工程材料知識點總結(jié)

晶格：描述原子在晶體中排列規(guī)律的三維空間幾何點陣。晶胞：晶格中能夠代表晶格特征的最小幾何單元致密度=原子所占的總體積：晶胞的體積屬于面心立方晶格的常用金屬：Y鐵，鋁，銅，鎳等。屬于體心立方晶格的常用金屬：a鉻，鎢，鉬，釩，a鐵， B鈦，鈮屬于密排六方晶格的常用金屬：鎂，鋅，鈹，a鈦，鎘等。晶面：晶體中由物質(zhì)質(zhì)點所組成的平面。晶向：由物質(zhì)質(zhì)點所確定的直線。每一組平行的晶面和晶向都可用一組數(shù)字來標定其位向。這組數(shù)字分別稱為晶面指數(shù)和晶向指數(shù)。晶面指數(shù)的確定：晶面及三個坐標軸截距的倒數(shù)取最小整數(shù),用圓括號表示。如111), (112)。?晶向指數(shù)的確定：通過坐標原點直線上某一點的坐標，用方括號表示。如111]?晶面族：晶面指數(shù)中各個數(shù)字相同但是符號不同或排列依次不同的全部晶面。這些晶面上的原子排列規(guī)律相同，具有相同的原子密度和性質(zhì)。^口{110}=(110)+(101)+(011)+(101)+(110)+(011)晶向族：原子排列密度完全相同的晶向?？赩111>=[111]+[111]+[111]+[111]由于各個晶面和晶向上原子排列密度不同，使原子間的相互作用力也不相同。因此在同一單晶體內(nèi)不同晶面和晶向上的性能也是不同的。這種現(xiàn)象稱為晶體的各向異性。?晶粒一一金屬晶體中，晶格位向基本一樣，并有邊界及鄰區(qū)分開的區(qū)域。?亞晶?！Я?nèi)部晶格位向差小于2°，3°的更小的晶塊。?實際金屬晶粒大小除取決于金屬種類外，主要取決于結(jié)晶條件和熱處理工藝。?晶界一一晶粒之間原子排列不規(guī)則的區(qū)域。亞晶界 亞晶粒間的過渡區(qū)。?晶體缺陷：是指晶體中原子排列不規(guī)則的區(qū)域。1，點缺陷 2，線缺陷3，面缺陷點缺陷類型主要有三種： (1)間隙原子 (2)晶格空位 (3)置換原子間隙原子：在晶格的間隙處出現(xiàn)多余原子的晶體缺陷?！罹Ц窨瘴唬涸诰Ц竦慕Y(jié)點處出現(xiàn)缺少原子的晶體缺陷線缺陷?位錯：指晶體中若干列原子發(fā)生有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。?位錯密度：單位體積內(nèi)位錯線的長度，(cm-2)面缺陷主要是指晶界和亞晶界。它是由于受到其兩側(cè)的不同晶格位向的晶?；騺喚Я５挠绊懚乖映什灰?guī)則排列。?合金：由一種金屬元素及另外一種或多種金屬或非金屬元素，通過熔煉或燒結(jié)等方法所形成的具有金屬性質(zhì)的新金屬材料。兩類基本的相結(jié)構：固溶體和金屬化合物。?合金系：是指具有相同組元，而成分比例不同的一系列合金。如各種碳素鋼。?相：指在合金中，凡是化學成分相同，晶體結(jié)構相同并有界面及其它部分分隔開來的一個勻稱區(qū)域。在一個相中可以有多個晶粒，但是一個晶粒中只能是同一個相。?組元：組成合金的最基本的，能獨立存在的物質(zhì)。組成合金的各個化學元素及穩(wěn)定的化合物都是組元。合金中有幾種組元就稱之為幾元合金。?合金的顯微組織可以看作是由各個相所組成的，這些相稱為合金組織的相組成物；也可以看作是基本組織所組成的，這些基本組織稱為合金組織的組織組成物。合金的力學性能不僅取決于它的化學成分，更取決于它的顯微組織。?固溶體：合金結(jié)晶成固態(tài)時，溶質(zhì)原子分布在溶劑晶格中形成的一種及溶劑有相同晶格的相。?固溶體及溶劑具有相同晶體結(jié)構。?固溶體的類型：1,間隙固溶體；2,置換固溶體?有限固溶體:固溶體的溶解度是有限的。?無限固溶體：固溶體的溶解度是無限的。（組成固溶體的兩種元素隨比例不同可以互為溶質(zhì)或溶劑。）?形成無限固溶體的必要條件：溶劑及溶質(zhì)的晶體結(jié)構相同。?無序固溶體:溶質(zhì)原子的分布是無序的。?有序固溶體:溶質(zhì)原子的分布是有序的。?固溶體的有序化:無序固溶體向有序固溶體的轉(zhuǎn)變過程。硬度和脆性增加，塑性下降。?影響溶解度的主要因素：1）溫度2）原子直徑因素3）晶體結(jié)構因素?固溶強化:溶入溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬的強度硬度上升的現(xiàn)象。固溶強化是金屬材料的一種重要的強化途徑。?在合金中，當溶質(zhì)含量超過固溶體的溶解度時，除了形成固溶體外，還將出現(xiàn)新相。這個新相可能是一種新的固溶體，也可能是一種化合物。如：Fe3C,FeSo?金屬化合物:具有金屬性質(zhì)的化合物。（其晶體結(jié)構不同于任一組元）?金屬化合物性能:一般都具有困難的晶格結(jié)構，熔點高，硬而脆。?金屬化合物若以細小的粒狀勻稱分布在固溶體相的基體上會使合金的強度，硬度進一步提高，這種現(xiàn)象稱為第二相彌散強化。?結(jié)晶一一是指晶體材料的凝固，或者說是原子由不規(guī)則排列狀態(tài)（液態(tài)）過渡到規(guī)則排列狀態(tài)（固態(tài)）的過程。?相圖：表示在平衡狀態(tài)下合金的化學成分，相，組織及溫度的關系圖。?理論結(jié)晶溫度T0:又稱平衡結(jié)晶溫度。（冷速極慢）也就是金屬的熔點Tmo實際結(jié)晶溫度Tn:在某一實際冷卻速度下的結(jié)晶溫度?！罴兘饘偻ǔＴ诤銣叵陆Y(jié)晶； ☆多數(shù)合金通常在一個溫度區(qū)間內(nèi)結(jié)晶。?過冷度（^T）：理論結(jié)晶溫度及實際結(jié)晶溫度之差。對于純金屬：△[=TO—Tn?影響過冷度大小的主要因素金屬液的冷卻速度；金屬液中雜質(zhì)含量。?金屬結(jié)晶的兩個條件：1）動力學條件： （△FV0）2）熱力學條件:肯定的擴散實力。?金屬的結(jié)晶過程：成核和長大?晶核:作為結(jié)晶核心的極細小的固相晶體。?勻稱（自發(fā)）成核：在勻稱的液態(tài)母相中自發(fā)形成新相晶核的過程。Yc=（2oTm）/（LAT）yc—臨界晶核半徑；。表面能；L一熔化潛熱；Tm熔點非勻稱成核：依附于母相中某些現(xiàn)成界面而成核的過程。細晶強化：通過細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法，一種很重要的強韌化手段。晶粒越細小晶界越多，變形抗力越大材料的強度硬度越高，塑性越好。（這是其它強化方法所不能的） ?增加過冷度，成核率N及長大率G均會增加，但成核率N的增加速度更快些。所以增加過冷度會細化晶粒。增加冷卻速度雖然可以細化晶粒，但同時使結(jié)晶時的鑄造應力增加；對于較大體積的鑄錠及鑄件提高冷卻速度是困難的。變質(zhì)處理 即在澆鑄之前向金屬液中加入某些物質(zhì)（變質(zhì)劑）來促進晶粒細化。 ?細化晶粒的主要方法（總結(jié)）1,增加過冷度例如：由砂型鑄造改為金屬模鑄造，可以提高鑄件的力學性能。2,變質(zhì)處理例如鑄鐵和鋁硅合金（前者^\Si-Fe合金，后者加NaF+NaCl混合鹽）3,物理方法振動，攪拌等?勻晶轉(zhuǎn)變一一由液相直接結(jié)晶成單相固溶體的結(jié)晶轉(zhuǎn)變共晶轉(zhuǎn)變一一肯定化學成分的合金在肯定的溫度下（恒溫），同時由液相中結(jié)晶出兩種不同成分和不同晶體結(jié)構的固相 包晶相圖具有液固兩相共同轉(zhuǎn)變成為另一固相的合金相圖 ?晶內(nèi)偏析:在一個晶粒內(nèi)，各處成分的不勻稱現(xiàn)象。金屬通常以枝晶方式結(jié)晶，先形成的主干和后形成的支干就會有化學成分之差，所以也稱枝晶偏析 ?勻稱化退火（擴散退火）：把有枝晶偏析的合金放在低于固相線ioo~2oor的溫度下進行較長時間的加熱，通過原子的相互擴散而使成分趨于勻稱1,當合金形成單相固溶體時，由于溶質(zhì)原子使基體晶格畸變，溶質(zhì)元素濃度越高，引起晶格畸變越大，則合金的強度，硬度越高。 2,當合金形成為兩相機械混合物的組織時，合金的強度和硬度隨成分的變化呈直線關系，大致是兩相性能的算術平均值。?鑄態(tài)組織：是指結(jié)晶之后得到的金屬材料的顯微組織。鑄件的合理澆注溫度一般選在液相線。 ?鑄造性能主要表現(xiàn)在流淌性，偏析，縮孔等方面，主要確定及液相線及固相線之間 的溫度間隔。液固相線距離愈小，結(jié)晶溫度范圍愈小…合金的流淌性好…有利于澆注；液固相線距離大一枝晶偏析傾向愈大，流淌性也愈差，分散縮孔的傾向也愈大，使鑄造性能惡化。所以鑄造合金的成分常取共晶成分和接近共晶成分或選擇結(jié)晶溫度區(qū)間較小的合金。 單晶體的塑性變形方式主要有兩種：滑移和攣生?滑移。它主要發(fā)生在原子排列最緊密或較緊密的晶面上，并沿著這些晶面上原子排 列最緊密的方向進行?；葡翟蕉啵苄栽胶?。滑移是由位錯的移動來實現(xiàn)的。 攣生及滑移的主要區(qū)分是：發(fā)生滑移后，晶體已變形區(qū)和未變形區(qū)位向沒有發(fā)生變化，而攣生就使晶體兩部分位向發(fā)生了變化。金屬發(fā)生塑性變形，隨變形度的增大，金屬的強度和硬度顯著提高,塑性和韌性明顯下降。這種現(xiàn)象稱為加工硬化，也叫形變強化。產(chǎn)生加工硬化的緣由：塑性變形時，位錯密度增加，造成位錯運動阻力的增大，引起塑性變形抗力提高。另一方面由于晶粒破裂細化，使強度得以提高。在生產(chǎn)中可通過冷軋，冷拔提高鋼板或鋼絲的強度。 隨著加熱溫度的提高，變形金屬將相繼發(fā)生回復，再結(jié)晶和晶粒長大過程。?晶格畸變降低的緣由：1）空位和間隙原子相互作用而削減；2）位錯交互作用或按肯定規(guī)律排列。?回復后性能變化：1）變形殘余應力大幅度下降2力學性能仍保留著加工硬化效果。再結(jié)晶的特點:只是晶粒形態(tài)和大小發(fā)生了變化，晶體結(jié)構沒有改變，以別于重結(jié)晶。再結(jié)晶后性能變化:殘余應力全部消退；加工硬化全部消逝，力學性能復原到變形前的水平再結(jié)晶溫度:T再=（0.35?0.4）T熔點★溫度單位為肯定溫度（K）。影響再結(jié)晶溫度的因素：1）變形量的影響：變形度越大，再結(jié)晶溫度越低。2） 原始晶粒度的影響:變形前的晶粒越粗大，再結(jié)晶溫度越高。3） 化學成分的影響:雜質(zhì)和合金元素特殊是高熔點元素，阻礙原子擴散和晶界遷移，可顯著提高最低再結(jié)晶溫度。4） 加熱速度和保溫時間：提高加熱速度會提高再結(jié)晶溫度；增加保溫時間可以降低再結(jié)晶溫度。再結(jié)晶退火：把變形金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上的溫度保溫，使變形金屬完成再結(jié)晶過程的熱處理工藝。主要目的是消退加工硬化現(xiàn)象?！顬榭s短退火周期并且不使晶粒粗大，一般狀況下把退火工藝溫度取為最低再結(jié)晶溫度以上100?200°C。鋼的再結(jié)晶退火溫度可選680?720°C。再結(jié)晶完成后的晶粒是細小的，但假如加熱溫度過高或保溫時間過長時，晶粒會明顯長大,最終得到粗大晶粒的組織，使金屬的強度，硬度，塑性，韌性等機械性能都顯著降低。?某些因素（如：細小雜質(zhì)粒子，變形機構）阻礙晶粒正常長大，但一旦這種阻礙失效，常會出現(xiàn)晶粒突然長大，這種晶粒不勻稱地急劇長大現(xiàn)象稱為二次再結(jié)晶。影響再結(jié)晶后晶粒大小的因素：1.加熱溫度越高,再結(jié)晶晶粒也越大。2.變形度的影響:金屬變形越不勻稱，再結(jié)晶退火后的晶粒越大。冷變形加工：再結(jié)晶溫度以下的變形?？梢赃_到較高精度和較低的表面粗糙度，有加工硬化的效果，變形抗力大，一次變形量有限。熱變形加工：再結(jié)晶溫度以上的變形。良好的塑性狀態(tài)。鐵素體（F或a）：碳原子固溶到a-Fe中形成的間隙固溶體室溫相——常作基本相（基體相）鐵素體強度，硬度不高，塑性，韌性很好奧氏體（A或丫）：碳原子固溶到Y(jié)-Fe中形成的間隙固溶體；高溫相，存在于727C以上，一般不存在于室溫；奧氏體強度不高，塑性很好。滲碳體具有高硬度，高脆性，低強度和低塑性；一次滲碳體Fe3CI：從液相直接結(jié)晶出來。二次滲碳體Fe3CII：從A中析出。三次滲碳體Fe3CIII：從F中析出。珠光體（P）：共析轉(zhuǎn)變：恒溫下，一種固相同時析出兩種不同成分固相的機械混合物（共析體）。 A0.77一（F+Fe3C）三P珠光體的力學性能介于F和Fe3C之間，強度較高，硬度適中，有肯定的塑性。高溫萊氏體（Ld）：共晶轉(zhuǎn)變：L4.3一（A+Fe3C）三Ld高溫萊氏體是存在于727r以上的一種基本組織，硬度很高，塑性很差。低溫萊氏體（Ld'）在727r以下高溫萊氏體中的奧氏體又發(fā)生共析轉(zhuǎn)變成珠光體，這時的萊氏體就變成由P和Fe3C組成，成為低溫萊氏體。低溫萊氏體是室溫下的一個基本組織相組成 L,A,FFe3C,G;組織組成FA,Fe3CI,Fe3CII,Fe3CIII,P,Ld,Ld'相圖中的相區(qū)：1）單相區(qū)5個：L,5,A,F,Fe3C2） 雙相區(qū)7個：5+L,5+A,A+L,L+Fe3C,Fe3C,A+F,F+Fe3C3） 三相區(qū)3個：L+5+A,L+A+Fe3C,A+F+Fe3C包晶線共晶線共析線工業(yè)純鐵WcW0.02%碳素鋼0.02%<WcW2.11%1） 共析鋼Wc=0.07%2） 亞共析鋼0.02%<Wc<0.77%3） 過共析鋼0.77%<WcW2.11%白口鑄鐵2.11%<Wc<6.69%1） 共晶白口鑄鐵Wc=4.3%2） 亞共晶白口鑄鐵2.11%<Wc<4.3%3） 過共晶白口鑄鐵4.3%<Wc<6.69% WCM2.11%時（純鐵及碳素鋼），高溫時可獲得單相A固溶體組織（塑性好），可進行熱變形加工。WC>2.11%時（白口鑄鐵），凹凸溫區(qū)都有脆硬的萊氏體，不能進行熱變形加工。（1） 硬度WC增加，硬度增加；（2） 強度WCV0.9%時，WC增加，強度提高，WC>0.9%時，WC增加，強度降低；（3） 塑性，韌性WC增加，塑性，韌性下降；為了保證工業(yè)用鋼具有足夠的強度和塑性，韌性，碳素鋼的含碳量一般不超過1.4%。WC增加，導熱性下降，抗電化學腐蝕性能下降，焊接工藝性下降，鑄造工藝性下降依據(jù)零件的運用性能選擇鋼的成分（鋼號）：1） 要求塑性，韌性好而強度不高的機件——低碳鋼（WCV0.25%）；（如冷沖壓件）2）要求強度，塑性，韌性等綜合性能好的機件 中碳鋼（WC=0.3%~0.55%）并進行適當?shù)臒崽幚恚唬ㄈ鐧C床主軸）3） 各種工具用鋼一一高碳鋼。（如銼刀）

?鍛造和熱軋的開始溫度一般選在固相線以下200°C左右。停止鍛軋溫度一般要限制在800C左右。（一） 碳素鋼的分類按鋼中含碳量分中碳鋼0.25%vWC^0.6%(3)高碳鋼WC>0.6%（1中碳鋼0.25%vWC^0.6%(3)高碳鋼WC>0.6%按鋼的質(zhì)量分WP^0.045%WP^0.035%WPM0.03%（1）一般鋼 WSM0.05%WP^0.045%WP^0.035%WPM0.03%（2）優(yōu)質(zhì)鋼 WS^0.035%（3）高級優(yōu)質(zhì)鋼 WSM0.02%按煉鋼時的脫氧程度分沸騰鋼（F）沸騰鋼（F）脫氧不徹底冷靜鋼（Z）脫氧徹底半冷靜鋼（b）脫氧程度介于F和Z之間特殊冷靜鋼（TZ）進行特殊脫氧（2）（3）（4）按鋼的用途分（1）碳素結(jié)構鋼（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼（3）碳素工具鋼（4）一般工程用鑄造碳素鋼件（鑄鋼）（二） 碳素鋼的鋼號命名方法碳素結(jié)構鋼主要用途：各類工程。通常熱軋后空冷供貨，一般可以直接運用。這類鋼共分五個強度等級。等級符號：A,B,C,D（D級達到了優(yōu)質(zhì)鋼水平）命名：標記符號Q+最小。S值一等級符號+脫氧程度符號，如：Q235-AF優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼主要用途：重要機件。通過熱處理調(diào)整零件的力學性能。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)。隨用戶須要而定。命名：用兩位數(shù)字表示，兩位數(shù)字表示鋼中含碳量的萬分之幾。如：45鋼WC=0.45%常用牌號：08F,15,45,60,60Mn等。碳素工具鋼（WC=0.65%~1.35%屬高碳鋼）主要用途：制作各種小型工具?？蛇M行淬火，低溫回火處理獲得高硬度高耐磨性。分為優(yōu)質(zhì)級和高級優(yōu)質(zhì)級兩大類。高級優(yōu)質(zhì)級在鋼號尾部加A,如T10A命名：標記符號T+含碳量的1000倍。如：T10 WC=1.0%一般工程用鑄造碳素鋼件（鑄鋼）主要用途：難用鍛壓等方法成型的困難零件且力學性能要求較高；命名：標記符號ZG+最低。S值一最低。b值如：ZG340-6401.鋼的熱處理：指在固態(tài)下對鋼進行不同的加熱，保溫，冷卻來改變鋼的組織結(jié)構，獲得所須要性能的一種工藝。鋼的熱處理分類?依據(jù)工藝方法來分：1）整體熱處理（退火，正火，淬火，回火）；2）表面熱處理（火焰加熱表面淬火，感應加熱表面淬火，激光加熱表面淬火等）；3）化學熱處理（滲碳，滲氮，滲其它元素等）?依據(jù)熱處理在零件加工中的作用分：1）預先熱處理（退火，正火）：為機械零件切削加工前的一個中間工序，以改善切削加工性能及為后續(xù)作組織打算。2）最終熱處理（淬火，回火）：獲得零件最終運用性能的熱處理。3,過熱度和過冷度

平衡態(tài)相變線：A1,A3,Acm加熱（過熱度）：Ac1,Ac3,Accm冷卻（過冷度）：Ar1,Ar3,Arcm第二節(jié)鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變一，奧氏體的形成奧氏體形成的四個步驟：1） 奧氏體晶核的形成；A晶核通常在珠光體中F和Fe3C相界處產(chǎn)生；2） 奧氏體晶核長大；（3）殘余滲碳體的溶解；（4）奧氏體的勻稱化共析鋼加熱到Ac1點相變溫度亞共析鋼——加熱到Ac3以上；過共析鋼 理論上應加熱到Accm以上，但事實上低于Accm。因為加熱到Accm以上，滲碳體會全部溶解，奧氏體晶粒也會快速長大，組織粗化，脆性增加。1,11,1)2)起始晶粒度一一室溫下各種原始組織剛剛轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時的晶粒度。實際晶粒度——鋼在詳細的熱處理或加熱條件下實際獲得的奧氏體晶粒度的大小。分為10級，1級最粗。3） 本質(zhì)晶粒度——表示奧氏體晶粒長大的傾向性。不表示晶粒的大小。奧氏體晶粒長大及影響因素1） 加熱溫度和保溫時間一一加熱溫度越高，晶粒長大越快，奧氏體越粗大；保溫時間延長,晶粒不斷長大，但長大速度越來越慢。2）加熱速度 加熱速度越大，形核率越高，因而奧氏體的起始晶粒越小，而且晶粒來不及長大。3） 碳及合金元素4） 鋼的原始組織第三節(jié)鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變?過冷奧氏體：在共析溫度（A1）以下存在的不穩(wěn)定狀態(tài)的奧氏體，以符號A冷表示。?隨著過冷度的不同，過冷奧氏體將發(fā)生三種類型轉(zhuǎn)變：1）珠光體型轉(zhuǎn)變；2）貝氏體型轉(zhuǎn)變；3）馬氏體型轉(zhuǎn)變過冷奧氏體在A1~550°C溫度范圍內(nèi)將轉(zhuǎn)變成珠光體類型組織。該組織為鐵素體及滲碳體層片相間的機械混合物。這類組織可細分為：產(chǎn)物名稱轉(zhuǎn)變溫度層片間距硬度（HBS）珠光體PA1-600C>0.4卩m~200索氏體S650C?600C0.4?0.2~300托氏體T600C?550C<0.2卩m~400珠光體轉(zhuǎn)變過程：典型的擴散相變：1）碳原子和鐵原子遷移；2）晶格重構。過冷奧氏體在550C~Ms點溫度范圍內(nèi)將轉(zhuǎn)變成貝氏體類型組織。貝氏體用符號字母B表示。依據(jù)貝氏體的組織形態(tài)可分為上貝氏體（B上）和下貝氏體（B下）。產(chǎn)物名稱轉(zhuǎn)變溫度組織形態(tài)上貝氏體B上550?350CF（過飽和）+Fe3C（短棒狀）光學金相形貌為羽毛狀下貝氏體B下350C?MsF（過飽和）+8碳化物光學金相形貌為竹葉狀?貝氏體的力學性能1） 550?350°C——上貝氏體B上一羽毛狀一40?45HRC一脆性較大——基本上無好用價值；2） 350C?Ms——下貝氏體B下一黑色竹葉狀一45?55HRC—優(yōu)良的綜合力學性能一常用。?半擴散型轉(zhuǎn)變——只發(fā)生碳原子擴散，大質(zhì)量的鐵原子基本不擴散。當奧氏體以極大的冷卻速度過冷至Ms點以下，（對于共析鋼為230C以下）時，將轉(zhuǎn)變成馬 氏體類型組織。獲得馬氏體是鋼件強化的重要基礎。?馬氏體M是碳在a-Fe中的過飽和固溶體。馬氏體轉(zhuǎn)變時，奧氏體中的C全部保留在馬氏體中。 ?主要特點：高硬度高強度一一馬氏體強化的主要緣由是過飽和碳原子引起的晶格畸變，即固溶強化。 M中碳的質(zhì)量分數(shù)越高，其正方度越大，晶格畸變越嚴峻，M的硬度也就越高。?馬氏體組織的形態(tài):1）Wcv0.2%—板條狀馬氏體，也稱位錯馬氏體；2）Wc>1%—針片狀馬氏體，也稱攣晶馬氏體；3）0.2%MWc^1%——板條狀馬氏體和針片狀馬氏體。板條狀馬氏體塑性韌性較好；高碳片狀馬氏體的塑性韌性都較差。在保證足夠的強度和硬度的狀況下，盡可能獲得較多的板條狀馬氏體。馬氏體轉(zhuǎn)變特點：1） 無擴散性：馬氏體轉(zhuǎn)變是非擴散性轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變過程中沒有成分變化，M的含碳量和原來A的相同。 2） 切變共格和表面浮凸現(xiàn)象：由于原子不能進行擴散，晶格轉(zhuǎn)變只能以切變的機制進行。3） 變溫形成：M只有在不斷降低溫度的條件下，轉(zhuǎn)變才能接著進行。4） 高速長大：M生長速度極快，片間相撞簡單在馬氏體片內(nèi)產(chǎn)生顯微裂紋。5） 轉(zhuǎn)變不完全——殘余奧氏體A殘——MS點越高，M越多，A殘越少。Ms和Mf點的溫度及冷卻速度無關，主要取決于含碳量及合金元素的含量。?過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線 表示溫度，時間，和轉(zhuǎn)變量三者之間的關系曲線。 冷卻方式：1）等溫冷卻2）連續(xù)冷卻（一）過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線又叫C曲線，也稱為TTT曲線。 ?在實際生產(chǎn)中，過冷奧氏體大多是在連續(xù)冷卻時轉(zhuǎn)變的，這就須要測定和利用過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線。過冷卻奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線又叫CCT曲線。 過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲線）及TTT曲線的區(qū)分：1,連續(xù)冷卻曲線靠右一些；2,連續(xù)冷卻曲線只有C曲線的上半部分，而沒有下半部分。也就是說而沒有貝氏體轉(zhuǎn)變。影響C曲線的因素 （1）含碳量的影響1）在正常加熱條件下，Wc<0.77%時，含碳量增加，C曲線右移；Wc>0.77%時，含碳量增加，C曲線左移。所以，共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定。2）亞共析鋼——先析出F；過共析鋼——先析出滲碳體。 （2）合金元素的影響一除鉆以外，全部的合金元素溶入奧氏體后，都增大過冷奧氏體A的穩(wěn)定性，使C曲線右移。碳化物含量較多時，對曲線的形態(tài)也有影響。（3）加熱溫度和保溫時間的影響：隨著加熱溫度的提高和保溫時間的延長，奧氏體的成分更加勻稱，晶粒粗大，這些都提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移?！钆R界冷卻速度 獲得馬氏體的最小冷卻速度。☆vk是CCT曲線的臨界冷卻速度；☆vk'是TTT曲線的臨界冷卻速度。☆vk,Q1.5vk☆凡是使C曲線右移的因素都會減小臨界冷卻速度。一，退火和正火的主要目的1）調(diào)整硬度以便切削加工；2）消退殘余應力，防止變形，開裂；3）細化晶粒，改善組織，提高力學性能；4）為最終熱處理作組織打算。二，退火?將金屬加熱到適當?shù)臏囟?，保持肯定時間，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝。1）勻稱化退火Ac3+（150~200）°C2）正火Ac3或Accm+（30~50）°C3）完全退火Ac3+（20~50）C4）球化退火Ac1+（20~40）C5）去應力退火500C~650C完全退火（重結(jié)晶退火，一般退火）＞將鋼完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻，獲得接近平衡組織的退火工藝。＞主要用于亞共析鋼的鑄件，鍛件，熱軋型材和焊接件。＞加熱溫度Ac3+（30~50）C2，球化退火（不完全退火）?使鋼中碳化物球狀化而進行的退火工藝。主要用于過共析鋼；?目的在于降低硬度，改善切削加工性能，并為后續(xù)的淬火做組織打算。?得到的組織 粒狀P（F基體上彌散分布著顆粒狀滲碳體的組織）加熱溫度Ac1+（20~40）C3，等溫退火?加熱到高于Ac3（或Ac1）溫度，保持適當時間后，較快地冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間的某一溫度保持使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w型組織，然后在空氣中冷卻的退火工藝。?對于亞共析鋼可代替完全退火，對于過共析鋼可代替球化退火。4，勻稱化退火（擴散退火）?加熱到略低于固相線溫度（一般低于100C）長時間保溫，然后緩冷的熱處理工藝。?主要用于消退某些具有化學成分偏析的鑄鋼件及鑄錠。?加熱溫度Ac3+（150~200）C5，去應力退火（無相變退火）加熱到Ac1以下（100?200）C保溫后隨爐冷卻到160C以下出爐空冷。?主要用于消退內(nèi)應力，穩(wěn)定尺寸，防止變形及開裂。加熱溫度通常為500C~650C三，正火?加熱到Ac3（或Accm）以上（30?50）C，保溫適當?shù)臅r間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝，正火組織為索氏體；?正火及退火的主要區(qū)分：1）冷卻速度不同；2）正火后的組織比較細，比退火強度，硬度提高，而且生產(chǎn)周期短，操作簡單。?過共析鋼正火后可消退網(wǎng)狀碳化物；低碳鋼正火后可顯著改善切削加工性能；正火是一種優(yōu)先采納的預先熱處理工藝。第五節(jié)鋼的淬火?淬火——將鋼加熱到Ac3或Ac1相變點以上某一溫度，保持肯定時間，然后以大于vk的速度冷卻獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。?淬火的主要目的一一獲得馬氏體或下貝氏體，為回火組織作打算。淬火溫度的選擇：1）亞共析鋼Ac3+（30~50）°C（要完全奧氏體化）2）過共析鋼Ac1+（30~50）C（是部分奧氏體化）3）合金鋼的淬火溫度允許比碳素鋼高，一般為臨界點以上（50~100）C。?在C曲線“鼻尖”旁邊快冷，而在Ms點旁邊應盡量慢冷。?目前常用的冷卻介質(zhì)有：油，水，鹽水等，其冷卻實力依此增加。常用淬火方法：1）單液淬火2）雙液淬火3）馬氏體分級淬火4）貝氏體等溫淬火?鋼的淬透性（可淬性）一一是指在規(guī)定的條件下，鋼在淬火時能夠獲得淬硬層深度的實力。它取決于鋼的淬火臨界冷卻速度（Vk）的大小。臨界冷卻速度越小，淬透性越大。淬透性是鋼的一種熱處理工藝性能，及冷卻速度無關。不同的零件對淬透性要求不一樣。如彈簧要求淬透，而齒輪即不要求淬透。?淬透的工件經(jīng)調(diào)質(zhì)后由表及里都是回火索氏體，而未淬透的工件心部是片狀索氏體和鐵素體，尤其是韌性（ak）相差特殊大。 ?影響鋼的淬透性的因素有：1,含碳量：共析點旁邊淬透性最好，遠離S點差。2,合金元素：除Co外，幾乎全部的合金元素都降低鋼的臨界冷卻速度，即提高鋼的淬透性。3,奧氏體化溫度越高，保溫時間越長，鋼的淬透性增大。?淬硬性是指鋼在正常淬火條件下，所能達到的最高硬度。是鋼的一種工藝性能。在相同的條件下，鋼的淬透性越高，淬硬層深度就越大。?奧氏體中固溶的碳越多，淬硬性就越高。及合元素沒有多大關系。而淬透性及合金元素就有很大的關系。?對承受動載荷的一些重要零件要選用能全部淬透的鋼；如發(fā)動機連桿，彈簧等；當零件表里性能可以不一樣時（不要求淬透），選用淬透性相宜的鋼即可。如齒輪；焊接件不可選用淬透性高的鋼，否則就簡單在焊縫旁邊出現(xiàn)淬火組織，造成變形和裂紋;對于淬透性好的鋼，可以采納冷卻速度緩慢的淬火介質(zhì)。這對于困難工件非常有利。第七節(jié)鋼的回火?淬火獲得的馬氏體組織脆性很大，一般須經(jīng)回火以改善其性能才能運用；?回火是指將淬火后的鋼再加熱到不超過Ac1的溫度，保溫肯定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝回火的目的：1）降低脆性，消退或減小內(nèi)應力。防止工件變形或開裂，）改善切削加工性能。2）獲得工件所要求的力學性能；3）穩(wěn)定工件尺寸；M+A殘一F+Fe3C（或碳化物）二，淬火鋼在回火時的轉(zhuǎn)變1） <100C，碳原子向位錯線旁邊或間隙位置聚集。伴有硬度上升現(xiàn)象；2） 100?250C，馬氏體分解：M—回M；回M=a+s碳化物（a為過飽和固溶體；8-碳化物及母相共格，其分子式為Fe2.4C）；這個轉(zhuǎn)變稱為回火第一階段；性能變化：高硬度，但應力和脆性大大消退；3） 200?300C,殘余奧氏體分解：A殘一回馬；這次轉(zhuǎn)變稱為回火第二階段；性能變化：有A殘的分解，硬度沒有明顯降低。4） 250?400C,碳化物類型變化：回M一回T（組織為保持原M形態(tài)的F和粒狀的Fe3C）；8-碳化物一粒狀的Fe3C；這種轉(zhuǎn)變稱為第三階段；具有良好的彈性極限和抗疲憊性能，應力全部消退；5）400~700r,a相回復及再結(jié)晶，滲碳體球化和粗化；回T-回S；（組織為等軸F+粒狀Fe3C2）；這個階段稱回火第四階段；性能變化：硬度進一步下降，韌性提高，良好的綜合力學性能；當＞650°C,Fe3C2顆粒長大，組織為回P;性能變化：硬度強度顯著降低，韌性塑性提高。低溫回火（150~250r）——回火M——58~64HRC；（應用：高碳工模具，量具，滾動軸承等。）降低殘余應力和脆性，保持鋼在淬火后得到的高硬和高耐磨性；中溫回火（350~500°C）——回火T——35~45HRC；（應用：彈簧，模具等。）獲得高屈服強度，彈性極限和較高的韌性。高溫回火（500~650C）——回火S——20~35HRC；得到強度，塑性，韌性較好的綜合力學性能。調(diào)質(zhì)處理：淬火加高溫回火得到回火S的熱處理工藝。（應用：連桿，曲軸等結(jié)構零件。）回火脆性：淬火鋼在某些溫度區(qū)間回火或從回火溫度緩慢冷卻通過該溫度區(qū)間的脆化現(xiàn)象。性能變化：硬度下降，韌性增加，?第一類回火脆性（低溫回火脆性）200~350C，不可逆，全部淬火鋼都存在，生產(chǎn)上常避開此區(qū)間回火；?第二類回火脆性（高溫回火脆性）450~650C,可逆，僅存在于含Cr,Ni,Mn等鋼中，回火后快冷或加入Mo元素可避開。?表面淬火的目的：使零件表面獲得高硬度和高耐磨性，而心部仍保持原來良好的韌性和塑性。含碳量在0.4%~0.5%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼是最相宜于表面淬火?化學熱處理可分為：滲碳，滲氮，碳氮共滲，滲硼，滲洛和滲鋁等。?滲入法的化學熱處理過程，分為三個相互連接的階段：分解，汲取和擴散?滲碳一一是將鋼件在滲碳介質(zhì)中加熱并保溫，目的：提高工件表面強度，耐磨性和疲憊強度，同時保持心部的良好韌性。應用——合金滲碳鋼，Wc=0.1%~0.25%滲碳零件的工藝路線：下料-鍛造-正火-機械加工-滲碳一淬火+低溫回火一精加工（磨削等）鋼鐵的表面處理：不改變原零件表面的化學成分，而是在零件原表面上增加一層或多層涂層，涂層成為零件的新表面，從而達到零件表面改性的目的第七章合金鋼?碳素鋼：生產(chǎn)簡單，價格低廉，種類齊全，但碳素鋼的強度較低，淬透性差，熱硬性，耐磨，耐蝕，耐熱性差。?合金鋼：為了改善碳素鋼的性能，有選擇地加入一些合金元素，這類鋼稱為合金鋼。?合金元素溶入鐵素體形成合金鐵素體，產(chǎn)生固溶強化效果，但這個效果是極為有限的。?形成合金滲碳體和合金碳化物，主要以第二相強化的方式來提高材料的力學性能，特殊是一些高熔點，高硬度的碳化物（如VC,Ti）將對鋼的性能產(chǎn)生重要的影響。合金元素對鐵碳合金相圖的影響合金元素對A相區(qū)的影響：1）擴大A相區(qū)（Mn,Ni,Co）；2）縮小A相區(qū)（Cr,V,Mo,Si）；3）正是這個緣由我們可以生產(chǎn)奧氏體鋼和鐵素體鋼；合金元素對S,E點的影響：凡是擴大A相區(qū)的元素均使S,E點向左下方移動；凡是縮小A相區(qū)的元素均使S,E點向左上方移動。三，合金元素對鋼熱處理的影響1,對奧氏體化的影響：大多數(shù)合金元素（鎳，鉆除外）都減緩奧氏體化過程。所 以在熱處理時就須要比碳鋼更高的加熱溫度和更長的保溫時間?！蓟锊灰朔纸狻?對奧氏體晶粒大小的影響：大多數(shù)合金元素有阻礙奧氏體晶粒長大的作用。但錳和硼卻相反，可以促進奧氏體晶粒長大，所以，除錳鋼外，合金鋼在加熱時不易過熱。這樣有利于在淬火后獲得細馬氏體；也有利于適當提高加熱溫度，使奧氏體中溶有更多的合金元素增加淬透性和提高鋼的力學性能 合金元素對過奧氏體轉(zhuǎn)變的影響：除鉆外，全部合金元素都使C曲線右移，降低 鋼的臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性。有些合金元素還使C曲線的形態(tài)發(fā)生改變。另外，大多數(shù)合金元素還使Ms點下降。合金鋼分類 按合金元素的含量分1） 低合金鋼合金元素總含量小于等于5%；2） 中合金鋼合金元素總含量在5%~10%之間；3） 高合金鋼合金元素總含量大于等于10%； 按合金元素的種類分有鉻鋼，錳鋼，鉻鎳鋼，硅錳鉬釩鋼等。按主要用途分（1） 結(jié)構鋼：建筑及工程用結(jié)構鋼，機械制造用結(jié)構鋼（2）工具鋼 （3）特殊性能鋼 ?合金金牌號的一般命名原則：合金鋼的含碳量，合金元素的各類，合金元素的含量均應在牌號中體現(xiàn)出來。例：合金彈簧鋼60Si2Mn含碳量~0.6%；硅含量~2%；錳含量Mn~1%。低合金結(jié)構鋼 1,性能特點較高的強度，足夠的塑性和韌性，良好的焊接性能。廣泛應用建筑，橋梁等。等。 化學成分特點低碳鋼（含碳量＜0.2%）；主要合金元素為Mn（含量為1.25?1.5%）。熱處理特點一般不進行熱處理。4,常用鋼種16Mn,15MnTi等。合金滲碳鋼（具有良好的滲碳實力和淬透性） 性能特點用于制造表面硬而耐磨，心部韌性好而耐沖擊的零件，如齒輪，凸輪等。 化學成分特點低碳鋼（含碳量0.1~0.25%）；主要合金元素有Cr,Mn,Ti,V等,其主要作用是提高淬透性和防止過熱。 3,熱處理特點預先熱處理為正火，滲碳后為淬火加低溫回火。以20CrMnTi為例生產(chǎn)汽車變速箱齒輪為例，其工藝路線如下：鍛造一正火（具有良好的滲碳實力和淬透性）一加工齒形一局部鍍銅一滲碳一預冷淬火，低溫回火一噴丸 磨齒合金調(diào)質(zhì)鋼 性能特點調(diào)質(zhì)處理后具有高強度及很好塑性及韌性的協(xié)作，即具有良好的綜合力學性能。 化學成分特點中碳鋼（0.3~0.5%），合金元素主要有Cr,Mn,Ti,Mo等，主要作用是提高淬透性,細化晶粒和防止過熱。熱處理特點預先熱處理為退火或正火，最終熱處理為淬火+高溫回火。常用鋼種40Cr,40CrMn等。以40Cr制作拖拉機連桿螺栓的生產(chǎn)工藝路線如下:鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一精加工一裝配四，合金彈簧鋼性能特點制造各種彈性元件如常圈簧，板簧等。要求具有高的彈性極限，高的屈強比，高的疲憊強度以及足夠的韌性?；瘜W成分特點含碳量（0.5~0.7%），合金元素主要有Mn,Si,Cr,V,Mo等，主要作用是提高淬透性和回火穩(wěn)定性，防止回火脆性。熱處理特點1） 熱成型彈簧（尺寸N8mm的大型彈簧）下料一加熱（Ac3+~100°C）f成型一余熱淬火一中溫回火（~430°C）f產(chǎn)品2） 冷成型彈簧（尺寸W8mm小型彈簧）下料一冷撥鋼絲冷卷成型一低溫退火一產(chǎn)品常用鋼種60Si2Mn五，滾動軸承鋼性能特點要求具有很高的強度和硬度，很高的彈性極限和接觸疲憊強度,足夠的韌性和淬透性，很高的耐磨性，而且還應有肯定的抗腐蝕實力?；瘜W成分特點高碳（0.95%vWcv1.1%）；加入的合金元素主要是Cr,以提高其淬透性和耐磨性。第四節(jié)合金工具鋼（合金刃具鋼合金模具鋼合金量具鋼）?刃具鋼應具有下列性能要求（1）高硬度（60HRC以上）（2）高的耐磨性（3）高的熱硬性（紅硬性）（4）具有肯定的強度，韌性和塑性（一）低合金刃具鋼化學成分特點高的含碳量（0.75~1.5%）；為了提高淬透性和回火穩(wěn)定性，加入Cr,Mn,Si,V,W等合金元素；熱處理特點預處理為球化退火，最終熱處理為淬火+低溫回火。常用鋼種9SiCr,9Mn2V二）高速鋼化學成分特點①高C：0.7%-1.5%；②加入Cr提高淬透性；③加入W,Mo提高熱硬性； ④加入V提高耐磨性。熱處理特點退火+1270C淬火+560C?580C回火（三次）。典型鋼種W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2合金量具鋼：提高尺寸的穩(wěn)定性，淬火后要進行冷處理。（一50C~-78C）不銹鋼：提高金屬抗腐蝕實力的主要措施：1）盡量使金屬獲得單相組織；2）加入合金元素使各相間的電極電位差減?。?）加入合金元素，使金屬表面腐蝕后形成一層致密的氧化膜。常用鋼種（1） 馬氏體不銹鋼含碳量：0.08?0.45%; Cr含量：?13%；牌號有：1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13；性能：通過熱處理可得到回M,具有較高的強度和硬度，但耐蝕性能較差；應用：各種閥，機泵和工具等；（2） 鐵素體不銹鋼含C量：?0.1%；含Cr量：12?32%；常用牌號：0Cr13,1Cr17,1Cr28等；性能：耐蝕性，塑性，焊接性好，但硬度和強度較低；應用：用于耐蝕零件，如硝酸和氮肥工業(yè)；（3） 奧氏體不銹鋼含C量：＜0.15%；含Cr量：18%；含Ni量：8?11%；常用鋼種：0Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni9Ti；性能：耐蝕性能，冷熱加工性能，焊接性能都很好。應用：廣泛應用于化工設備及管道等。?硬質(zhì)合金是將一種或幾種高硬度，高熔點的碳化物粉未，加入粘結(jié)劑金屬鉆粉未，經(jīng)加壓成形，燒結(jié)而成的一種粉未冶金材料。 ?高硬度：86HRA-93HRA；熱硬性好，切削溫度可達1000°C；?主要用于制造高速切削刃具。鑄鐵：指含碳量大于2.11%的鐵碳合金，常用鑄鐵的含碳量在2.11%~4.5%之間。 ?鑄鐵及鋼的主要區(qū)分是：碳，硅含量較高，硫，磷雜質(zhì)較多，并且碳多以石墨形式存在。?目前，鑄鐵在我國得到了廣泛的應用，一些重要零件如齒輪，曲軸可采納球墨鑄鐵 制造，大降低了成本。?鑄鐵的石墨化：鑄鐵中的碳以石墨狀態(tài)析出的過程。石墨可以從鐵液中析出；可以從奧氏體中析出；可以從鑄素體中析出；也可以從滲碳體的分解得到：Fe3C-Fe+C石墨化過程的三個階段?第一階段一一從液相中結(jié)晶出一次石墨（GD及共晶反應形成共晶石墨G共晶。Lc'fAE'+G共晶?第二階段——從奧氏體中析出二次石墨（GID?第三階段一一共析反應形成共析石墨及從F中析出三次石墨（GIII）Lc‘一AE'+G共晶（第三階段能完全石墨化：F+G只能部分石墨化：F+P+G石墨化被完全阻擋：P+G）影響石墨化的因素化學成分 促進石墨化元素：C,Si,Al,Cu,Ni,Co等；阻礙石墨化元素：S,Mn,Cr,W,Mo,V等；P對石墨化的影響不大。冷卻速度冷卻速度越慢，對石墨化越有利。冷卻速度受到造型材料，鑄造方法，鑄件壁厚的影響。 灰鑄鐵的組織及性能Wc=2.5%~3.6% 1,灰鑄鐵的組織（1） 鐵素體灰鑄鐵——石墨化過程充分進行；（2） 鐵素體珠光體灰鑄鐵——第一，二階段石墨化過程充分進行，第三階段石墨化過程部分進行； （3） 珠光體灰珠鐵——第一，二階段石墨化過程充分進行，第三階段石墨化過程完全沒有進行； 2，灰鑄鐵的性能 1） 灰鑄鐵的性能主要取決于基體的性能和石墨的數(shù)量，形態(tài)，大小，分布狀況。其中以細晶粒的珠光體基體和細片狀石墨組成的灰鑄鐵的性能最優(yōu)，應用最廣。 2） 灰鑄鐵的抗拉強度和塑性大大低于具有相同基體的鋼，但石墨片對灰鑄鐵的抗壓強度影響不大，所以灰鑄鐵廣泛用作承受壓載荷的零件，如機座，軸承座等。3）灰鑄鐵具有良好的鑄造性能，切削加工性能，而且石墨的存在可以起到減磨，減震作用。（二）變質(zhì)處理（孕育處理）一一孕育鑄鐵變質(zhì)處理：澆注前向鐵液中加入變質(zhì)劑，促進晶粒細化。常用變質(zhì)劑為含硅75%的硅鐵，加入量一般為鐵液重量的0.4%左右。性能：孕育鑄鐵的強度有很大提高，并且塑性，韌性也有所提高。三） 灰鑄鐵的熱處理消退內(nèi)應力退火（時效處理）——低溫退火。將鑄件置于100?200°C的爐中，緩慢升溫至500?600C，保溫4~8h緩冷。改善切削性能的退火——高溫退火，降低硬度。將鑄件加熱至850?900C,保溫2~5h，緩冷至400?500C出爐空冷。表面淬火 提高硬度和耐磨性四） 灰鑄鐵的牌號:1,共六個牌號:HT100,HT150,HT200,HT250,HT300,HT350二，可鍛鑄鐵化學成分：Wc=2.4%~2.8%制造方法：可鍛鑄鐵是肯定成分的白口鑄鐵經(jīng)長時間石墨化退火而得到的具有團絮狀石墨的鑄鐵。石墨化退火工藝：900?1000C保溫15h后隨爐緩冷至650C以下出爐空冷，可得到F基體的可鍛鑄鐵?？慑戣T鐵的種類1） 鐵素體可鍛鑄鐵（黑心可鍛鑄鐵）一一較高的塑性和韌性；2） 珠光體可鍛鑄鐵——較高強度，硬度和耐磨性；可鍛鑄鐵的性能團絮狀石墨大大減輕了石墨對基體金屬的割裂作用及應力集中現(xiàn)象，所以可鍛鑄鐵的強度比灰鑄鐵高，塑性韌性也有很大提高。應用范圍：但由于退火周期長，工藝困難，成本高，只適用于大批量生產(chǎn)薄壁零件。球墨鑄鐵的主要成分——及灰鑄鐵相比，主要特點是高C,高Si,低So球墨鑄鐵的顯微組織——基體+球狀石墨。基體有F,P,F+P,B下四種。球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法——對鐵液進行球化處理和孕育處理而得到球墨鑄鐵的性能——球狀石墨對基體的割裂作用影響最小，因而具有很高的強度，良好的韌性,塑性和切削加工性6,球墨鑄鐵的熱處理（1） 退火一一目的是為了獲得鐵素體基體組織和消退鑄造應力；（2） 正火——目的是為了獲得P或P+F基體，細化組織，提高強度和耐磨性。（3） 調(diào)質(zhì)——為了得到良好的綜合力學性能。（4） 等溫淬火——為了獲得B下基體的球墨鑄鐵軸類零件加工工藝路線：下料一鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一半精加工一表面淬火及低溫回火一磨削加工：正火的目的于得到合適的硬度，便于切削；改善鍛造組織，為調(diào)質(zhì)做打算。調(diào)質(zhì)是為了使主軸得到主軸得到高的綜合機械性能和疲憊強度。為了更好地發(fā)揮調(diào)質(zhì)效果，支配在粗加工。調(diào)質(zhì)還為最終（高頻）表面淬火做打算。齒輪的加工工藝路線：①調(diào)質(zhì)齒輪下料f鍛造f正火f粗加工f調(diào)質(zhì)f齒形加工f噴砂②高頻淬火齒輪的加工工藝路線下料f鍛造f正火f調(diào)質(zhì)f半精加工f高頻淬火回火f加工花鍵孔或圓孔f精磨③參碳齒輪的加工工藝路線下料f鍛造f正火f粗加工f半精加工f參碳f淬火及低溫回火f噴丸f磨削加工④氮化齒輪：下料f鍛造f退火f粗加工f調(diào)質(zhì)f半精加工f氮化f精磨。1.默畫出鐵碳相圖，并標注出全部溫度和成分點；2.40,60,T12鋼的室溫平衡組織是什么？它們從高溫液態(tài)平衡冷卻到室溫要經(jīng)過哪些轉(zhuǎn)變？3.畫出純鐵，40鋼，T12鋼的室溫平衡組織，并標注其中的組織。

答：1.如下2.合金元素在鋼中的作用：①形成固溶體，產(chǎn)生固溶強化②形成含部分金屬鍵的金屬間化合物，產(chǎn)生彌散強化（或