶體和非晶體可互相轉(zhuǎn)化。金屬的結(jié)構(gòu)晶態(tài)非晶態(tài)SiO2的結(jié)構(gòu)2.晶格與晶胞 晶格：用假想的直線將原子中心連接起來所形成的三維空間格架。直線的交點（原子中心）稱結(jié)點。由結(jié)點形成的空間點的陣列稱空間點陣。 晶胞：能代表晶格原子排列規(guī)律的最小幾何單元。3.純金屬的晶體結(jié)構(gòu) 體心立方晶格常見金屬：-Fe、Cr、W、Mo、V等常見金屬： -Fe、Ni、Al

8、、Cu、Pb、Au等(2)面心立方晶格(3)密排六方晶格常見金屬： Mg、Zn、 Be、Cd等4.實際金屬的晶體結(jié)構(gòu)(1)單晶體：其內(nèi)部晶格方位完全一致的晶體。(2)多晶體：由多晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)。實際使用的金屬材料是由許多彼此方位不同、外形不規(guī)則的小晶體組成，這些小晶體稱為晶粒。晶界：晶粒之間的交界面。(3)晶體缺陷晶格的不完整部位稱晶體缺陷。實際金屬中存在著大量的晶體缺陷，按形狀可分三類，即點、線、面缺陷。線缺陷刃型位錯 螺型位錯面缺陷晶界與亞晶界晶界是不同位向晶粒的過度部位，寬度為510個原子間距，位向差一般為2040。5.純金屬的結(jié)晶(1)冷卻曲線金屬結(jié)晶時溫度與時間的關(guān)系曲線稱冷卻曲

9、線。曲線上水平階段所對應(yīng)的溫度稱實際結(jié)晶溫度T1。曲線上水平階段是由于結(jié)晶時放出結(jié)晶潛熱引起的.(2)過冷與過冷度純金屬都有一個理論結(jié)晶溫度T0(熔點或平衡結(jié)晶溫度)。在該溫度下, 液體和晶體處于動平衡狀態(tài)。結(jié)晶只有在T0以下的實際結(jié)晶溫度下才能進(jìn)行。液態(tài)金屬在理論結(jié)晶溫度以下開始結(jié)晶的現(xiàn)象稱過冷。理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差T稱過冷度 T= T0 T1過冷度大小與冷卻速度有關(guān)，冷速越大，過冷度越大。(3)樹枝狀結(jié)晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶冰的樹枝晶6. 控制晶粒度的方法 控制過冷度：隨過冷度增加，晶粒變細(xì)。 變質(zhì)處理：又稱孕育處理。即有意向液態(tài)金屬內(nèi)加入非均勻形核物質(zhì)從而細(xì)化晶

10、粒的方法。所加入的非均勻形核物質(zhì)叫變質(zhì)劑（或稱孕育劑）。 振動、攪拌等：對正在結(jié)晶的金屬進(jìn)行振動或攪動，一方面可靠外部輸入的能量來促進(jìn)形核，另一方面也可使成長中的枝晶破碎，使晶核數(shù)目顯著增加。鑄鐵變質(zhì)處理前鑄鐵變質(zhì)處理后7.同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變物質(zhì)在固態(tài)下晶體結(jié)構(gòu)隨溫度變化的現(xiàn)象稱同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變1394912-Fe -Fe -Fe二、金屬的塑性變形與再結(jié)晶 1.金屬的塑性變形 金屬常以滑移方式發(fā)生塑性變形。 滑移是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象。2.冷塑性變形對金屬組織和性能的影響金屬發(fā)生塑性變形時，不僅外形發(fā)生變化，而且其內(nèi)部的晶粒也相應(yīng)地被拉長或

11、壓扁。隨冷塑性變形量增加，金屬的強度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱加工硬化。內(nèi)應(yīng)力是指平衡于金屬內(nèi)部的應(yīng)力。是由于金屬受力時, 內(nèi)部變形不均勻而引起的。金屬發(fā)生塑性變形時,外力所做的功只有10%轉(zhuǎn)化為內(nèi)應(yīng)力殘留于金屬中3.冷塑性變形后加熱時的回復(fù)與再結(jié)晶金屬經(jīng)冷變形后, 組織處于不穩(wěn)定狀態(tài), 有自發(fā)恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。但在常溫下，原子擴(kuò)散能力小,不穩(wěn)定狀態(tài)可長時間維持。加熱可使原子擴(kuò)散能力增加，金屬將依次發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大。 加熱溫度 黃銅4.金屬的熱塑性變形在金屬學(xué)中，冷熱加工的界限是以再結(jié)晶溫度來劃分的。低于再結(jié)晶溫度的加工稱為冷加工，而高于再結(jié)晶溫度的加工稱為熱加工。熱加工

12、時產(chǎn)生的加工硬化很快被再結(jié)晶產(chǎn)生的軟化所抵消，因而熱加工不會帶來加工硬化效果。巨型自由鍛件軋制模鍛拉拔三、合金的晶體結(jié)構(gòu) 合金是指由兩種或兩種以上元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。相是指金屬或合金中凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同，并與其它部分有界面分開的均勻組成部分。固態(tài)合金中的相分為固溶體和金屬化合物兩類。Al-Cu兩相合金黃銅單相合金兩相合金合金中其結(jié)構(gòu)與組成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同的固相稱固溶體。習(xí)慣以、表示。與合金晶體結(jié)構(gòu)相同的元素稱溶劑。其它元素稱溶質(zhì)。固溶體是合金的重要組成相，實際合金多是單相固溶體合金或以固溶體為基的合金。按溶質(zhì)原子所處位置分為置換固溶體和間隙固溶體。隨溶質(zhì)含量增加, 固溶體的強

13、度、硬度增加, 塑性、韌性下降固溶強化。Cu-Ni置換固溶體Fe-C間隙固溶體1. 固溶體合金中其晶體結(jié)構(gòu)與組成元素的晶體結(jié)構(gòu)均不相同的固相稱金屬化合物。金屬化合物具有較高的熔點、硬度和脆性，并可用分子式表示其組成。鐵碳合金中的Fe3C當(dāng)合金中出現(xiàn)金屬化合物時，可提高其強度、硬度和耐磨性，但降低塑性。金屬化合物也是合金的重要組成相。2.金屬化合物四、二元合金相圖1.二元相圖的建立幾乎所有的相圖都是通過實驗得到的，最常用的是熱分析法。2.二元相圖的建立步驟配制不同成分的合金，測出各合金的冷卻曲線，找出曲線上的臨界點。將臨界點標(biāo)在溫度-成分坐標(biāo)中的成分垂線上。將垂線上相同意義的點連接起來，并標(biāo)上相

14、應(yīng)的數(shù)字和字母。相圖中，結(jié)晶開始點的連線叫液相線，結(jié)晶終了點的連線叫固相線。3.二元勻晶相圖兩組元在液態(tài)和固態(tài)下均無限互溶時所構(gòu)成的相圖稱二元勻晶相圖。相圖由兩條線構(gòu)成，上面是液相線，下面是固相線。相圖被兩條線分為三個相區(qū)，液相線以上為液相區(qū)L ，固相線以下為 固溶體區(qū)，兩條線之間為兩相共存的兩相區(qū)（L+ ）。LL+成分（wt%Ni）溫度（）CuNi液相線固相線4.二元共晶相圖當(dāng)兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶,并發(fā)生共晶反應(yīng)時所構(gòu)成的相圖稱作共晶相圖。以 Pb-Sn 相圖為例進(jìn)行分析。ABPb-Sn合金的結(jié)晶過程Pb-Sn亞共晶組織5.二元包晶相圖當(dāng)兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有

15、限互溶，并發(fā)生包晶反應(yīng)時所構(gòu)成的相圖稱作包晶相圖。在一定溫度下，由一個液相包著一個固相生成另一新固相的反應(yīng)稱包晶轉(zhuǎn)變或包晶反應(yīng)。單相區(qū)：L、二相區(qū)：L+、 L+、+三相區(qū)：L+ （水平線PDC）L+L+L +6.二元共析相圖共析反應(yīng)(共析轉(zhuǎn)變)是指在一定溫度下，由一定成分的固相同時析出兩個成分和結(jié)構(gòu)完全不同的新固相的過程。共析轉(zhuǎn)變也是固態(tài)相變。最常見的共析轉(zhuǎn)變是鐵碳合金中的珠光體轉(zhuǎn)變。PS五、鐵碳合金相圖 1. 鐵碳合金的組元 2.基本組織 （1）鐵素體 ( F ) 碳溶于Fe中形成的間隙固溶體。 鐵 ( ferrite ) 滲碳體 ( Cementite )2.基本組織（2）奧氏體 ( A

16、) 碳溶于-Fe中形成的間隙固溶體。（3）滲碳體 ( Fe3C ) 鐵與碳形成的金屬化合物。 2.基本組織 （4）珠光體 ( P )鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。（5）萊氏體 ( Ld )奧氏體和滲碳體組成的機械混合物。3.未簡化的Fe - Fe3C相圖 4.簡化后 Fe - Fe3C 相圖ACDEFGSPQ1148727LAL+A4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFe Fe3C TLdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+FP0.77%CLdK( P+Fe3C )P+Ld+Fe3CLd+Fe3CP+FP+Fe3C( F+ Fe3C )A+ Fe3CL+ Fe3C( A+Fe

17、3C )5.Fe - Fe3C 相圖的分析五個重要的成份點: P、S、E、C、K。四條重要的線: EF、ES、GS、FK。兩個重要轉(zhuǎn)變: 共晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式。二個重要溫度: 1148 、727 。共晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:LC ( AE + Fe3C ) Le 1148共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:AS ( FP + Fe3C ) P 7276.鋼鐵分類7.含碳量對室溫平衡組織的影響 鋼鐵素體亞共析鋼過共析鋼亞共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵共析鋼白 口 鑄 鐵二次滲碳體工業(yè)純鐵珠光體萊氏體一次滲碳體Fe3C鋼 鐵分 類組織組成物相對量%相組成物相對量%含碳量%00.02180.772.114.36

18、.6910010000三次滲碳體工程材料及熱處理第3單元 鋼的熱處理 一、 熱處理概述二、 鋼的熱處理原理三、鋼的普通熱處理四、鋼的表面熱處理五、其他熱處理工藝一、 熱處理概述熱處理：是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要性能的一種工藝。熱處理是一種重要的加工工藝，在制造業(yè)被廣泛應(yīng)用。熱處理工藝曲線 模具、滾動軸承100%需經(jīng)過熱處理。在機床制造中約60-70%的零件要經(jīng)過熱處理。在汽車、拖拉機制造業(yè)中需熱處理的零件達(dá)70-80%。熱處理特點：熱處理只通過改變工件的組織來改變性能，而不改變其形狀。熱處理適用范圍：只適用于固態(tài)下發(fā)生相變的材料，不發(fā)生固態(tài)相變的材料不能用

19、熱處理強化。 熱處理原理：描述熱處理時鋼中組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律稱熱處理原理。熱處理工藝：根據(jù)熱處理原理制定的溫度、時間、介質(zhì)等參數(shù)稱熱處理工藝。熱處理概述根據(jù)加熱、冷卻方式及鋼組織性能變化特點不同，將熱處理工藝分類如下：其他熱處理普通熱處理表面熱處理熱處理退火正火淬火回火真空熱處理形變熱處理激光熱處理控制氣氛熱處理表面淬火感應(yīng)加熱、火焰加熱、電接觸加熱等化學(xué)熱處理滲碳、氮化、碳氮共滲、滲其他元素等熱處理概述預(yù)備熱處理與最終熱處理預(yù)備熱處理為隨后的加工（冷拔、沖壓、切削）或進(jìn)一步熱處理作準(zhǔn)備的熱處理。最終熱處理賦予工件所要求的使用性能的熱處理.預(yù)備熱處理最終熱處理W18Cr4V鋼熱處理工藝曲線時間溫度

20、/熱處理概述鐵碳相圖中PSK、GS、ES線分別用A1、A3、Acm表示。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。二、 鋼的熱處理原理1.鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變奧氏體化在臨界點以上加熱，目的是獲得均勻的奧氏體組織，稱奧氏體化。奧氏體晶粒長大及其影響因素加熱溫度和保溫時間 加熱速度合金元素 原始組織2.鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變（1）過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖是表示奧氏體急速冷卻到臨界點A1 以下在各不同溫度下的保溫過程中轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系曲線.又稱C 曲線、S 曲線或TTT曲線。C曲線的建立以共析鋼為例： 取一批小試樣

21、并進(jìn)行奧氏體化。 將試樣分組淬入低于A1 點的不同溫度的鹽浴中,隔一定時間取一試樣淬入水中。 測定每個試樣的轉(zhuǎn)變量，確定各溫度下轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系。 將各溫度下轉(zhuǎn)變開始時間及終了時間標(biāo)在溫度時間坐標(biāo)中，并分別連線。 轉(zhuǎn)變開始點的連線稱轉(zhuǎn)變開始線。轉(zhuǎn)變終了點的連線稱轉(zhuǎn)變終了線。C 曲線的分析轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標(biāo)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”。碳鋼鼻尖處的溫度為550。C曲線明確表示了過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。A1-Ms 間及轉(zhuǎn)變開始線以左的區(qū)域為過冷奧氏體區(qū)。轉(zhuǎn)變終了線以右及Mf以下為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)。兩線之間及Ms與Mf之間為轉(zhuǎn)變

22、區(qū)。時間溫度A1MSMfA過冷PBMAMABAP轉(zhuǎn)變開始線轉(zhuǎn)變終了線奧氏體共析鋼過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物轉(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PA1650擴(kuò)散型粗片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布5-20退火S650600細(xì)片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布20-30正火T600550極細(xì)片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布30-40等溫處理貝氏體B上550350半擴(kuò)散型羽毛狀，短棒狀Fe3C分布于過飽和F條之間40-50等溫處理B下350MS竹葉狀，細(xì)片狀Fe3C分布于過飽和F針上50-60等溫淬火馬氏體M針MSMf無擴(kuò)散型針狀60-65淬火M*板條MSMf板條狀50淬火（2）過冷奧氏體連續(xù)冷

23、卻轉(zhuǎn)變共析鋼的CCT曲線沒有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)之下多了一條轉(zhuǎn)變中止線當(dāng)連續(xù)冷卻曲線碰到轉(zhuǎn)變中止線時，珠光體轉(zhuǎn)變中止，余下的奧氏體一直保持到Ms以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。三、鋼的普通熱處理1.退火 將鋼加熱至適當(dāng)溫度保溫，然后緩慢冷卻 (爐冷) 的熱處理工藝叫做退火。退火目的調(diào)整硬度，便于切削加工。適合加工的硬度為170-250HB。 消除內(nèi)應(yīng)力，防止加工中變形。 細(xì)化晶粒，為最終熱處理作組織準(zhǔn)備。真空退火爐退火的種類很多，常用的有完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火。2.正火正火是將亞共析鋼加熱到Ac3+30 50 共析鋼加熱到Ac1+3050， 過共析鋼加熱到Ac

24、cm+30 50保溫后空冷的工藝。正火后的組織： 0.6%C時，組織為F+S； 0.6%C時，組織為S 。正火目的 對于低、中碳鋼(0.6C%)，目的與退火的相同。 對于過共析鋼，用于消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備。3.淬火淬火是將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以大于Vk速度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。 亞共析鋼淬火溫度為Ac3+30-50。預(yù)備熱處理組織為退火或正火組織。亞共析鋼淬火組織：0.5%C時為M0.5%C時為M+A。在Ac1 Ac3之間的加熱淬火稱亞溫淬火。亞溫淬火組織為F+M，強硬度低，但塑韌性好.淬火（2）共析鋼淬火溫度為Ac1+30-50；淬火組織為M+A。

25、（3） 過共析鋼淬火溫度: Ac1+30-50.溫度高于Accm，則奧氏體晶粒粗大、含碳量高,淬火后馬氏體晶粒粗大、A量增多。使鋼硬度、耐磨性下降，脆性、變形開裂傾向增加。淬火組織: M+Fe3C顆粒+A。(預(yù)備組織為P球)T12鋼（含1.2%C）正常淬火組織淬火介質(zhì)理想的冷卻曲線應(yīng)只在C曲線鼻尖處快冷，而在Ms附近盡量緩冷，以達(dá)到既獲得馬氏體組織，又減小內(nèi)應(yīng)力的目的。常用淬火介質(zhì)是水和油。水的冷卻能力強，但低溫卻能力太大，只使用于形狀簡單的碳鋼件。理想淬火曲線示意圖MsMf油在低溫區(qū)冷卻能力較理想，但高溫區(qū)冷卻能力太小，使用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件。熔鹽作為淬火介質(zhì)稱鹽浴，冷卻能力在水和油之

26、間,用于形狀復(fù)雜件的分級淬火和等溫淬火。聚乙烯醇、硝鹽水溶液等也是工業(yè)常用的淬火介質(zhì).淬火方法單液淬火法 加熱工件在一種介質(zhì)中連續(xù)冷卻到室溫的淬火方法。雙液淬火法 工件先在一種冷卻能力強的介質(zhì)中冷，卻躲過鼻尖后，再在另一種冷卻能力較弱的介質(zhì)中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的方法。分級淬火法 在Ms附近的鹽浴或堿浴中淬火，待內(nèi)外溫度均勻后再取出緩冷。等溫淬火法 將工件在稍高于 Ms 的鹽浴或堿浴中保溫足夠長時間，從而獲得下貝氏體組織的淬火方法。各種淬火方法示意圖鋼的淬透性淬透性是指鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力。其大小是用規(guī)定條件下淬硬層深度來表示。淬硬層深度是指由工件表面到半馬氏體區(qū)(50%M + 50%P)

27、的深度。淬硬性是指鋼淬火后所能達(dá)到的最高硬度，即硬化能力.柴油機連桿齒輪4.回火回火是指將淬火鋼加熱到A1以下的某溫度保溫后冷卻的工藝?；鼗鸬哪康?.減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力, 防止變形或開裂.2.獲得所需要的力學(xué)性能。淬火鋼一般硬度高，脆性大，回火可調(diào)整硬度、韌性。3.穩(wěn)定尺寸。淬火M和A都是非平衡組織，有自發(fā)向平衡組織轉(zhuǎn)變的傾向?；鼗鹂墒筂與A轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶饣蚪咏胶獾慕M織，防止使用時變形?；鼗饡r力學(xué)性能變化總的趨勢是隨回火溫度提高，鋼的強度、硬度下降，塑性、韌性提高。淬火加高溫回火的熱處理稱作調(diào)質(zhì)處理，簡稱調(diào)質(zhì)?；鼗鸱N類廣泛用于各種結(jié)構(gòu)件如軸、齒輪等熱處理。也可作為要求較高精密件、量具等預(yù)備熱處

28、理。 適用于各種高碳鋼、滲碳件及表面淬火件。 應(yīng)用獲得良好的綜合力學(xué)性能，即在保持較高的強度同時，具有良好的塑性和韌性。 提高e及s，同時使工件具有一定韌性 。在保留高硬度、高耐磨性的同時，降低內(nèi)應(yīng)力。 回火目的S回 T回 M回 回火組織500-650350-500150-250 回火溫度 高溫回火 中溫回火 低溫回火 適用于彈簧熱處理四、鋼的表面熱處理表面淬火是指在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化后進(jìn)行淬火以強化零件表面的熱處理方法。表面淬火目的： 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限; 心部在保持一定的強度、硬度的條件下，具有足夠的塑性和韌性。即表硬里韌。適用

29、于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件。表面淬火1.表面淬火用材料 0.4-0.5%C的中碳鋼含碳量過低，則表面硬度、耐磨性下降。含碳量過高，心部韌性下降； 鑄鐵 提高其表面耐磨性。2.預(yù)備熱處理對于結(jié)構(gòu)鋼為調(diào)質(zhì)或正火。為表面淬火作組織準(zhǔn)備； 獲得最終心部組織。3.表面淬火后的回火采用低溫回火，溫度不高于200?；鼗鹉康臑榻档蛢?nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性。4.表面淬火+低溫回火后的組織表層組織為M回；心部組織為S回(調(diào)質(zhì))或F+S(正火)。表面淬火常用加熱方法 感應(yīng)加熱 火焰加熱 激光熱處理化學(xué)熱處理根據(jù)滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、氮化、多元共滲、滲其他元素等。滲碳1.滲碳目的 提高工

30、件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，同時保持心部良好的韌性。2.滲碳用鋼 為含0.1-0.25%C的低碳鋼。碳高則心部韌性降低。3.滲碳方法 氣體滲碳法、固體滲碳法、真空滲碳法4.滲碳溫度：為900-950。滲碳緩冷后組織：表層為P+網(wǎng)狀Fe3C; 心部為F+P; 中間為過渡區(qū)。真空滲碳爐工程材料及熱處理第4單元 工業(yè)用鋼與鑄鐵一、碳素鋼二、低合金結(jié)構(gòu)鋼三、合金鋼四、 鑄鐵鋼筋、螺紋鋼一、碳素鋼鋼中的雜質(zhì)一般是指Mn、Si、P、S，是由原料帶入或脫氧殘留的元素。1、Mn: 0.8%時為雜質(zhì), 是有益元素。作用為： 強化鐵素體； 消除硫的有害作用。2、Si：0.5%時為雜質(zhì)，是有益元素。作用為： 強化

31、鐵素體； 增加鋼液流動性。 3、S：是有害元素。 常以FeS形式存在。易與Fe在晶界上形成低熔點共晶(985)，熱加工時(11501200)，由于其熔化而導(dǎo)致開裂，稱熱脆性。鋼中的硫應(yīng)控制在0.045%以下4、P：也是有害元素。能全部溶入鐵素體中，使鋼在常溫下硬度提高，塑性、韌性急劇下降，稱冷脆性。 P一般控制在0.045%以下。2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬分之幾。45鋼平均含碳量為萬分之四十五（即0.45%）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼成分：0.4%C, P、S量及非金屬夾雜較多.性能：可焊性、塑性好。熱處理：不進(jìn)行專門熱處理，熱軋空冷態(tài)下使用

32、。使用狀態(tài)下組織：F+P用途:常以熱軋板、帶、棒及型鋼使用，用量約占鋼材總量的70%。用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、鉚接、栓接等。如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示為Q235、Q235。3.碳素工具鋼成分：高碳(0.651.35%C) 隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性下降。 熱處理：正火+球化退火+淬火+低溫回火 球化退火目的： 降低硬度, 便于加工; 為淬火作組織準(zhǔn)備。 使用狀態(tài)下的組織： M回+顆粒狀碳化物+A(少量) 用途：由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。 木工鑿4.鑄造碳鋼鋼號 ：如 ZG270-500 性能 ：強度和塑性、韌性高于鑄鐵 ，但鑄造流動性能差，

33、收縮率大。用途 ：形狀復(fù)雜，需一定強度、塑性、韌性的零件，如軋輥、機座、外殼。軋輥外殼二、低合金結(jié)構(gòu)鋼1.低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼性能要求高強度及足夠韌性。良好的焊接性能。 良好的耐蝕性及低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。成分特點低碳：0.2%C.合金元素：主要是Mn，還有少量V、Ti、Nb等。熱處理：大多數(shù)熱軋空冷后使用。少數(shù)可用正火+高溫回火處理。使用狀態(tài)下組織：F+P低合金高強鋼合金元素細(xì)化晶粒作用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼用途：Q345鋼(16Mn)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。Q390鋼含V、Ti、Nb，強度高，用于中等壓力的壓力容器。Q460鋼含Mo、B，正火組織為貝氏體，強度高,用于石化中溫高

34、壓容器。南京長江大橋2.低合金耐候鋼 低合金耐候鋼即耐大氣腐蝕鋼，是在低碳非合金鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素，使鋼表面在空氣中形成一層保護(hù)膜，從而提高鋼材的耐大氣腐蝕性。三、合金鋼1.合金鋼的分類與牌號 合金鋼合金工具鋼特殊性能鋼合金結(jié)構(gòu)鋼機械制造用合金鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼低合金耐候鋼低合金專業(yè)用鋼合金滲碳鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金彈簧鋼滾動軸承鋼超高強度鋼刃具鋼量具鋼模具鋼低合金刃具鋼高速鋼冷作模具鋼熱作模具鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼易切削鋼鋼的編號原則：根據(jù)編號可大致看出鋼的成分；根據(jù)編號可大致看出鋼的用途。因此合金鋼的牌號在國標(biāo)中常采用如下格式：數(shù)字 + 化學(xué)元素 + 數(shù)字 + 尾綴符號2.合

35、金元素在鋼中的作用 對Fe - Fe3C相圖的影響合金元素使鋼獲得特殊性能 合金元素使鋼的力學(xué)性能的影響 合金元素對鋼的熱處理工藝性能的影響 3.機械結(jié)構(gòu)用合金鋼 滲 碳 鋼調(diào) 質(zhì) 鋼彈 簧 鋼滾動軸承鋼（1）滲碳鋼性能要求 表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足夠的韌性和強度，即表硬里韌。 良好的熱處理性能,如淬透性和滲碳能力。成分特點 低碳：0.10.25%C 合金元素作用： 提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B 強化鐵素體： Cr、Mn、Ni 細(xì)化晶粒： W、Mo、Ti、V熱處理特點滲碳件的加工工藝路線為：下料鍛造正火機加工滲碳淬火+低溫回火正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。淬火溫度一般為

36、Ac1+30-50。 使用狀態(tài)下組織心部：M回+F表層：M回+顆粒狀碳化物+A(少量)；活塞銷(20Cr)（2）調(diào)質(zhì)鋼1.性能要求 良好的綜合力學(xué)性能。 良好的淬透性。2.成分特點 中碳：0.30.5%C 合金元素作用： 提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B 強化鐵素體: Mn、Si、Cr、Ni 細(xì)化晶粒: Ti、V3.熱處理及組織特點 調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料鍛造退火粗加工調(diào)質(zhì)精加工裝配調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能使用狀態(tài)下的組織為：S回柴油機凸輪軸（3）彈簧鋼1.性能要求彈簧是利用彈性變形儲存能量或緩和沖擊的零件。2.成分特點 中高碳 合金元素作用： 提高淬透性、強化鐵素體：Mn

37、、Si、Cr提高s/b：Si 細(xì)化晶粒：V3.熱處理及組織特點 冷成型彈簧：冷拔 冷成型定型處理(250300)。用于10mm)4.常用鋼號及用途Si、Mn彈簧鋼，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較大截面彈簧。 Cr、V彈簧鋼，如50CrV，用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。大型熱卷彈簧（4）滾動軸承鋼成分：c=0.951.10%，主加元素是Cr，形成細(xì)小的碳化物。性能：高接觸疲勞強度、高硬度和耐磨性，韌性、淬透性好。應(yīng)用 GCr15：中小型軸承，冷沖模，量具，絲錐。熱處理：球化退火 + 淬火 + 低溫回火 冷處理，時效（120140,1020h）；穩(wěn)定尺寸，去應(yīng)力。4.合金工具鋼 （1）刃

38、具鋼低合金刃具鋼 高速鋼性能要求:高硬度、高耐磨性、有一定的紅硬性、強度和韌性,工作溫度不超過300?；瘜W(xué)成分特點:高碳*加入Cr、Mn、Si、W、V 等合金元素。熱處理特點:球化退火、淬火 + 低溫回火 9 SiCr 高硬度、高耐磨性、高的紅硬性(600時,HRC63以上) 、有一定的強度和韌性。性能要求:W18Cr4V鋼鑄造、鍛造、 球化退火、機加工、淬火+三次570回火、磨削加工（2）模具鋼熱作模具鋼性能要求:高的熱硬性、高溫耐磨性;高的抗氧化能力;高的熱強性和足夠高的韌性;高的熱疲勞抗力( 防止龜裂 );高的淬透性和導(dǎo)熱性; 化學(xué)成分特點:中碳 0.30.6 %;合金元素:Cr、Ni、

39、Mn、 Si、Mo、W、V。熱處理工藝: 淬火 + 550回火 熱處理后的組織: S回或T回 5 CrMnMo冷作模具鋼性能要求:高的硬度,HRC62;高的耐磨性;足夠高的韌性與疲勞抗力;熱處理變形小; 化學(xué)成分特點:高碳 12 %;合金元素:Cr, Mo、W、V。Cr12、Cr12MoV（3）量具鋼高的硬度, HRC62;高的耐磨性;高的尺寸穩(wěn)定性;足夠高的心部韌性;熱處理變形小; 尺寸穩(wěn)定;良好的耐蝕性;性能要求:卡 尺量 規(guī)千分尺高碳 0.91.5 %;合金元素:Cr, Mn、W?；瘜W(xué)成分特點:淬火、冷處理 ( - 70 - 80 ) 、低溫回火 、時效處理 ( 120130、幾十小時

40、) 熱處理特點:牌號: CrWMn、4Cr13、GCr15、 9SiCr、T12A、60等。5. 特殊性能合金鋼 （1）不銹鋼概念:*在空氣中的年腐蝕量為0.01mm 以內(nèi)的鋼, 稱為在空氣中使用的 不銹鋼。 *在強酸、強堿介質(zhì)中的年腐蝕 量為0.1mm以內(nèi)的鋼,稱為在強 酸、強堿介質(zhì)中使用的不銹鋼?；瘜W(xué)成分特點: * 低碳:耐蝕性要求愈高,碳含量愈低。 * 合金元素:主加Cr。 輔加Ni、Mo、Cu、Ti、Nb、Mn 等。常用的不銹鋼: *馬氏體型不銹鋼牌號: 1Cr134Cr13 *鐵素體型不銹鋼牌號: 1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28 *奧氏體型不銹鋼牌號: 0Cr18Ni9、1C

41、r18Ni9、 0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti（2）耐熱鋼定義:在高溫下具有抗氧化性和高溫強度的特殊鋼。 抗氧化鋼 ( 不起皮鋼 ) : 奧氏體型鋼1Cr18Ni9Ti等,工作溫度 850。熱強鋼珠光體型 16Mo，工作溫度 600。馬氏體型1Cr13，工作溫度 600。奧氏體型18-8型，工作溫度 850。汽車閥門（3）耐磨鋼定義:在強烈沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊形變硬化的高錳鋼。球磨機挖掘機顎式破碎機性能要求:高硬度、耐磨性、韌性?；瘜W(xué)成分特點:高碳 Wc = 11.3 %高錳 WMn = 1114 % 熱處理特點:水韌處理。室溫組織:過飽和單相奧氏體。6.硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金具有高

42、的抗壓強度、耐蝕性和抗氧化性，常溫下硬度可達(dá) 鎢鈷類 YG鎢鈦鈷類 YT通用類 YW四、 鑄鐵1.鑄鐵的組織與性能 鑄鐵是含碳量大于2.11%并含有較多硅、錳、硫、磷等元素的多元鐵基合金。P2.常用鑄鐵材料 鑄鐵名稱 石墨形態(tài) 基體組織 編 號 方 法 牌號實例 灰 鑄 鐵 片狀FHT + 一組數(shù)字?jǐn)?shù)字表示最低抗拉強度值，單位MPa?！癏T”表示灰鑄鐵代號。 HT100F+PHT150PHT200 可 鍛 鑄 鐵 團(tuán)絮狀FKTH + 兩組數(shù)字KTB + 兩組數(shù)字KTZ + 兩組數(shù)字KTH300-06表F心PKTB350-04PKTZ450-06KTH、KTB、KTZ分別為黑心、白心、珠光體可鍛

43、鑄鐵代號；第一組數(shù)字表示最低抗拉強度值，MPa；第二組數(shù)字表示最低伸長率值，% 常用鑄鐵材料 鑄鐵名稱 石墨形態(tài) 基體組織 編 號 方 法 牌號實例 球 墨 鑄 鐵 球狀FQT + 兩組數(shù)字 第一組數(shù)字表示最低抗拉強度值，MPa；第二組數(shù)字表示最低伸長率值，%。 “QT”表示 球墨鑄鐵代號QT400-15F+PQT600-3PQT700-2蠕 墨鑄 鐵 蠕蟲狀FRuT + 一組數(shù)字?jǐn)?shù)字表示最低抗拉強度值, MPa?！癛uT”表示蠕墨鑄鐵代號 RuT260F+PRuT300PRuT420工程材料及熱處理第5單元 非鐵合金與粉末冶金材料鋁及鋁合金銅及銅合金鈦及鈦合金鎂及鎂合金滑動軸承合金與粉末冶金

44、船用青銅軟管快速接頭閥(錫青銅閥體、閥蓋)1.鋁及鋁合金純鋁具有銀白色金屬光澤，密度小(2.72 )，熔點低(660.4), 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良。耐大氣腐蝕，易于加工成形 。具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。鋁合金既具有高強度又保持純鋁的優(yōu)良特性 。鋁合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外還有Cr、Ni、Ti、Zr 等輔加元素。 鑄造鋁合金變形鋁合金變形鋁合金GB 3190-82中的舊牌號仍可繼續(xù)使用，表示方法為: 防銹鋁合金：LF+序號 硬鋁合金： LY +序號 超硬鋁合金：LC +序號 鍛鋁合金： LD +序號衛(wèi)星天線（LF2）鑄造鋁合金Al- Si系： 代號為

45、ZL1+兩位數(shù)字順序號Al-Cu系：代號為ZL2+兩位數(shù)字順序號Al-Mg系：代號為ZL3+兩位數(shù)字順序號Al-Zn系： 代號為ZL4+兩位數(shù)字順序號汽缸頭2.銅及銅合金純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。 純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性。塑性好。銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了強度，又保持了純銅特性.銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅和特殊黃銅。按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅。 黃銅鑄件黃銅棒黃銅除黃銅和白銅

46、外的其他銅合金統(tǒng)稱為青銅。 加工青銅的牌號為：Q +主加元素符號及其平均百分含量+其他元素平均百分含量如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn).常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。 青銅制品青銅3.鈦及鈦合金純鈦密度小，熔點高。882.5發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變-Ti-Ti, 由體心立方-Ti轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕?Ti.純鈦比強度高，塑性、低溫韌性和耐蝕性好。純鈦加入合金元素形成鈦合金。鈦合金幾乎都含有鋁。鋁能提高鈦合金的強度、比強度和再結(jié)晶溫度。美F-22戰(zhàn)機約36%重量的零件用鈦合金制造按退火組織，鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和+型鈦合金三類，它們的牌號分別用TA、TB、TC加順序號表示

47、 。如TA5、TB2、TC4等。其中TA0TA3為工業(yè)純鈦。4.滑動軸承合金與粉末冶金制造滑動軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金?；瑒虞S承是許多機器設(shè)備中對旋轉(zhuǎn)軸起支撐作用的重要部件，由軸承體和軸瓦兩部分組成。與滾動軸承相比滑動軸承具有承載面積大，工作平穩(wěn)，無噪音及拆裝方便等優(yōu)點。 組織性能要求當(dāng)軸高速旋轉(zhuǎn)時，軸瓦與軸頸發(fā)生強烈摩擦，承受軸頸施加的交變載荷和沖擊力。對軸承合金的性能要求： 足夠的強韌性 較小的熱膨脹系數(shù)，良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性 較小的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性和磨合性，以減少軸頸磨損，保證軸與軸瓦良好的跑合。錫基軸承合金 是以錫為主并加入少量銻、銅等元素組成的合金，熔點較低，是

48、軟基體硬質(zhì)點組織類型的軸承合金。 工業(yè)上常用的是錫基、鉛基軸承合金, 又稱巴氏合金。典型牌號為ZSnSb11Cu6(其組織為基體+白亮塊狀SnSb+星狀Cu3Sn)ZSnSb11Cu6合金的顯微組織 常用軸承合金是以鉛為主加入少量銻、錫、銅等元素的合金，也是軟基體硬質(zhì)點型軸承合金。典型牌號為ZPbSb16Sn16Cu2。ZPbSb16Sn16Cu2合金的顯微組織(+)共晶基體+方塊狀SnSb+針狀Cu3Sn 鉛基軸承合金工程材料及熱處理第6單元 非金屬材料與新型材料一、高分子材料二、陶瓷材料三、復(fù)合材料四、新型材料一、高分子材料高分子材料是以高分子化合物為主要組分的材料。常稱聚合物或高聚物。高

49、分子化合物的分子量一般104 。高分子化合物有天然的，也有人工合成的。工業(yè)用高分子材料主要是人工合成的。按用途分塑料、橡膠、纖維、膠粘劑、涂料等。 聚乙烯分子鏈塑料塑料是在玻璃態(tài)下使用的高分子材料。在一定溫度、壓力下可塑制成型，在常溫下能保持其形狀不變。塑料是以樹脂為主要成分，加入各種添加劑。樹脂是塑料的主要成分，對塑料性能起決定性作用。按樹脂受熱時行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。 按使用范圍可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。塑料的優(yōu)點：相對密度小(一般為0.9 2.3)；耐蝕性、電絕緣性、減摩、耐磨性好；有消音吸振性能 。 塑料的缺點：剛性差，強度低；耐熱性差、熱膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱系數(shù)??；

50、蠕變溫度低、易老化。 尼龍管件工程塑料一般結(jié)構(gòu)用塑料：包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和ABS塑料等。摩擦傳動零件用塑料：包括聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)等。耐蝕用塑料耐蝕用塑料主要有聚四氟乙烯、氯化聚醚(PENTON)、聚丙烯等。PC擋風(fēng)板橡膠橡膠是以高分子化合物為基礎(chǔ)的具有高彈性的材料。工業(yè)用橡膠由生膠和橡膠配合劑組成。生膠無配合劑并未經(jīng)硫化。橡膠配合劑有硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、軟化劑、填充劑、發(fā)泡劑、著色劑等。橡膠最大的特點是高彈性。橡膠有儲能、耐磨、隔音、絕緣等性能。 二、陶瓷材料陶瓷材料是除金屬

51、和高聚物以外的無機非金屬材料通稱。 陶瓷材料具有高熔點、高硬度、高化學(xué)穩(wěn)定性，耐高溫、耐氧化、耐腐蝕等特性。 陶瓷材料還具有密度小、彈性模量大、耐磨損、強度高等特點。 功能陶瓷還具有電、光、磁等特殊性能。 按使用的原材料分類普通陶瓷：以天然的巖石、礦石、黏土等 材料作原料。特種陶瓷：采用人工合成的材料作原料。按性能和用途分類，可陶瓷材料分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷兩類。 陶瓷零件三、復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或兩種以上化學(xué)性質(zhì)或組織結(jié)構(gòu)不同的材料組合而成的材料。 復(fù)合材料是多相材料，主要包括基體相和增強相。纖維增強高分子復(fù)合材料復(fù)合材料的特點1、比強度和比模量高 其中纖維增強復(fù)合材料的最高。 2、抗疲勞性能好 因纖維對疲勞裂紋擴(kuò)展有阻礙作用。3、減振性能良好 復(fù)合材料中的大量界面對振動有反射吸收作用，不易產(chǎn)生共振。4、高溫性能好。 四、新型材料納米材料超導(dǎo)材料高溫材料儲氫材料工程材料及熱處理第7單元 工程材料的合理選用與質(zhì)量檢驗機械零件的失效選材的基本原則典型零件選材實例金屬材料的質(zhì)量檢驗一、機械零件的失效1.定義: 零件不能正常和安全的工作, 即零件失效。2.原因結(jié)構(gòu)或形狀設(shè)計不合理。材料的選擇不合理。加工工藝不合理。安裝與使用不合理。3.失效形式過量變形失效過量彈性變形過量塑性變形斷裂失效韌性斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂蠕變斷裂疲勞斷裂低應(yīng)