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
淬火钢的回火



将淬火钢件重新加热到A1以下的某一温度,保温一定的时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。

工艺参数

      度(℃)组   织   
低温回火

150~250

耐磨件

中温回火

350~500

弹簧等

高温回火

500~650

调质件

高温软化

650~A1

高合金钢



  ☆  降低脆性,减少或消除内应力,防止工件的变形和开裂。

  ☆  稳定组织,调整硬度,获得工艺所要求的力学性能。

  ☆  稳定工件尺寸,满足各种工件的使用性能要求。

  ☆  对于某些高淬透性的合金钢,空冷时即可淬火成马氏体组织,通过回火可使碳化物聚集长大,降低钢的硬度,以利于切削加工。

注意:淬火钢不经过回火是不能直接使用的


淬火钢回火时的组织转变

☆  马氏体的分解(<200℃)

☆  残余奥氏体的分解(200~300℃)

☆  碳化物的转变(250~400℃

☆  渗碳体的聚集长大和铁素体的再结晶(>450℃)

淬火钢回火时的性能变化

随回火温度↑,强度,硬度↓,塑性韧性↑。


低温回火

低温回火的温度:150~250℃,

低温回火后的组织:回火马氏体,其硬度一般为58~64HRC。

低温回火主要用于:刃具、量具、冷作模具、滚动轴承、渗碳淬火件等。

中温回火

中温回火的温度:350~500℃,

中温回火后的组织为:回火托氏体,其硬度一般为35~50HRC。

中温回火主要用于:弹性零件及热锻模具等。

高温回火

高温回火的温度为:500~650℃,

高温回火后的组织为:回火索氏体,硬度一般为220~330HBS。

高温回火主要用于:各种重要的结构零件,如螺栓、连杆、齿轮及轴类等。

钢件淬火及高温回火的复合热处理工艺称为“调质处理”,简称“调质”。


淬火钢在某些温度区间回火或从回火温度缓慢冷却通过该温度区间时产生的冲击韧度显著降低的现象称为回火脆性。

淬火钢在250~350℃回火时所产生的回火脆性称为第一类回火脆性,也称为低温回火脆性。

淬火钢在450~650℃温度范围内回火后出现的回火脆性称为第二类回火脆性,也称为高温回火脆性。这类回火脆性主要发生在含有Cr、Ni、Mn、Si等元素的合金钢中