材料及热处理基本知识
热处理的基本知识大全
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热处理的基本知识大全热处理是通过控制材料的温度和时间来改变材料的组织结构和性能的工艺过程。
下面是热处理的基本知识大全:1. 热处理的目的:热处理的目的是通过控制材料的温度和时间,改变材料的晶体结构和性能,以提高材料的力学性能、耐热性、耐腐蚀性等。
2. 热处理的基本过程:热处理一般可以分为加热、保温和冷却三个过程。
加热是将材料加热到一定温度,使其达到所需的组织结构转变温度。
保温是在所需温度下保持一段时间,使材料的组织结构能够发生改变。
冷却是将材料迅速冷却到室温,固定其新的组织结构。
3. 热处理的分类:热处理可以分为退火、正火、淬火、淬火和回火等几种不同的类型。
退火是在加热到一定温度后缓慢冷却,使材料的晶体结构得到恢复和细化。
正火是将材料加热到一定温度并保持一段时间,然后缓慢冷却,以提高材料的强度和硬度。
淬火是将材料迅速冷却到室温,使材料形成硬脆的马氏体组织。
淬火和回火是淬火后将材料进行回火处理,以消除淬火产生的内应力,并提高材料的韧性和强度。
4. 热处理的影响因素:热处理的影响因素包括温度、保温时间、冷却速度等。
温度和保温时间的选择直接影响到材料的组织结构和性能,冷却速度则影响材料的硬度和韧性。
5. 热处理的设备:常见的热处理设备包括炉子、加热炉、淬火槽等。
炉子用于加热材料,加热炉用于控制加热温度和保温时间,淬火槽用于控制冷却速度。
6. 热处理的应用:热处理广泛应用于钢铁、铝合金、黄铜、铜、镍、钛等不同材料的制造和加工过程中。
通过不同的热处理方法,可以改变材料的强度、硬度、韧性、耐磨性等性能,以满足不同的工程要求。
以上是关于热处理的基本知识大全,希望对您有所帮助!。
工程材料及金属热处理知识
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工程材料及金属热处理知识工程材料是指用于机械、建筑、电气等领域的材料。
它们通常需要具有高强度、耐腐蚀、耐磨损等特性。
工程材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料。
金属材料是最常见的工程材料,包括铁、钢、铜、铝、镁等金属以及它们的合金。
金属材料具有良好的导电性、导热性、高强度和塑性。
常见的金属材料处理方法有退火、淬火、回火、冷作等。
其中,淬火是加热金属到一定温度后迅速冷却,目的是增加材料的硬度和强度;回火则是通过再次加热金属来减轻淬火后的内应力,使得金属具有更好的韧性。
非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等。
它们通常具有较低的密度、化学稳定性、耐腐蚀和绝缘性。
热处理方法主要包括退火、烧结和化学处理。
复合材料是将不同材料组合在一起形成的新材料,如碳纤维增强塑料、玻璃纤维增强塑料等。
这种材料结合了各种材料的优点,因此在许多领域都有广泛的应用。
金属的热处理是一种改变金属结构和性质的方法。
经过热处理,金属可以获得更高的硬度、强度和耐蚀性。
以下是一些金属热处理方法的描述:退火:将金属加热到适当温度,保持一段时间后缓慢冷却。
该方法可使金属软化、去除内部应力,并提高延展性和冲击性能。
淬火:将金属加热到一定温度,然后迅速冷却。
这会使金属的组织产生变化,从而提高硬度和强度。
回火:通过在较低的温度下将金属加热一段时间,以达到减轻淬火后产生的内部应力的目的。
正火:将金属加热到适当的温度,然后在空气中自然冷却。
这样的过程可以增加材料的硬度和强度。
淬化:使用醇类或水溶液使淬火后的金属变脆,然后在热水中浸泡一段时间来恢复其硬度和强度。
热处理对于工程材料的重要性不言而喻。
能够正确选择和使用热处理方法将有助于确保材料能够耐用、稳定地运行,并具有所需的物理和化学性质。
金属材料及热处理基础知识
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VS
金属材料可以根据其晶体结构、相组 成、显微组织等特征进行分类。例如 ,根据晶体结构,金属材料可分为面 心立方晶格、体心立方晶格和密排六 方晶格等。根据相组成,金属材料可 分为单相合金和多相合金。根据显微 组织,金属材料可分为奥氏体、铁素 体、马氏体等。
金属材料的性质与用途
金属材料的性质包括物理性质、化学性质和机械性能等。物理性质包括密度、熔点、导热性、导电性 和磁性等。化学性质包括耐腐蚀性、抗氧化性和抗疲劳性等。机械性能包括强度、硬度、韧性、塑性 和耐磨性等。
金属材料及热处理基础知识
2023-11-08
contents
目录
• 金属材料概述 • 金属材料的结构与性能 • 金属材料热处理原理及工艺 • 常用金属材料及其热处理 • 金属材料及热处理的应用与发展 • 金属材料及热处理案例分析
01
金属材料概述
金属材料的定义与分类
金属材料是指具有金属特性的材料, 通常包括纯金属和合金。纯金属是由 同种元素组成的金属材料,如铁、铜 、铝等。合金是由两种或两种以上的 金属元素组成的金属材料,如不锈钢 、钛合金等。
热处理缺陷及防止措施
热处理过程中可能出现多种缺陷,如裂 纹、变形、氧化、脱碳等。
裂纹是热处理过程中最常见的缺陷之一 ,它主要是由于加热或冷却速度过快、和冷却速度、选
择合适的加热温度等。
变形是热处理过程中常见的缺陷之一, 它主要是由于加热或冷却过程中产生的 应力引起的。防止变形的措施包括采用 多阶段加热或冷却、合理安排工件的放
性能。
退火
将金属材料加热到适当温度后缓慢 冷却,以消除内应力、提高韧性等 。
正火
将金属材料加热到适当温度后保温 一定时间,然后空冷,使金属材料 内部结构更均匀、硬度更高。
金属材料及热处理基本知识
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金属材料及热处理基本知识金属材料及热处理基本知识一、金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所反映出来的性能。
金属常用的力学性能有:1.弹性金属材料在受到外力作用时发生变形,外力消除后其变形逐渐消失的性质称为弹性。
① 刚性是指材料或构件在外力作用下抵抗弹性变形的能力。
② 刚度:k=F/y2.塑性金属材料在受到外力作用时,产生显著的变形而不断裂的性能称为塑性。
① 伸长率δ② 断面收缩率ψ3.强度金属材料在外力作用下,抵抗变形和破坏的能力称为强度。
由于各种机器零件或构件因载荷作用形式和作用性质不同,金属材料所表现出的强度大小也不同。
金属材料的强度指标:(1)屈服强度σs在拉伸试验中,载荷不增加而试样仍能继续伸长时的应力称为屈服强度。
(2)抗拉强度σb材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度。
(3)疲劳强度σ-1材料试样在疲劳试验过程中,在承受无数次(或给定次)对称循环应力作用仍不断裂的最大应力称为疲劳强度。
4.硬度金属表面抵抗硬物压入的能力称为硬度。
最常用的硬度指标:(1)布氏硬度HBS(HBW) 布氏硬度是使用一定直径的球体(淬火钢球或硬质合金球),以规定的试验力压入试样表面,经规定保持时间后卸除试验力,然后用测量表面压痕直径来计算硬度。
使用淬火钢球作硬度试验得到的硬度用HBS表示;使用硬质合金球作硬度试验得到的硬度用HBW表示。
(2)洛氏硬度HRC 洛氏硬度C标尺试验采用120°金刚石圆锥体加1471N总试验力测量的硬度值。
5.冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性,其大小用冲击韧度αK表示。
二、钢的分类、用途与牌号(一)钢的分类1.按是否特意加入合金元素分类:(1)碳素钢不含有特意加入合金元素的钢,称为碳素钢。
(2)合金钢在碳素钢的基础上,为改善钢的性能,在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢,称为合金钢。
2.按含碳量分类(1)低碳钢C ≤ 0.25%;(2)中碳钢 0.25%< C < 0.60%;(3)高碳钢C ≥ 0.60%;3.按质量分类(1)普通钢S ≤ 0.050%,P ≤ 0.045%(2)优质钢S ≤ 0.035%,P ≤ 0.035%(3)高级优质钢S ≤ 0.025%,P ≤ 0.025%4.按合金元素总量分类(1)低合金钢合金元素总含量< 5%(2)中合金钢合金元素总含量 5%~ 10%(3)高合金钢合金元素总含量>10%5.按用途分类(1)结构钢主要用于制造各种机械零件和工程构件的钢。
材料热处理知识
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材料热处理知识1. 简介材料热处理是一种通过对金属材料进行加热和冷却的过程,以改变材料的物理和机械性质的方法。
热处理可以使材料获得更优良的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性。
本文将介绍材料热处理的基本概念、常见的热处理方法以及热处理对材料性质的影响。
2. 热处理的基本概念热处理是通过加热和冷却材料来改变材料的组织和性能。
通过控制加热温度、保温时间和冷却速率等参数,可以使材料达到不同的组织状态,进而影响它的力学性能、耐磨性、抗腐蚀性等。
3. 常见的热处理方法3.1 淬火淬火是将材料加热至适当的温度,然后迅速冷却,以使材料达到马氏体组织状态的热处理方法。
淬火能够提高材料的硬度和强度,但也使材料变脆。
因此,在淬火后还需进行适当的回火处理,以降低材料的脆性。
3.2 回火回火是指将淬火后的材料重新加热到适当的温度,然后保温一段时间后冷却的热处理方法。
回火能够降低材料的硬度和强度,改善材料的韧性和塑性。
回火温度和时间的选择会影响材料的性能。
3.3 等温淬火等温淬火是指将材料加热至一定温度,保温一段时间后迅速冷却的热处理方法。
这种方法可以使材料达到珠光体组织状态,具有较高的强度和良好的韧性。
等温淬火通常用于高碳钢等材料的处理。
4. 热处理对材料性质的影响热处理能够改变材料的组织和性能。
下面我们将介绍热处理对材料硬度、强度、韧性以及耐磨性和耐腐蚀性的影响。
4.1 硬度和强度淬火能够使材料达到马氏体组织状态,从而提高材料的硬度和强度。
但淬火同时也增加了材料的脆性。
回火可以降低材料的硬度和强度,提高材料的韧性和塑性。
4.2 韧性回火能够提高材料的韧性和塑性。
通过调节回火温度和时间,可以得到不同韧性的材料。
较高的回火温度和适当的保温时间可以提高材料的韧性,而较低的回火温度和较长的保温时间可以提高材料的硬度和强度。
4.3 耐磨性和耐腐蚀性热处理可以改善材料的耐磨性和耐腐蚀性。
适当的热处理方法和条件可以使材料获得均匀的组织和细小的晶粒,从而提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。
金属材料和热处理基本概念及基础知识-热处理工艺
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淬透性一般可用淬火临界直径、截面硬度分布曲 线和端淬硬度分布曲线等表示。由于钢中化学成分的 波动,表示钢淬透性硬度曲线有一个波动范围,被称 为淬透性带。 钢材的淬透性与淬硬性是两个完全不同的概念。 淬火硬度高的不一定淬透性好,而硬度低的钢材也可 能具有高的淬透性。 一般机械制造行业大多以心部获得50% 马氏体为 淬火临界直径标准,对于重要机加及军工行业则以心 部获得90 %马氏体作为临界直径标准,以保证零件整 个截面都获得较高力学性能。
2.加热与保温时间
五、钢的回火与回火工艺
将淬火钢重新加热到A1以下某一温度,保温后冷 却到室温的热处理工艺称回火。
1、回火的目的
• ⑴ 降低淬火钢的脆性,消除或减少淬火钢的内应力。 • ⑵ 提高钢的塑性和韧性,获得所要求的性能。
• ⑶ 稳定工件尺寸,降低硬度,便于切削加工。
第四节 钢的表面淬火
将钢加热到临界点以上(某些退火也可在临界点以下) 保温一定时间,随炉缓慢冷却,以获得接近平衡状态组织的 热处理工艺。主要用于铸、锻、焊件毛坯的热处理。
• 1、退火的目的 • 1)降低钢件硬度,便于切削加工。 • 2)消除工件内应力,稳定尺寸。
• 3)细化晶粒,改善组织,提高钢的机械性能。 • 4)为最终热处理做好组织准备。
一、钢的渗碳 渗碳是将钢件加热到奥氏体状态下,于富碳介质 中长时间加热,使碳原子渗入表层,增加钢件表层的 含碳量,然后通过淬火获得高硬度的马氏体组织,达 到提高强度、耐磨性及疲劳强度的目的。 渗碳一般用含碳0.1~0.25%的低碳钢。 渗碳—淬火+低温回火
1、渗碳方法
⑴ 气体渗碳(煤油、苯、甲醇+丙酮) 渗碳介质的分解—吸收—扩散三个基本过程。 主要应控制好加热温度(930 º C)和保温时间。 温度越高,渗速越大,扩散层越厚,但晶粒越大,使 钢变脆。保温时间取决于渗层厚度,但时间越长,扩 散速度减慢。钢件渗碳几小时到几十小时,可得到 0.5~2mm的渗碳层深度。 ⑵ 固体渗碳 ⑶ 液体渗碳
热处理基本知识和材料选用讲解
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热处理基本知识和材料选用(叶芝青)改善钢的性能,有两个主要途径:一是调整钢的化学成分,加入合金 元素,即合金化的办法;另一是对钢实施热处理。
这两者之间有着极为密 切,相辅相成的关系,这里只介绍“钢的热处理”一、 钢的热处理的一般概念热处理是一种重要的金属加工工艺,在机械制造工业中已被广泛应 用。
钢经过正确的热处理,可提高使用性能,改善工艺性能,达到充分发 挥材料性能潜力,提高产品质量,延长使用寿命,提高经济效益的目的 据初步统计,在机床制造中,约60%~70%零件要经过热处理;在汽车、 拖拉机制造中需要热处理的零件多达70%~80%至于减速器齿轮箱的齿 轮和工模具及滚动轴承,则要100%进行热处理。
总之,重要的零件都必 须进行适当的热处理才能使用。
所谓钢的热处理是指将钢在固态下 进行加热、保温和冷却三个基本过程, 以改变钢的内部组织结构,从而获得 所需性能的一种加工工艺。
为简明表 明表示热处理的基本工艺过程,通常 用温度-时间坐标绘出热处理工艺曲线, 如图1所示,曲线①表示钢件在加热 升温阶段,曲线②表示钢件加热到规 定温度后处于保温阶段,曲线③表示钢件保温结束后进行淬火冷却。
钢热处理的最基本类型可根据加热和冷却方法不同,大致分类如下: 热处理可以是机械零件加工制造工艺中的一个中间工序,如改善锻、 轧、铸毛坯组织的退火或正火,齿轮箱体消除焊接应力退火和降低工件硬 度改善切削加工性能的退火等。
也可以是使机械零件性能达到规定技术指 标的最终工序,如经淬火加普通热处理- 退火正火淬火 回火表面淬火- 火焰加热感应加热表面热处理--渗碳惟学热处理- -渗氮_碳氮共渗控制气氛热处理其他热处理--真空热处理 —形变热处理热处理类型-图1热处理工艺曲线示意图高温回火,使机械零件获得极为良好综合力学性能,例如渗碳齿轮的整个加工工序是:锻造-退火-粗加工-探伤-正火-精加工-渗碳、淬火、回火-喷丸-(磨齿)。
由此可见,热处理同其他工艺过程密切,在机械零件加工制造过程中具有十分重要的地位和作用。
金属材料及热处理基础知识.ppt
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2 .洛氏硬度
以顶角为120度的金刚石圆锥体或直径1.588mm的淬火 钢球作为压头,以一定的压力使其压入材料表面,测量压痕 深度来确定其硬度,即为洛氏硬度。被测材料硬度,可直接 在硬度计刻盘读出。
洛氏硬度常用的有三种,分别以HRA、HRB、HRC来表示。 洛氏硬度符号、试验条件和应用表
下贝氏体:无方向性的针状铁素体上弥散分布着细小颗粒的 渗碳体
7、魏氏组织
魏氏组织是在比较大的过冷度下形成的。奥氏体过冷到这 一温度区内,便会形成魏氏组织。魏氏组织铁索体是以切变机 理形成的其生长往往都是由晶界网状铁索体分枝,许多铁赢体 片平行地向晶粒内部长大。铁素体片之间的奥氏体随后变成珠 光体。魏氏组织会降低钢的塑性和韧性,尤其是冲击韧性。
3.维氏硬度 测定维氏硬度的原理基本上和布氏硬度相同,区别在于压头
采用锥面夹角为136度的金刚石正四棱锥体,压痕是四方锥形。 维氏硬度值用HV表示。
压痕面
4. 里氏硬度
原理:当材料被一个冲击体撞击时,较硬材料使冲击体产生 的反弹速度大于较软者。
5. 硬度与强度值的对应关系 由于硬度值综合反映了材料在局部范围内对塑性变形等 的抵抗能力,故它与强度值也有一定关系。 工程上:
冷却速度对晶粒大小的影响
快速冷却,形核点多,晶粒细小 冷却速度慢,均匀长大,晶粒粗大
1.2.2 铁碳合金的基本组织 铁 碳含量>2%--弱而脆
铁碳合金
铁素体—碳熔于α铁或δ铁中的固溶体 F
钢 奥氏体—碳熔于γ铁中的固溶体 A 强而韧 碳含量 0.02%-2%
渗碳体—铁碳金属化合物含碳6.67% Fe3C
许用应力 o
n
安全系数
热处理的基本知识
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过烧与欠烧的预防与控制
总结词
过烧和欠烧是热处理中常见的问题,它们会 影响材料的性能和热处理的可靠性。
详细描述
过烧是指加热温度过高或保温时间过长,导 致材料内部晶粒长大、氧化或融化。欠烧则 是加热温度或保温时间不足,导致材料未完 全奥氏体化或淬火不完全。为了预防和控制 过烧和欠烧,需要精确控制加热温度和时间 ,以及选择适当的加热和冷却速度。
气氛
热处理过程中所选择的气氛(如空 气、保护气体等)会影响金属的氧 化、脱碳等化学变化。
03
CATALOGUE
热处理工艺分类
退火
退火是将金属加热到适当温度,保持一定时 间,然后缓慢冷却的过程。其目的是消除内 应力、降低硬度、提高塑性和韧性。
退火工艺可分为完全退火、等温退火和球化 退火等。完全退火是将金属加热到临界点以 上,使组织完全奥氏体化,然后随炉缓慢冷 却;等温退火是将金属加热到临界点以上某 一温度,保持一定时间后快速冷却至室温; 球化退火则是将金属加热到略低于临界点温
05
CATALOGUE
热处理中的问题与解决方案
裂纹的产生与预防
总结词
裂纹是热处理中常见的问题,其产生与 多种因素有关,如冷却速度、加热温度 等。
VS
详细描述
裂纹的产生通常是由于热处理过程中材料 内部应力的集中和超过材料的断裂强度所 引起的。为了预防裂纹的产生,需要控制 加热和冷却速度,选择适当的加热温度和 时间,以及采用适当的热处理工艺。
THANKS
感谢观看
04
CATALOGUE
热处理的应用
钢铁工业
01
钢铁是热处理应用最广泛的材料 之一,通过不同的热处理工艺, 可以改变钢铁的内部结构和性能 ,以满足各种不同的需求。
热处理的基本知识大全
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热处理的基本知识大全热处理是一种通过加热和冷却金属材料来改变其物理和机械性能的工艺。
在工业生产中,热处理被广泛应用于各种金属制品的生产中,以提高材料的硬度、强度、韧性和耐磨性等性能。
热处理工艺的掌握对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
本文将介绍热处理的基本知识,包括热处理工艺的分类、常见的热处理方法以及热处理后金属材料的性能变化等内容。
热处理工艺可以分为一般热处理和表面热处理两大类。
一般热处理是指对整个金属材料进行加热和冷却,以改变其整体性能。
而表面热处理则是只对金属材料的表面进行加热和冷却,以提高其表面硬度和耐磨性。
一般热处理包括退火、正火、淬火和回火等方法,而表面热处理则包括渗碳、氮化、渗氮等方法。
不同的热处理工艺对金属材料的性能影响也有所不同,因此在实际应用中需要根据具体要求选择合适的热处理工艺。
在热处理工艺中,退火是最常用的一种方法。
通过将金属材料加热至一定温度,然后控制冷却速度,可以使金属材料的晶粒细化,减小内部应力,提高塑性和韧性。
正火则是通过加热至临界温度后保温一段时间,再进行适当冷却,以达到调质的目的。
淬火是指将金属材料加热至临界温度后迅速冷却,使其获得高硬度和强度。
而回火则是在淬火后对金属材料进行加热处理,以降低其脆性和提高韧性。
热处理后,金属材料的性能会发生明显的变化。
一般情况下,热处理会提高金属材料的硬度和强度,但会降低其塑性和韧性。
因此,在实际应用中需要根据具体要求选择合适的热处理工艺,以达到最佳的性能。
此外,热处理还可以改善金属材料的加工性能,提高其耐磨性和耐腐蚀性,从而延长其使用寿命。
总的来说,热处理是一种重要的金属材料加工工艺,通过控制加热和冷却过程,可以改变金属材料的组织结构和性能,从而满足不同工程要求。
熟练掌握热处理工艺对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
希望本文所介绍的热处理的基本知识能够对您有所帮助。
常用金属材料及热处理知识
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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。
热处理的基础知识
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热处理的基础知识热处理,顾名思义,就是在高温下对材料进行处理。
它是工业生产和加工的一个重要部分,广泛应用于机械、汽车、航空、建筑等领域。
热处理可以改变材料的机械性能、物理性质和化学性质,从而提高其使用寿命、强度和韧性。
本文将介绍热处理的基础知识,包括热处理的目的、热处理方法、热处理的影响因素和热处理的注意事项。
一、热处理的目的热处理的目的是调整材料的组织结构和性能,在不改变其化学成分的前提下,使其达到特定的物理和机械性能。
具体来说,热处理的主要目的包括以下几个方面:1.改善材料的硬度:提高材料的硬度可以使其更加耐磨损,从而延长其使用寿命。
常用的方法是淬火和弹性调质。
2.提高材料的均匀性:在热处理过程中,能使材料内部的性质更加均匀,消除缺陷和应力。
常用的方法是退火和正火。
3.增加材料的韧性:提高材料的韧性可以使其更加耐冲击和抗震动,避免在使用过程中出现裂纹和断裂。
常用的方法是调质和回火。
二、热处理方法热处理的方法主要有四种,分别是淬火、退火、正火和调质。
下面分别进行介绍。
1.淬火淬火是将高温下加热后的金属材料迅速冷却,使其达到极高的硬度和脆性。
其原理是通过迅速冷却将铁素体转变为马氏体,从而在材料内部形成高强度的结晶体。
淬火过程中的冷却介质通常是水、油、盐水或其他淬火介质。
2.退火退火是将材料加热到一定温度下,然后缓慢冷却至室温,使材料内部的应力和缺陷得以消除,同时使其性能变得更加均匀。
退火过程中的冷却速度很慢,通常是将材料装入炉内,然后让它们自然冷却至室温。
3.正火正火是介于淬火和退火之间的一种处理方法。
它将材料加热到一定温度后,再迅速冷却,以消除材料内部的应力和缺陷,并使其硬度和强度达到一定的程度。
4.调质调质是将材料加热到一定的温度后,再通过退火或淬火来使其达到特定的硬度和韧性。
调质通常采用两步法,第一步是淬火,第二步是回火。
回火是指将淬火后的材料加热到一定温度后,然后迅速冷却,使其恢复韧性。
金属材料及热处理基础知识
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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。
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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;
根据铝合金的成分及生产工艺特点,可将常用的铝合金分类如下:
五. 钢的热处理基本知识
金属热处理是重要的航空制造技术之一,它对航空产品的性能、质量和 寿命起着举足轻重的作用。为了适应航空产品减轻重量、提高使用性能的要 求,绝大多数航空金属零件都要进行热处理,以获得高的比强度和良好的综 合性能。安全可靠是航空产品追求的另一个目标,热处理质量对航空产品的 安全可靠性将产生重大影响,因此,在航空工业生产中热处理占有极其重要 的地位。 1.钢的热处理:钢的热处理是利用固态加热保温和冷却的方法,来改变钢的 内部组织,从而达到改善钢的性能的一种工艺方法。 2.常用的热处理工艺方法: 1)退火:将钢加热到奥氏体转变温度以上的某一温度,保温一定时间,然 后缓慢冷却,从而得到近似平衡组织的热处理方法,称为退火。
防锈铝合金 形变铝合金 硬铝合金 锻造铝合金 铝合金 铝硅合金 铸造铝合金 铝铜合金 铝镁合金 铝锌合金 图2 铝合金分类
普通硬铝合金 超硬铝合金
耐热铝合金
常用的铜合金分类如下: 普通黄铜(铜锌合金) 铅黄铜 黄铜 铜合金 铝黄铜
特殊黄铜 锰黄铜
铸造硅黄铜 铸造铝黄铜
锡青铜
铝青铜
ห้องสมุดไป่ตู้青铜
铍青铜 钛青铜 图3 铜合金分类
2.2 优质碳素结构钢
低碳钢:含碳量低,塑性和韧性好,冷加工成型优良。10号钢、15、 20、 25号钢;
中碳钢: 35、40、45;
高碳钢: 60、65、70;
2.3 碳素工具钢
含碳量为0.65-1.35%;材料:T7A、T8A、T9A、T10A;
3.合金钢的编号及用途
合金钢:在碳钢中特意加入一种或几种其他合金元素所组成的钢叫做合 金钢。
二○一三年九月八日
一. 前言
金属材料目前作为现代工业的主要用材,在工业生产中起到
极其重要的作用,为工业生产中不可或缺的组成元素。经过不断 的发展,现今的金属材料已经发展极其庞大,使用的种类繁多,
应用的领域广泛。就我们公司而言,金属材料占据了厂生产用料
的绝大部分,所以作为现代航空人为了能更出色的完成工厂的 生产任务,就必须对金属材料有所了解。对于工厂使用的五花八
合金钢
合金工具钢
量具钢 模具钢
特殊钢
铬不锈钢 不锈钢 耐热钢 铬镍不锈钢 耐磨钢 超高强度钢
图1
钢的分类情况
2.1 碳素结构钢
碳素结构钢按所含杂质的多少,又分为普通碳素钢及优质碳素结构钢。
普通碳素钢:根据供应时的技术条件分就甲、乙、特三类; 甲类钢:供应时保证钢具有一定的机械性能,但不保证其化学成分。 钢的牌号为:甲1--甲7或 A1--A7,顺序号越高,钢的强度越大, 塑性越低。 乙类钢:供应时保证一定的化学成分,但不保证其机械性能。 钢的牌号为:乙1--乙7或 B1--B7 特类钢:即保证一定的化学成分和机械性能。 钢的牌号为:特2--特5 或C2--C5共四种。
2)目的: 1) 降低硬度,便于切削加工;2)细化晶粒,均匀组织,以改善钢 件毛坯的机械性能,或者为下一步淬火做好准备;3)消除内应力。 3)按照退火的目的和方法的不同,退火主要用于预备热处理。方法又可分完 全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、低温退火、扩散退火、再结晶退 火。 4)正火(正常化):是将钢加热到临界点Ac3 或Acm以上30~50℃,保持适当 时间后,在静止空气中冷却的热处理工艺。 目的和作用: a.低碳钢:提高硬度,改善加工性能,防止粘刀,提高表面光洁度。 b.中碳钢、合金钢:细化晶粒、均匀组织、为淬火做好组织准备。 c.高碳钢、高合金钢:消除网状碳化物、为球化退火作准备。 d.渗碳钢:消除渗层网状碳化物。e.铸件、锻件:消除不正常组织、如消 除粗晶。f. 要求不高的碳素结构钢:用于最终热处理。
8)时效:为了消除毛坯在制造时产生的内应力,以防止或减少由于内 应力引起变形所采用的处理方法叫做时效处理。 时效目的:使固溶和淬火后的零件慢慢去除内应力,减少变形。 时效方法:自然时效、人工时效 9)冰冷处理:是将淬火零件从室温继续冷却到更低的温度,使组织中 残余奥氏体继续转变为马氏体的热处理工艺。 3.化学热处理:所谓化学热处理就是将钢加热至高温使另一种元素渗入 表面,从而改变其表面的化学成分,再通过相应的热处理,使其表面的 化学性质,物理性质与机械性能符合我们的要求,称为化学热处理。
四. 军品常用材料
1) 优质碳素钢: 08号钢、20号钢、45号钢; 2) 渗碳、渗氮钢:12CrNi3A、12CrNi4A、16CrNi4MoA、18Cr2Ni4WA、 25Cr3Mo、38CrMoAlA、2Cr3WMoV; 3) 弹簧钢:70号钢、Ⅱa 组、65Mn、60Si2MnA、65Si2MnWA、50CrVA;
门的金属材料,我们就有必要熟悉金属材料及热处理的基本知识
和分类、性能、用途,这样才能使我们更好的完成生产任务,解 决生产实际中的问题。
二. 金属材料的基本性能
1.机械性能:金属材料必须具有一种抵抗外力作用而不至被破坏的能力。 指标包括有硬度、强度、塑性、韧性。 硬度:金属抵抗其它更硬物体压入其表面的能力。
合金钢的分类:
a 按用途分为:合金结构钢、合金工具钢、特殊钢; b 按合金元素含量分为: 低合金钢:钢中合金元素总量不超过5%; 中合金钢:钢中合金元素总量不超过5~10%; 高合金钢:钢中合金元素总量大于10%; c 按金相组织分类:可分类为珠光体、马氏体、贝氏体、奥氏体组织。
钢中加入合金元素的目的:改变钢的内部组织,提高钢的物理、化学、 机械性能。 合金结构钢:按用途和热处理特点,又分为渗碳钢、调质钢、弹簧钢、 轴承钢; 1)合金结构钢(渗碳钢):材料:20Cr、18CrMnTi、20CrMnTi、20Mn2B、 12CrNi3A、12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA; 2)调质钢:材料:40Cr、35CrMo、40Cr3MoV、38CrMoAlA; 3)弹簧钢:材料:55Si2Mn、60Si2Mn、65Si2MnWA、50CrVA; 4)轴承钢:材料:GCr9、GCr15、GCr15SiMn; 合金工具钢: 又分为刃具钢、量具钢、模具钢; 1)刃具钢可分为:低合金工具钢和高速工具钢。 a.低合金工具钢材料:9SiCr、CrWMn、CrMn、9Mn2V; b.高速工具钢材料:W18Cr4V、W9Cr4V2、W6Mo5Cr4V2;
0.25-0.55%的钢;高碳钢含碳量>0.55%的钢。
b 按质量分类:普通碳素钢、优质碳素钢、高级碳素钢; c 按用途分类:分为碳素结构钢和碳素工具钢。
普通碳素钢 碳素钢 优质碳素钢
甲类钢 乙类钢 特类钢
优质碳素结构钢 优质碳素工具钢
合金渗碳钢
合金调质钢 合金结构钢
钢
合金弹簧钢 滚动轴承钢 低合金工具钢 刃具钢 高速工具钢 热变形模具钢 冷变形模具钢
2)模具钢:可分为冷变形模具钢和热变形模具钢
a 冷变形模具钢材料:Cr12、Cr12MoV;
b 热变形模具钢材料:5CrMnMo、5CrNiMo、5SiMnMoV、3Cr2W8V; 4.合金弹簧钢、滚动轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、模具钢、不锈钢; 5.铸铁的编号及分类 白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、铸钢; 6.有色金属材料的分类及编
11)高温合金:GH90;GH2132
12)铸造铝合金:ZL-101、ZL-105、ZL-204A; 13)铍青铜:QBe2、QBe1.9;
14)双金属片:5J20110、5J1480;
15)黄铜:H68; 16)镍铜合金:NCu30-4-2-1; 17)高弹性钢:3J21 18)高铬高钼铸造合金:Cr18Mo16V; 19)耐蚀铁镍铬软磁合金:FeCr13、FeCr17; 20)高纯铁:DT3;
4) 调质高强度钢:38Cr、30CrMnSiA、40CrNiMoA;
5) 超高强度钢:40CrNi2Si2MoVA; 6) 轴承钢:GCr15; 7) 合金工具钢:CrWMn、Cr12MoV; 8) 高速钢:W18Cr4V、W9Cr4V2、W6Mo5Cr4V2; 9) 钛合金:TC4、TC6; 10)铝青铜:QAL10-4-4