機(jī)械工程英語課文翻譯

第一單元?Typesof材料的類型Materialsoftenstate:liquid,Theyseparatethemintoliving)inorganic(never材料可以按多種方法分類科學(xué)常根據(jù)狀態(tài)將材料分為：固體體氣體。他們也把材料分為有機(jī)材料(曾經(jīng)有生命的和無機(jī)材料(未有生命的。Forareintomaterialsornonengineeringmaterials.Engineeringmaterialsusedinmanufactureandbecomeof就工業(yè)效用而言，材料被分為工程材料和非工程材料。那些用于加工制造并成為產(chǎn)品組成部分的就是工程材料。lubricants,othermaterialsinmanufacturingnotbecomeproduct.非工程材料則是化學(xué)品料滑劑以及其它用于加工制造過程但不成為產(chǎn)品組成部分的材料。besubdividedinto:①M(fèi)etal②③Composite④etc.工程材料還能進(jìn)一步細(xì)分為：①金屬材料②陶瓷材料③復(fù)合材料④合材料，等等。?MetalsAlloys金屬和金屬合金elementsthathavegoodthermalconductivity.Manyhavehighstrength,ductility.金屬就是通常具有良好導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的元素。許多金屬具有高強(qiáng)度、高硬度以及良好的延展性。metals,andarelowtemperatures,metalsintermetalliccompounds某些金屬能被磁化例鐵、鈷鎳。在極低的溫度下金屬和金屬化合物能轉(zhuǎn)變成超導(dǎo)體。Whatisdifferencealloyandametal?Puremetalselementswhichofperiodicofincludecopperinelectricalaluminumfoilcans.合金與純金屬的區(qū)別是什么？純金屬是在元素周期表中占據(jù)特定位置的元素。例如電線中的銅和制造烹飪箔及飲料罐的鋁。AlloysmorethanTheirpropertiescanbechangedthepresentinthealloy.Examplesofalloysincludestainlesssteelwhichisofnickel,chromium;jewelrywhichanalloyand合金包含不止一種金屬元素金的性質(zhì)能通過改變其中存在的元素而改變屬金的例子有：不銹鋼是一種鐵、鎳、鉻的合金，以及金飾品通常含有金鎳合金。Whyandandhighdensitiesandinapplicationswhichrequirehighmass-to-volumeratio.為什么要使用金屬和合金？許多金屬和合金具有高密度，因此被用在需要較高質(zhì)量體積比的場合。thosebasedonaluminum,lowdensitiesforhavehighwhichmeanstheycanwithstandimpactandare某些金屬合金例鋁基合金其度低，可用于航空航天以節(jié)約燃料。許多合金還具有高斷裂韌性，這意味著它們能經(jīng)得起沖擊并且是耐用的。Whataresomepropertiesmetals?Densityisdefinedasamaterial’smassdividedbyitsvolume.Mostmetalshaverelativelydensities,comparedtopolymers.金屬有哪些重要特性？密度定義為材料的質(zhì)量與其體積之比。大多數(shù)金屬密度相對較高，尤其是和聚合物相比較而言。MaterialswithhighdensitiesatomswithatomicgoldHowever,metalsaluminumormagnesiumhavelowdensities,andusedinthatrequireotheralsolowweight.高密度材料通常由較大原子序數(shù)原子構(gòu)成如金和鉛然諸如鋁和鎂之類的一些金屬則具有低密度，并被用于既需要金屬特性又要求重量輕的場合。etoughnesscanbedescribedasmaterialabilitytoavoidfracture,especiallyflawwithoutweakeningmuch,areimpactresistant.Afootballcountsonthiswhenhethathisfacemaskwon’tshatter.斷裂韌性可以描述為材料防止斷裂特別是出現(xiàn)缺陷時不斷裂的能力。金屬一般能在有缺口和凹痕的情況下不顯著削弱且能抵抗沖擊欖運(yùn)動員據(jù)此相信他的面罩不會裂成碎片。PlasticdeformationisabilityofbendorAsusuallydesignmaterialsthattheydondeformundernormalconditions.’tyourcareast塑性變形就是在斷裂前彎曲或變形的能力。作為工程師，設(shè)計時通常要使材料在正常條件下不變形。沒有人愿意一陣強(qiáng)烈的西風(fēng)過后自己的汽車向東傾斜。However,sometimeswecanadvantageofplasticinaenergybyplasticdeformationbefore然而有時我們也能利用塑性變車壓皺的區(qū)域在它們斷裂前通過經(jīng)歷塑性變形來吸收能量。Theofalsoaffectsmetals,outerelectronssharedamongallatoms,freeeverywhere.Sinceelectronsheatandmakegoodcookingelectrical金屬的原子連結(jié)對它們的特性也有影響。在金屬內(nèi)部，原子的外層階電子由所有原子共享并能到處自由移動子能導(dǎo)熱和導(dǎo)電用屬可以制造好的烹飪鍋和電線。Ittothroughsinceelectronsabsorbanyphotonsoflightwhichreachmetal.photonspass因?yàn)檫@些階電子吸收到達(dá)金屬的光子，所以透過金屬不可能看得見。沒有光子能通過金屬。Alloysarecompoundsconsistingofthanothercanaffectdensity,toughness,plasticelectricalconductivityand合金是由一種以上金屬組成的混合物。加一些其它金屬能影響密度、強(qiáng)度、斷裂韌性、塑性變形、導(dǎo)電性以及環(huán)境侵蝕。Forexample,toaluminumwillmakeitstronger.willthewillmakeitmore例如往里加少量鐵可使其更同，在鋼里加一些鉻能減緩它的生銹過程也使它更脆。?Ceramicsand陶瓷和玻璃Aceramicoftendefinedasnonmetallicmaterial．Byceramicmaterialsthestipulationthat“ceramicmustcrystalline.陶瓷通常被概括地定義為無機(jī)的非金屬材料。照此定義，陶瓷材料也應(yīng)包括玻璃；然而許多材料科學(xué)家添加了“陶瓷”必須同時是晶體物組成的約定。Aglassnonmetalliccrystallinematerialssaidamorphous.玻璃是沒有晶體狀結(jié)構(gòu)的無機(jī)非金屬材料。這種材料被稱為非結(jié)晶質(zhì)材料。andusefulceramicsandglassesincludehighmeltinglowstrength,stiffness,陶瓷和玻璃的特性高熔點(diǎn)、低密度、高強(qiáng)度、高剛度、高硬度、高耐磨性和抗腐蝕性是陶瓷和玻璃的一些有用特性。ceramicsaregoodandthermalceramicsproperties:piezoelectricafewspecialarelowtemperatures.Ceramicsandhaveonedrawback:theybrittle.許多陶瓷都是電和熱的良絕緣體些陶瓷還具有一些特殊性能有些是磁性材料有些是壓電材料還些特殊陶瓷在極溫度下是超導(dǎo)體瓷和玻璃都有一個主要的缺點(diǎn)們?nèi)菀灼扑椤eramicsaretypicallyfromthemelt.Thisbecausemostwillpowder)coolingfromtheliquidstate.陶瓷一般不是由熔化形成的為多數(shù)陶瓷在從液態(tài)冷卻時將會完全破(即形成粉末。allsimpleandefficientmanufacturingusedforproductioncastingblowing,whichinvolvemoltenstate,cannotfortheofcrystallineceramics.Instead,“sintering”“firingistheprocesstypicallyused.因此有用于玻璃生產(chǎn)的簡單效的—諸如澆鑄和吹制這些涉及熔化的技術(shù)都不能用于由晶體物組成的陶瓷的生產(chǎn)。作為替代，一般采用“燒結(jié)”或“焙燒”工藝。Insintering,ceramicprocessedintoandthenthemeltingtemperatures,reactremoveandfullyarticlescanbe在燒結(jié)過程中陶粉末先擠壓型然后加熱到略低于熔點(diǎn)溫度這樣的溫度下粉末內(nèi)部起反應(yīng)去除孔隙并得到十分致密的物品。opticalfiberlayers:coremadeofhighlypureglasswithaindexforthelighttoalayerofglasswithlowerrefractiveknownastheprotectsglassfromothersurfaceimperfections,anoutpolymertothefiberfrom光導(dǎo)纖維有三層：核心由高折射指數(shù)高純光傳輸玻璃制成，中間層為低折射指數(shù)玻璃是護(hù)核心玻璃表面不被擦傷和完整性不被破壞的所謂覆層層聚合物護(hù)套用于保護(hù)光導(dǎo)纖維不受損。Inforcoreahigherrefractivethanthecoreglassdopedwithsmall,controlledofordopant,whichcauseslighttotravelbutnotabsorblight.為了使核心玻璃有比覆層大的折射指數(shù)其摻入微小的控數(shù)量的能減緩光速而不會吸收光線的雜質(zhì)或攙雜劑。indexofglassisgreaterofcladding,lighttravelinginthewillremainthedueinternalreflectionasthelighttheanglegreatercriticalangle.由于核心玻璃的折射指數(shù)比覆層大，只要在全內(nèi)反射過程中光線照射核心覆層分界面的角度比臨界角大，在核心玻璃中傳送的光線將仍保留在核心玻璃中。Thetotalinternalreflectionwellasthehighcoreglass,enableslightdistanceswithloss全內(nèi)反射現(xiàn)象與核心玻璃的高純度一樣，使光線幾乎無強(qiáng)度損耗傳遞長距離成為可能。?Composites復(fù)合材料Compositesformedfromtwoorofmaterials.Examplesincludepolymer/ceramiccomposites.Compositesareofthecompositessuperiorof復(fù)合材料由兩種或更多材料構(gòu)成。例子有聚合物陶和金屬/陶復(fù)合材料。之所以使用復(fù)合材料是因?yàn)槠淙嫘阅軆?yōu)于組成部分單獨(dú)的性能。Forexample:polymer/ceramichavegreatermoduluspolymerbut’tasbrittleceramics.ofcompositesfiber-reinforcedandcomposites.例如：聚合/陶瓷復(fù)合材料具有比聚合成分更大的模量，但又不像陶瓷那樣易碎。復(fù)合材料有兩種：纖維加強(qiáng)型復(fù)合材料和微粒加強(qiáng)型復(fù)合材料。Compositescanbeofglasses,orbeenintoknownascarbonfibers.thematrixmaterial.纖維加強(qiáng)型復(fù)合材料加強(qiáng)纖維可以是金屬、陶瓷、玻璃或是已變成石墨的被稱為碳纖維的聚合物。纖維能加強(qiáng)基材的模量。Thestrongcovalentbondsthefiber’slengthgivethemaverymodulusinbecausebreakextendthebondsmustbrokenor沿著纖維長度有很強(qiáng)結(jié)合力的共價結(jié)合在這個方向上給予復(fù)合材料很高的模量要損壞或拉伸纖維就必須破壞或移除這種結(jié)合。Fibersintocomposites,fiber-reinforcedcompositesrelativelyexpensive.把纖維放入復(fù)合材料較困難，這使得制造纖維加強(qiáng)型復(fù)合材料相對昂貴。usedinofthethereforemostequipment,suchtime-trialracingbicyclewhichconsistsofcarbonfibersina纖維加強(qiáng)型復(fù)合材料用于某些最先進(jìn)也是最昂貴的運(yùn)動設(shè)備計賽競賽用自行車骨架就是用含碳纖維的熱固塑料基材制成的。Bodypartscarsautomobilescompositesofglassinmatrix.競賽用汽車和某些機(jī)動車的車體部件是由含玻璃纖(或玻璃絲)熱固塑料基材制成的。Fibershighhavealowaxis.Fiberoftenrotateofvariationsinthemodulus.纖維在沿著其軸向有很高的模量，但垂直于其軸向的模量卻較低。纖維復(fù)合材料的制造者往往旋轉(zhuǎn)纖維層以防模量產(chǎn)生方向變化。Particle-reinforcedcompositesusedforincludeceramicssuchasparticles,metalparticlessuchamorphousincludingpolymersblack.微粒加強(qiáng)型復(fù)合材料用于加強(qiáng)的微粒包含了陶瓷和玻璃之類的礦物微粒，鋁之類的金屬微粒以及包括聚合物和碳黑的非結(jié)晶質(zhì)微粒。usedtotheofmatrix,permeabilityoftheductilityofmatrix.exampleofparticle-reinforcedisantirewhichhasblackparticlesinamatrixofpolyisobutylenepolymer.微粒用于增加基材的模量、減少基材的滲透性和延展性。微粒加強(qiáng)型復(fù)合材料的一個例子是機(jī)動車胎，它就是在聚異丁烯人造橡膠聚合物基材中加入了碳黑微粒。?Polymers聚材Aarepeatingonacarbonbackbone.Therepeatingstructurelargechainlikemolecules.Polymersusefulcorrosionresistant,atlowandgenerally聚合物具有一般是基于碳鏈的重復(fù)結(jié)構(gòu)。這種重復(fù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生鏈狀大分子。由于重量輕、耐腐蝕、容易在較低溫度下加工并且通常較便宜，聚合物是很有用的。polymerssize(orsofteningmeltingcrystallinity,pertiespolymersgenerallyincludelowtoughness.Theirstrengthisstructures.聚合材料具有一些重要特性，包括尺(或分量)、軟化及熔化點(diǎn)、結(jié)晶度和結(jié)。聚合材料的機(jī)械性能一般表現(xiàn)為低強(qiáng)度和高韌性強(qiáng)度通常可采用加強(qiáng)復(fù)合結(jié)構(gòu)來改善。CharacteristicsofPolymersSize.Singlepolymermoleculeshavebetweenand—thatmorethan2,000repeatingunitsonthestructure!聚合材料的重要特性尺寸：單個聚合物分子一般分子量為到1,000,000g/mol間，具體取決于聚合物的結(jié)構(gòu)—這可以比2,000個復(fù)單元還多。Theofaaresignificantlyaffectedbywithbetterengineeringpropertiesmolecular聚合物的分子量極大地影響其機(jī)械性能，分子量越大，工程性能也越好。transitions.Thesofteningpointandtheofapolymerwilldeterminewhichitwillbeforusuallytheupperlimitforwhichacanbeused.熱轉(zhuǎn)換性：聚合物的軟化點(diǎn)(璃狀轉(zhuǎn)化溫度)和化點(diǎn)決定了它是否適合應(yīng)用。這些溫度通常決定聚合物能否使用的上限。Forexample,manyindustriallyimportantglasstransitionneartheboilingwater℃℉),aremostforroomtemperaturespeciallywithstandas℃(572).例如，許多工業(yè)上的重要聚合物其玻璃狀轉(zhuǎn)化溫度接近水的沸(℃,212℉，它們被廣泛用于室溫下。而某些特別制造的聚合物能經(jīng)受住高達(dá)℃(572℉)的溫度。Crystallinity.Polymerscanbecrystallineoramorphous,buttheyacombinationofamorphous(semi-crystalline).結(jié)晶度：聚合物可以是晶體狀的或非結(jié)晶質(zhì)的，但它們通常是晶體狀和非結(jié)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的結(jié)合物半晶體。InterchainThepolymerfreeanotherortheycanconnectedtootherwith(thermosetorbeandwhileelastomersnotreworkable.原子鏈間的相互作用：聚合物的原子鏈可以自由地彼此滑動(熱塑性或通交鍵互相連接熱固性或彈性。熱可塑性材料可以重新形成和循環(huán)使用，而熱性與彈性材料則是不能再使用的。Intrachainstructure.chemicalstructureofalsohasatremendouseffecttheproperties.onthethebeorhydrophobic(likesorhatesstifforunreactive.鏈內(nèi)結(jié)構(gòu)：原子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)對性能也有很大影響。根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)不同，聚合物可以是親水的或憎水喜歡或討厭)硬的或軟的、晶體狀的或非結(jié)晶質(zhì)的、易起反應(yīng)的或不易起反應(yīng)的。第二單元Theunderstandingoftreatmentembracedthebroaderofmetallurgy.Metallurgyisthephysics,andrelatedfromtothefinal對熱處理的理解包含于對冶金學(xué)較廣泛的研究。冶金學(xué)是物理學(xué)、化學(xué)和涉及金屬從礦石提煉到最后產(chǎn)物的工程學(xué)。Hcedurecanactionabrasion,oritbesoftenedmachining.熱處理是將金屬在固態(tài)加熱和冷卻以改變其物理性能的操作所用的步驟鋼可以通過硬化來抵抗切削和磨損，也可以通過軟化來允許機(jī)加工。Withtheproperinternalmayberemoved,sizeincreased,ahardproducedonTheofthesteelknownofcertainnotablycarbon,greatlyaffectphysicalproperties.使用合適的熱處理可以去除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶粒、增加韌性或在柔軟材料上覆蓋堅(jiān)硬的表面。因?yàn)槟承┰?尤其是)的微小百分比極大地影響理性能，所以必須知道對鋼的分析。Alloysteelowetheirpropertiestheoforthancarbon,molybdenum,silicon,vanadium,copper.improvedpropertiestheyarecommerciallyinnotwithcarbonsteels.合金鋼的性質(zhì)取決于其所含有的除碳以外的一種或多種元素，如鎳、鉻、錳、鉬、鎢、硅、釩和銅。由于合金鋼改善的物理性能，它們被大量使用在許多碳鋼不適用的地方。Tcesstherateofcoolingcontrollingfactor,rapidthecriticalrangeresultsinslowcoolingproducesopposite下列討論主要針對被稱為普通碳鋼的工業(yè)用鋼而言理時冷卻速率是控制要素，從高于臨界溫度快速冷卻導(dǎo)致堅(jiān)硬的組織結(jié)構(gòu)，而緩慢冷卻則產(chǎn)生相反效果。?ASimplifiedIron-carbonDiagram簡化鐵碳狀態(tài)圖Iffocusonlyonthematerialsnormallyknownassteels,adiagramisused.如果只把注意力集中于一般所說的鋼上，經(jīng)常要用到簡化鐵碳狀態(tài)圖。ofnearthedeltathose2%carbonlittleimportanceandareAasinquiteusefulinunderstandingprocessing鐵碳狀態(tài)圖中靠近三角區(qū)和含碳量高于的那些部分對工程師而言不重要，因此將它們刪除。如圖2.1所的簡化鐵碳狀態(tài)圖將焦點(diǎn)集中在共析區(qū)，這對理解鋼的性能和處理是十分有用的。Thekeytransitiondescribedthisdiagramistheofsingle-phaseaustenite(γ)tothetwoferriteasdrops.在此圖中描述的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變是單相奧氏體(γ隨溫度下降分解成兩相鐵素體加滲碳體組織結(jié)構(gòu)。ofarisesduecarbonsolubilityofferrite,awideofbetreatment.控制這一由于奧氏體和鐵素體的碳溶解性完全不同而產(chǎn)生的反應(yīng)通過熱處理能獲得很大范圍的特性。tounderstandasteeloftheeutectoidcarbon,beingslowalongx-’inFig.2.1.Attheuppertemperatures,onlyaustenitepresent,0.77%carbondissolvedinsolidsolutionwiththeWhensteel℃(1341℉),severalchangesoccur為了理解這些過程考慮含碳量0.77%共析鋼著圖的x-x慢慢冷卻。在較高溫度時只存在奧氏體0.77%的碳溶解在鐵里成固溶體鋼冷卻到727℉時，將同時發(fā)生若干變化。TheironwantstheFCCstructuretotheferritestructure,buttheonlyinsolution.鐵需要從面心立方體奧氏體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方體鐵素體結(jié)構(gòu)，但是鐵素體只能容納固溶體狀態(tài)的的碳。Therejectedcarbonformsthecarbon-richcementiteintermetallicwithcompositionInessence,thenetreactiontheeutectoidaustenite0.77%C0.02%C+cementite被析出的碳與金屬化合物形富碳的滲碳體。本質(zhì)上，共析體的基本反應(yīng)是奧氏體0.77%碳→鐵素體0.02%的碳+碳體的碳。Sincethischemicalseparationofthecomponentoccursentirelystate,theresultingstructureisamechanicalofandcementite.andetchinginaweaksolutionnitricandalcoholthe由于這種碳成分的化學(xué)分離完全發(fā)生在固態(tài)中，產(chǎn)生的組織結(jié)構(gòu)是一種細(xì)致的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物打磨并在弱硝酸酒精溶液中蝕刻制備的樣本顯示出由緩慢冷卻形成的交互層狀的薄片結(jié)構(gòu)。Thisstructurecomposedoftwodistinctphases,butpropertiesbythenameofitsresemblancetomother-of-pearllow這種結(jié)構(gòu)由兩種截然不同的狀態(tài)組成它本身具有一系列特性因低倍數(shù)放大時的珠母層有類同之處而被稱為珠光體。Steelseutectoidcarbon(lessknownasConsiderthetransformationofbycoolinglineyinFig.2.1.含碳量少于共析(低于0.77%)的鋼稱為亞共析鋼現(xiàn)在來這種材料沿著圖中y-y’線卻的轉(zhuǎn)變情況。Athightemperatures,materialentirelyaustenite,uponcoolingawhereferriteandaustenite.Tie-lineandcalculationsgrows,in在較高溫度時種材料全部是奧氏體隨著冷卻就進(jìn)入到鐵素體和奧氏體穩(wěn)定狀態(tài)的區(qū)域。由截線及杠桿定律分析可知，低碳鐵素體成核并長大，剩下含碳量高的奧氏體。At727℉theausteniteeutectoidcompositionandfurthertransformsaustenitetopearlite.Theresultingstructureisamixtureofprimaryor(ferritethatformedtheeutectoidandregionsof在727℉時奧氏體為共析組成含碳量0.77%)再卻余的奧氏體就轉(zhuǎn)化為珠光體。作為結(jié)果的組織結(jié)構(gòu)是初步的共析鐵素在共析反應(yīng)前的鐵素)和部分珠光體的混合物。steelscontaingreaterthantheeutectoidamountsuchsteelinzofFig.2.1processsimilarthecase,theprimaryorphaseiscementiteofferrite.過共析鋼是含碳量大于共析量的鋼。當(dāng)這種鋼冷卻時，就像圖的z-z線所示，除了初步的共析狀態(tài)用滲碳體取代鐵素體外，其余類似亞共析鋼的情況。carbon-richphaseforms,incontent,℃℉remainingaustenitetoslowcooling隨著富碳部分的形成，剩余奧氏體含碳量減少，在℃(1341)時達(dá)到共析組織。就像以前說的一樣，當(dāng)緩慢冷卻到這溫度時所有剩余奧氏體轉(zhuǎn)化為珠光體。Itbetransitionsbyphaseareforconditions,whichbyWiththeseoccurreverse應(yīng)該記住由狀態(tài)圖描述的這種轉(zhuǎn)化只適合于通過緩慢冷卻的近似平衡條件。如果緩慢加熱，則以相反的方式發(fā)生這種轉(zhuǎn)化。However,cooleddifferentmaybeobtained,sufficienttimenotfortheoccur,insuchthephasediagramisnolongerausefultoolfor然而當(dāng)速冷卻合金時可能得到完全不同的結(jié)果為沒有足夠的時間讓正常的狀態(tài)反應(yīng)發(fā)生，在這種情況下對工程分析而言狀態(tài)圖不再是有用的工具。?Hardening淬Hardeningtheofheatingatoatemperaturewithinoraboveitscriticalrangethencoolingitrapidly.淬火就是把鋼件加熱到或超過它的臨界溫度范圍，然后使其快速冷卻的過程。Ifcarboncontentofknown,temperaturewhichsteelbemayobtainedreferencetothephaseHowever,iftheofthesteelisunknown,littlepreliminarybeto如果鋼的含碳量已知件適加熱溫度可參考鐵碳合金狀態(tài)圖得到而鋼的成分不知道時，則需做一些預(yù)備試驗(yàn)來確定其溫度范圍。Agoodistospecimensofthesteelvariousandobservetheresult,eitherbythecorrectobtained,willmarkedinother要遵循的合適步驟是將這種鋼的一些小試件加熱到不同的溫度后淬火過度試驗(yàn)或顯微鏡檢查觀測結(jié)果。一旦獲得正確的溫度，硬度和其它性能都將有明顯的變化。InanyoperationofisflowsthetointeriorofataIfsteelhotterthantheuniformcannotobtained.在任何熱處理作業(yè)中，加熱的速率都是重要的。熱量以一定的速率從鋼的外部傳導(dǎo)到內(nèi)部。如果鋼被加熱得太快，其外部比內(nèi)部熱就不能得到均勻的組織結(jié)構(gòu)。Ifisinaslowtheessentialeliminateheavierthelongermustheatingtimetouniformresults.如果工件形狀不規(guī)則為了消除曲和開裂最根本的是加熱速率要緩慢面越厚加熱的時間就要越長才能達(dá)到均勻的結(jié)果。thecorrectreached,pieceshouldbeattemperatureforasufficientperiodtothickestsectionauniform即使加熱到正確的溫度后，工件也應(yīng)在此溫度下保持足夠時間以讓其最厚截面達(dá)到相同溫度。Thehardnessfromgivendependsquenchingrate,thecarbonsize.Inalloytheamountofalloyinginfluencesonlytheabilityoftodepths)ofthesteelanddoesaffectthehardnessexceptinpartiallyhardenedsteels.通過給定的熱處理所得到的硬度取決于淬火速率、含碳量和工件尺寸。除了非淬硬鋼或部分淬硬鋼外，合金鋼中合金元素的種類及含量僅影響鋼的淬透性(件被硬化到深層的能力)而不影響硬度。withcarboncontentwillnottothecontentsteeltoaround0.60%,thepossiblehardnessobtainablealsoincreases.含碳量低的鋼對淬火處理沒有明顯的反應(yīng)。隨著鋼的含碳量增加到大約0.60%，可能得到的硬度也增加。AbovethispointtheincreasedsteelsthepointupentirelyandcementiteinannealedPearliterespondstoandsteelcomposedmostlyofpearlitebetransformedintohard高于此點(diǎn)由超過共析點(diǎn)鋼完由珠光體和退火狀態(tài)的滲碳體組成硬度增加并不多珠光體對熱處理作業(yè)響應(yīng)最好；基本由珠光體組成的鋼能轉(zhuǎn)化成硬質(zhì)鋼。increases,thesurfacesomewhatthoughconditionsremainedthesame.limitheatflow即使所有其它條件保持不變，隨著要淬火的零件尺寸的增加其表面硬度也會有所下降。熱量在鋼中的傳導(dǎo)速率是有限的。matterhowthemediumifheatinsideapiecefasteracertaincriticalrate,adefinitelimittohardness.brinewatercapableofrapidlybringingthesurfaceofthequencheditsanditor無論淬火介質(zhì)怎么冷果大件中的熱量不能比特定的臨界速率更快散發(fā)它部硬度就會受到明確限制鹽或水淬火能夠?qū)⒈淮懔慵谋砻嫜杆倮鋮s至本身溫度并將其保持或接近此溫度。thesetherewouldalwayssomefinitedepthofsurfacehardeningofnotinoilwhensurfacetemperaturehighduringtheof在這種情況下不管零件尺寸如何，其表面總歸有一定深度被硬化。但油淬情況就不是如此，因?yàn)橛痛銜r在淬火臨界階段零件表面的溫度可能仍然很高。?回hasbyisbrittlenotsuitableformostBytemperingorthebrittlenessmaybetheforserviceconditions．快速淬火硬化的鋼是硬而易碎的，不適合大多數(shù)場合使用。通過回火，硬度和脆性可以降低到使用條件所需要的程度。arethereisaintensileandaninductilityandtoughnessofsteel.Theconsistsoftemperaturethecriticalrangebyrate隨著這些性能的降低伸度降低而鋼的延展性和韌性則會提高火業(yè)包括將淬硬鋼重新加熱到低于臨界范圍的某一溫度然后以任意速率冷卻。thisprocesssteel,itdiffersconsiderablyfrominthatprocesslendsitselftoclosecontrolpropertiesinnotthetoextentthatwould.Thefinalstructuretemperingafullyhardenedsteelismartensite.雖然這過程使鋼軟化它退是大不相同的為火適合于嚴(yán)格控制物理性能并在大多數(shù)情況下不會把鋼軟化到退火那種程度完全淬硬鋼得到的最終組織結(jié)構(gòu)被稱為回火馬氏體。Temperingispossibleoftheinstabilityofmartensite,theprincipalconstituentofhardenedfrom300℉400℉(150℃℃donotdecreaseinhardnessusedprincipallytorelieve由于馬氏體這一淬硬鋼主要成分的不穩(wěn)定性，使得回火成為可能。低溫回火，300℉到400(150℃~205)，不會引起硬度下降很多主要用于減少內(nèi)部應(yīng)變。thetemperingincreased,thebreakdownofmartensitefasterat℉(315℃)aisrapid.temperingoperationdescribedasoneofprecipitationagglomerationorcementite.隨著回火溫度的提高馬氏體以快的速率分解在大約℉(315)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楸环Q為回火馬氏體的結(jié)構(gòu)?；鼗鹱鳂I(yè)可以描述為滲碳體析出和凝聚或聚結(jié)的過程。Asubstantialprecipitationofcementitebegins600(315℃),whichadecreaseIncreasingthecoalescenceofcarbideswithcontinuedinhardness.滲碳體的大量析出開始于℉℃這硬度下降度的上升會使碳化物聚結(jié)而硬度繼續(xù)降低。IntheprocessofshouldbegiventotimeaswellasAlthoughmostofthesofteningactioninthefewafterthereached,issomeinhardnessifthemaintainedforprolonged在回火過程中，不但要考慮溫度而且要考慮時間。雖然大多數(shù)軟化作用發(fā)生在達(dá)到所需溫度后的最初幾分鐘，但如果此溫度維持一段延長時間，仍會有些額外的硬度下降。practiceheattotheitthereenoughituniformlyheated.通常的做法是將鋼加熱到所需溫度并且僅保溫到正好使其均勻受熱。processesusinginterruptedareofIntheinabathatbeingallowedcool.Theseprocesses,knownmartempering,incertainphysical兩種采用中斷淬火的特殊工藝也是回火的形式兩工藝中硬鋼在其被允許冷卻前先在一選定的較低溫度鹽浴淬火。這兩種分別被稱為奧氏體回火和馬氏體回火的工藝，能使產(chǎn)品具有特定所需的物理性能。?Annealing退火Thepurposeofannealingsoitmaymachinedorcold退火的主要目的是使堅(jiān)硬的鋼軟化以便機(jī)加工或冷作。Thisisaccomplishedbythesteeltooslightlyabovethecriticalholdingituntilofpieceisuniformthroughout,thenaslowlytemperatureofsurfacethatofthepieceapproximately通常是非常緩慢地將鋼加熱到臨界溫度以上，并將其在此溫度下保持到工件全部均勻受熱，然后以受控的速率慢慢地冷卻，這樣使得工件表面和內(nèi)部的溫度近似相同。ThisknownasfullannealingbecauseitwipesalltracerefinestheandtheAnnealingalsorelievesinternalpreviouslysetin這過程被稱為完全退火因它除了以前組織結(jié)構(gòu)的所有痕跡細(xì)化晶粒并軟化金屬退火也釋放了先前在金屬中的內(nèi)應(yīng)力。Thetowhichgivensteelbeinannealingonitscomposition;forsteelsitcanobtainedreadilyfromthepartialiron-irondiagram.temperaturebeenreached,steelbehelduntilituniform給定的鋼其退火溫度取決于它的成分；對碳鋼而言可容易地從局部的鐵碳合金平衡圖得到。達(dá)到退火溫度后，鋼應(yīng)當(dāng)保持在此溫度等到全部均勻受熱。This45minforinch(25mm)ofthicknessofthelargestsection.maximumsoftnessandductilitytherateshouldverypartstodownwiththethecarboncontent,thisratemustbe.加熱時間一般以工件的最大截面厚度計每英()大需。了到最大柔軟性和延展性冷卻速率應(yīng)該很慢比讓零件與爐子一起冷下來碳量越高冷的速率必須越慢。Theratebeconsistentwiththeuniformityofsothatthepartistemperatureuniformly加熱的速率也應(yīng)與截面的尺寸及均勻程度相協(xié)調(diào)，這樣才能使整個零件盡可能均勻地加熱。?NormalizingandSpheroidizing正火和球化Theofnormalizingofheatingsteelabout℉100℉℃~40)theuppercriticalrangecoolinginroom正火處理包括先將鋼加熱到高于上臨界區(qū)50到℉(10℃~40℃然后在靜止的空氣中冷卻到室溫。Thisprincipallywithlow-andwellalloymakethegrainstructureuniform,relieveinternalstresses,ortoachievedesiredresultsinphysicalproperties.Mostnormalizedor退火主要用于低碳鋼中碳鋼及金鋼使晶粒結(jié)構(gòu)更均勻釋放內(nèi)應(yīng)力或獲得所需的物理特性。大多數(shù)商業(yè)鋼材在軋制或鑄造后都要退火。Spheroidizingofproducingainwhichisinaspheroidaldistribution.Ifsteelistotemperaturejustcriticalheldthereforaoftime,structurewillbeobtained.球化是使?jié)B碳體產(chǎn)生成類似球狀分布結(jié)構(gòu)的工藝。如果把鋼緩慢加熱到恰好低于臨界溫度并且保持較長一段時間，就能得到這種組織結(jié)構(gòu)。Theglobularmachinabilitytreatmentisparticularlyforhypereutectoidsteelsthatmust所獲得的球狀結(jié)構(gòu)改善了鋼的可切削性。此處理方法對必須機(jī)加工的過共析鋼特別有用。?表面硬化TheoldestmethodofasurfaceonsteelcaseIrontemperaturesclosecriticalhasaffinityforcarbon.滲碳最早的硬化鋼表面的方法是表面淬火或滲碳。鐵在靠近并高于其臨界溫度時對碳具有親合力。Thecarbonintotheasolutionwithandconvertsouterintohigh-carbontotheinteriorofthepart.ofdependsontheandtemperaturetreatment.碳被吸收進(jìn)金屬與鐵形成固溶體使外表面轉(zhuǎn)變成高碳鋼逐漸擴(kuò)散到零件內(nèi)部碳層的深度取決于熱處理的時間和溫度。consistsofplacingthepartstotreatedinawithcarbonaceousmaterialsuchascharcoalItusedtothickoffrom0.03in固體滲碳的方法是將要處理的零件與木炭或焦炭這些含碳的材料一起放入密閉容器一個較長的過程，用于產(chǎn)生深度為0.03到英(0.76~4.06mm)這厚的硬化層。forcarburizingusuallyalow-carbonaboutwouldnotinIntheofthetheconvertedintohigh-carbonsteelwithcontentrangingfromcarbon.用于滲碳的一般是含碳量約為、本身太適合熱處理的低碳鋼。在處理過程中外層轉(zhuǎn)化為含碳量從0.9%1.2%高碳鋼。Asteelwithcarbonand,consequently,differentcriticalrequiresheat含碳量變化的鋼具有不同的臨界溫度，因此需要特殊的熱處理。growthinthesteelthecarburizingworkshouldbecriticalofthethenrefiningthestructure.Thesteelshouldthenreheatedapointaboverangeoftheandquenchedtoproduceahard,finestructure.由于在較長的滲碳過程中鋼內(nèi)部會有些晶粒生長件應(yīng)該加熱到核心部分的臨界溫度再冷卻以細(xì)化核心部分的組織結(jié)構(gòu)。然后重新加熱到高于外層轉(zhuǎn)變溫度再淬火以生成堅(jiān)硬、細(xì)致的組織結(jié)構(gòu)。Thetemperatureofcaseresultsthefacthypereutectoidnormallyforjustthelowerpoint.Athirdtemperingtreatmentbeusedto由于恰好高于低臨界溫度通常使過共析鋼奧氏體化而硬化，所以對外層采用較低的熱處理溫度。第三次回火處理可用于減少應(yīng)變。Carbonitriding,knownainwhichtheattemperaturecriticalinitabsorbsandnitrogen.碳氮共滲碳氮共滲，有時也稱為干法氰化或滲碳氮化，是一種表面硬化工藝。通過把鋼放在高于臨界溫度的氣體中，讓它吸收碳和氮。gaswithammoniaused.wear-resistantcaserangesfromtoinch(0.08~0.76mm)inofcarbonitridinghardenabilityofcaseissignificantlywhennitrogenthelow-coststeels.可以使用任何富碳?xì)怏w加氨氣厚度從0.003到0.030英寸0.08~的磨外層。碳氮共滲的優(yōu)點(diǎn)之一是加入氮后外層的淬透性極大增加，為使用低價鋼提供條件。CyanidingCyaniding,orliquiditisisalsoprocesscombinestheabsorptioncarbonandtoobtainsurfaceinrespondto氰化氰化有時稱為液體碳氮共滲是種結(jié)合了吸收碳和氮來獲得表面硬度的工藝，它主要用于不適合通常熱處理的低碳鋼。ThepartcaseisinabathoffusedcyanidesaltsatatemperatureaboveAc1dependingThepartistheninoroila需表面硬化的零件浸沒在略高于Ac1溫熔化的氰化鈉鹽溶液，浸泡的持續(xù)時間取決于硬化層的深度。然后將零件在水或油中淬火。depthsof0.0050.015in.beobtainedCyanidingisusedforofparts.通過這樣處理可以容易地獲得英(的化深度氰化主要用于處理小零件。NitridingNitridingsomewhatsimilarordinarycasebutitamaterialtothehardsurface滲氮滲氮有些類似普通表面硬化采用不同的材料和處理方法來產(chǎn)生堅(jiān)硬表面成分。Inprocesstheatemperatureof950℉℃)forperiodofinwithfromisintroducedintothesteel,hardfinelydispersedthrough這種工藝中金屬加熱到約℉℃，后與氨氣接觸一段時間。氨氣中的氮進(jìn)入鋼內(nèi)，形成細(xì)微分布于金屬表面又十分堅(jiān)固的氮化物。hashardeningabilitywithelementsthanwithhence,specialalloyhavedeveloped.氮與某些元素的硬化能力比其它元素大，因此開發(fā)了專用的滲氮合金鋼。Aluminuminrangeof1%tohasprovedtoininthatitcombineswiththetoconstituent.ofranges9251,050℃~565).在鋼中含鋁到1.5%被證特別合適能與氨氣結(jié)合形成很穩(wěn)定堅(jiān)固的成分其加熱溫度范圍為925℉到℉℃~565℃)Liquidutilizessaltsingastemperatureisrange.Liquidnitridingaddslesscarboneithercarburizingincyanidebaths.液體滲氮利用熔化的氰化物鹽，就像氣體滲氮，溫度保持在低于轉(zhuǎn)化范圍內(nèi)。液體滲氮時在氰化物溶液中加入比氰化及滲碳都較多的氮和較少的碳。thicknessofobtained,forgascasebeasthickasInusesoftheprocessessimilar.液體滲氮可以獲得厚度為0.001到英的化層，然而氣體滲氮則能獲得厚0.025英寸的硬化層。一般而言兩種滲氮方法的用途是類似的。NitridingextremeinsurfaceThisfrom1,100Brinell,whichisconsiderablyhigherthanbyordinarycasehardening.滲氮在鋼表面獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常標(biāo)準(zhǔn)的硬度硬范圍為9001,100氏硬度，這遠(yuǎn)高于普通表面硬化所獲得的硬度。Nitridingsteels,virtuealloyingstrongersteelsrespondtoItrecommendedsteelsbeandbeforenitriding,scalework由于滲氮鋼的合金比例它比通鋼更強(qiáng)也容易熱處理建議對這種鋼在滲氮前先機(jī)加工和熱處理，因?yàn)闈B氮后沒有剝落并不需要更多的加工。interioraffectedappreciablythetreatmentand,thereislittletowarp,developcracks,orchangeconditioninanysurfaceeffectivelywater,saltwateroil,and值得慶幸的是由于滲氮處理一點(diǎn)都不影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能需淬火以幾乎沒有任何產(chǎn)生翹曲、裂縫及變化條件的趨勢。這種表面能有效地抵御水、鹽霧、堿、原油和天然氣的腐蝕反應(yīng)。第三單元isamanufacturingwhichmoltenmetalisorinjectedallowedtosolidifyinsuitablymoldcavity.Duringorcooling,castremovedfromthemoldthenfordelivery.鑄造是一種將熔化的金屬倒入或注入合適的鑄模腔并且在其中固化的制造工藝。在冷卻期間或冷卻后，把鑄件從鑄模中取出，然后進(jìn)行交付。processesandcast-materialtechnologiesvarytoMaterialandprocessselectiondependsonthepart’scomplexityandfunction,theproductprojected鑄造工藝和鑄造材料技術(shù)從簡單到高度復(fù)雜變化很大。材料和工藝的選擇取決于零件的復(fù)雜性和功能、產(chǎn)品的質(zhì)量要求以及成本預(yù)算水平。aremadefinaldimensionsbycastingWithback6,000years,thevariouscastingprocessesareinastateofevolutionastechnologicaladvancesbeingmade.通過鑄造加工，鑄件可以做成很接近它們的最終尺寸?；厮?,000年史，各種各樣的鑄造工藝就如同科技進(jìn)步一樣處于一個不斷改進(jìn)和發(fā)展的狀態(tài)。?Casting砂型鑄造castingusedtopartsiron,bronze,aluminum).Moltenpouredintooutof(naturalsynthetic).砂型鑄造用于制造大型零件(有代表性是鐵，除此之外還有青銅、黃銅和鋁)。熔化的金屬倒入由型天然的或人造)做成鑄模腔。Theprocessesofcastinginthisspruesanddesignconsiderations,casting本節(jié)討論砂型鑄造工藝，包括型模、澆注口、澆道、設(shè)計考慮因素及鑄造余量。Thecavityinthesandusingapattern(anapproximatewhichtypicallymadeoutofsometimescavityiscontainedanaggregateboxtheflask.砂型里的型腔是采用型模(真零件的近似復(fù)制品)構(gòu)成的，型模一般為木制，有時也用金屬制造。型腔整個包含在一個被放入稱為砂箱的箱子里的組合體內(nèi)。asandshapeinsertedintotheproducethefeaturesofpartsuchasorinternalinholesofdesiredaddedtousedtosupportthecorewithin砂芯是插入鑄模的砂型于生成諸如孔或內(nèi)通道之類的內(nèi)部特征芯放在型腔里形成所需形狀的孔洞砂芯座是加在模砂或鑄模上的特定區(qū)域用在鑄模內(nèi)部定位和支撐砂芯。Aextravoidcreatedinmoldtoexcessivemoltenmaterial.Theofisfeedmoldcavityasmetalshrinks,andinthemaincasting.冒口是在鑄模內(nèi)部增加的額外空間于容納過多的熔化金屬目是當(dāng)熔化金屬凝固和收縮時往型腔里補(bǔ)充熔化金屬，從而防止在主鑄件中產(chǎn)生孔隙。Inatwo-partmold,whichissandcastings,thehalf,includingtophalfofandandtheiscalleddrag,inorthesurfaceislinesurfacethecope在典型砂型鑄造的兩箱鑄模中，上半部分(包型模頂半部、砂箱和砂芯)稱上型箱，下半部分稱為下型箱，見圖3.1所。分型線或分型面是分離上下型箱的線或面。Thefirstwithcorethesystemneartheline.Thecopethenandsandisonthecoveringcore首先往下型箱里部分地填入型砂和砂芯座芯并靠近分型線處放置澆注系統(tǒng)然后將上型箱與下型箱裝配在一起，再把型砂倒入上型箱蓋住型模、砂芯和澆注系統(tǒng)。Thecompactedbymeans.Next,theisremovedthedrag,removed.istowithoutthemold型砂通過振動和機(jī)械方法壓實(shí)后從下型箱上撤掉上型箱心翼翼地取出型模其的是取出型模而不破壞型腔。Thisfacilitateddesigningaaslightfromtheverticalofisusuallyaof1.5mm(0.060in.),whicheverisgreater.roughersurfacethemorethedraftprovided.通過設(shè)計拔模斜度—型模垂直相交表面的微小角度偏移量—來使取出型模變得容易斜度最小一般為，能比此大。型模