常用材料和热处理办法知识
常见材料热处理方法
常见材料热处理方法部份材料热处理方法一、45 钢调质:1. 正常情况下加热温度在 810,840?之间:只要充分奥氏体化，加热温度越低越好。
2. 冷却中应注意的问题:热处理生产中最重要的一环就是冷却，很多热处理缺陷都产生在冷却中。
如:开裂、硬度不足、变形超差、局部有软点等等。
?出炉时不要慌忙，有时为怕不能淬硬而手忙脚乱。
只要不低于Ar3，是不会析出铁素体而影响表面硬度的。
?水温在冷却中相当重要，要严格控制水温不要超过 30?，若超过 30?，析出铁素体将是不可避免的，任你此后将工件冷透，硬度很难高于 300HB。
因此要严格控制水温不要超过 30?。
?工件入水后要不停的在水中移动，以快速破裂蒸汽膜而提高 500?以上的冷却速度，从而避免析出铁素体或珠光体，进而影响工件最终硬度。
?为避免复杂工件开裂，温度低于 300?以下可以出水空冷一会再水冷，当工件温度不超过 150?出水回火。
3. 严格按 45 钢的回火温度回火:一般取中偏下的回火温度，按 HRC=62-T×T/9000 进行计算，并结合每台炉子自身温差及淬火情况进行适当调整。
4. 其它注意事项:?对于小件，特别是 30mm 以下的工件，要注意淬裂的问题。
45 钢仍然可能开裂，在硬度要求不太高时，可以选择油淬。
?除严格按规定的温度回火外，应根据实际淬火情况调整回火参数。
?对于批量较大且要求硬度较高的小件，要特别注意在水中的搅动问题，以增加冷却能力。
否则，返工不可避免。
?选择合适的电炉，确保加热时间不可过长，长时间加热并不利于提高工件硬度。
二、合金结构钢调质:1. 合金结构钢调质:可以参照上面的要求。
应注意的是:由于加入合金元素，C 曲线不同程度右移，甚至改变了形状;提高了珠光体的稳定性，提高了钢的淬透性和淬硬性，淬裂倾向增加。
因此，对相同含碳量来说，各临界点有所升高，加热温度要略高一些，保温时间要适当延长，便于合金碳化物的分解;淬火冷却时要适当缩短水冷时间，增加空冷时间，从而避免开裂。
热处理重点知识总结
第一章1.工程材料：金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。
2.强度指标：屈服强度、抗拉强度。
塑性指标：伸长率、断面收缩率。
硬度指标：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。
韧性指标：冲击韧性。
3.强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。
4.塑性：塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力。
5.刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度。
其指标即为弹性模量。
6.硬度：材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力称为硬度。
7.冲击韧性：材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力称为冲击韧性。
8.实际工作中的构件常常是在受交变载荷的作用，所谓交变载荷是指大小或方向随时间而破坏的载荷。
第二章1.热处理：热处理是根据钢在固态下组织转变的规律，通过不同的加热、保温和冷却，以改变其内部组织结构，达到改善钢材性能的一种热加工工艺。
热处理一般是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。
2.加热时的转变主要是奥氏体转变。
3.板条马氏体的亚结构主要为高密度的位错。
位错密度高达1223.0(-~⨯cm，故又称为位错马氏体。
)9.0104.片状马氏体又称为针状马氏体。
5.片状马氏体内部的亚结构主要是孪晶。
6.含碳量低于0.25%的板条马氏体的正方度很小，1/≈c,为体心a立方晶格。
7.马氏体具有高硬度、高强度的原因是多方面的，其中主要包括固溶强化、相变强化、时效强化以及晶界强化等。
8.在通常情况下，马氏体转变不能进行到底，也就是说当冷却到M点温度后还不能获得100%的马氏体，而在组织中保留有一定f数量的未转变的奥氏体，称之为残余奥氏体。
9. 粗大的魏氏组织是钢的一种过热缺陷组织。
10.回火：回火是将淬火钢加热到低于临界点A的某一温度保温1一定时间，使淬火组织转变为稳定的回火组织，然后以适当的方式冷却到室温的一种热处理工艺。
11.淬火钢在回火时的组织转变规律：（1）马氏体中碳的偏聚。
（2）马氏体的分解。
（3）残余奥氏体的转变。
（4）碳化物的转变。
常用材料热处理工艺完整版
常用材料热处理工艺完整版热处理工艺是指通过加热、保温和冷却等一系列措施，改变材料的组织结构和性能的一种工艺。
常用材料热处理工艺主要包括退火、正火、淬火和回火等。
1.退火退火是指将材料加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却到室温的过程。
退火能够消除材料内部的应力，改善材料的可加工性和机械性能。
常见的退火工艺有全退火、球化退火和时效退火等。
-全退火全退火是将材料加热到高于临界温度的区域，使组织发生再结晶，然后缓慢冷却到室温。
全退火能够使材料获得良好的塑性和韧性。
-球化退火球化退火是将材料加热到高于临界温度的区域，使组织中的晶粒成球状，然后缓慢冷却。
球化退火能够使材料获得细小均匀的晶粒，提高材料的韧性和延展性。
-时效退火时效退火是将材料加热到一定温度，在保温一定时间后快速冷却。
时效退火能够使材料的晶粒尺寸增大，提高材料的硬度和抗腐蚀性能。
2.正火正火是将材料加热到临界温度并保持一段时间，然后缓慢冷却。
正火能够消除材料内部的应力，使组织细化，提高材料的硬度和韧性。
正火适用于一些低碳钢和合金钢的热处理。
3.淬火淬火是指将材料加热到临界温度以上，保温一段时间，然后迅速冷却到室温。
淬火能够使材料快速形成马氏体组织，并获得高硬度。
淬火适用于一些高碳钢和合金钢的热处理。
4.回火回火是指将淬火处理后的材料加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却。
回火能够使材料的硬度降低，提高材料的韧性和抗脆性。
回火适用于一些淬火处理后需要获得一定韧性的材料。
总结起来，常用材料的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火。
不同的材料和要求会选择不同的热处理工艺，以达到最佳的组织结构和性能。
材料及热处理基本知识
21）铸造不锈钢：ZGCr17Ni2、ZG1Cr17Ni3、ZG3Cr13A 、ZG1Cr11Ni2WMoV、 ZG1Cr18Ni9Ti；
22）铸钢：ZG25Cr3Mo、ZG20Cr3Mo、ZG16Cr2MnTi、ZG35CrMnSi
23）硬质合金：YG3、YG3X、YG6、YG6X、YT5、YT15、YT30、 24）马氏体不锈钢：1Cr13、2Cr13、3Cr13、Cr17Ni2、1Cr17Ni2、 1Cr11Ni2W2MoV； 25）奥氏体不锈钢：1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9、4Cr14Ni14W2Mo、 0Cr14Ni15Mo2Cu2Nb； 26）高硬度不锈钢：9Cr18、9Cr18MoV； 27）铸造锑青铜：ZQSb3.5-20； 28）变形铝合金：2A11、2A12、6A02、2A50、2A70、6061； 29) 灰口铸铁材料：HT10-26、HT15-33、HT20-40、HT25-47、HT30-54； 球墨铸铁材料：QT40-17、QT42-10、QT50-5；QT60-2、QT70-2； 可锻铸铁材料： KT35-10、KT33-8、KT30-6、KT37-12； 30) 铝合金材料 防锈铝合金：LF2、LF3、LF5、LF10、LF21； 硬铝合金： LY1、LY2、LY4、LY10、LY11、LY12； 超硬铝合金：LC3、LC4、LC5； 锻造铝合金：LD2、LD5、LD6、LD7、LD10；
5.不锈钢的热处理
有色金属包括：铝及铝合金、铜及铜合金、镁及镁合金、钛及钛合金。
a 铝合金：防锈铝、硬铝、锻铝、铸造铝合金；（铝合金分类见图2） b 铜合金：黄铜、青铜；（铜合金分类见图3） c 镁合金：铸造镁合金、形变镁合金； ｄ 钛合金：α钛合金、β钛合金、α＋β钛合金；
常用材料及零件热处理
常用材料及零件热处理
3.表面热处理方法特点和应用
表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和朔性（即表面火），或同时表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性，及表层硬度更高的处理方法。
6.钢的淬透性
不同的钢种，接受淬火的能力不同，淬透层深度愈大，表明该钢种的淬透性愈好。
淬透性大的钢，其力学性能沿截面分布均匀；而淬透性小的钢心部力学性能低。
但全部淬透的工件，通常表面残留拉应力，对工件承受疲劳不利，工件热处理中也易变形开裂。
未淬透工件表面可残留压应力，反而有一定好处。
淬透层深度是指由淬火表面马氏体---50％马氏体+50％珠光体层的深度。
碳钢的淬透性低。
在设计大尺寸零件时，用碳钢正火比用碳钢调质更经济，而效果相似。
直径较大并具有几个台阶的台阶轴，需经调质处理时，考虑到淬透性影响，应先粗车成形，然后调质。
如果以棒料先调质，再车外圆，由于直径大，表面淬透层浅，阶梯轴尺寸较小的部分调质后的组织在粗车时可能被车去，起不到调质作用。
7.几种典型零件热处理示例
机床齿轮等零件常用材料及热处理。
常用材料及热处理名词解释
不经热处理可用于中等载荷的零件，如拉杆、轴、套筒、钩子等。经调质处理后适用于强度及韧性要求较高的零件如传动轴等。
普通含锰钢
15
用于强度要求较高的零件。通常在调质或正火后使用。用于制造齿轮，机床主轴，花键轴，联轴器等。由于它淬透性差，因此截面大的零件很少采用。
60
这是一种强度和弹性相当高的钢。用于制造连杆，轧辊。弹簧、轴等。
硬度测定是为了检验材料经热处理后的机械性能—硬度
用于经退火、正火、调质的零件及铸件的硬度检查。
HRC洛氏硬度
用于经淬火、回火及表面化学热处理的零件的硬度检查。
HV维氏硬度
特别适用于薄层硬化零件的硬度检查。
HT200
HT250
163-255
属高强度铸铁。用于较重要铸铁如汽缸、齿轮、凸轮、机座、床身、飞轮、皮带轮、齿轮箱、阀壳、联轴器、衬筒。轴承座等。
HT300
HT350
HT400
170-255
170-269
197-269
属高强度、高耐磨铸件如齿轮、凸轮、床身、高压液压泵和滑阀的壳体、车床卡盘等。
球墨铸铁
冰冷处理
冰冷处理
将淬火钢继续冷却至室温以下的处理方法
进一步提高硬度，耐磨性并使其尺寸趋于稳定
用于滚动轴承的钢球、量规等。
发蓝发黑
发蓝发黑
氧化处理。用加热方法使一件表面形成一层氧化铁所组成的保护必薄膜。
防腐蚀，美观
用于一般常见的紧固件
硬度
HB布氏硬度
材料抵抗硬的物体压入零件表面的能力称”硬度”。根据测定方法不同，可以分布氏硬度，洛氏硬度、维氏硬度等。
A6
A7
延伸率低，拉拉强度高，耐磨性好，焊接性不够好。用于制造不重要的轴、键。弹簧等。
常用金属材料热处理规范
常用金属材料热处理规范热处理是指通过加热、保温和冷却等工艺方法，使金属材料在固态下发生化学、物理或机械性能变化的过程。
热处理可以提高金属材料的硬度、强度、韧性、耐磨性等性能，从而满足具体的应用要求。
下面将介绍几种常用金属材料的热处理规范。
1.碳钢的退火处理碳钢是最常见的金属材料之一，经过退火处理后可以提高其塑性和韧性。
通常将碳钢加热至800-900°C，保温时间由材料厚度决定，通常是每25mm厚度增加1小时。
然后将材料冷却到室温，这样可以得到具有良好塑性和韧性的碳钢。
2.不锈钢的固溶处理不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，但在焊接后会出现晶间腐蚀的问题。
固溶处理是为了解决晶间腐蚀问题而进行的热处理过程。
通常将不锈钢加热至1050-1150°C，保温时间取决于材料的厚度。
然后将材料迅速冷却到室温，这样可消除晶界处的过饱和元素，减少晶界的碳化物析出，从而提高不锈钢的耐腐蚀性能。
3.铸铁的正火处理铸铁是一种含碳量较高的金属材料，通过正火处理可以提高其硬度和强度。
通常将铸铁加热至850-950°C，保温时间由材料的厚度决定，通常是每25mm厚度增加1小时。
然后将材料冷却到室温。
正火处理可以改善铸铁的组织和性能，提高其机械性能。
4.铝合金的时效处理铝合金具有良好的强度和韧性，但在加工过程中可能会出现软化现象。
时效处理是为了提高铝合金的强度和稳定性的热处理过程。
通常将铝合金加热至150-200°C，保温时间由材料的合金组成决定，通常是几小时至几十小时。
然后将材料迅速冷却到室温。
以上是几种常用金属材料的热处理规范，不同的金属材料可能需要不同的热处理工艺。
在进行热处理时，需要严格控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，以保证热处理的效果。
同时，需要根据具体应用要求选择适当的热处理工艺，以获得期望的材料性能。
常用金属材料及热处理
常用金属材料及热处理金属材料是一类常用的工程材料，具有良好的导电性、导热性、机械性能和可塑性。
常见的金属材料包括铁、铝、铜、钢、锌等。
铁是一种常用的金属材料，常见的有铸铁和钢。
铸铁具有较高的硬度和脆性，适合用于制造机械零件和汽车零件。
而钢具有较好的韧性和可塑性，广泛应用于建筑、制造业等领域。
铝是一种轻质金属，具有良好的导电性和导热性，常用于航空航天、汽车制造和电子设备等行业。
铝也可以通过热处理来提高其强度和硬度。
铜具有良好的导电性和导热性，广泛用于电子电气、建筑和水管等领域。
铜也可以通过热处理来强化其力学性能。
钢是一种含有铁和碳的合金，具有高强度和韧性。
钢的热处理方法包括退火、淬火和回火，可以使钢具有不同的硬度和韧性，适用于不同的应用领域。
锌是一种蓝白色的金属，具有较好的防腐性和延展性。
常用于镀锌钢管、锌板等工业制品中。
锌也可以进行热处理来提高其力学性能和耐蚀性。
热处理是金属材料加工中的一项重要工艺，通过控制材料的加热和冷却过程，可以改变其组织结构和性能。
常见的热处理方法包括退火、淬火、回火、正火等。
这些热处理方法可以改变金属的硬度、韧性、强度、耐腐蚀性等性能，使金属材料更加符合特定的工程需求。
不同金属材料适用的热处理方法有所不同，需要根据具体材料的组织结构和性能来选择合适的热处理工艺。
总而言之，常见的金属材料如铁、铝、铜、钢、锌等具有广泛的应用领域，热处理可以改变金属材料的性能，使其更符合工程需求。
金属材料在工程领域中广泛应用，其性能常常可以通过热处理来改善。
热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程，使其发生组织和性能上的变化的工艺。
热处理通常分为退火、淬火、回火、正火等几种方式，每种方式都有不同的应用场景和效果。
退火是最基础的热处理方式之一，通过在适当温度下加热材料一段时间后缓慢冷却，以消除材料内部的应力和提高其延展性。
退火使金属材料结构上发生改变，晶粒变大并更加均匀，强度相对降低，但具有较好的塑性和韧性。
机械工程材料及热处理问题常见知识
机械工程材料及热处理问题常见知识1、碳钢的分类？答：1)按钢的含碳量分类：低碳钢≦0.25%C中碳钢0.30-0.55%C高碳钢≥0.60%C 2) 按钢的质量分类：普通碳素钢：S、P 含量分别≦0.055%和0.045%；油质碳素钢：S、P 含量均应≦0.040%；高级油质碳素钢：S、P 含量分别≦0.030%和0.035%；3)按通途分类：碳素结构钢：主要用于制造各种工程结构和机器零件。
一般属于低碳钢和中碳钢。
碳素工具钢：主要用于制造各种刀具、量具、模具。
一般属于高碳钢。
2、优质碳素结构钢的表示方法？答：1)正常含锰量的优质碳素结构钢：对于含碳量小于0.25%的碳素结构钢，含锰量为0.35-0.65%；而对于含碳量大于0.25%的碳素结构钢，含锰量为0.5-0.8%，这类钢的平均含碳量用两位数字表示，以0.01%为单位。
如钢号20，表示平均含碳量为0.20%。
2)较高含锰量的优质碳素结构钢：对于含碳量为0.15-0.60%的碳素结构钢，锰含量为0.7-1.0%；含碳量大于0.60%的碳素结构钢，锰含量为0.9-1.2%。
这类钢的表示方法是在含碳量的两位数字后面副以汉字锰或化学符合“Mn”。
例如20Mn表示平均含碳量为0.2%，含锰量为0.7-1.0%。
3、什么是钢的热处理？答：所谓钢的热处理就是通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢的组织结构发生变化，以获得所需性能的一种加工工艺。
钢的热处理最基本类型为：1)普通热处理。
包括退火、正火、淬火和回火。
2)表面热处理。
包括表面淬火（火焰加热、感应加热（高频、中频、工频））和化学热处理（渗碳、氮化、碳氮共渗及其他）。
4、简述正火与退火的区别？答：1）正火冷却速度比退火稍快，正火后的组织比退火细，硬度和强度有所提高。
2）正火用于亚共析钢和共析钢时，可作为预先热处理，使材料获得合适的硬度，便于切削加工；用于过共析钢时，可抑制或消除二次渗碳体的形成，以便其球体化。
常用金属材料及热处理
常用金属材料及热处理金属是人类社会重要的材料之一，广泛应用于各行各业。
常见的金属材料包括铁、铝、铜、钢等。
在使用金属材料的过程中，为了改善其性能，常常需要对其进行热处理。
下面将介绍一些常用的金属材料和其热处理方法。
1.铁：铁是一种性能优良的金属材料，常用于制作建筑结构、机械零件等。
铁的热处理方法有退火、正火、淬火和回火等。
退火可以降低材料的硬度，提高其塑性和延展性；正火可以提高材料的韧性和强度；淬火可以使材料获得高硬度和耐磨性；回火可以降低材料的脆性，并改善其强度和韧性。
2.铝：铝是一种轻质金属，常用于制造飞机、汽车等产品。
铝的热处理方法有固溶处理、时效硬化等。
固溶处理可以改善铝的强度和塑性；时效硬化可以在固溶处理基础上，进一步提高铝的强度和硬度。
3.铜：铜是一种导电性能优良的金属材料，常用于制造导线、电路板等。
铜的热处理方法有退火、退火软化等。
退火可以消除铜材料中的应力，改善其韧性和延展性；退火软化可以使铜材料变得更加易加工。
4.钢：钢是一种优质的金属材料，常用于制造建筑结构、机械零件等。
钢的热处理方法有退火、正火、淬火和回火等。
不同的钢材在热处理时的温度和时间以及冷却速度等参数都有所差异，可以根据具体需要来选择合适的热处理方法，以获得理想的性能。
此外，还有许多其他金属材料也需要经过热处理来改善其性能，比如镍、锌、锡等。
热处理方法的选择应根据具体的金属材料以及使用要求来确定。
综上所述，金属材料在使用过程中，经常需要进行热处理来改善其性能。
不同的金属材料有不同的热处理方法，通常包括退火、正火、淬火和回火等。
通过热处理可以改变金属材料的组织结构和性能，使其达到更加理想的状态。
热处理技术在金属材料的应用中起着重要的作用，对于提高产品质量和使用寿命具有重要意义。
常见材料热处理方式及目的
常见材料热处理方式及目的常见材料热处理1、45（S45C）常见热处理45号钢为优质碳素结构钢，也称为油钢，硬度不高，易于切削加工。
调质处理是其常见热处理方法，包括淬火和高温回火。
淬火温度为840±10℃，水冷后硬度可达55~58HRC，极限可达62HRC；回火温度为600±10℃，出炉后空冷，硬度为20~30HRC。
调质处理后的零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮和轴类等。
但表面硬度较低，不耐磨。
可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。
实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。
2、40Cr（SCr440）常见热处理40Cr为优质碳素合金钢，属于低淬透性调质钢，具有很高的强度、良好的塑性和韧性，即具有良好的综合机械性能。
Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性。
调质处理是其常见热处理方法，淬火温度为850℃±10℃，油冷后硬度可达45~52HRC；回火温度为520℃±10℃，水、油冷后硬度为32~36HRC。
40Cr钢常用于制造汽车的连杆、螺栓、传动轴及机床的主轴等零件。
不同回火温度可得到不同硬度。
3、T10（SK4）常见热处理T10碳素工具钢强度及耐磨性均较T8和T9高，但热硬性低，淬透性不高且淬火变形大，晶粒细，在淬火加热时不易过热，仍能保持细晶粒组织。
淬火后钢中有未溶的过剩碳化物，所以耐磨性高，用于制造具有锋利刀口和有少许韧性的工具。
淬火+低温回火是其常见热处理方法，淬火温度为780±10℃，保温50min左右或淬透。
先淬如20~40℃的水或5%盐水，冷至250~300℃，转入20~40℃油中冷却至温热，可得到硬度62~65HRC；回火温度为160~180℃，保温1.5~2h，回火后硬度为60~62HRC。
以下是各种钢材的硬度和化学成分：12CrNi3：回火后硬度30-35HRC，主要成分为碳、硅、锰、铬、镍。
常用金属材料及热处理知识
常用金属材料及热处理知识金属材料是工业生产中最常用的材料，包括钢铁、不锈钢、铝合金、铜合金等。
这些金属材料都具有良好的机械性能、电导性能、导热性能和成形性能，因此在各个行业中得到广泛应用。
下面主要介绍常用金属材料及其热处理知识。
1.钢铁钢铁是最常用的金属材料，包括碳钢和合金钢两种。
碳钢中碳含量较低，一般在0.1%-0.3%之间，适用于一般工程材料的制造；合金钢中包含一定数量的合金元素，如铬、镍、钒等，通过合金元素的添加可以提高钢的硬度、强度和耐磨性能。
热处理：钢的热处理包括退火、正火、淬火、回火等工艺。
退火可以消除应力和改善材料的韧性；正火可以提高材料的硬度和强度；淬火可以使钢材具有高硬度和耐磨性；回火可以降低淬火后的脆性，提高韧性。
2.不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的铁基合金材料，主要成分为铁、铬、镍等元素。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和良好的机械性能，广泛应用于制造化工设备、食品加工设备、医疗器械等高要求的领域。
热处理：不锈钢的热处理主要包括退火和固溶处理。
退火可以去除不锈钢中的应力，改善材料的硬度和韧性；固溶处理可以提高不锈钢的硬度和强度。
3.铝合金铝合金是一种轻量化的金属材料，具有良好的导热性能、导电性能和可加工性能。
铝合金可以通过添加合金元素如铜、锌、锰等来改变材料的性能，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
热处理：铝合金的热处理主要包括固溶处理和时效处理。
固溶处理可以提高铝合金的硬度和强度；时效处理可以提高材料的抗拉强度和硬度。
4.铜合金铜合金具有良好的导电性能、导热性能和耐腐蚀性能，广泛应用于电子、电器、交通等领域。
铜合金通过添加合金元素如锡、锌、铝等来改变材料的性能。
热处理：铜合金的热处理主要包括退火和固溶处理。
退火可以消除应力、改变晶粒结构；固溶处理可以提高材料的强度和硬度。
综上所述，金属材料是工业生产中最常用的材料之一，包括钢铁、不锈钢、铝合金、铜合金等。
这些金属材料具有良好的机械性能、导电性能、导热性能和成形性能，可以通过热处理来改变材料的性能。
第二章 常用金属材料及热处理
第二章常用金属材料及热处理金属材料是机械工程中应用最广泛的材料。
它具有良好的力学性能、物理性能、化学性能和工艺性能，主要用于机械设备、港口建设、交通运输、建筑和军事工业等方面。
金属材料的机械性能又称力学性能，是金属材料在外力作用下表现出的能力，是我们机械产品设计与零部件选材的重要依据。
常用的机械性能指标有：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。
金属材料的热处理是指金属材料在固态下加热到一定温度，保温一定时间，然后以设定的冷却速度冷却下来，以改变其内部组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。
根据热处理所获得的内部组织和机械性能的不同，可以分为退火，正火，淬火，调质（淬火+高温回火）、回火和表面热处理。
2.1常用金属材料及用途金属材料是应用最广泛的材料，目前仍占据材料工业的主导地位。
包括黑色金属的型钢、钢板及钢带、钢管、钢丝、钢丝绳，有色金属的棒材、线材、板材、带材及箔材、管材等12大类。
黑色金属：如生铁、铁合金、铸铁、钢、合金钢等。
钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
习惯上把碳含量＞2.11%的归类于铁，碳含量＜2.11%的归类于钢。
当铁中含C在0.03%~1.2%范围时则为钢，含C在1.2%~2.5%的铁缺乏实用性，一般不进行工业生产。
2.1.1 碳素钢1 碳素钢的分类方法如下：2 普通碳素结构钢牌号及其用途常见碳素结构钢的牌号用“Q+数字”表示，其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服强度的数值。
例如，Q235表示屈服强度为235MPa。
若牌号后面标注字母A,B,C,D，则表示钢材质量等级不同，即硫，磷的质量分数不同。
其中A级钢含硫，磷的质量分数最高，D级钢含硫，磷的质量分数最低，即A,B,C,D表示钢材质量依次提高。
这类钢最典型的钢号是Q235A。
3 优质碳素结构钢的牌号和主要用途优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示钢的平均含碳的质量分数的万分数，例如，20钢，45钢等，其平均的碳质量分数分别为0.2%和0.45%。
金属材料及热处理基础知识
目录
• 金属材料概述 • 金属材料的热处理 • 金属材料的力学性能 • 金属材料的腐蚀与防护 • 金属材料的选择与应用
01
金属材料概述
金属材料的定义与分类
金属材料的定义
金属材料是指以金属 元素或以金属元素为 主要成分，具有金属 特性的材料统称为金 属材料。
金属材料的分类
区域受到腐蚀的现象。
金属腐蚀的原理与影响因素
总结词
金属腐蚀的原理是金属原子失去电子成为正离子，而环境中的阴离子获得电子成为原子或负离子。影响因素包括 环境因素和金属本身的因素。
详细描述
金属腐蚀的原理是金属原子失去电子成为正离子，而环境中的阴离子获得电子成为原子或负离子。这个过程通常 涉及到电化学反应。影响因素包括环境因素和金属本身的因素。环境因素如湿度、温度、氧气、二氧化碳、污染 物等，而金属本身的因素包括合金成分、微观结构、表面状态等。
详细描述
热处理是金属材料加工过程中的一个重要环节，主要通过控制温度和时间来改变 金属材料的内部结构，从而改善其物理、化学和机械性能。根据不同的加热温度 和冷却方式，热处理可以分为多种类型，如退火、正火、淬火和回火等。
热处理的基本原理
总结词
热处理的基本原理是利用金属在加热和冷却过程中的相变现象，通过控制相变 过程来改变材料的内部组织结构，从而达到改善其性能的目的。
• 详细描述：退火是将金属加热到适当温度后保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的过程，主要用于消除内应力、降低硬 度、提高塑性和韧性等。正火是将金属加热到适当温度后保温一段时间，然后空冷至室温的过程，主要用于细化晶粒、 提高强度和韧性等。淬火是将金属加热到适当温度后迅速冷却至室温的过程，主要用于提高金属的硬度和耐磨性等。回 火则是将淬火后的金属加热到适当温度后保温一段时间，然后冷却至室温的过程，主要用于消除淬火产生的内应力、稳 定组织结构和提高韧性等。
机械常用金属材料及热处理
机械常用金属材料及热处理1. 引言金属材料是机械工程中常用的材料之一，具有良好的机械性能和热导性能。
在机械设计和制造中，了解机械常用金属材料的特性以及正确的热处理方法是非常重要的。
本文将介绍一些常见的机械金属材料以及它们的热处理方法。
2. 钢材钢材是机械行业常用的金属材料之一，具有高强度、耐磨性和良好的可塑性。
常见的钢材类型包括碳钢、合金钢和不锈钢等。
2.1 碳钢碳钢是最常见的钢材类型之一，其主要成分为碳和铁。
碳钢具有良好的强度和韧性，广泛应用于机械零件和结构件的制造。
热处理方法包括淬火、回火、正火和退火等。
•淬火：通过快速冷却使碳钢的组织变质，提高其硬度和强度。
•回火：通过加热和冷却过程，使碳钢的硬度降低并提高其韧性。
•正火：将碳钢加热至临界温度，然后进行连续冷却，使碳钢的组织产生相应的变化。
•退火：将碳钢加热至适当温度，然后缓慢冷却，以改善碳钢的塑性和可加工性。
2.2 合金钢合金钢是一种含有其他元素（如镍、铬、钼等）的钢材，具有更高的强度、硬度和耐磨性。
热处理方法和碳钢类似，但因合金元素的添加，热处理过程可能会有所不同。
2.3 不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性的钢材，主要成分为铁、铬和镍。
不锈钢具有优良的耐腐蚀性和高温强度，广泛应用于食品加工、化工和航空航天等领域。
常见的不锈钢类型包括奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢等。
3. 铝合金铝合金是另一种常用的金属材料，具有低密度、良好的导热性和可塑性。
铝合金广泛应用于汽车、航空和建筑等领域。
铝合金的热处理方法主要包括固溶处理和时效处理。
•固溶处理：将合金加热至一定温度，使可溶固溶于固体溶液中，然后快速冷却。
•时效处理：将固溶处理后的合金加热至适当温度，然后冷却，以产生所需的强化相。
4. 铜合金铜合金是一种具有良好导电性和热导性的金属材料，广泛应用于电子、航空和化工等领域。
铜合金的热处理方法包括退火、固溶处理和时效处理等。
•退火：将铜合金加热至特定温度，然后缓慢冷却以改善材料的可塑性。
常用材料介绍热处理及表面处理
3.1.1 低碳鋼 含碳量<0.25% 其特點是強度較低,塑性,韌性及焊接性能很好,切削性一般。這種鋼可以用各種冷加工或焊接的方法來制造各種受力不大,韌性要求較高且不加熱處理的機械零件或設備,不適宜退火處理。
3.1.2 中碳鋼 含碳量0.3~0.5% 其特點是強度較高而韌性稍低,一般經過淬火,回火或正火后使用。它們屬于調質鋼類,淬火溫度決定于含碳量,回火溫度取決于零件所要求的強度和韌性。這類鋼主要用來制造承受負荷較大的機器零件如直軸,曲軸等,很少用來做焊接構件。
一 常用金屬材料選型介紹
二 . 有色金屬 除了黑色金屬以外的金屬都叫有色金屬。有色純金屬分為重有色金屬 指密度大于4.5g/cm3的常見有色金屬,如銅,鎳,鈷,鉛,鋅,錫,銻,汞,鎘,鉍等 ,輕有色金屬 指密度小于4.5g/cm3的有色金屬,如鋁,鎂,鈉,鈣,鉀,鍶,鋇等 ,貴金屬 包括金,銀和鉑族元素 ,半金屬 指硅,硒,銻,砷,,鈹,鎢,鉬,釩,錸等 ；有色合金按合金系統分類,如銅合金,錫合金,鋁合金,鎂合金,鈦合金等,按用途分類,如變形合金 壓力加工用 ,鑄造合金,軸承合金,印刷合金,硬質合金等。下面介紹常用的有色金屬及其合金： 1. 有色金屬及： 碳素結構鋼可以不經過Q195~Q235A比較常用,其中Q235A強度和塑性
热处理方法作用及应用材料
热处理方法作用及应用材料热处理是一种通过加热材料并控制冷却过程来改变材料的物理和化学性质的工艺。
热处理可以提高材料的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性以及改善其综合性能，使其适用于特定的应用。
热处理的方法主要包括退火、正火、淬火、调质和时效等。
每种方法都有其独特的作用和适用材料。
退火是将材料加热到一定温度后缓慢冷却，以减少内部应力，改善抗拉强度和韧性，并提高加工性能。
退火适用于低碳钢、不锈钢、铝合金等材料的制造过程中。
正火是将材料加热到一定温度后通过控制冷却速率使材料达到平衡状态，以增加材料的硬度和强度。
正火适用于中碳钢、合金钢等需要高强度和硬度的材料。
淬火是将材料加热到临界温度并迅速冷却，使材料发生固态相变，从而提高材料的硬度和强度。
淬火适用于高碳钢、合金钢等需要极高强度和硬度的材料。
调质是将淬火后的材料加热到适当的温度，然后通过冷却获得一定的强度和韧性，并且保持一定的硬度。
调质适用于合金钢、工具钢等需要综合性能的材料。
时效是将材料在较低的温度下进行加热和冷却，以调整材料的组织结构，改善其强度和韧性。
时效适用于铝合金、镁合金等材料的制造和加工过程中。
热处理方法的应用范围非常广泛，涉及到许多行业和领域。
以下是一些典型的应用材料和热处理方法：1. 低碳钢：低碳钢常常需要退火处理，以改善其塑性和加工性能，常用于汽车构件、机械零件等。
2. 合金钢：合金钢通常需要淬火和调质处理，以提高其硬度和强度，常用于航空航天、船舶、汽车等领域。
3. 不锈钢：不锈钢通常需要退火和时效处理，以提高其耐腐蚀性和机械性能，常用于化工、食品加工、医疗器械等领域。
4. 铝合金：铝合金常常需要时效处理，以提高其强度和耐腐蚀性，常用于航空航天、交通运输等领域。
5. 钛合金：钛合金常常需要时效处理，以提高其机械性能和高温性能，常用于航空航天、航空发动机等领域。
6. 铜合金：铜合金通常需要调质处理，以提高其耐磨性和强度，常用于电子器件、船舶、汽车等领域。
阀体常用材料和各种材料的热处理
阀体常用材料和各种材料的热处理阀门是一种常见的管道设备，在各个工业领域都被广泛应用。
阀门的主要作用是流量控制和压力调节，能够调节流体的流动方向、速度和流量。
阀体是阀门的主要组成部分之一，阀体的材料选择和热处理对阀门的性能和寿命都有至关重要的影响。
本文将介绍阀体常用的材料及其热处理过程。
一、阀体常用材料1.灰铸铁（gray cast iron）灰铸铁是一种铁碳合金，碳含量高于钢和铸铁，而硅、锰、磷等元素的含量较低。
灰铸铁的硬度高，耐磨损，但其韧性和强度不如钢。
因此，灰铸铁一般用于低压和低温的应用场景，如给排水、供暖等。
2.球墨铸铁（ductile iron）球墨铸铁是灰铸铁的改进版，通过添加一定数量的镁、铝等元素，使其具有更好的塑性和韧性。
球墨铸铁还具有较高的强度和耐腐蚀性能，因此被广泛应用于高压、高温和强腐蚀性环境下的阀门。
3.碳钢（carbon steel）碳钢是一种含碳量较高的钢铁材料，与灰铸铁和球墨铸铁相比，其主要优点是强度更高，并且具有更好的韧性和可塑性。
碳钢可以满足各种温度和压力条件下的应用需求，一般被用于中高温和中高压的场景。
4.不锈钢（stainless steel）不锈钢是一种合金钢，具有良好的耐腐蚀性和高温性能。
不锈钢的主要成分是铁、铬、镍等元素，其中铬的含量最高。
不锈钢的材质坚固、耐用，也是阀门材料中最贵的一类。
不锈钢一般被应用于化工、石油、天然气等环境中的阀门。
二、热处理过程1.淬火（quenching）淬火是一种快速冷却材料的技术，能够提高材料的硬度和强度。
在淬火的过程中，材料被加热到高温，然后迅速浸入冷却剂中。
淬火后的钢铁材料硬度和强度都会大大增强，但也会导致材料变脆，容易发生撕裂或脆断。
2.回火（tempering）回火是一种将淬火后的材料加热，然后缓慢冷却的技术。
回火的过程中，淬火后的材料会变得更有韧性，而硬度和强度则会降低。
回火通常会在淬火之后进行，以减轻淬火带来的脆性和应力。
常用材料热处理
常用材料热处理材料热处理中的特性：淬透性（可淬性）：指钢接受淬火的能力零件尺寸越大，内部热容量也越大，淬火时冷却速度越慢，因此，淬透层越薄，性能越差，这种现象叫做“钢材的尺寸效应”。
但淬透性大的钢，尺寸效应不明显。
由于碳钢的淬透性低，在设计大尺寸零件时用碳钢正火比调质更经济。
常用钢种的临界淬透直径De mm常用材料的工作条件和热处理渗碳钢：（含碳量0.1～0.25％）10、15、20、15Cr、20Cr、20Mn2、20CrMn、20CrMnVB25MnTiB、18CrMnTi、20CrMnTi、20CrMnMo30CrMnTi、20Cr2Ni4A、12CrNi3A、18Cr2Ni4W A渗碳钢在高温下长时间保温，晶粒易于长大，恶化钢的性能。
表面含碳量在0.85～1.05％，表层硬度≥56～65(HRC)心部含碳量在0.18～0.25％，HRC30~45含碳量在0.3％时，HRC30~47常用渗碳钢渗碳后的硬度调质钢（含碳量0.25～0.5％）40、45、40Cr、50Mn2、35CrMo、30CrMnSi、40CrMnMo、40MnB、40MnVB、40CrNiMoA38CrMoAlA碳素调质钢淬透性低。
常用调质钢的调质硬度调质钢对表面耐磨性要求较高时还需高频淬火，要求耐磨性更高时则需渗氮。
弹簧钢含碳量：碳素弹簧钢0.6～0.9％合金弹簧钢0.45-0.7％弹簧钢的选用：钢丝直径<12～15mm 65、75弹簧≤25mm 65Mn、55Si2Mn60Si2Mn、70Si3MnA钢丝直径≤30mm 50CrVA、50CrMnVA重要弹簧 60Si2CrVA、65Si2MnVA弹簧钢的热处理一般是淬火加中温回火热处理的硬度一般为 HRC41-48对于一般小弹簧（钢丝截面D<10mm）不淬火，只作250～300去应力处理。
65Mn淬硬性好，硬度≥HRC59。
轴承钢含碳量0.95～1.10％含铬量0.5～1.65％GCr9 GCr15 GCr15SiMn GsiMnV GMnMoVREGSiMnMoV GSiMnVRE GSiMnMoVRE GMnMoV轴承承受高压集中周期性交变载荷，由转动和滑动产生极大的摩擦。
阀体常用材料和各种材料的热处理
阀体常用材料和各种材料的热处理分析阀体常用材料及各类材料的热处理阀体的材料种类繁多，适用于各类不一致的工况。
阀体的常用材料有如下九种：1.灰铸铁，适用于工作温度在-15~+200℃之间，公称压力pn≤1.6mpa 的低压阀门。
2.黑心可锻铸铁，适用于工作温度在-15~+250℃之间，公称压力pn≤2.5mpa的中低压阀门。
3.球墨铸铁，适用于工作温度在-30~+350℃之间，公称压力pn≤4.0m pa的中低压阀门。
4.碳素钢（wca、wcb、wcc），适用于工作温度在-29~+425℃之间的中、高压阀门，其中16mn、30mn工作温度为-40~+450℃之间，常用来代替astma105。
5.低温碳钢（lcb），适用于工作温度在-46~+345℃之间的低温阀门阀门。
6.合金钢（wc6、wc9），适用于工作温度在-29~+595℃之间的非腐蚀性介质的高温高压阀门；wc5、wc12适用于工作温度在-29~+650℃之间的腐蚀性介质的高温高压阀门。
7.奥氏体不锈钢，适用于工作温度在-196~+600℃之间的腐蚀性介质的阀门。
8.蒙乃尔合金，要紧适用于含氢氟介质的阀门。
9.铸铜合金，要紧适用于工作温度在-273~+200℃之间的氧气管路用阀门。
以上列举的是阀体常用材料中的大类，具体每类材料中，又有很多不一致牌号，各类不一致牌号又适用于各类不一致的压力等级。
因此，在选择阀门的阀体材料时，应根据不一致的用途与不一致的压力等级，确定适合于工况需要的阀体材料。
此外，阀体材料还有钛合金（钛阀）、铝合金（铝阀）；塑料（塑料阀）；陶瓷（陶瓷阀）等等。
阀体毛坯热处理工艺按不一致的材料分别如下：1.灰口铸铁的热处理。
为了达到不一致的目的，灰口铸铁在铸造后能够进行不一致的热处理。
阀门生产中对灰口铸铁阀体等零件在铸造后常选用的热处理工艺有：消除铸造应力的热时效与消除自由渗碳体的高温退火。
热时效是务必的一道工序。
高温退火只有在铸造时由于化学成分与铸造冷却速度操纵不当，造成铸造后组织中存在初生渗碳体时才用它来代替热时效。
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举例
120HBS10/1000/30
载荷保持时间30s 9807N试验载荷 直径为10mm的钢球 硬度为120
常用材料和热处理办法知识
洛氏硬度
洛氏硬度计
采用不同的压头和载荷相配合，洛氏硬度有HRA、HRB、HRC等 几种不同的标度
锥顶角为120°的
P
金刚石作压头，
P＝1500N
120°
h
洛氏硬度HRC
标度 HRA HRB HRC
测量范围 压头类型
60~85 25~100 20~67
120O的金刚石 圆锥体
直径1.588mm 的淬火钢球
120O的金刚石 圆锥体
常用材料和热处理办法知识
洛氏硬度
常用材料和热处理办法知识
洛氏硬度
标注
52HRC 70HRA
HR=k – e
低碳钢的拉伸曲线
P
颈缩
Ps
Fb
Pe
•试样在拉断前所能承 受的最大应力称拉应力， 称为抗拉强度，可通过 下式计算：
σb = Fb/S0
0
ΔL
低碳钢的拉伸曲线
常用材料和热处理办法知识
2. 塑性
材料在外力作用下产生永久变形而不 破坏的性能，称为塑性。
断后伸长率 断面收缩率
l l0 100%
l0 S0 S10% 0
常用材料和热处理办法知识
布氏硬度
原理
标准硬度和一定 直径的淬火钢球 或硬质合金球
P D
d
压力/压痕面积
布氏硬度
常用材料和热处理办法知识
布氏硬度
•采用直径为D的淬火 压 适 的头用材钢在作样为于料球相用表淬布或应下面火氏硬的垂，钢硬质试直保球度合验的持时值金力压规用在P球入定的H4，试的5B0S以，下 压头时为间硬后质卸合载金。球时用HBW， 适 的用材•面以于料积试布的验氏比力硬值P度与作值压为在痕布6表5氏0以下 适用硬于度调。质钢、正火钢、退火钢、铸铁、有色金 属毛坯或半成品等硬度较低的材料，HBS（HBW） 值越大，则材料的硬度越大
常用材料和热处理办法知识
试样
常用材料和热处理办法知识
常用材料和热处理办法知识
材料性能及基本特性——抗拉强度
抗拉强度
常用材料和热处理办法知识
低碳钢的拉伸曲线
F
颈缩
Fs Fe
•当外力小于Fe时，试样 产生的变形属于弹性变 形，即外力去除后材料 将恢复到初始状态。
•当外力大于Pe后，试样 除产生弹性变形外，还 产生部分塑性变形。
碳含量对碳钢的力 学性能影响最大, 以 0.09 ％为界.
Si,Mn 使钢强化. S使钢热脆, P导致
e=h/0.002 k=130
锥顶角为120°的
P
金刚石作压头，
P＝1500N
120°
h
洛氏硬度HRC
常用材料和热处理办法知识
维氏硬度
维氏硬度硬度计 136度的正四棱锥体的金刚石压头 优点：实验时所加载荷小，适合于测试零
件表面淬硬层及化学表面层；同时HV是一 个连续一致的标尺，载荷可以任意选择， 而不影响其硬度值的大小，因此可测量极 软到极硬的各种材料的硬度值。
第三章 常用材料与热处理知识
1 金属的性能 2 钢铁材料 3 钢铁材料的热处理 4 有色金属及非金属材料简介
常用材料和热处理办法知识
第一节 金属的性能
力学性能
强度 塑性 硬度
物理、化学性能 工艺性能
常用材料和热处理办法知识
1 强度
金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。
F
S
单位Pa
三种硬度之间可通过查表进行换算。
硬度和强度之间存在有一定的关系，通常 材料的强度愈高，其硬度也愈高
常用材料和热处理办法知识
维氏硬度
表示方法
64HV30
适用范围
可测极软到极硬的各种金属材料，还可以测 渗碳、渗氮层的硬度。
常用材料和热处理办法知识
4 冲击韧性
金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的 能力。
常用材料和热处理办法知识
三、工艺性能
是指金属材料对不同加工工艺方法的适 应能力。
包括：
铸造性 锻造性 焊接性 切削加工性
常用材料和热处理办法知识
第二节 钢铁材料
钢铁材料
钢 含碳量小于2.11% 碳素钢 合金钢
铸铁 含碳量大于2.11%碳素钢
简称碳钢,Wc<1.5 ％ , 并含有少量Si, Mn, S, P等杂质元素 的铁碳合金.
0
ΔL
低碳钢的拉伸曲线
屈服点 FS
S
常用材料和热处理办法知识
低碳钢的拉伸曲线
P
颈缩
Ps Pe
0
ΔL
低碳钢的拉伸曲线
材料产生屈服现象时 的应力，称为屈服点，可 按下式计算：
σs = Fs／S0
屈服强度，可按下式计算： σs = F0。2／S0
F0.2是残余伸长率为0.2% 时的载荷。
常用材料和热处理办法知识
常用材料和热处理办法知识
材料性能及基本特性——冲击实验
冲击韧度
常用材料和热处理办法知识
4 冲击韧性
冲击功： AK＝G(H1-H2)
G—摆锤重力； H1—初始高度； H2—摆锤回升高度；
常用材料和热处理办法知识
冲击韧度
K
AK S0
K ——冲击韧度，J/cm2。
AK ——冲击功，J
S 0 ——试样缺口处横截面积。
S0
常用材料和热处理办法知识
塑性
P
颈缩
Fs Fe
0
ΔL
低碳钢的拉伸曲线
常用材料和热处理办法知识
δ或φ愈大， 则材料的塑 性愈好。良 好的塑性是 金属材料进 行塑性加工 的必要条件
3. 硬度
材料抵抗比其本身更硬的物体压入其内部的性能，称 为硬度。
抵抗塑性变形、压痕或滑痕的能力。
硬度
测量方法
(1)布氏硬度HBS，HBW。 (2)洛氏硬度HRA~HRK (3)维氏硬度HV。 (4)肖氏硬度HS
1Pa＝1N/m2
常用材料和热处理办法知识
抗拉强度
• 先将被测金属材料制成标准试样。
• 测试时，将标准试样装夹在拉什试验机 的两个夹头上，在试样两端缓慢施加拉 力。随着拉力的增大，试样逐渐发生变 形，直至被拉断为止。
• 拉伸试验机自动的将每一瞬间试样所受 拉力P及相应的伸长量ΔL记录下来，绘 制成拉伸曲线
常用材料和热处理办法知识
5 疲劳强度
金属材料在多次交变应力的作用下，不 发生破坏的最大应力称为疲劳强度。
1
Mpa
常用材料和热处理办法知识
二、物理、化学性能
1 化学性能 成分、显微组织、结晶结构、抗腐
蚀性。耐酸性、耐碱性、抗氧化性。 2 物理性能
材料本质不发生变化所表现的性能。 颜色、密度、熔点、折射率、导热 率、热膨胀率、热变形温度、吸水率、绝 缘强度、电阻率、比热等