金属工艺学

魏胜辉

目录

  • 1 金属材料的性能
    • 1.1 章节简介
    • 1.2 材料的分类及应用
    • 1.3 课程的目的和学习要求
    • 1.4 材料的力学性能
    • 1.5 材料的工艺性能
    • 1.6 章节习题
  • 2 金属的晶体结构
    • 2.1 章节简介
    • 2.2 纯金属的晶体结构
      • 2.2.1 晶体与晶格
      • 2.2.2 晶体结构、金相组织与晶体缺陷
      • 2.2.3 金属的结晶与铸锭组织
    • 2.3 合金的晶体结构
      • 2.3.1 合金中的相
      • 2.3.2 固溶体
      • 2.3.3 金属化合物
    • 2.4 二元合金相图
  • 3 第三章 铁碳合金相图
    • 3.1 章节简介
    • 3.2 铁碳合金的基本组织与性能
    • 3.3 Fe-Fe3C相图分析
      • 3.3.1 铁碳合金相图
      • 3.3.2 典型合金组织转变及显微组织
      • 3.3.3 铁碳合金分类及含碳量对组织和性能的影响
    • 3.4 铁碳合金相图的应用
  • 4 钢的热处理
    • 4.1 概述
    • 4.2 章节简介
    • 4.3 钢在加热时的组织转变
    • 4.4 钢在冷却时的组织转变
    • 4.5 钢的退火与正火
    • 4.6 钢的淬火
    • 4.7 淬火钢的回火
    • 4.8 钢的表面热处理
  • 5 机械工程材料
    • 5.1 钢材
      • 5.1.1 钢的分类
      • 5.1.2 钢中的杂质与合金元素
      • 5.1.3 结构钢
      • 5.1.4 工具钢
      • 5.1.5 特殊性能钢
    • 5.2 铸铁
      • 5.2.1 概述
      • 5.2.2 灰铸铁
      • 5.2.3 球墨铸铁
      • 5.2.4 可锻铸铁
    • 5.3 非铁合金
      • 5.3.1 章节简介
      • 5.3.2 铝及铝合金
      • 5.3.3 铜及铜合金
      • 5.3.4 滑动轴承合金
      • 5.3.5 常用高分子材料
      • 5.3.6 陶瓷材料
      • 5.3.7 复合材料
    • 5.4 零部件的失效与选材
      • 5.4.1 章节简介
      • 5.4.2 零部件的失效
      • 5.4.3 零部件的选材
  • 6 第六章 表面处理
  • 7 铸造
    • 7.1 概述
    • 7.2 合金铸造性能
      • 7.2.1 液态合金流动性
      • 7.2.2 液态合金收缩性
        • 7.2.2.1 缩孔缩松
        • 7.2.2.2 铸造应力、变形与裂纹
    • 7.3 砂型铸造
      • 7.3.1 砂型和砂芯
      • 7.3.2 造型方法
      • 7.3.3 砂型铸造工艺设计
    • 7.4 特种铸造
      • 7.4.1 熔模铸造
      • 7.4.2 金属型铸造
      • 7.4.3 压力铸造
      • 7.4.4 低压铸造
      • 7.4.5 离心铸造
      • 7.4.6 陶瓷型铸造
      • 7.4.7 消失模铸造
    • 7.5 铸件结构设计
  • 8 金属塑性成形
    • 8.1 章节简介
    • 8.2 金属的塑性变形
      • 8.2.1 塑性变形对金属组织和和性能的影响
      • 8.2.2 回复与再结晶
      • 8.2.3 冷变形和热变形
      • 8.2.4 金属的可锻性
    • 8.3 金属的轧制、挤压、拉拔
    • 8.4 锻造工艺
    • 8.5 板料冲压
    • 8.6 锻造及冲压件的结构工艺性
  • 9 焊接
    • 9.1 焊接电弧理论基础
      • 9.1.1 焊接概述及电弧
      • 9.1.2 焊接接头
      • 9.1.3 焊接冶金
      • 9.1.4 焊接变形与缺陷
    • 9.2 常用焊接方法
      • 9.2.1 焊条电弧焊
      • 9.2.2 埋弧焊
      • 9.2.3 气体保护焊
      • 9.2.4 电阻焊
      • 9.2.5 摩擦焊
      • 9.2.6 爆炸焊
      • 9.2.7 钎焊
    • 9.3 常用金属材料的焊接
    • 9.4 焊接件的结构工艺性
    • 9.5 课外拓展-宝马车的制造过程
  • 10 实验课程
    • 10.1 金相显微镜的使用
    • 10.2 铁碳合金平衡组织观察与分析
    • 10.3 钢的普通热处理
    • 10.4 钢的硬度测定
钢在冷却时的组织转变


奥氏体化后的冷却方式:等温冷却、连续冷却两种。

珠光体型转变

过冷奥氏体在A1~550℃温度范围等温时,将发生珠光体型转变。

等温温度越低,铁素体层和渗碳体层越薄,层间距(一层铁素体和一层渗碳体的厚度之和)越小,硬度越高。层间距不同的珠光体型组织分别称为珠光体、索氏体和托氏体,用符号P、S、T 表示。 


贝氏体型转变

过冷奥氏体在550℃~Ms温度范围等温时,将发生贝氏体型转变,转变产物为由含碳过饱和的铁素体和弥散分布的渗碳体组成的组织,称为贝氏体,用符号B 来表示。 


马氏体型转变

过冷奥氏体在Ms温度以下将产生马氏体型转变。马氏体是碳在α-Fe中溶解而形成的过饱和固溶体,用符号 表示。

 马氏体的组织形态

板条马氏体和针片状马氏体两种基本类型。

 马氏体的力学性能   

马氏体具有高的硬度和强度,这是马氏体的主要性能特点。马氏体的硬度主要取决于含碳量,而塑性和韧性主要取决于组织。

 马氏体型转变的特点  

马氏体转变也是一个形核和长大的过程,但有着许多独特的特点:

    1、马氏体转变是在一定温度范围内进行的。

    2、马氏体转变是一个非扩散型转变。

  3、马氏体转变是快速转变。

  4、马氏体转变具有不完全性。


过冷奥氏体的等温转变曲线

称为“C曲线”,也称为“TTT”曲线。

亚共析钢和过共析钢过冷奥氏体等温转变曲线图多了一条先析相的析出线。同时C曲线的位置也相对左移。  

过冷奥氏体的连续转变曲线

过冷奥氏体的连续转变曲线表示钢经奥氏体化后,在不同冷却速度的连续冷却条件下,过冷奥氏体的转变开始及转变终了时间与转变温度之间关系的曲线。

强调:临界冷速,及C曲线的应用。