工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)

第二章金屬的晶體結(jié)構(gòu)（1）、晶體結(jié)構(gòu)的基本概念：1、金屬的晶體結(jié)構(gòu)：金屬材料內(nèi)部的原子排列的規(guī)律，決定著材料的顯微組織特性和材料的宏觀性能。2、晶格：用于描述原子在晶體中排列規(guī)律的三維空間集合點(diǎn)陣。3、晶胞：晶格中存在能夠代表晶格特征的最小集幾何單元。4、晶格參數(shù)：用來(lái)描述晶胞大小與形狀的幾何參數(shù)，包括晶胞的三個(gè)棱邊長(zhǎng)度a、b、c和三個(gè)棱邊夾角A、B、R，共六個(gè)參數(shù)。5、晶格常數(shù)：決定晶胞大小的三個(gè)棱長(zhǎng)。（2）、金屬中常見(jiàn)的晶格：體心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格（3）、晶格的致密度：1、致密度：每個(gè)晶胞中原子所占的總體積與晶胞的體積之比。（4）、晶粒與亞晶粒：1、晶粒：晶格位向基本一致的區(qū)域，并有邊界與鄰區(qū)分開(kāi)就稱為一個(gè)晶粒。2、晶界：晶粒之間原子排列不規(guī)則的區(qū)域。3、晶粒大小決定因素：出取決于金屬種類(lèi)外，主要取決于結(jié)晶條件和熱處理工藝。4、“為無(wú)向性”（5）、晶體缺陷：1、凡是原子排列不規(guī)則的區(qū)域都是晶體缺陷。2、點(diǎn)缺陷：以一個(gè)點(diǎn)為中心，在它的周?chē)斐稍优帕胁灰?guī)則，產(chǎn)生晶格畸變和內(nèi)應(yīng)力的晶體缺陷。主要有間隙原子、置換原子、晶格空位三種。a、正畸變：大直徑原子置換引起晶格局部“撐開(kāi)”現(xiàn)象。b、負(fù)畸變：小直徑原子置換引起晶格局部“靠攏”現(xiàn)象。c、點(diǎn)缺陷處于不斷變化和運(yùn)動(dòng)之中，位置隨時(shí)在變。是原子擴(kuò)散的一種主要方式，也是金屬在固態(tài)下“相變”和化學(xué)熱處理工藝的基礎(chǔ)。3、線缺陷：主要是指各種形式的位錯(cuò)。a、位錯(cuò)：晶體中某一列或若干列原子發(fā)生了有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。b、刃形位錯(cuò)，位錯(cuò)線，正負(fù)刃形位錯(cuò)。c、位錯(cuò)密度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)位錯(cuò)線的長(zhǎng)度。塑性變形中，位錯(cuò)密度大幅增加。退火可使位錯(cuò)密度降到最低值，淬火可使位錯(cuò)密度有所增加。d、金屬材料受外力作用能夠產(chǎn)生宏觀塑性變形的實(shí)質(zhì)，主要都是位錯(cuò)在微觀上運(yùn)動(dòng)結(jié)果。4、面缺陷：晶界和亞晶界。a、面缺陷是有一定厚度的原子排列不規(guī)則的過(guò)渡帶，其厚度取決于晶格位向差的大小及晶體的純度。晶格位向差愈小、純度越高、面缺陷越薄、反之越厚。（6）、合金基本概念：1、合金：一種金屬元素與另外一種或多種金屬或非金屬元素，通過(guò)熔煉或燒結(jié)等方法所形成的具有金屬性質(zhì)的新金屬材料。2、組元：組成合金的最基本的、能獨(dú)立存在的物質(zhì)，簡(jiǎn)稱元。組成合金的各個(gè)化學(xué)元素及穩(wěn)定的化合物都是組員。合金中有幾種組元就稱之為幾元合金。3、合金系：有相同組元，而成分比例不同的一系列合金。4.、相：凡是化學(xué)成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同并有界面與其它部分隔開(kāi)來(lái)的一個(gè)均勻區(qū)域。一個(gè)相中可以有多個(gè)晶粒，但是一個(gè)晶粒之中只能是同一個(gè)相。5、顯微組織：在顯微鏡下看到的相和晶粒的形態(tài)、大小和分布。6、相組成物：合金顯微組織中的基本相。7、組織組成物：由基本相組成的單相組織和共晶體等基本組織。8、基本組織：由一個(gè)單獨(dú)的相構(gòu)成的單相組織和由兩個(gè)以上的相按一定比例組成的機(jī)械混合物，如：共析體，共晶體等。（7）、合金相結(jié)構(gòu)：1、固溶體：合金結(jié)晶成固態(tài)時(shí)，含量少的組元（溶質(zhì)）原子分布在含量多的組元（溶劑）晶格中形成一種與溶劑有相同晶格的相，稱為固溶體。a、固溶體與溶劑有相同晶格結(jié)構(gòu)。b、固溶體分類(lèi)：（a）、間隙固溶體、置換固溶體（b）、有序固溶體、無(wú)序固溶體（c）、有限固溶體、無(wú)限固溶體c、間隙固溶體都是有限固溶體，無(wú)限固溶體都是置換固溶體，有序固溶體都是置換固溶體。d、影響固溶體溶解度的主要因素：原子直徑因素、負(fù)電性因素、電子濃度因素、晶體結(jié)構(gòu)因素、溫度因素。e、固溶強(qiáng)化：通常把溶入元素形成固溶體而使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象。f、強(qiáng)化方法：固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、第二彌散強(qiáng)化、熱處理相變強(qiáng)化、加工硬化等。（8）、金屬化合物：1、在合金中，當(dāng)溶質(zhì)組元的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)固溶體的溶解度將會(huì)產(chǎn)生新相。這一新相可能是以另一組元為溶劑的另一種固溶體。2、金屬化合物：具有金屬性質(zhì)的化合物。3、第二相彌散強(qiáng)化：在合金中，金屬化合物若以細(xì)小的粒狀均勻分布在固溶體相的基體上會(huì)使合金的強(qiáng)度、硬度進(jìn)一步提高的現(xiàn)象。金屬的結(jié)晶與二元合金相圖（1）、鑄態(tài)組織：1、鑄態(tài)組織：結(jié)晶之后得到的金屬材料的顯微組織。2、鑄態(tài)組織決定著鑄態(tài)材料的使用性能和加工工藝性能。（2）、金屬結(jié)晶溫度與過(guò)冷現(xiàn)象：1、液態(tài)金屬的冷卻過(guò)程可以用熱分析法測(cè)出冷卻曲線。2、過(guò)冷度：理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差。金屬的結(jié)晶都是在達(dá)到一定的過(guò)冷度后才進(jìn)行的，這種現(xiàn)象稱為過(guò)冷現(xiàn)象。3、過(guò)冷度大小主要取決于金屬液的冷卻速度和金屬液中雜質(zhì)的含量。冷卻速度越大，金屬純度越高，過(guò)冷度越大。4、結(jié)晶條件：動(dòng)力學(xué)條件（自由能差或是過(guò)冷度）、熱力學(xué)條件（足夠的溫度）、結(jié)構(gòu)條件。（3）、金屬的結(jié)晶：1、過(guò)程包括成核和長(zhǎng)大，兩過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。2、成核：均勻成核（自由成核）、非均勻成核。a、均勻成核（自發(fā)成核）：在均勻的液態(tài)母相中自發(fā)地形成新晶核的過(guò)程。過(guò)冷度越大越易自發(fā)成核。b、非均勻成核（非自發(fā)成核）：凡是依附于母相中某種現(xiàn)成界面而成核的過(guò)程。c、均勻成核和非均勻成核在金屬結(jié)晶中同時(shí)存在。3、成核率（N）：?jiǎn)挝粫r(shí)間和單位母相體積內(nèi)所形成的晶核數(shù)目，表示了母相在相同條件下長(zhǎng)生晶核的能力。成核率越大，結(jié)晶后晶體中的晶粒越細(xì)小。4、長(zhǎng)大線速度（C）：?jiǎn)挝粫r(shí)間晶核界面向母相推進(jìn)的距離。5、晶核長(zhǎng)大方式：“生長(zhǎng)臺(tái)階”形式長(zhǎng)大、枝晶形式長(zhǎng)大。6、晶粒度：?jiǎn)挝唤孛娣e內(nèi)晶粒數(shù)目，表示了晶粒的大小。7、細(xì)晶強(qiáng)化：通過(guò)細(xì)化晶粒而使金屬材料力學(xué)性能提高的方法。8、結(jié)晶時(shí)冷卻速度越大，得到的晶粒越細(xì)小。（4）、細(xì)化晶粒主要方式：1、提高冷卻速度（提高過(guò)冷度）。2、變質(zhì)處理（用于大鑄件）。3、振動(dòng)攪拌。（5）、鑄錠鑄態(tài)組織機(jī)缺陷：1、表層細(xì)晶區(qū)：a、表層組織細(xì)密，力學(xué)性能好，但是很薄，對(duì)整個(gè)鑄錠性能影響不大。2、柱狀晶區(qū)：a、柱狀晶區(qū)有明顯的各向異性。b、在鑄造工藝上，常采用振動(dòng)方法來(lái)破壞柱狀晶區(qū)的形成和長(zhǎng)大，也常采用變質(zhì)處理來(lái)阻礙柱狀晶長(zhǎng)大，并促進(jìn)中心等軸晶區(qū)的擴(kuò)大來(lái)減少柱狀晶區(qū)。c、避免金屬液過(guò)熱澆注也會(huì)防止柱狀晶區(qū)長(zhǎng)大。3、中心等軸晶區(qū)：a、對(duì)鋼錠來(lái)說(shuō)，一般是希望等軸晶區(qū)越大越好。4、柱狀晶區(qū)的長(zhǎng)度和等軸晶區(qū)的尺寸主要取決于澆注溫度和合金元素。隨澆注溫度升高柱狀晶長(zhǎng)度增加，等軸晶區(qū)尺寸增大；合金元素增加可使柱狀晶長(zhǎng)度減短，等軸晶粒尺寸減小。5、提高澆注溫度、加快冷卻速度或采用定向冷卻散熱方法，并較少液體中產(chǎn)生非自發(fā)晶核等條件則有利于柱狀晶區(qū)的形成和擴(kuò)展。反之，有利于等軸晶區(qū)的形成和擴(kuò)展。（6）、二元合金相圖：1、相圖是在平衡狀態(tài)下測(cè)畫(huà)出來(lái)的，又稱合金的平衡狀態(tài)圖。2、勻晶相圖：對(duì)于合金組元在液相和固相下均能無(wú)限互溶，結(jié)晶時(shí)只能結(jié)晶出單相固溶體組織，這種合金系的相圖就是勻晶相圖。a、勻晶轉(zhuǎn)變：由液相直接結(jié)晶成單相固溶體的結(jié)晶轉(zhuǎn)變。b、在不同溫度下剛剛結(jié)晶出來(lái)的固相的化學(xué)成分是不同的，其變化規(guī)律沿著固相線變化，剩余液相化學(xué)成分也相應(yīng)沿著液相線變化。c、晶內(nèi)偏析：在實(shí)際生產(chǎn)中冷卻速度較快，原子擴(kuò)散遷移滯后于結(jié)晶，固相化學(xué)成分的均勻性得不到保證。這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)晶粒內(nèi)，各處成分的不均勻現(xiàn)象。以枝晶方式結(jié)晶，所以又稱枝晶偏析。d、在低于固相線100℃3、杠桿定律：適用于任何二元相圖的任何一個(gè)兩相區(qū)中相的相對(duì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的計(jì)算。4、共晶相圖：在二元合金系中，組元在液相時(shí)無(wú)限互溶，在固相時(shí)則優(yōu)先互溶，并且結(jié)晶過(guò)程中以共晶轉(zhuǎn)變?yōu)橹鞯南鄨D。a、共晶轉(zhuǎn)變：合金系中某一定化學(xué)成分的合金在一定的溫度下，同時(shí)由液相中結(jié)晶出兩種不同成分和不同晶體結(jié)構(gòu)的相圖。b、共晶體：同時(shí)結(jié)晶出來(lái)的兩種固相機(jī)械地混合在一起，形成有固定化學(xué)成分的基本組織。c、共晶轉(zhuǎn)變過(guò)程中L、α、β三相可以同時(shí)存在。d、二次固溶體：不是直接從液相中結(jié)晶出來(lái)的固溶體。盡管其化學(xué)成分和晶格結(jié)構(gòu)與直接從液相中結(jié)晶出來(lái)的在同樣溫度下是完全一樣的，但是其形態(tài)和分布有所不同，對(duì)材料的性能影響也有所不同，故要加以下標(biāo)Ⅱ以示區(qū)別。e、體積質(zhì)量偏析：由于體積質(zhì)量的原因而引起的鑄件成分偏析的現(xiàn)象。其偏析不是在一個(gè)晶粒之內(nèi)，而是在一個(gè)鑄件的宏觀部位上出現(xiàn)偏析。兩組元體積質(zhì)量差別越大，引起的體積質(zhì)量偏析越嚴(yán)重。結(jié)晶溫度區(qū)間越大的合金，固液兩相共存的時(shí)間也越長(zhǎng)，得到上浮或下浮的時(shí)間也越長(zhǎng)，體積質(zhì)量偏析越嚴(yán)重。冷卻速度越慢也會(huì)造成同樣的后果。f、體積質(zhì)量偏析一旦產(chǎn)生，用熱處理方法也不能消除。盡量選用靠近共晶點(diǎn)成分的合金以減小結(jié)晶溫度區(qū)間；結(jié)晶時(shí)冷卻速度盡量快些，澆注時(shí)注意用攪拌以破壞線共晶相的上浮或下浮。5、包晶相圖：兩組元哎液相時(shí)無(wú)限互溶而在固相下有限固溶，并在合金結(jié)晶時(shí)以包晶轉(zhuǎn)變?yōu)橹鞯暮辖鹣鄨D。a、包晶轉(zhuǎn)變：在一定溫度下，由一定成分的固相和一定成分的液相相互作用產(chǎn)生一種新固相的結(jié)晶轉(zhuǎn)變。b、包晶偏析：包晶轉(zhuǎn)變是很慢的，在實(shí)際生產(chǎn)中由于冷卻速度不可能非常慢，因此也會(huì)產(chǎn)生成分的偏析。這種由于包晶轉(zhuǎn)變不能充分完成而產(chǎn)生的化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象。c、包晶偏析課以通過(guò)擴(kuò)散退火得到減輕或是消除。（7）、合金相圖和性能的關(guān)系：1、合金的性能取決于合金的化學(xué)成分和它的顯微組織。2、固溶體合金的性能主要取決于組元的性質(zhì)和溶質(zhì)元素的濃度。3、固溶體合金不適合作鑄件使用，而適宜作鑄錠然后軋制成材使用。4、共晶合金系的壓力加工工藝差，切切削工藝性好，其鑄造性能與具體的合金組織中共晶體所占比例有關(guān)。共晶體越多鑄造工藝性越好，共晶成分的合金鑄造工藝性最好。鐵碳合金相圖及碳素鋼（1）、同素異晶轉(zhuǎn)變：1、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：金屬在結(jié)晶成固態(tài)之后繼續(xù)冷卻的過(guò)程中晶格類(lèi)型隨溫度下降而發(fā)生轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，又稱同素異晶轉(zhuǎn)變。a、同素異晶轉(zhuǎn)變也是通過(guò)成核長(zhǎng)大的過(guò)程來(lái)完成原子重新排列的，也是一種結(jié)晶過(guò)程，也有結(jié)晶潛熱產(chǎn)生。b、同素異晶轉(zhuǎn)變也被稱為重結(jié)晶，是一種固態(tài)相變。c、因?yàn)镕e具有這種同素異晶轉(zhuǎn)變才使得鋼也存在多種固體相變，也是鋼可以進(jìn)行各種熱處理的基礎(chǔ)。（2）、鐵碳合金中的相：1、碳在Fe-C合金中存在形式：固溶到鐵晶格間隙中的固溶碳、與Fe形成間隙化合物的化合碳、游離在Fe-C合金中的游離碳。2、鐵素體：碳原子固溶到α—Fe中形成的間隙固溶體。代號(hào)為F或α。（在室溫時(shí)常作為基體相存在）3、奧氏體：碳原子固溶到γ-Fe中所形成的間隙固溶體。代號(hào)為A或γ。（熱變形加工所需要的相，一般不存在與室溫）4、滲碳體：鐵與碳形成的間隙化合物。分子式。（常作為第二相彌散強(qiáng)化的強(qiáng)化相）5、石墨：Fe-C合金中游離存在的碳。代號(hào)為G。6、液相：鐵碳合金在液態(tài)時(shí)。代號(hào)L。（3）、基本組織：1、共析轉(zhuǎn)變：在某一恒定溫度時(shí)，一定成分的固相有重新結(jié)晶成兩個(gè)不同的固相的機(jī)械混合物。a、共析體：共析轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的機(jī)械混合物，鐵素體F+滲碳體。代號(hào)為P，命名為珠光體。b、=0.77%，T=727℃。2、共晶轉(zhuǎn)變：在某一恒定溫度時(shí)，一定成分的液相結(jié)晶成兩個(gè)不同的固相的機(jī)械混合物。a、共晶體：共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的機(jī)械混合物，奧氏體A+滲碳體。代號(hào)為，命名為高溫萊氏體。b、=4.3%，T=1148℃。c、在T=727℃。以下高溫萊氏體又發(fā)生轉(zhuǎn)變，成為低溫萊氏體，又稱變態(tài)萊氏體，P+，代號(hào)為。（4）、滲碳體：1、從液相中直接結(jié)晶出來(lái)的稱為一次滲碳體，記為。2、從奧氏體中析出的滲碳體稱為二次滲碳體，記為。3、從鐵素體中析出的滲碳體稱為三次滲碳體，記為。4、、、，以及P和中的滲碳體，它們本身并無(wú)區(qū)別，都是有相同的化學(xué)成分、晶格結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。只是出處不同并且由此造成其形態(tài)、大小以及在合金中的分布等情況有所不同。因此，對(duì)合金的性能也有不同影響。（5）、鐵碳合金相區(qū)：1、單相區(qū)有五個(gè)：L、δ、A、F、。2、雙相區(qū)有七個(gè)：δ+L、δ+A、A+L、L+、A+、A+F、F+。3、三相區(qū)有三個(gè)，三條水平線：L+δ+A（包晶線）、L+A+（共晶線）、A+F+（共析線）。（6）、鐵碳合金分類(lèi)：1、工業(yè)純鐵：≤0.02%2、碳素鋼：0.02%＜≤2.11%共析鋼：=0.77%亞共析鋼：0.02%＜＜0.77%過(guò)共析鋼：0.77%＜≤2.11%白口鑄鐵：2.11%＜＜6.69%共晶白口鑄鐵：=4.3%亞共晶白口鑄鐵：2.11%＜＜4.3%過(guò)共晶白口鑄鐵：4.3%＜＜6.69%（7）、合金相變過(guò)程：1、工業(yè)純鐵室溫顯微組織的相組成物與組織組成物都是鐵素體和滲碳體。2、珠光體一般是片層狀分布，片層位向基本相同的區(qū)域稱為一個(gè)珠光體團(tuán)，它不是晶粒，珠光體團(tuán)的邊界也不能稱作晶界。（8）、對(duì)鐵碳合金組織性能的影響：1、A的塑性很好，所以≤2.11%的鐵碳合金可以進(jìn)行熱變形加工。而2.11%＜的鐵碳合金是不能進(jìn)行熱變形加工的。2、δ、ψ、都是隨增加而下降；硬度隨增加直線上升；當(dāng)≤0.9%時(shí)隨增加而增加（對(duì)組織形態(tài)很敏感），＞0.9%隨增加而下降。（9）、雜志對(duì)性能的影響：1、的影響：脫氧殘余的元素，大部分溶于F，形成含錳的鐵素體，使鋼強(qiáng)化。2、的影響：原料生鐵或硅鐵脫氧劑，硅會(huì)促使分解生成石墨，產(chǎn)生“黑脆”。3、S的影響：礦石和燃料，熱變形中產(chǎn)生“熱脆”。4、P的影響：礦石，產(chǎn)生“冷脆”，降低鋼的可焊性。5、O的影響：大氣，嚴(yán)重降低鋼的疲勞強(qiáng)度。6、N的影響：大氣，加熱會(huì)使鋼表面氧化成藍(lán)色，“藍(lán)脆”。7、H的影響：大氣，氫脆。（10）、碳鋼分類(lèi)：1、按鋼中碳含量的多少分類(lèi)：低碳鋼≤0.25%中碳鋼0.25%＜≤0.6%高碳鋼＞0.6%2、按鋼的質(zhì)量分類(lèi)：普通鋼≤0.05%，≤0.045%優(yōu)質(zhì)鋼≤0.035%，≤0.035%高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼≤0.02%，≤0.03%3、按鋼的用途分類(lèi)：碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼一般工程用鑄造碳素鋼件按煉鋼時(shí)的脫氧程度分類(lèi)：沸騰鋼：是脫氧不徹底的鋼，代號(hào)F鎮(zhèn)靜鋼：是脫氧徹底的鋼，代號(hào)Z半鎮(zhèn)靜鋼：是脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，代號(hào)b特殊鎮(zhèn)靜鋼：進(jìn)行特殊脫氧的鋼，代號(hào)TZ（11）、鋼號(hào)命名法和用途：1、碳素結(jié)構(gòu)鋼：用量很大70%，是熱軋后空冷供貨，不需要在進(jìn)行熱處理而直接使用。a、Q+-等級(jí)符號(hào)+脫氧程度符號(hào)。b、等級(jí)符號(hào)：A級(jí)≤0.05%，≤0.045%B級(jí)≤0.045%，≤0.045%C級(jí)≤0.04%，≤0.04%D級(jí)≤0.035%，≤0.035%c、此類(lèi)鋼共分五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)Q195——Q2752、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：質(zhì)量好，常作為較重要的機(jī)件?？梢酝ㄟ^(guò)各種熱處理調(diào)整零件的力學(xué)性能。出廠狀態(tài)可以是熱軋后空冷，也可以是退火、正火等狀態(tài)。a、鋼號(hào)是以鋼的碳含量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)值來(lái)命名的。是二位數(shù)字，全部是優(yōu)質(zhì)級(jí)，不標(biāo)質(zhì)量等級(jí)。b、此類(lèi)鋼中有三個(gè)鋼號(hào)是沸騰鋼，尾部標(biāo)有F，如08Fc、有些錳含量超出規(guī)定，如65。此類(lèi)鋼任然屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，不要誤以為是合金鋼。d、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼共有31個(gè)鋼號(hào)。3、碳素工具鋼：在0.65%—1.35%的碳素鋼，分為優(yōu)質(zhì)級(jí)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)級(jí)。a、命名法T加上碳含量的千分?jǐn)?shù)。如T10b、對(duì)于高級(jí)優(yōu)質(zhì)級(jí)尾部加A。如T10A。優(yōu)質(zhì)級(jí)不加質(zhì)量等級(jí)符號(hào)。c、一般錳含量在0.4%以下，有些在0.6%尾部要標(biāo)出，如T8，以區(qū)別與T84、一般工程用鑄造碳素鋼：ZG+—a、鑄鋼鑄造工藝性差，為了提高流動(dòng)性，澆注溫度很高，易使鑄鋼件出現(xiàn)過(guò)熱的魏氏體組織。b、魏氏體組織：在原來(lái)粗大的奧氏體晶粒內(nèi)溫度下降而相變產(chǎn)生的粗大鐵素體針。是鋼的塑性、韌性變壞。c、魏氏體可以通過(guò)完全退火得到消除。第六章鋼的熱處理級(jí)表面處理（1）改變鋼的性能途徑：1、合金化，加入合金元素，調(diào)整鋼的化學(xué)成分。2、進(jìn)行熱處理。（2）、鋼的熱處理：1、鋼的熱處理：在固態(tài)下對(duì)鋼進(jìn)行不同的加熱、保溫、冷卻來(lái)改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需要的性能的一種工藝。2、預(yù)先熱處理：機(jī)械零件切削加工前的一個(gè)中間工序，以改善切削加工性能及為后續(xù)工序做組織準(zhǔn)備的熱處理。3、最終熱處理：作為獲得零件最終使用性能的所有熱處理。4、熱處理不改變工件的形狀和尺寸，只改變其組織和性能。（3）、奧氏體化過(guò)程：1、奧氏體化：加熱溫度高于相變溫度，鋼在加熱和保溫階段，將發(fā)生室溫下的組織向A的轉(zhuǎn)變。2、奧氏體化是通過(guò)成核長(zhǎng)大機(jī)制來(lái)完成。成核長(zhǎng)大過(guò)程依靠鐵原子和碳原子的擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)，屬于擴(kuò)散型相變。（4）、奧氏體晶粒度：1、奧氏體晶粒度分為：起始晶粒度、實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度。a、起始晶粒度：室溫下的各種原始組織剛剛轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體似時(shí)的晶粒度。b、實(shí)際晶粒度：鋼在具體的熱處理或加工條件下實(shí)際獲得的奧氏體晶粒度的大小。結(jié)構(gòu)鋼中分為10級(jí)，1級(jí)最粗，10級(jí)最細(xì)。c、本質(zhì)晶粒度：表示奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向性。隨加熱溫度的升高不斷的迅速長(zhǎng)大，這種叫做本質(zhì)粗晶粒鋼；有些鋼的奧氏體晶粒不易長(zhǎng)大，只有加熱到較高溫度才顯著長(zhǎng)大，這種鋼稱為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。2、需要進(jìn)行熱處理的工件，一般采用本質(zhì)細(xì)晶粒鋼制造。a、錳硅脫氧的鋼為本質(zhì)粗晶粒鋼b、鋁脫氧的鋼為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼c、沸騰鋼為本質(zhì)粗晶粒鋼d、鎮(zhèn)靜鋼為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼（5）、奧氏體晶粒長(zhǎng)大的因素：1、嚴(yán)格控制奧氏體化的加熱溫度2、合理的控制保溫時(shí)間3、合理選擇原始組織以及加入一定量的合金元素a、亞共析鋼增加，奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向變大。b、過(guò)共析鋼增加，奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向性變小。c、加入形成碳化物的元素，促進(jìn)石墨化的元素，自由存在的元素都會(huì)阻礙奧氏體的晶粒長(zhǎng)大。d、原始組織中珠光體P的形態(tài)也影響A的晶粒度。粒狀P比片層P奧氏體化后晶粒更細(xì)小。（6）、組織轉(zhuǎn)變：1、過(guò)冷至以下就是不穩(wěn)定的過(guò)冷奧氏體，以符號(hào)A冷。2、珠光體型轉(zhuǎn)變、貝氏體型轉(zhuǎn)變、馬氏體型轉(zhuǎn)變（7）、珠光體型轉(zhuǎn)變：1、過(guò)冷奧氏體在至550℃a、珠光體：形成溫度—650℃b、索氏體：形成溫度650℃—600c、托氏體：600℃—5502、珠光體轉(zhuǎn)變過(guò)程是一種典型的擴(kuò)散型相變。轉(zhuǎn)變時(shí)有兩個(gè)兩個(gè)物理過(guò)程同時(shí)進(jìn)行：一是碳原子和鐵原子遷移產(chǎn)生高碳的的滲碳體和低碳的鐵素體；二是晶格重構(gòu)，由面心立方的奧氏體轉(zhuǎn)變成體心立方的鐵素體和復(fù)雜立方的滲碳體。（8）、貝氏體型轉(zhuǎn)變：1、過(guò)冷奧氏體在550℃-溫度范圍內(nèi)將轉(zhuǎn)變成貝氏體類(lèi)型組織，代號(hào)為B。轉(zhuǎn)變溫度不同組織形態(tài)也將不一樣，可以分為上貝氏體（B上）和下貝氏體（B下）。a、上貝氏體：在550℃-350℃，上貝氏體呈羽毛狀，即b、下貝氏體：在350℃-。下貝氏體呈竹葉狀，下貝氏體是由針片狀過(guò)飽和α固溶體和其共晶格的ε碳化物組成。2、貝氏體力學(xué)性能：取決于組織形態(tài)，上貝氏體強(qiáng)度和韌性均不高，在生產(chǎn)中基本不用到；下貝氏體除了有較高的強(qiáng)度和硬度外，還有較好的塑性和韌性有良好的綜合力學(xué)性能，生產(chǎn)上常用的組織。獲得下貝氏體是強(qiáng)化鋼材的重要途徑之一。3、貝氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程：轉(zhuǎn)變溫度低，只發(fā)生碳原子的擴(kuò)散，大質(zhì)量的鐵原子基本不擴(kuò)散，屬于半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。a、貝氏體轉(zhuǎn)變速度主要受碳原子擴(kuò)散的速度影響。轉(zhuǎn)變溫度越低，碳原子遷移越困難，因而形成貝氏體的速度也就比較慢。（9）、馬氏體型轉(zhuǎn)變：1、馬氏體組織形態(tài)：奧氏體獲得極大過(guò)冷度至以下時(shí)，將轉(zhuǎn)變成馬氏體類(lèi)型組織。主要有兩種類(lèi)型，一類(lèi)是板條狀馬氏體，另一類(lèi)是針片狀馬氏體。a、獲得馬氏體是鋼件強(qiáng)韌化的重要基礎(chǔ)。b、馬氏體晶體結(jié)構(gòu)是碳在αFe中的過(guò)飽和固溶體，用符號(hào)M表示。馬氏體具有體心正方晶格（a=b≠c）。c、發(fā)生馬氏體型轉(zhuǎn)變時(shí)，奧氏體中的碳全部保留在馬氏體中。d、稱為馬氏體的方正度，馬氏體碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，其方正度越大，晶格畸變也就月嚴(yán)重，馬氏體的硬度也就越高。e、板條馬氏體的亞結(jié)構(gòu)是高密度的位錯(cuò)，也稱位錯(cuò)馬氏體。f、針片狀馬氏體呈凸透鏡狀，顯微組織為針片狀，是立體形態(tài)的截面。越是后形成的馬氏體片也就越小。業(yè)結(jié)構(gòu)主要是孿晶，又稱做孿晶馬氏體。g、實(shí)際中，加熱溫度低，奧氏體晶粒小，淬火后的馬氏體的組織小，難以分辨，稱作隱晶馬氏體。h、馬氏體形態(tài)主要取決于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。＜0.2%組織全是板條馬氏體；＞1%全是針片狀馬氏體；0.2%≤≤1%是板條馬氏體和針片狀馬氏體的混合組織。2、馬氏體性能：高硬度高強(qiáng)度是馬氏體主要性能特點(diǎn)，硬度主要受碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響，增加，硬度增加。＞0.6%硬度趨于平緩。a、馬氏體強(qiáng)化的主要原因：由于過(guò)飽和碳原子引起的晶格畸變，即固溶強(qiáng)化；轉(zhuǎn)變過(guò)程中的大量晶體缺陷和引起的組織細(xì)化。b、合金元素存在對(duì)馬氏體的硬度影響不大。c、馬氏體塑性韌性主要取決于碳的飽和度和亞結(jié)構(gòu)。d、板條馬氏體塑性和韌性好原因：一是飽和度下晶格畸變小，參與應(yīng)力??；二是亞結(jié)構(gòu)是位錯(cuò)。f、高碳針片狀馬氏體塑性和韌性差原因：一是碳飽和度大晶格畸變嚴(yán)重，殘余應(yīng)力大；二是亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶。3、馬氏體轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：在較低溫度下轉(zhuǎn)變。a、無(wú)擴(kuò)散性：非擴(kuò)散性轉(zhuǎn)變，由于相變溫度低轉(zhuǎn)化速度快碳鐵原子擴(kuò)散都不能進(jìn)行，沒(méi)有成分變化b、切變共格和表面浮凸現(xiàn)象：由于原子不能擴(kuò)散，晶格轉(zhuǎn)變以切變機(jī)制進(jìn)行。c、變溫形成：馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始后，必須在不斷降低溫度的條件下，轉(zhuǎn)變才能繼續(xù)進(jìn)行，冷卻中斷，轉(zhuǎn)變停止。開(kāi)始點(diǎn)，終止點(diǎn)。d、高速長(zhǎng)大：馬氏體生產(chǎn)速度極快，片間相撞易在馬氏體片內(nèi)產(chǎn)生顯微裂紋。f、轉(zhuǎn)變不完全：有殘余奧氏體A殘；越高，A殘?jiān)缴?。、溫度和冷卻速度無(wú)關(guān)，主要取決于奧氏體的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。↑，↓、↓、A殘↑。（10）、過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線：1、奧氏體等溫轉(zhuǎn)變：將奧氏體迅速冷卻至臨界溫度A1以下的一定溫度，并在此溫度下進(jìn)行等溫，在等溫過(guò)程中所發(fā)生的相變。2、TTT曲線：奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線，又稱C曲線。a、C曲線建立：金相法、膨脹法、磁性法、電阻法、熱分析法等。b、C曲線分析：孕育期，孕育期長(zhǎng)短決定奧氏體穩(wěn)定性。3、影響C曲線的因素：、合金元素、加熱溫度和保溫時(shí)間。a、的影響：在正常加熱條件下，亞共析鋼↑，C曲線→；過(guò)共析鋼↑，C曲線←；碳素鋼中共析鋼最靠右，即共析鋼的奧氏體最不穩(wěn)定。在亞共析鋼和過(guò)共析鋼上面還各多出一條共析相析出線。b、合金元素的影響：出Co以外，所有合金元素融入奧氏體后，都會(huì)增大過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性，是C曲線右移。碳化物形成元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)較多時(shí)，是C曲線狀態(tài)會(huì)變化，有時(shí)出現(xiàn)兩組曲線等。c、加熱溫度和保溫時(shí)間的影響：加熱溫度和保溫時(shí)間的提高和延長(zhǎng)，提高過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移。（11）、過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT）：1、在實(shí)際生產(chǎn)中，過(guò)冷奧氏體大多是在連續(xù)冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變的，即需要測(cè)定連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線CCT，常用測(cè)定方法有金相法、膨脹法和磁性法。2、CCT曲線位于TTT曲線的右下方。3、在CCT曲線上Ps和Pf分別表示奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變開(kāi)始和終了線，K表示奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變終止線，凡是冷卻曲線碰到K線，剩余的過(guò)冷奧氏體就不再發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，一直保持到Ms點(diǎn)一下轉(zhuǎn)變成馬氏體。是CCT曲線的臨界冷卻速度，是獲得馬氏體組織的最小冷卻速度。是TTT曲線的臨界冷卻速度，≈1.5，可以借用TTT曲線分析應(yīng)得的組織。4、以不同冷卻速度連續(xù)冷卻時(shí)，過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是不同的?？绽涞玫絊，油冷得到T和少量M，水冷得到M和A殘。（12）、退火和正火的主要目的：1、調(diào)整硬度為后續(xù)工藝做準(zhǔn)備。2、消除殘余內(nèi)應(yīng)力。細(xì)化晶粒改善組織，提高力學(xué)性能。正火可以消除過(guò)共析鋼中的網(wǎng)狀滲碳體。3、為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備。（13）、退火：完全退火、等溫退火、球化退火、均勻化退火（擴(kuò)散退火）、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火。1、完全退火：將鋼完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻，獲得近似平衡狀態(tài)組織的退火工藝。又稱重結(jié)晶退火和普通退火。完全退火周期較長(zhǎng)，主要用于亞共析鋼成分的中碳鋼大中型鑄、鍛件以及熱軋型材，有時(shí)也用于焊件。2、球化退火：使鋼中碳化物球狀化而進(jìn)行的退火工藝。是一種不完全退火，主要用于共析和過(guò)共析碳素鋼及合金工具鋼，目的在于降低硬度，改善切削加工性能，并為后續(xù)的淬火做準(zhǔn)備。a、球化退火得到的組織是粒狀珠光體。b、對(duì)于有嚴(yán)重網(wǎng)狀二次滲碳體的過(guò)共析鋼，應(yīng)在球化退火前進(jìn)行正火處理，消除網(wǎng)狀。3、等溫退火：將鋼件加熱高于Ac3或是Ac1溫度，保持適當(dāng)時(shí)間后，較快冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間的某一溫度并進(jìn)行等溫保持是奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w型組織，然后再空氣中冷卻的退火工藝。a、等溫退火縮短了工件在爐中時(shí)間提高了利用率，縮短生產(chǎn)周期。b、對(duì)亞共析鋼等溫退火可以替代完全退火，對(duì)于共析鋼、過(guò)共析鋼，等溫退火可以替代球化退火。4、均勻化退火（擴(kuò)散退火）：將鑄件加熱到稍低于固相線的溫度Ac3+150-2005、去應(yīng)力退火：晶工件加熱到Ac1以下某溫度保溫后隨爐冷卻到160℃（14）、正火：1、正火：將鋼件加熱到Ac3或Acm以上30-50℃，保溫適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。2、正火與退火的主要區(qū)別：a、冷卻速度不同，正火冷卻速度快.b、正火后的組織比較細(xì)，比退火后的強(qiáng)度、硬度高，含碳量越高，差別越大。c、正火生產(chǎn)周期短，不占設(shè)備，生產(chǎn)率高。d、過(guò)共析鋼正火后可以消除網(wǎng)狀碳化物，是最常用的消除網(wǎng)狀碳化物的熱處理工藝。e、低碳鋼正火后可以顯著改善切削加工性能。f、＜0.4%正火替代完全退火。（15）、淬火：1、淬火：將鋼件加熱到Ac3或Ac1相變點(diǎn)以上某一溫度，保持一定時(shí)間，然后以大于的速度冷卻獲得馬氏體和下貝氏體組織的熱處理工藝。2、淬火溫度的選擇：為了防止奧氏體粗大，一般淬火溫度不宜太高。a、亞共析鋼Ac3+30-50℃；共析鋼和過(guò)共析鋼Ac1+30-50℃3、淬火介質(zhì)：冷卻速度大于才可以實(shí)現(xiàn)淬火，冷卻越快，應(yīng)力越大，易引起工件開(kāi)裂。理想介質(zhì)是在C曲線鼻尖處快冷，Ms點(diǎn)附近緩冷，減少轉(zhuǎn)變時(shí)的應(yīng)力。a、鹽水淬火的工件，容易得到高硬度和光潔的表面，不易產(chǎn)生軟點(diǎn)。b、鹽浴或堿浴：熔融狀態(tài)的鹽堿作為淬火介質(zhì)。4、常用淬火方法：目前還沒(méi)有理想的淬火介質(zhì)。a、單液淬火：放入一種介質(zhì)中，淬火應(yīng)力大。b、雙液淬火：水淬空冷、油淬空冷，作用是在鼻尖處冷卻快，馬氏體附近冷卻慢，減少開(kāi)裂。c、馬氏體分級(jí)淬火：直接放入某溫度的鹽浴或堿浴中，保溫一段時(shí)間后取出空冷。d、貝氏體等溫淬火：奧氏體化后快冷到貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)間，等溫保持。（16）、鋼的淬透性：1、淬透性：在規(guī)定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性，是鋼材的固有屬性。又稱可淬性，取決于鋼的淬火臨界冷卻速度的大小。2、淬透性低鋼件的力學(xué)性能影響：淬透鋼件沿截面力學(xué)性能均勻分布，未淬透心部力學(xué)性能低，尤其是沖擊韌度更低。3、影響淬透性因素：決定性因素是，越小淬透性越大，與鋼的化學(xué)成分和奧氏體化溫度之間有密切關(guān)系。a、亞共析鋼↑，↓，淬透性增加；過(guò)共析鋼↑，↑，淬透性降低。b、除Co外，大多數(shù)合金元素都降低鋼的，提高淬透性。c、有些鋼在較高溫度下淬火，可以降低臨界冷卻速度，改善淬透性。4、淬透性測(cè)定和表示：末端淬火法，端淬法。淬透值（J表示末端淬透性，d表示至水冷端距離，HRC該處硬度）5、淬透性與淬硬層深度關(guān)系：a、鋼的淬硬層深度也叫淬透層深度?？梢愿鶕?jù)淬硬層深度大小來(lái)判定鋼的淬透性。b、淬硬層深度既和鋼的淬火臨界冷卻速度有關(guān)，又和工件截面冷卻速度和分布狀況有關(guān)。c、淬硬層深度除和鋼的淬透性有關(guān)，還受淬火介質(zhì)和工件尺寸有關(guān)。6、淬硬性和淬透性：a、淬硬性也叫可淬性，指鋼在正常淬火條件下，所能達(dá)到的最高硬度。淬硬性主要與鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)（固溶于奧氏體中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。奧氏體中固溶的碳越多，淬火后馬氏體的硬度就越高。b、淬透性和淬硬性沒(méi)有必然聯(lián)系。（17）、鋼的回火：1、回火：將淬火后的鋼再加熱到不超過(guò)Ac1的溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。2、回火的目的：a、降低脆性，消除或減少內(nèi)應(yīng)力。b、獲得工件所要求的力學(xué)性能。c、穩(wěn)定尺寸。d、對(duì)于退火難以軟化的合金鋼，在淬火后再進(jìn)行較高溫度的回火，使鋼件M→F，碳化物也適當(dāng)球化，將硬度降低，以利于切削加工，又稱調(diào)制球化。3、淬火鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變：淬火馬氏體分解以及碳化物析出、聚集長(zhǎng)大的過(guò)程，是由非平衡態(tài)組織趨向平衡態(tài)組織的轉(zhuǎn)變。是擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。4、轉(zhuǎn)變過(guò)程：a、＜100℃b、100-250℃，馬氏體分解?；鼗鸬谝淮无D(zhuǎn)變，得到回M（過(guò)飽和的α固溶體和與母相共格的ε-碳化物）c、200℃d、250℃e、400℃-700℃α5、回火種類(lèi)和應(yīng)用：a、低溫回火（150℃b、中溫回火（350℃c、高溫回火（500℃-6506、回火脆性：淬火鋼在某溫度區(qū)間回火或從回火溫度緩慢冷卻通過(guò)該溫度區(qū)間的脆化現(xiàn)象。200℃-350℃（16）、鋼的表面淬火：1、表面淬火目的：使零件表面獲得高硬度和高耐磨性，而心部仍保持原來(lái)良好的韌性和塑性的一類(lèi)熱處理方法。表面淬火不改變零件表面化學(xué)成分，只是通過(guò)表面快速加熱淬火，改變表層的組織來(lái)達(dá)到強(qiáng)化表面的目的。a、碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.4%-0.5%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼最適宜表面淬火。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)太高，表層夠要求，但心部韌性和塑性較低；低碳鋼表面強(qiáng)化效果不好?；w組織相當(dāng)于普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和合金鑄鐵原則上均可進(jìn)行表面淬火，但以球墨鑄鐵工藝性最好。b、表面淬火可以分為：感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、電解液加熱表面淬火以及激光加熱表面淬火等。2、感應(yīng)表面淬火：電磁感應(yīng)使零件表面迅速加熱，然后迅速噴水冷卻。a、集膚效應(yīng)。b、感應(yīng)加熱深度主要取決于電流頻率，頻率越高加熱深度越淺。c、表面硬度由最終回火工藝確定。3、激光熱處理：激光進(jìn)行表面淬火、沖擊淬火、有選擇的局部硬化、局部合金化處理。a、能量密度高，加熱速度快，淬火靠自激冷卻。b、可以在零件表面進(jìn)行局部淬火。c、應(yīng)力變形小，表面光潔，不需要進(jìn)行表面精加工。d、不需要進(jìn)行回火。（17）、鋼的化學(xué)熱處理：1、化學(xué)熱處理：將金屬或合金工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它的表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。過(guò)程分為分解、吸收、擴(kuò)散，三過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。2、鋼的滲碳：將鋼件在滲碳體中加熱并保溫，使碳原子滲入表層的化學(xué)熱處理。目的是提高工件表面強(qiáng)度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度。同時(shí)保持心部的良好韌性。滲碳用的是低碳鋼和低碳合金鋼，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.1%-0.25%。3、滲碳方法有氣體滲碳、液體滲碳、固體滲碳及真空滲碳等。滲碳主要工藝參數(shù)：加熱溫度、保溫時(shí)間。4、滲碳后熱處理：滲碳后必須進(jìn)行熱處理方可達(dá)到性能要求。常用的有三種：a、預(yù)冷直接淬火：將工件從滲碳溫度降到820℃-850b、緩冷一次淬火：緩冷至室溫，重新加熱后淬火，高于Ac3時(shí)細(xì)化晶粒表層不出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物，獲得高硬度高強(qiáng)度，低溫回火后表層為M回+少量A殘，心部在淬透時(shí)為低碳M回；在Ac1-Ac3之間時(shí)低溫回火后，獲得高耐磨性，表層為M回+A殘+粒狀碳化物，心部為低碳M回+F。c、緩冷二次淬火：對(duì)于心部表層性能要求都較高時(shí)采用二次淬火。第一次高于Ac3，細(xì)化晶粒，消除表層網(wǎng)狀碳化物；二次淬火溫度在Ac1-Ac3之間，提高耐磨性和強(qiáng)度。5、鋼的滲氮：目的是提高鋼的表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、抗咬合性和耐蝕性。滲氮后無(wú)需再進(jìn)行淬火處理，為保證心部力學(xué)性能在滲氮前要調(diào)制處理。氣體滲碳，離子滲碳。常用井式滲碳爐。6、鋼的碳氮共滲：又稱氰化，高溫氣體滲碳，低溫滲氮。（18）、熱處理零件的結(jié)構(gòu)工藝性：1、避免厚薄懸殊的截面，設(shè)計(jì)時(shí)加厚零件太薄的部分、開(kāi)工藝孔、合理安排孔洞的位置、變不通孔為通孔。2、避免尖角和棱角，設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用圓角或倒角。3、采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)。4、采取封閉結(jié)構(gòu)。5、采取組合結(jié)構(gòu)。

附錄資料：不需要的可以自行刪除數(shù)控設(shè)備使用中應(yīng)注意的問(wèn)題

2.1數(shù)控設(shè)備的使用環(huán)境

為提高數(shù)控設(shè)備的使用壽命，一般要求要避免陽(yáng)光的直接照射和其他熱輻射，要避免太潮濕、粉塵過(guò)多或有腐蝕氣體的場(chǎng)所。精密數(shù)控設(shè)備要遠(yuǎn)離振動(dòng)大的設(shè)備，如沖床、鍛壓設(shè)備等。

2.2良好的電源保證

為了避免電源波動(dòng)幅度大（大于±10%）和可能的瞬間干擾信號(hào)等影響，數(shù)控設(shè)備一般采用專線供電（如從低壓配電室分一路單獨(dú)供數(shù)控機(jī)床使用）或增設(shè)穩(wěn)壓裝置等，都可減少供電質(zhì)量的影響和電氣干擾。

2.3制定有效操作規(guī)程

在數(shù)控機(jī)床的使用與管理方面，應(yīng)制定一系列切合實(shí)際、行之有效的操作規(guī)程。例如潤(rùn)滑、保養(yǎng)、合理使用及規(guī)范的交接班制度等，是數(shù)控設(shè)備使用及管理的主要內(nèi)容。制定和遵守操作規(guī)程是保證數(shù)控機(jī)床安全運(yùn)行的重要措施之一。實(shí)踐證明，眾多故障都可由遵守操作規(guī)程而減少。

2.4數(shù)控設(shè)備不宜長(zhǎng)期封存

購(gòu)買(mǎi)數(shù)控機(jī)床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露，得以在保修期內(nèi)得以排除。加工中，盡量減少數(shù)控機(jī)床主軸的啟閉，以降低對(duì)離合器、齒輪等器件的磨損。沒(méi)有加工任務(wù)時(shí)，數(shù)控機(jī)床也要定期通電，最好是每周通電1～2次，每次空運(yùn)行1小時(shí)左右，以利用機(jī)床本身的發(fā)熱量來(lái)降低機(jī)內(nèi)的濕度，使電子元件不致受潮，同時(shí)也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)有無(wú)電池電量不足報(bào)警，以防止系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)的丟失。

3數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)

數(shù)控機(jī)床種類(lèi)多，各類(lèi)數(shù)控機(jī)床因其功能，結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的不同，各具不同的特性。其維護(hù)保養(yǎng)的內(nèi)容和規(guī)則也各有其特色，具體應(yīng)根據(jù)其機(jī)床種類(lèi)、型號(hào)及實(shí)際使用情況，并參照機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)要求，制訂和建立必要的定期、定級(jí)保養(yǎng)制度。下面是一些常見(jiàn)、\o"gm,通用"通用的日常維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)。

3.1數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)

（1）嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度

數(shù)控設(shè)備操作人員要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度，操作人員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)的優(yōu)劣是影響故障發(fā)生頻率的重要因素。當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，操作者要注意保留現(xiàn)場(chǎng)，并向維修人員如實(shí)說(shuō)明出現(xiàn)故障前后的情況，以利于分析、診斷出故障的原因，及時(shí)排除。