機(jī)械工程常用材料及鋼的熱處理23355.ppt

1、第二章 機(jī)械工程常用材料及鋼的熱處理,參考文獻(xiàn),史美堂，金屬材料及熱處理，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2003 齊寶森等，機(jī)械工程材料，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003 戈曉嵐等，工程材料，東南大學(xué)出版社，2004 其他與金屬材料及熱處理的相關(guān)書籍,主要內(nèi)容,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 金屬材料的力學(xué)性能 第三節(jié) 常用的工程材料 第四節(jié) 鋼的熱處理 第五節(jié) 表面精飾 第六節(jié) 精密儀器材料選用原則,第一節(jié) 概述,機(jī)械工程材料,金屬材料,非金屬材料,黑色金屬,鋼,有色金屬,鑄鐵,合金鋼,無(wú)機(jī)非金屬材料,有機(jī)材料,塑料,橡膠,陶瓷,合成纖維,鋁合金,銅合金,其他有色合金,應(yīng)力極限,彈性階段,彈性極限p,屈服階段,屈

2、服點(diǎn)s,強(qiáng)化階段,強(qiáng)度極限b,頸縮階段,第二節(jié) 金屬材料的力學(xué)性能,強(qiáng)度：材料抵抗破壞的能力 剛度：材料抵抗變形的能力（E、G） 塑性：材料破壞時(shí)，遺留變形的大小 伸長(zhǎng)率、斷面收縮率 硬度：材料抵抗硬物壓入的能力 布氏硬度HBW、洛氏硬度HRC、 維氏硬度HV,第二節(jié) 金屬材料的力學(xué)性能,影響力學(xué)性能的主要因素 1、含碳量 含碳量越高，強(qiáng)度和硬度越高，但塑性顯著降低。 2、雜質(zhì)元素：有益Si、Mn，有害S、P 3、合金元素 加入某些合金元素，可提高和改善其綜合力學(xué)性能，并獲得某些特殊的物理和化學(xué)性能。 4、溫度 一般，低溫條件下強(qiáng)度有所增加，塑性和沖擊韌性下降 ，高溫條件下相反。 5、熱處理工

3、藝,第二節(jié) 金屬材料的力學(xué)性能,鋼鐵材料（黑色金屬） 1、非合金鋼（碳鋼） 含碳2以下的鐵碳合金、少量雜質(zhì) 按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類： 低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼 按質(zhì)量等級(jí)分類： 普通質(zhì)量、優(yōu)質(zhì)和特殊質(zhì)量 按用途分類： 碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼,第三節(jié) 常用工程材料,2、合金鋼 人為加入Cr、Mn、Ni、Ti、Mo等，具有高的強(qiáng)度、韌性、硬度，以及某些特殊性能（如耐腐蝕性、高溫強(qiáng)度等）。 3、鑄鐵： 良好的鑄造性能、減摩性能、吸振性能、切削加工性能、低的缺口敏感性，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低廉。 灰鑄鐵：C自由狀態(tài)的片狀石墨形式 球墨鑄鐵：C球狀石墨形式，較高的強(qiáng)度 ，良好的塑性和韌性。,第三節(jié) 常用工程材料,有

4、色金屬 1、銅及其合金： 工業(yè)純銅、 黃銅（銅鋅二元合金）、 青銅（錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、錳青銅等） 2、鋁及其合金： 純鋁、硬鋁、鑄鋁 3、鈦及其合金：純鈦、鈦合金,第三節(jié) 常用工程材料,非金屬 1、工程塑料 特點(diǎn)：密度小，比強(qiáng)度高，良好的抗蝕 型，優(yōu)良的電絕緣性，耐磨、減摩、自潤(rùn)滑性好，工藝性好 分類：熱固性塑料、熱塑性塑料 2、橡膠：高彈性、絕緣性密封件、緩沖件、絕緣件 上述二者易老化，難回收（污染） 3、人工合成礦物：剛玉、石英,第三節(jié) 常用工程材料,鋼的熱處理 加熱、保溫、冷卻改變金屬整體或表面組織，獲得所需性能。 種類 1、普通熱處理：退火、正火、淬火、回火 2、表面熱處

5、理和化學(xué)熱處理： 感應(yīng)加熱、火焰加熱、電接觸加熱、電解加熱、滲碳、氮化、碳氮共滲 3、其他熱處理,第四節(jié) 鋼的熱處理,退火：加熱、保溫、隨爐冷卻 目的：降低硬度、細(xì)化晶粒、消除內(nèi)應(yīng)力， 預(yù)先熱處理 正火：加熱、保溫、空氣冷卻 目的：同退火，更高的力學(xué)性能 淬火：加熱，保溫，水、油或鹽水冷卻 目的：提高零件的硬度和耐磨性，強(qiáng)化材料。但淬火后，出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力，材料變脆，須回火。 方法：?jiǎn)谓橘|(zhì)淬火；雙介質(zhì)淬火,第四節(jié) 鋼的熱處理,回火：零件淬火后，加熱至臨界溫度之下，保溫，以一定速度冷卻。 目的：達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求的硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。 回火工藝的種類： 1、低溫回火（150250C） 2、中溫回火（350

6、500C） 3、高溫回火（500650C） 調(diào)質(zhì)處理淬火高溫回火,第四節(jié) 鋼的熱處理,表面熱處理：僅對(duì)鋼的表面進(jìn)行加熱和冷卻而不改變其成分的熱處理工藝。 目的：提高零件的表層硬度、抗磨損性能。 方式： 感應(yīng)加熱：利用交流電的集膚效應(yīng)，對(duì)零件進(jìn)行加熱，并通過控制電流頻率得到不同的淬硬層深度。 火焰加熱：利用火焰加熱工件表面，然后立即用水噴射冷卻。調(diào)節(jié)燒嘴的位置和移動(dòng)速度即可得到不同厚度的淬硬層。 。,第四節(jié) 鋼的熱處理,化學(xué)熱處理 將鋼件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入其表面，改變其化學(xué)成分和組織，達(dá)到改進(jìn)表面性能、滿足技術(shù)要求的熱處理過程。 目的：提高鋼件表層的耐磨性、耐蝕性、抗氧化性和疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能。 按表面滲入元素的不同，分為滲碳、氮化、碳氮共滲、滲硼、滲鋁等種類。,第四節(jié) 鋼的熱處理,表面精飾是指在金屬零件的表面附上一層覆蓋層，以達(dá)到防蝕、裝飾等目的。 種類 電鍍：鍍鉻、鍍鎳、鍍鋅、