工程材料课件1
《材料工程基础》课件
03
无机非金属材料工程
无机非金属材料的性质
硬度
无机非金属材料的硬度通常较高，具有较好的耐 磨性和耐久性。
电绝缘性
部分无机非金属材料具有较好的电绝缘性能，常 用于电子、电气等领域。
ABCD
化学稳定性
无机非金属材料具有良好的耐腐蚀性和化学稳定 性，能够在恶劣环境下保持稳定。
热稳定性
无机非金属材料具有良好的热稳定性和隔热性能 ，能够在高温环境下保持性能稳定。
展。
04
复合化与多功能化
通过材料复合和多功能化设计， 实现材料的多重性能和功能，满
足复杂的应用需求。
材料工程的未来展望
新材料的不断涌现
随着科技的不断进步，将会有更多新 型材料不断涌现，为各领域的发展提 供更多选择和可能性。
绿色环保成为主流
随着人们对环境保护意识的不断提高 ，未来的材料工程将更加注重绿色环 保材料的研发和应用，减少对环境的 负面影响。
包括反应釜、搅拌器、管 道等。
01 03
缩聚反应
包括酯化缩聚、醚化缩聚 、缩聚反应等。
02
高分子合成方法
包括乳液聚合、悬浮聚合 、本体聚合等。
有机高分子材料的加工
加工工艺
包括压延、挤出、注射、吹塑等。
加工设备
包括混炼机、压延机、注塑机等。
加工条件
包括温度、压力、时间等。
加工助剂
包括增塑剂、润滑剂、抗氧剂等。
02
金属材料工程
金属材料的性质
金属材料的物理性质
金属材料的力学性质
包括密度、热膨胀系数、热导率等， 这些性质决定了金属材料在不同环境 下的性能表现。
包括硬度、强度、韧性、疲劳强度等 ，这些性质决定了金属材料在不同受 力条件下的行为。
《建筑材料部分》PPT课件
c.试验方法:
试饼法 雷氏法 ▲ ——发生争议以雷氏法为主
④ 强度
a.检验方法（ISO法） 水泥:标准砂:水=1:3:0.5，制成40mm×40mm×160mm棱柱体试 件,标准养护3d、28d，分别测定抗折强度、抗压强度。
b.强度等级fce,k (1)以水泥28d抗压强度确定 (2)为强度范围的下限 (3)水泥实际强度 fce=γc·fce,k γc——水泥富裕系数，1.0～1.5 c.分类：普通型、早强型
5.5Leabharlann 8.0（2）废品水泥和不合格水泥
凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合 本标准规定时，均为废品。
凡细度、终凝时间中任一项不符合本标准规定或混合材料掺加 量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为不合格品。
水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号 不全的也属于不合格品。
▲
• 5. 硅酸盐水泥的技术标准
• 6. 硅酸盐水泥石的腐蚀与防止
▲
1. 硅酸盐水泥的生产工艺概述
（1）生产工艺 两磨一烧——生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程
（2）生产原料
石灰石质原料——石灰石、白垩等 粘土质原料——粘土、页岩等
CaO SiO2、Al2O3、Fe2O3
校正原料（少量）——铁粉
Fe2O3
2. 硅酸盐水泥的组成材料
• （1）硅酸盐水泥熟料 • （2）石膏 • （3）混合材料
（1）硅酸盐水泥熟料（简称为熟料）
• 1）硅酸盐水泥熟料的矿物组成
主要矿物组成
分子式
名 称 分子简式
3CaO·SiO2 2CaO·SiO2
硅酸三钙 硅酸二钙
C3S C2S C3A
3CaO·Al2O3
《工程材料实例》课件
铝合金材料
总结词
铝合金材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等特 点，被广泛应用于航空、航天、建筑和汽车 等领域。
详细描述
铝合金材料密度低，质量轻，同时具有较高 的强度和刚度，能够替代部分钢铁材料用于 承受较大载荷的场合。铝合金还具有良好的 耐腐蚀性，不易生锈，使用寿命长。此外， 铝合金加工性能优良，易于进行切割、焊接 和弯曲等加工操作。
端产品的理想选择。
铜合金材料
总结词
铜合金材料具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和加工性能等特点，被广泛应用于电 气、电子、化工等领域。
详细描述
铜合金材料具有良好的导电性和导热性，能够满足电气和电子设备的需求。同时，铜合 金材料还具有良好的耐腐蚀性和加工性能，可以进行焊接、弯曲、切割等加工操作。在
化工领域，铜合金材料能够抵抗各种化学介质的腐蚀，保证设备的长期稳定运行。
陶瓷的优缺点
陶瓷具有高硬度、高耐磨性等优点， 但也存在脆性大、韧性差等缺点。
陶瓷的未来发展
随着科技的发展，陶瓷材料的复合化 、智能化和多功能化成为未来发展的 趋势。
玻璃材料
玻璃材料概述
玻璃是一种无机非金属材料，具有良好 的光学性能、化学稳定性和电绝缘性能
等特点。
玻璃的优缺点
玻璃具有良好的光学性能和化学稳定 性，但也存在易碎、加工困难等缺点
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碳纤维复合材料的生产工艺主要 包括热压成型、缠绕成型、拉挤
成型等。
树脂基复合材料
树脂基复合材料是由有机高分子树脂和有机高分子材料复合而成的材料，其具有轻 质、高强、绝缘等特点。
在建筑、电Байду номын сангаас、汽车等领域得到广泛应用，如建筑模板、电路板、汽车内饰等。
机械基础课件——工程材料
§4-1 黑色金属材料
（3）可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧
铁。
可锻铸铁的牌号由“可铁”二字的汉语拼音首字母“KT”加类型代号（H、
B、Z）和两组数字组成，H表示“黑心”，B表示“白心”，Z表示“珠光体
集体”；两组数字分别表示最低抗拉强度（MPa）和最低伸长率（%）。如
素结构钢可以分为3种：
①普通碳素结构钢。
②优质碳素结构钢。
③高级优质碳素结构钢。
（3）按用途分类。
①碳素结构钢：主要用于制造各种工程结构件（如桥梁、船
舶和建筑结构等）和机器零件（如轴、齿轮等），一般属低碳钢
和中碳钢。
②碳素工具钢：一般属高碳钢，含碳量在0 7%以上，经淬
火和低温回火后，可获得高的硬度和耐磨性。含碳量越高，其硬
字表示其最低抗拉强度（MPa）。如RT420表示最低抗拉强度为420MPa的蠕
墨铸铁。蠕墨铸铁的力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨
铸铁之间。一般用于制造汽车的零部件。
（6）合金铸铁。普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、
铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具
②双液淬火：先水后油，或先油后空气。双液淬火的特点是可 防止变形与开裂。
③分级淬火：先放入一定温度的盐浴或碱浴中，再空冷。分级 淬火的特点是有效减小内应力，防止变形与开裂，但只适于小尺 寸工件。
§4-1 黑色金属材料
（4）回火。回火是指钢件经淬硬后，再加热到Ac1以下的 某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
④合金弹簧钢：合金弹簧钢有高的强度，特别是高的弹性极限
和疲劳强度。它含碳量一般在0.50%～0.70%之间，主要加入锰、
《工程材料实例》PPT课件
a
11
附赠人生心语
a
12
人生太短，聪明太晚
a
13
人生太短，聪明太晚(1)
我们都老得太快 却聪明得太迟
把钱省下来，等待退休后再去享受
结果退休后，因为年纪大，身体差，行 动不方便，哪里也去不成。钱存下来等 养老，结果孩子长大了，要出国留学， 要创业做生意，要花钱娶老婆，自己的 退休金都被拗走了。
a
a
21
成功人生的十堂课
a
22
人生成功第1课
做一个终生学习的人，离开学校并不意味着学习就结束了。 学习可以成为一种生活方式，帮助你发挥最大的潜能。 我们从未停止学习，总会有新的，有趣的东西等待我们去发 现。 学习新的技能可能让人感到有一点恐惧，但每当我们在个人 学习上停滞不前时，我们都需要去学习新的东西。 积极地寻求支援和建议，突破停滞期。 参加一些培训，进修，夜校－任何新的兴趣都将会有助于发 展你的优势。 多看，多听，让你的头脑保持活跃。活到老，学到老。
你追念的人也已走过了a你。
19
人生太短，聪明太晚(7)
一句瑞典格言说：「我们老得太快，却 聪明得太迟。」 不管你是否察觉，生命 都一直在前进。 人生并未售来回票，失去的便永远不再 得到。 将希望寄予「等到方便的时间才享受」
a
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人生太短，聪明太晚(8)
我们不知失去了多少可能的幸福
不要再等待有一天你「可以松口气」，或是「麻烦都 过去了」。 生命中大部分的美好事物都是短暂易逝的， 享受它们、品尝它们， 善待你周围的每一个人， 别把时间浪费在等待所有难题的「完满结局」上。 找回迷失的生命 死亡也许是免费的 ─ 但是，却要付出生命的代价。 劝大家一句话：把握当下，莫等待。
a
机械工程材料-于永泗-课件1.
P一般控制在0.045%以下.
5、气体元素
① N：室温下N在铁素体中溶
解度很低，钢中过饱和N在常
温放置过程中以FeN、Fe4N形
式析出使钢变脆, 称时效脆化.
钢中TiN夹杂
加Ti、V、Al等元素可使N固 定，消除时效倾向。 ② O：氧在钢中以氧化物的形 式存在，其与基体结合力弱， 不易变形，易成为疲劳裂纹源.
号，不标含量；
钢管
当合金元素的平均含量为1.50~2.49%、2.50~ 3.49%、 3.50~4.49%、4.50~5.49%、……时，在相应的合金元
素符号后标2、3、4、5 ……等数字。如20CrNi3。
高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2MnA。
特级优质钢在牌号后加字母E，如30CrMnSiE。
铜 陵 长 江 公 路 大 桥
一、碳素结构钢
1、成分：<0.4%C, P、
S量及非金属夹杂较多.
2、性能：可焊性、塑
性好。
螺纹钢
3、热处理：不进行专
门热处理，热轧空冷态
下使用。
4、使用状态下组织：
F+P
圆钢
5、用途
常以热轧板、带、棒及型
钢使用，用量约占钢材总
热轧钢板
量的70%。
用于建筑结构，适合焊接、 铆接、栓接等。
⑵ 合金工具钢
含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+……
当含碳量小于1.00%时，含碳量用一位数字标明，
工程材料 第一章 材料的性能及应用意义
5. 硬度能较敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，可用来检验原材料和 控制冷热加工质量。
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
硬度测试方法：
1. 布氏硬度 GB231-1984 2. 洛氏硬度 GB230-1991 3. 维氏硬度 GB4342-1984
2）磨粒磨损：是指滑动摩擦时，在零件表面摩擦区内存在硬质磨粒， 使磨面发生局部塑性变形、磨料嵌入和被磨料切割等过程，以致磨面材 料逐步磨耗。
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
粘着磨损示意图
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粘着磨损磨痕
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
磨粒磨损示意图
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§1.2 材料的使用性能
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一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
（六）韧性——材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能 力，它是材料强度和塑性的综合表现。
韧性不足可用脆性来表达。 韧性高低决定是韧性断裂，还是脆性断裂。
2020/12/11
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§1.3 材料的工艺性能
金属材料零件的一般加工过程
2020/12/11
§1.3 材料的工艺性能
1. 铸造性能：包括流动性、收缩、疏松、成分偏析、铸造应力、冷热裂纹倾向。 2. 锻造性能：通常用材料的塑性和强度及形变强化能力来综合衡量。 3. 焊接性能：包括焊接接头产生缺陷的倾向性和焊接接头的使用可靠性。 4. 切削加工性能：一般用材料的切削的难易程度、切削后表面粗糙度和刀具寿 命等方面来衡量。 5. 热处理性能：包括淬透性、淬硬性、耐回火性、氧化与脱碳倾向及热处理变 形与开裂倾向。
工程材料(1)
2.解释下列名词：1）珠光体索氏体屈氏体贝氏体马氏体；2）奥氏体过冷奥氏体3）退火正火淬火回火4）淬火临界冷却速度（Vk）淬透性淬硬性；5）再结晶重结晶6）调质处理• 3.指出A1、A3、Acm；AC1、AC3、Accm ；Ar1、Ar3、Arcm 各临界点的意义。
• 1.珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？• 2.贝氏体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？• 3.马氏体组织有哪几种基本类型？它们在形成条件、晶体结构、组织形态、性能何特点？马氏体的硬度与含碳量关系如何？• 4.何谓等温冷却及连续冷却？试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。
• 1.珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？• 2.贝氏体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？• 3.马氏体组织有哪几种基本类型？它们在形成条件、晶体结构、组织形态、性能有何特点？马氏体的硬度与含碳量关系如何？• 4.何谓等温冷却及连续冷却？试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。
• 5.何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？• 6.正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火及退火？•7. 淬火的目的是什么？亚共析碳钢及过共析碳钢淬火加热温度应如何选择？试从获得的组织及性能等方面加以说明。
•8.淬透性与淬硬层深度两者有何联系和区别？影响钢淬透性的因素有哪些？影响钢制零件淬硬层深度的因素有哪些？•9.回火的目的是什么？常用的回火操作有哪几种？指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。
•10.指出下列组织的主要区别：•（1）索氏体与回火索氏体；•（2）屈氏体与回火屈氏体；•（3）马氏体与回火马氏体。
•11.化学热处理包括哪几个基本过程？•12.说明共析钢 C 曲线各个区,各条线的物理意义，并指出影响 C 曲线形状和位置的主要因素。
第一章 工程材料中的原子排列课件
不依靠电子的转移 或共享，靠原子间 的偶极吸引力结合
4
一次键 价电子转移或共用电子云
包括
离子键
价电子的转移 正负离子相互吸引 键合很强 无方向性 熔点高，硬度高 固态不导电 导热差
NaCl、CrO2、Al2O3
共价键
相邻原子 共用电子对 键合强 有方向性 熔点高，硬度高 不导电 导热性有好有差 金刚石、SiO2
金属键
自由电子为 所有阳离子共有 键合较强 无方向性
熔点、硬度有高有低
导电性好 导热性好
Fe、Al、Cu、Hg
5
二次键 原子间的偶极吸引力结合
包括
分子键
分子或分子团的 弱电性相互吸引 键合很弱 无方向性 熔点低、硬度低 不导电 导热性差 塑料、石蜡
氢键
类似分子键 氢原子起关键作用
键合弱 有方向性 熔点、硬度低 不导电 导热性好 水、冰、DNA
1
总目的
有效使用现有材料，发展新型材料
需要
了解决定材料性能的本质（内在）因素
即
了解材料内部的微观结构
首先掌握
本章目的 晶体结构——键合、原子排列方式及相互作用
2
材料的性能
取决于
内部结构包括
显微组织
晶 体
包括
非晶体
完整
不完整
3
原子键合
分为
一次键
即
二次键
即
价电子转移或 共用电子云达 到稳定结构
9
陶瓷材料 ——— 共价键＋离子键
天然蓝宝石 MgSO4晶须
Al2O3晶体
蓝宝石头罩
镁铝尖晶石MgAl2O4
10
2. 两种或多种键合独立存在
气体 ——分子内为共价键，分子间为分子键 高分子材料 ——分子内为共价键，分子间为分子键或氢键
工程材料学_第一章-金属学基础知识
晶向（crystal direction） ：
通过晶体中任意两个原子中心连线来表示晶体结构的空间的各 个方向。 晶胞原子数：一个晶胞内包含的原子数目。
原子半径：晶胞中原子密度最大的方向上相邻两原子之间
平衡距离的一半，与晶格常数有一定的关系。 配位数：晶格中任一原子处于相等距离并相距最近原子数
的性能、塑性变形及其组织 转变均有极为重要的作用 。
通过冷塑性变形，提高位错
密度使得金属强度、硬度提
高的方法称为加工硬化。
面缺陷－晶界与亚晶界
大角度晶界---晶界
小角度晶界---亚晶界
大角度晶界---晶界
小角度晶界---亚晶界
小角度晶界---亚晶界
大角度晶界---晶界
金属的晶体结构
合金与合金的相结构
•单相合金组织(homogeneous structure )与多相合金组织 (Heterogenous structure):显微组织为单相的称为单相组织，为 多相的称为多相组织。
•合金组织的相：构成合金组织的各个相称为合金组织的相。 • 相结构：相组成物的晶体结构称为合金的相结构
二、合金的相结构
点位置的异类原子
线缺陷
位错( dislocation )：晶格的一部分相对
于另一部分发生的局部滑移现象，或者说 局部原子发生有规律的位置错排现象
面缺陷
晶界( grain boundary ) 亚晶界( sub-boundary )
点缺陷
置换原子
间隙原子
化合物离子晶体两种常见的缺陷
晶格空位
（1）晶面(crystal face)和晶向（ crystal directions ）:
晶向指数(indices of directions)和晶面指数(indices of crystal－plane)是分
工程材料力学性能1PPT课件
18.07.2020
工程材料力学性能
30
E=2G(1+υ) E=3k(1-2 υ) 因此，各向同性材料只有两个独立分量。 弹性模量的意义是以零件的刚度体现出来
18.07.2020
工程材料力学性能
6
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1)力学性能是工程结构 或部件设计中最重要的 数据来源。
工程材料力学性能
7
18.07.2020
2)力学性能通常是新 材料能否由研制状态 进入工程应用的基本 考核指标。
工程材料力学性能
8
3）失效分析中应用。
18.07.2020
工程材料力学性能
18.07.2020
工程材料力学性能
27
f
f
a0
吸引力－－金属正离子与公有电子间库仑引力 作用的结果，这是一种长程力，在比原子间距 大得多的距离处它仍然起作用并占优势。
排斥力－－由同性电荷（离子，电子）间的库 仑斥力以及相邻原子电子层互相重叠的泡里斥 力所造成的，这是一种短程长，只有当原子距 离接近时才起主导作用。
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工程材料力学性能
16
圆形试样
板状试样
18.07.2020
工程材料力学性能
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试样为什么要确定比例？
标距内的绝对伸长由均匀伸长和颈缩处
的集中伸长两部分组成：
l lb lu
l lb lu
lb l0
lb l0
lu S0
lu
d0 2
l l0 S0
l
l0
d0 2
有形状和尺寸的能力。
5.
塑性－－材料在外力作用下发生不
第一讲工程材料的力学性能
工程材料的力学性能
三、硬度 表明材料表面抗其它物体压入的能力。是局部塑变抗力指标。 布氏硬度HB、洛氏硬度HR、维氏硬度 HV。 1、布氏硬度HB 测定：布氏硬度计。
原理：一定载荷F作用于淬火钢球（硬质合金圆球）压入材料表面一定 时间，卸载后测出压痕直径，计算出压痕面积A，则HB=F/A，单位： kg/mm2，但一般不注出单位。 国标规定：HB在450以下用HBS表示；在450以上用HBW表示。 测量对象：软材料，不能测量薄试样。
工程材料的力学性能
表示：640HV、800HV。 适用范围：表面硬度（硬化层）。 优点：载荷小，压痕浅，但测定麻烦。 四、韧性 1、冲击韧性αk 表征抗冲击载荷的能力。αk=Ak/S，单位：J/cm2 通过冲击试验测定。试样有U、V型缺口试样。冲击韧性的测试按照 《夏比缺口冲击试验方法》GB/T229-1994。新标准直接用冲击功表示。标 准夏比U型缺口冲击试样如图4所示。
第一讲:工程材料的力学性能
主讲：曹光明
工程材料的力学性能
一、σ-ε曲线及相应的力性指标
1、弹性强度σe 4、弹性模量E
2、屈服强度σs 5、延伸率δ
二、 疲劳强度
三、硬度 1、布氏硬度HB
四、韧性 1、冲击韧性
2、洛氏硬度HR 2、断裂韧性
3、抗拉强度σb 6、断面收缩率ψ
3、维氏硬度 HV
工程材料的力学性能
实际材料中存在缺陷：夹杂物、气孔等→裂纹→在应力作用下扩展 →达到临界尺寸发生失稳扩展→断裂
裂纹扩展有三种方式，如图6所示。
K1c——在裂纹扩展的临界状态下， 裂纹尖端应力场强度因子值。它表
明裂纹失稳扩展的抗力大小。K1c只 与材料成分、组织结构有关。
工程材料培训课程(共58张PPT)
历史充分说明，我们勤劳智慧的祖先，在
材料的创造和使用上有着辉煌的成就，为人
类文明、世界进步作出了巨大贡献。
想一想：中华民族对材料发展作出了 重大贡献，你能再举出几个例子来吗？
0.1.2 新材料新工艺重大成果
一、新材料新工艺迅速发展
●高分子材料迅速发展 在当代，科学技术和生产飞跃发展。 从 20世纪60年代到70年代，高分子材料每 材料、能源与信息作为现代社会和现代技术 年以 14％的速度增长。到70年代中期，全世 的三大支柱，发展格外迅猛。 界的高分子材料和钢的体积产量已经相等。 高分子材料用作结构 材料代替钢铁外，目前 正在研究和开发具有良 好导电性能和耐高温的 高分子材料。
铁人
黄河镇河大铁牛(唐开元12年铸)
●我国古代创造了三种炼钢方法
●从矿石中直接炼出自然钢。用这种钢
做的剑在东方各国享有盛誉，东汉时传入 了欧洲； ●西汉时期的经过“百次”冶炼锻打的 百炼钢； ●南北朝时期生产的灌钢。先炼铁后炼 钢的两步炼钢技术我国要比其它国家早 1600多年。
●钢的热处理技术达到相当高的水平
课程的目的是使学生通过学习，在掌握机械 工程材料的基本理论及基本知识的基础上，具 备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构 零件进行合理选材及制订零件工艺路线的初步 能力。
由于能源、材料和信息是现代社会和现代科 学技术的三大支柱，学习并掌握工程材料的基 础知识，对于工科院校机械类专业的学生是十 分必要的。
在人类的发展史上，最先使用的工具是石 器。 中华民族的祖先用坚硬的燧石和石英石等 天然材料制成石刀、石斧、石锄。
石器
石斧
二、陶器与瓷器的发明和使用
新石器时代(公元前6000年～公元前5000 年)，中华民族的先人们用粘土烧制成陶器。
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一、实验目的
▪了解固溶淬火工艺（淬火前加热温度、保温时间及淬火速度等）对铝合金时效效果的影响。
▪掌握金属材料最佳淬火温度的确定方法。
1.概述
▪目的：淬火主要是为了得到过饱和固溶体，为时效操作做好组织上的准备。
▪性能变化：变形铝合金--保持高塑性的情况下提高强度。
铸造铝合金--强度和塑性通常都有所提高。
要想大大提高合金的强度性能，必须在淬火后进行时效处理。
淬火及时效处理作为金属材料的强化手段有其独特的优点，因为它可在不改变材料形状的情况下获得优异的综合性能，因而是一种发挥材料潜力的极为有效的方法。
2．淬火工艺的确定原则
淬火加热温度
淬火加热温度：下限为固溶度
曲线（ab线) ;上限为开始熔化温度。
由图可知淬火温度的要求比较
严格，容许的波动范围小，还要求
在加热过程中金属温度能够保证较
好的均匀性。
因此，淬火加热所采用的设备
一般为温度能准确控制以及炉内温
度均匀的浴炉或气体循环炉，工件
以单片的方式悬挂于炉中。
图1 确定淬火温度示意图
2．淬火工艺的确定原则
淬火加热温度
淬火时金属内部会发生一系列物理－化学变化，除最主要的相态变化外，还会产生再结晶、晶粒长大以及与周围介质的作用等，这些变化对淬火后合金的性能都会带来影响。
在确定淬火温度时，应根据不同合金的特点予以考虑。
过烧是淬火时易于出现的缺陷。
轻微过烧时，表面特征不明显，显微组织观察到晶界稍变粗，并有少量球状易熔组成物，晶粒亦较大。
反映在性能上，冲击韧性降低，腐蚀速率大为增加。
严重过烧时，除了晶界出现易熔物薄层，晶内出现球状易熔物外，粗大的晶粒晶界平直、严重氧化，三个晶粒的衔接点呈黑三角，有时出现沿晶界的裂纹在制品表面，颜色发暗，有时也出现气泡等凸出颗粒。
2．淬火工艺的确定原则
淬火加热保温时间
保温目的：使相变过程能够充分进行（过剩相充分溶解），使组织充分转变到淬火需要的形态。
保温时间：主要取决于成分、原始组织及加热温度。
温度愈高，相变速率愈大，所需保温时间愈短。
为获得细晶粒组织并防止晶粒长大，在保证强化相全部溶解的前提下，尽量采用快速加热及短的保温时间是合理的。
二、实验原理
2．淬火工艺的确定原则
淬火冷却速度
取决于过饱和固溶体的
稳定性
Vc --临界冷却速度：即可
防止固溶体在冷却过程中发
生分解的最小冷却速度。
Vc与合金系、合金元素
含量和淬火前合金组织有关。
图2 临界冷却速度
二、实验原理
2．淬火工艺的确定原则
淬火冷却速度
不同的合金系，原子扩散速率不同，基体与脱溶时间、表面能以及弹性应变能不同。
因此，不同系中脱溶相形核速率不同，使固溶体稳定性有很大差异。
但淬于水中易使制件产生大残余应力及变形。
为克服这一缺点，把水温适当升高，或在油、空气及其他冷却较缓和的介质中淬火。
此外，也可采用一些特殊的淬火方法，如等温淬火、分级淬火等。
淬火转移时间内固溶体发生部分分解，不仅会降低时效后强度性能，而且对材料晶间腐蚀抗力也有不利影响。
因此应尽量缩短转移时间。
三、实验设备及材料▪箱式电阻炉和坩埚电阻炉：加热试样用。
▪淬火水槽：用于淬火冷却。
▪布式硬度计：测定淬火后硬度。
▪读数显微镜：测定压痕直径。
▪实验材料：2024铝合金试样
四、实验步骤与方法
▪每班分为5个小组，每组分别领取一套试样（5块试样），每人负责一个淬火温度。
▪将表面磨好的试样分别放入所需要用的温度，如480℃和500℃坩埚电阻炉的盐浴槽中，其它三种不同温度试样分别放入箱式电阻炉内，保温时间一样，10～15分钟左右，然后快速淬入水槽中。
▪将不同淬火温度试样用细砂纸磨去氧化皮后再测定硬度，这是淬火态。
▪将淬火态硬度测定完后，要保存好自己所负责的淬火试样，经过自然时效后（一般大于7天）再测定硬度（具体时间由指导老师与同学商定）。
测定硬度应取三点进行测定（最好选中心部位），但每两点离压痕中心距离不小于压痕直径4倍，压痕中心距试样边缘的距离不小于压痕的2.5倍，查表。
（建议根据实验条件要求，试样测定布式硬度值HB，测定硬度时选用参数为：负荷250kgf（2.452kN），淬火钢球直径Φ5mm，负荷保持时间30秒）。
五、实验报告要求
▪将本组所得硬度数据填入表中，并画出淬火温度与硬度曲线。
▪解释实验所获得的曲线，确定最佳淬火温度。
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