金属材料与热加工基础课件第2章
合集下载
金属材料与热处理第二章(中国劳动社会保障出版社)PPT课件
§2－3 金属的工艺性能
金属材料的一般加工过程
铸件
机加工
冶炼→铸造
热锻
机加工
铸锭
热轧→
板料、棒材、 型材、管材
焊接 机加工
零 件
冷轧、冷拔、冷冲
金属材料的工艺性能——金属材料对不同加工工艺方 法的适应能力。它包括铸造性能、锻造性能、切削加工性 能和焊接性能、热处理性能等。
一、铸造性能 二、锻压性能 三、焊接性能 四、切削加工性能及热处理性能
根据载荷作用性质的不同分：
（1）静载荷——大小不变或变化过程缓慢的载荷。
（2）冲击载荷——在短时间内以较高速度作用于零件Fra bibliotek上的载荷。
（3）交变载荷——大小、方向或大小和方向随时间发
生周期性变化的载荷。
载荷的作用形式
2．内力
内力——工件或材料在受到外部载荷作用时，为保持 其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称 为。
形变强化（加工硬化）——冷塑性变形除了 使晶粒的外形发生变化外，还会使晶粒内部的位 错密度增加，晶格畸变加剧，从而使金属随着变 形量的增加，使其强度、硬度提高，而塑性、韧 性下降。
金属的塑性变形，在外形变化的同时，晶粒 的形状也会发生变化。通常晶粒会沿变形方向压 扁或拉长。
塑性变形后的金属组织
§2－2 金属的力学性能
抗拉强度——拉伸实验测定 抗压强度 抗剪强度 抗扭强度 抗弯强度
1．拉伸试样
d——试样直径 L0——标距长度
低碳钢拉伸实验
2．力－伸长曲线
弹性变形阶段 屈服阶段 强化阶段 缩颈阶段
力－拉伸曲线
3．强度指标
（1）屈服强度——当金属材料出现屈服现象时， 在实验期间发生塑性变形而力不增加的应力点。屈服 强度分为上屈服强度ReH和下屈服强度ReL。
电子课件-《金属材料与热处理(少学时)(第二版)》-A02-4018 第2章
金属中原子的排列情况
绝大多数(约占85%)的金属属于三种简单晶格类型。
三、单晶体与多晶体
晶体内部的晶格排列方位完全一致的晶体称为单晶体。 实际使用的金属是由很多大小、外形和晶格排列方向均 不相同的小晶体所组成的，这样的小晶体称为晶粒，晶粒间 由不规则排列的原子构成了晶界。由很多小晶体组成的晶体 称为多晶体。
金属在结晶时，对液态金属采取机械振动、超声波振
动和电磁振动等措施，使生长中的枝晶破碎而细化，破碎 的枝晶还可作为结晶核心，从而达到提高形核率、阻碍晶 粒长大的双重目的，以细化晶粒。
三、铁的同素异构转变
金属在固态下随温度的改变由一种晶格转变为另一 种晶格的现象，称为金属的同素异构转变。
单晶体
多晶体
四、晶体的缺陷
§2-2 金属的结晶
金属从原子不规则排列的高温液体状态冷却凝固为原子 有规律排列的固体状态的过程称为结晶。
一、金属的结晶
金属的结晶过程由晶核的产生(形核)和生成枝晶(长大) 两个基本过程组成，并且这两个过程是同时进行的。
金属结晶过程示意图
二、晶粒大小对金属材料的影响
结构
一、晶体与非晶体
二、晶格与晶胞
为了更清楚地表示晶体中原子排列的规律，可将原子 简化为一个质点，再用假想的线将它们连接起来，这样就 形成了一个能反映原子在晶体中排列规律的空间格架，称 为晶格。
晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积 而成的。其中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单 元称为晶胞。
从图中不难看出， 形核率越高，长大速率 相对增长较慢，则结晶 后的晶粒越细，因而在 生产中一般通过提高形 核率并控制晶粒长大速 率的方法来细化晶粒。
核率、长大速率与过冷度的关系
1.增加过冷度 金属结晶过程中过冷度越大，晶粒越细。
绝大多数(约占85%)的金属属于三种简单晶格类型。
三、单晶体与多晶体
晶体内部的晶格排列方位完全一致的晶体称为单晶体。 实际使用的金属是由很多大小、外形和晶格排列方向均 不相同的小晶体所组成的，这样的小晶体称为晶粒，晶粒间 由不规则排列的原子构成了晶界。由很多小晶体组成的晶体 称为多晶体。
金属在结晶时，对液态金属采取机械振动、超声波振
动和电磁振动等措施，使生长中的枝晶破碎而细化，破碎 的枝晶还可作为结晶核心，从而达到提高形核率、阻碍晶 粒长大的双重目的，以细化晶粒。
三、铁的同素异构转变
金属在固态下随温度的改变由一种晶格转变为另一 种晶格的现象，称为金属的同素异构转变。
单晶体
多晶体
四、晶体的缺陷
§2-2 金属的结晶
金属从原子不规则排列的高温液体状态冷却凝固为原子 有规律排列的固体状态的过程称为结晶。
一、金属的结晶
金属的结晶过程由晶核的产生(形核)和生成枝晶(长大) 两个基本过程组成，并且这两个过程是同时进行的。
金属结晶过程示意图
二、晶粒大小对金属材料的影响
结构
一、晶体与非晶体
二、晶格与晶胞
为了更清楚地表示晶体中原子排列的规律，可将原子 简化为一个质点，再用假想的线将它们连接起来，这样就 形成了一个能反映原子在晶体中排列规律的空间格架，称 为晶格。
晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积 而成的。其中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单 元称为晶胞。
从图中不难看出， 形核率越高，长大速率 相对增长较慢，则结晶 后的晶粒越细，因而在 生产中一般通过提高形 核率并控制晶粒长大速 率的方法来细化晶粒。
核率、长大速率与过冷度的关系
1.增加过冷度 金属结晶过程中过冷度越大，晶粒越细。
第二章 金属材料与热处理基础12节PPT课件
第二章 金属材料及热处理基础
（课3）
学习目的： 通过本章的学习具备所必需的汽车所使用的金属
材料基本知识。 学习要求：
掌握钢的热处理的基本知识及常用的热处理方法、 工艺特点和应用范围。
掌握常用的机械工程材料类型、牌号、力学性能 及用途。初步具有选择工程材料的能力。
1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
4
第二章 金属的晶体结构与结晶
3、认识金属的不同结构组织的各方面性
能是不一样的，实际应用中，影响金属的各种
使用性能。了解金属的晶体结构及结晶，我们
才能够掌握金属材料性能的变化规律。
一、金属晶体结构的基本知识
1、金属是晶体
固态物质里根据其原子的排列形式分为两
类：晶体和非晶体。
晶体：特点是其原子或离子在三维空间呈
13
第二章 金属的晶体结构与结晶
关于晶面与晶向（P14详细介绍）： 晶面：晶面是在晶格中由一系列原子组 成的平面，而晶面则又是由一行行的原子组 成。 晶向：是指晶格中各原子的位向。
三种重要的 Nhomakorabea晶
14
第二章 金属的晶体结构与结晶
二、合金的基本概念（P17）
合金是由一种金属元素同一种或者几种其 它元素组成的具有金属特征的物质。
晶 胞
9
第二章 金属的晶体结构与结晶
3、金属中常见的晶格类型
金属的晶格类型很多，最常见的也是最典型
的晶格类型有三种：
⑴ 体心立方晶格
特征：是一个立
方体。在晶胞的8个
结点上各有一个原
子，在晶胞中心也 有一个原子。
体心立方晶格
10
第二章 金属的晶体结构与结晶
（课3）
学习目的： 通过本章的学习具备所必需的汽车所使用的金属
材料基本知识。 学习要求：
掌握钢的热处理的基本知识及常用的热处理方法、 工艺特点和应用范围。
掌握常用的机械工程材料类型、牌号、力学性能 及用途。初步具有选择工程材料的能力。
1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
4
第二章 金属的晶体结构与结晶
3、认识金属的不同结构组织的各方面性
能是不一样的，实际应用中，影响金属的各种
使用性能。了解金属的晶体结构及结晶，我们
才能够掌握金属材料性能的变化规律。
一、金属晶体结构的基本知识
1、金属是晶体
固态物质里根据其原子的排列形式分为两
类：晶体和非晶体。
晶体：特点是其原子或离子在三维空间呈
13
第二章 金属的晶体结构与结晶
关于晶面与晶向（P14详细介绍）： 晶面：晶面是在晶格中由一系列原子组 成的平面，而晶面则又是由一行行的原子组 成。 晶向：是指晶格中各原子的位向。
三种重要的 Nhomakorabea晶
14
第二章 金属的晶体结构与结晶
二、合金的基本概念（P17）
合金是由一种金属元素同一种或者几种其 它元素组成的具有金属特征的物质。
晶 胞
9
第二章 金属的晶体结构与结晶
3、金属中常见的晶格类型
金属的晶格类型很多，最常见的也是最典型
的晶格类型有三种：
⑴ 体心立方晶格
特征：是一个立
方体。在晶胞的8个
结点上各有一个原
子，在晶胞中心也 有一个原子。
体心立方晶格
10
第二章 金属的晶体结构与结晶
金属材料与热处理教学课件第二单元
固溶强化是金属强化的一种重要形式。在溶质含量 适当时，可显著提高材料的强度和硬度，而塑性和 韧性没有明显降低。
➢ 纯铜的Rm 为220MPa, 硬度为40HBW, 断面收缩率Z为70%。
当加入1%镍形成单相固溶体后, 强度升高到390MPa, 硬度 升高到70HBW, 而断面收缩率仍有50%。所以固溶体的综合 力学性能很好, 常常作为合金的基体相。
➢ 固溶体用α、β、γ等符号表示。A、B组元组成的固溶体 也可表示为A(B), 其中A为溶剂, B为溶质。例如铜锌合金 中锌溶入铜中形成的固溶体一般用α表示, 亦可表示为 Cu(Zn)。
2、分类 ➢ 按溶质原子在溶剂晶格中的位置, 固溶体可分为置换固
溶体与间隙固溶体两种。 ➢ 按溶质原子在溶剂中的溶解度，固溶体可分为有限固溶
立方
➢布拉菲点阵
7个晶系，
六方
14种点阵。
➢大部分（2/3）的
四方
金属属于三种典型
的晶体结构。
菱方
正交
单斜
三斜
三、 典型晶体结构
• 在元素周期表一共约有110种元素，其中80多种是金属， 占2/3。而这80多种金属的晶体结构大多属于三种典型 的晶体结构。它们分别是： 1、体心立方晶格（BCC） 2、面心立方晶格（FCC） 3、密排六方晶格（HCP）
面心立方晶格
原子个数
➢ 在面心立方晶胞中, 每个角上的原子在晶格中同时属于8个 相邻的晶胞,因而每个角上的原子属于一个晶胞仅为1/8, 而每个侧面中心的那个原子则属于两个晶胞。所以一个体 心立方晶胞所含的原子数为 4个。
n 18 16 4 82
原子半径
r 2a 4
• 面心立方晶格
晶格常数：a 原子半径： 原子个数：4 配位数： 12 致密度：0.74 常见金属： -Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等
➢ 纯铜的Rm 为220MPa, 硬度为40HBW, 断面收缩率Z为70%。
当加入1%镍形成单相固溶体后, 强度升高到390MPa, 硬度 升高到70HBW, 而断面收缩率仍有50%。所以固溶体的综合 力学性能很好, 常常作为合金的基体相。
➢ 固溶体用α、β、γ等符号表示。A、B组元组成的固溶体 也可表示为A(B), 其中A为溶剂, B为溶质。例如铜锌合金 中锌溶入铜中形成的固溶体一般用α表示, 亦可表示为 Cu(Zn)。
2、分类 ➢ 按溶质原子在溶剂晶格中的位置, 固溶体可分为置换固
溶体与间隙固溶体两种。 ➢ 按溶质原子在溶剂中的溶解度，固溶体可分为有限固溶
立方
➢布拉菲点阵
7个晶系，
六方
14种点阵。
➢大部分（2/3）的
四方
金属属于三种典型
的晶体结构。
菱方
正交
单斜
三斜
三、 典型晶体结构
• 在元素周期表一共约有110种元素，其中80多种是金属， 占2/3。而这80多种金属的晶体结构大多属于三种典型 的晶体结构。它们分别是： 1、体心立方晶格（BCC） 2、面心立方晶格（FCC） 3、密排六方晶格（HCP）
面心立方晶格
原子个数
➢ 在面心立方晶胞中, 每个角上的原子在晶格中同时属于8个 相邻的晶胞,因而每个角上的原子属于一个晶胞仅为1/8, 而每个侧面中心的那个原子则属于两个晶胞。所以一个体 心立方晶胞所含的原子数为 4个。
n 18 16 4 82
原子半径
r 2a 4
• 面心立方晶格
晶格常数：a 原子半径： 原子个数：4 配位数： 12 致密度：0.74 常见金属： -Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等
金属材料与热加工工艺培训课程
非晶体:（1）结构无序；（2）物理性质表现 为各向同性；（3）没有固定熔点
西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT
材料及热加工工艺—第二章 金属及合金的结构与结晶
2、晶格与晶胞 ⑴ 晶格：用假想的直线将原子中心连接起来所形成
材料及热加工工艺—第二章 金属及合金的结构与结晶
四 金属的结晶 1、金属结晶的概念
金属自液态经冷却转变为固态的过程是原子从排
列不规则的液态转变为排列规则的晶态的过程。
结晶： 液体 --> 晶体
凝固： 液体 --> 固体（晶体或非晶体）
液体
晶体
西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT
• 晶界的特点：
• ① 原子排列不规则。
• ② 熔点低。
• ③ 耐蚀性差。
• ④ 易产生内吸附，外来 原子易在晶界偏聚。
• ⑤ 阻碍位错运动，是强
化部位，因而实际使用的
金属力求获得细晶粒。
• ⑥ 相变的优先形核部位
显微组织的显示
西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT
金属工艺—第二章 金属及合金的结构与结晶
第一节 金属的结构与结晶 一、金属键与金属的特性
金属的定义（传统）：--是具有良好的导电性、 导热性、延展性（塑性）和金属光泽的物质。
金属原子的外层电子少，容 易失去。当金属原子相互靠 近时，外层原子就脱离原子， 成为自由电子，为整个金属 所共有，自由电子在金属内 部运动，形成电子气。这种 依靠自由电子与金属正离子 的相互吸引而结合的方式称 为金属键。
西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT
材料及热加工工艺—第二章 金属及合金的结构与结晶
2、晶格与晶胞 ⑴ 晶格：用假想的直线将原子中心连接起来所形成
材料及热加工工艺—第二章 金属及合金的结构与结晶
四 金属的结晶 1、金属结晶的概念
金属自液态经冷却转变为固态的过程是原子从排
列不规则的液态转变为排列规则的晶态的过程。
结晶： 液体 --> 晶体
凝固： 液体 --> 固体（晶体或非晶体）
液体
晶体
西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT
• 晶界的特点：
• ① 原子排列不规则。
• ② 熔点低。
• ③ 耐蚀性差。
• ④ 易产生内吸附，外来 原子易在晶界偏聚。
• ⑤ 阻碍位错运动，是强
化部位，因而实际使用的
金属力求获得细晶粒。
• ⑥ 相变的优先形核部位
显微组织的显示
西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT
金属工艺—第二章 金属及合金的结构与结晶
第一节 金属的结构与结晶 一、金属键与金属的特性
金属的定义（传统）：--是具有良好的导电性、 导热性、延展性（塑性）和金属光泽的物质。
金属原子的外层电子少，容 易失去。当金属原子相互靠 近时，外层原子就脱离原子， 成为自由电子，为整个金属 所共有，自由电子在金属内 部运动，形成电子气。这种 依靠自由电子与金属正离子 的相互吸引而结合的方式称 为金属键。
第二章金属材料加工基础PPT课件
削或无切削精密铸件。
34
3、压力铸造 ➢ 定义：压力铸造简称压铸，是指将液态或半液态
合金浇入压铸机的压室内，使之在高压和高速下 充填型腔，并在高压下成形和结晶而获得铸件的 一种铸造方法。 ➢ 工艺过程 ：
35
视频5：压力铸造
36
➢ 特点和应用：
浇注时间短，易于机械化、自 动化作业；
铸型散热快，晶粒细化，耐磨、 耐蚀性好；
是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属在重力、 压力、离心力、电磁力等外力场的作用下充满铸 型，凝固后获得一定形状与性能铸件的生产过程， 是生产金属零件和毛坯的主要形式之一。
2、铸造的基本过程：
液态 金属
充型
凝固 收缩
铸件
4
3、特点：
➢ 液态成型，可铸造任何形状的铸件； ➢ 铸件的形状、尺寸与零件接近，可节省金属材
22
▪ 设计原则： ① 冒口的凝固时间必须大于或等于铸件被补缩 部分的凝固时间； ② 冒口应具有足够大的体积，以保证有足够的 金属液补充铸件内部的体收缩。 ③ 在铸件凝固时，冒口与被补缩部位之间应有 通畅的补缩通道。
23
冷铁 作用：是为了加速铸件厚壁部分的冷却， 使其与邻近部位同时凝固，避免出现缩孔、 缩松等缺陷。 分类：内冷铁和外冷铁
56
➢ 楔横轧：利用两个外表镶有凸块并作同向旋转的平行
轧辊对沿轧辊轴向送进的坯料进行轧制的方法。主要用 于加工阶梯轴、锥形轴等各种对称的零件或毛坯。
金属变形过程
轧制时坯料径向尺寸减小，长度增加
57
58
视频8：轧制
59
三、锻造 ➢ 定义：锻造是将固态金属
加热到再结晶温度以上， 在压力作用下产生塑性变 形，把坯料的某一部分体 积转移到另一部分，从而 获得一定形状、尺寸和内 部质量的锻件的工艺方法。 ➢ 分类：自由锻造、模型锻 造
34
3、压力铸造 ➢ 定义：压力铸造简称压铸，是指将液态或半液态
合金浇入压铸机的压室内，使之在高压和高速下 充填型腔，并在高压下成形和结晶而获得铸件的 一种铸造方法。 ➢ 工艺过程 ：
35
视频5：压力铸造
36
➢ 特点和应用：
浇注时间短，易于机械化、自 动化作业；
铸型散热快，晶粒细化，耐磨、 耐蚀性好；
是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属在重力、 压力、离心力、电磁力等外力场的作用下充满铸 型，凝固后获得一定形状与性能铸件的生产过程， 是生产金属零件和毛坯的主要形式之一。
2、铸造的基本过程：
液态 金属
充型
凝固 收缩
铸件
4
3、特点：
➢ 液态成型，可铸造任何形状的铸件； ➢ 铸件的形状、尺寸与零件接近，可节省金属材
22
▪ 设计原则： ① 冒口的凝固时间必须大于或等于铸件被补缩 部分的凝固时间； ② 冒口应具有足够大的体积，以保证有足够的 金属液补充铸件内部的体收缩。 ③ 在铸件凝固时，冒口与被补缩部位之间应有 通畅的补缩通道。
23
冷铁 作用：是为了加速铸件厚壁部分的冷却， 使其与邻近部位同时凝固，避免出现缩孔、 缩松等缺陷。 分类：内冷铁和外冷铁
56
➢ 楔横轧：利用两个外表镶有凸块并作同向旋转的平行
轧辊对沿轧辊轴向送进的坯料进行轧制的方法。主要用 于加工阶梯轴、锥形轴等各种对称的零件或毛坯。
金属变形过程
轧制时坯料径向尺寸减小，长度增加
57
58
视频8：轧制
59
三、锻造 ➢ 定义：锻造是将固态金属
加热到再结晶温度以上， 在压力作用下产生塑性变 形，把坯料的某一部分体 积转移到另一部分，从而 获得一定形状、尺寸和内 部质量的锻件的工艺方法。 ➢ 分类：自由锻造、模型锻 造
金属热加工基础PPT课件
.
4
砂型铸造生产过程
.
5
砂型铸造生产过程包括以下步骤：
绘制零件铸造工艺图——制造模样和芯盒——造 型和造芯——下芯、合箱——浇注——落砂—— 清理——质量检验——获得合格铸件。
.
6
基本造型方法
基本术语 基本造型方法 造型方法的选择
.
7
一、基本术语
• 铸 型：用型砂、金属或其他耐火材料制成；包 括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒
为防止烧穿，坡口的根部，留有的2～3mm直边，称为“钝边”。
坡口基本形式： I形坡口、Y形坡口、V形坡口、K型坡口。
②焊缝的空间位置： 平焊、立焊、横焊、仰焊
③焊接规范： 焊接时的各种参数，手弧焊主要有：
焊条直径 ： 主要根据厚度 。
大：咬边、烧穿、飞溅、过热
焊接电流： 据焊条直径和焊缝位置 小：焊不透、夹渣等
经验公式：I=k·d k-经验系数，一般为30-50。平焊时，
焊接速度：
K取较大值，其他位置焊时，K取较小值。
电弧长度：
④操作过程： 引弧、运条、焊缝的连. 接与收尾
41
（3）手弧焊的特点与应用 与气焊相比有如下特点：
①温度高，热量集中，速度快，生产率高，热影响区小，焊接变形小； ②产生气体和熔渣保护，去除有害元素，渗合金元素，化学成分较好。 总之，焊条电弧焊焊接质量好，生产率高，焊接变形小。 与埋弧自动焊相比有如下特点： ①设备简单，操作灵活，适应性强，各种位置、焊接结构中焊机不能到达 的部位以及各种不规则的焊缝都能施焊；
.
21
2、压力铸造 简称压铸：熔融金属在高压下高速充型， 以获得铸件的方法。
压铸的压力（压射比压）一般为30～70MPa （300～700大气压），充型速度可达5～100m/s， 充型时间为0.05～0.2s，最短时间只有千分之几 秒。高压、高速是压铸的两大特点
金属材料及热处理培训课件.pptx
50℃，淬火后获得均匀 细小的马氏体组织。 ▪过共析钢淬火温度： 一般为Ac1以上30℃～50℃
图6-14是碳钢的淬火温度范围。
（2）加热时间的确定 ▪ 加热时间由升温时间和保温时间组成。 ▪ 由零件入炉温度升至淬火温度所需的时间为升温时间，并
以此作为保温时间的开始。
▪ 保温时间是指零件烧透即完成奥氏体化过程所需要的时间。
一般是紧接淬火以后的热处理工艺。
▪ 淬火后回火目的 ◆降低或消除内应力，以防止工件开裂和变形； ◆ 减少或消除残余奥氏体，以稳定工件尺寸； ◆调整工件的内部组织和性能，以满足工件的
使用要求。
▪ 回火工艺 按照回火后性能要求，淬火以后的回火有低温回火，中温 回火、高温回火。
按照回火温度和工件所要求的性能，一般将回火分为三类
六、化学热处理
▪ 化学热处理是将钢件置于一定温度的活性介质中 保温，使一种或几种元素渗入它的表面，改变其 化学成分和组织，达到改进表面性能，满足技术 要求的热处理过程。
▪ 常用的化学热处理有渗碳、渗氮（俗称氮化）、 碳氮共渗（俗称氰化和软氮化）等。还有渗硫、 渗硼、渗铝、渗钒、渗铬等。
▪ 发兰、磷化可以归为表面处理，不属于化学热处 理。
种淬火介质中一直冷却到室温的 淬火方法。 ★特点
操作简单，容易实现机械化 ★适用范围
形状简单的碳钢和合金钢工 件。
2）双液淬火 概念
先将奥氏体状态 的工件在冷却能力强 的淬火介质中冷却至 接近Ms点温度时， 再立即转入冷却能力 较弱的淬火介质中冷 却，直至完成马氏体 转变。
3）分级淬火
概念 将奥氏体状态的工
▪ 适用钢材 中碳钢（消除魏氏组织、晶粒粗大、带状组织等）
▪ 实际生产中，600℃出炉空冷。
图6-14是碳钢的淬火温度范围。
（2）加热时间的确定 ▪ 加热时间由升温时间和保温时间组成。 ▪ 由零件入炉温度升至淬火温度所需的时间为升温时间，并
以此作为保温时间的开始。
▪ 保温时间是指零件烧透即完成奥氏体化过程所需要的时间。
一般是紧接淬火以后的热处理工艺。
▪ 淬火后回火目的 ◆降低或消除内应力，以防止工件开裂和变形； ◆ 减少或消除残余奥氏体，以稳定工件尺寸； ◆调整工件的内部组织和性能，以满足工件的
使用要求。
▪ 回火工艺 按照回火后性能要求，淬火以后的回火有低温回火，中温 回火、高温回火。
按照回火温度和工件所要求的性能，一般将回火分为三类
六、化学热处理
▪ 化学热处理是将钢件置于一定温度的活性介质中 保温，使一种或几种元素渗入它的表面，改变其 化学成分和组织，达到改进表面性能，满足技术 要求的热处理过程。
▪ 常用的化学热处理有渗碳、渗氮（俗称氮化）、 碳氮共渗（俗称氰化和软氮化）等。还有渗硫、 渗硼、渗铝、渗钒、渗铬等。
▪ 发兰、磷化可以归为表面处理，不属于化学热处 理。
种淬火介质中一直冷却到室温的 淬火方法。 ★特点
操作简单，容易实现机械化 ★适用范围
形状简单的碳钢和合金钢工 件。
2）双液淬火 概念
先将奥氏体状态 的工件在冷却能力强 的淬火介质中冷却至 接近Ms点温度时， 再立即转入冷却能力 较弱的淬火介质中冷 却，直至完成马氏体 转变。
3）分级淬火
概念 将奥氏体状态的工
▪ 适用钢材 中碳钢（消除魏氏组织、晶粒粗大、带状组织等）
▪ 实际生产中，600℃出炉空冷。
《金属热加工基础》课件
结果分析
对实验数据进行分析，评估实验结 果，提出改进措施。
03
02
实验操作
按照实验方案进行热加工实验，记 录实验数据和过程。
实验总结
总结实验经验，撰写实验报告，进 行交流和讨论。
04
06
金属热加工的案例分析
案例一：汽车发动机缸体的铸造工艺
总结词
工艺流程复杂，涉及多种技术
详细描述
汽车发动机缸体通常采用铸铁或铸铝材料，这些材料需要 具有良好的耐热性、抗压性和耐磨性等特点，以确保缸体 在使用过程中能够承受高温、高压和摩擦等恶劣条件。
详细描述
智能手机外壳的表面处理工艺需要满足外观美观、防刮耐 磨等需求。常见的表面处理工艺包括喷涂、电镀、氧化等 ，这些工艺可以使手机外壳表面光滑、色彩鲜艳，同时提 高防刮耐磨性能。
总结词
环保、安全的表面处理材料
总结词
高效、自动化的表面处理生产线
详细描述
为了满足大规模生产的需求，表面处理生产线开始采用高 效、自动化的设备和技术，如自动化喷涂设备和机器人电 镀系统等。这些设备和技术可以提高生产效率、减少人工 干预，同时保证产品质量的稳定性和一致性。
02
航空发动机和航天器的热处理和焊接工艺。
航空器零部件的精密铸造和锻造。
03
汽车制造业
汽车零部件的铸造、 锻造、焊接和热处理 等工艺过程。
汽车轻量化材料的制 备和应用，如铝合金 和镁合金等。
汽车发动机和变速器 的制造和热处理工艺 。
电子工业
电子元件的精密铸造和焊接工艺。 电子封装材料的热处理和表面处理工艺。 高精度金属零件的加工和热处理工艺。
THANKS
感谢观看
详细描述
汽车发动机缸体的铸造工艺是一个复杂的生产过程，涉及 到模具设计、熔炼、浇注、冷却、落砂和清理等环节。在 铸造过程中，需要精确控制温度、压力和时间等参数，以 确保缸体的质量和性能。
对实验数据进行分析，评估实验结 果，提出改进措施。
03
02
实验操作
按照实验方案进行热加工实验，记 录实验数据和过程。
实验总结
总结实验经验，撰写实验报告，进 行交流和讨论。
04
06
金属热加工的案例分析
案例一：汽车发动机缸体的铸造工艺
总结词
工艺流程复杂，涉及多种技术
详细描述
汽车发动机缸体通常采用铸铁或铸铝材料，这些材料需要 具有良好的耐热性、抗压性和耐磨性等特点，以确保缸体 在使用过程中能够承受高温、高压和摩擦等恶劣条件。
详细描述
智能手机外壳的表面处理工艺需要满足外观美观、防刮耐 磨等需求。常见的表面处理工艺包括喷涂、电镀、氧化等 ，这些工艺可以使手机外壳表面光滑、色彩鲜艳，同时提 高防刮耐磨性能。
总结词
环保、安全的表面处理材料
总结词
高效、自动化的表面处理生产线
详细描述
为了满足大规模生产的需求，表面处理生产线开始采用高 效、自动化的设备和技术，如自动化喷涂设备和机器人电 镀系统等。这些设备和技术可以提高生产效率、减少人工 干预，同时保证产品质量的稳定性和一致性。
02
航空发动机和航天器的热处理和焊接工艺。
航空器零部件的精密铸造和锻造。
03
汽车制造业
汽车零部件的铸造、 锻造、焊接和热处理 等工艺过程。
汽车轻量化材料的制 备和应用，如铝合金 和镁合金等。
汽车发动机和变速器 的制造和热处理工艺 。
电子工业
电子元件的精密铸造和焊接工艺。 电子封装材料的热处理和表面处理工艺。 高精度金属零件的加工和热处理工艺。
THANKS
感谢观看
详细描述
汽车发动机缸体的铸造工艺是一个复杂的生产过程，涉及 到模具设计、熔炼、浇注、冷却、落砂和清理等环节。在 铸造过程中，需要精确控制温度、压力和时间等参数，以 确保缸体的质量和性能。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
能力目标
1）能根据碳的质量分数判断铁碳合金力 学性能。 2) 具有分析和应用铁碳合金相图的能力 。 3）具有应用光学显微镜观察铁碳合金显 微组织的能力。
案例引入
你是否相信价值连城的钻石和价格低廉的石墨都是由碳元素 组成的？如图2-1所示，同样是由碳元素组成的，为什么金刚石 是硬度最高的物质，而石墨却很软？
1.铁素体
定义：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，用F表示。
晶体结构：体心晶格
溶碳能力：在727℃时溶碳量最大， 为0.0218%，在室温下只有约0.0008%。 力学性能：与纯铁接近，即强度、 硬度较低，但塑性、韧性良好。
显微组织：与纯铁近似，呈明亮 白色的等轴多边形晶粒。它在770℃ 以下具有铁磁性。
1.铁碳合金相图的主要特征点与特征线
（2）铁碳合金相图的主要特征线
特性线 名 称
含义
ACD AECF
液相线 固相线
此线以上合金全部为液相（L）。金属液冷却到AC线以下和CD线以下从 液相中分别结晶出奥氏体和一次渗碳体Fe3CⅠ
金属液冷却到此线全部结晶为固态，此线以下为固态区。液相线与固 相线之间为金属液的结晶区。这个区域内金属液相与固相并存，AEC区 域内为金属液相与奥氏体，CDF区域内为金属液相与渗碳体
匀晶转变 L
1200d
1100
b
1000 1083
L
Cu 20
40 60 Ni%
80
Ni 100
t 冷却曲线
匀晶合金与纯金属不同，它没有一个恒定的熔点，而是在液、固相 线划定的温区内进行结晶。
枝晶（晶内）偏析
定义：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分 不均匀的现象称作枝晶偏析。 形成原因： 冷却速度快，固溶体的化学成分来不及扩散 均匀。
a)
b)
图 2-6 晶体结构示意图
a）单晶体 b）多晶体
3.实际金属的晶体结构
• 晶体缺陷 • （1）点缺陷 指长、宽、高尺寸都很小的缺陷，
常见的点缺陷包括空位、间隙原子和置换原子。
图2-7 空位、间隙原子和置换原子示意图
3.实际金属的晶体结构
• （2）线缺陷 是指空间二维方向上尺寸较小，在 另一维方面上尺寸较大的缺陷。在晶体内部呈线 状分布。
属化合物。其晶体结构与性能和铁、碳都不同。 • 性能：熔点较高，性能硬而脆。当合金中出现金
属化合物时，通常能提高合金的强度、硬度和耐 磨性，但会降低塑性和韧性。
第二节 金属结晶分析
a) 雪花
b) 冰窗花 图2-12 自然界中的晶体
c) 雾松
在北方寒冷的冬天，我们常常会看到漂亮的雪花、冰窗花和雾松，如
1.合金基本知识
• （3）相
• 合金中凡是成分、结构和性能相同并以界面分开 的各个均匀组成部分称为相。如在铁碳合金中αFe为一个相，Fe3C为一个相。
• （4）组织
• 组织是指借助金相显微镜观察到的具有某种形 态特征的合金组成物。实质上它是一种或多种相 按一定的方式相互结合所构成的整体的总称，它 直接决定着合金的性能。
属或非金属组成的具有金属特性的物质。 • 例如，工业上广泛应用的钢铁材料就是主要
由铁和碳两种元素组成的合金。
1.合金基本知识
• (2)组元 • 组成合金的独立的、最基本的单元称为组元。组
元可以是组成合金的元素或稳定的化合物。 • 根据合金组元的数目，合金可分为二元合金、三
元合金和多元合金。如黄铜是由铜和锌组成的二 元合金。
2.合金的相结构
• （1）固溶体 • 定义：固溶体是指合金在液态下相互溶解，固态
下也相互溶解，即一种组元的晶格溶解了另一组 元的原子而形成的均匀相。
（1）固溶体
• 分类 • 根据溶质原子在溶剂晶格中所占位置的不同，固
溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。
置换固溶体
间隙固溶体
（1）固溶体
性能 固溶强化：当溶质元素含量很少时，固溶体性 能与溶剂金属性能基本相同。但随溶质元素含 量的增多，会使金属的强度和硬度升高，而塑 性和韧性有所下降，这种现象称为固溶强化
3.晶粒大小及控制
（1）晶粒大小对金属力学性能的影响
一般情况下，晶粒愈细小，金属的强度、硬度愈高，塑性、 韧性也愈好。所以在实际生产中，总是希望获得细小的晶 粒。
（2）细化晶粒常用的方法
1）增加过冷度 2）变质处理 此外，还可采用机械振动、电磁振动和超声波振动等措施
增加过冷度,既是提高冷却速度
V冷
影响合金的力学、耐蚀、加工等性能。
生产中用“扩散退火”（均匀化退火）加以消除
2.二元合金的结晶过程
（2）共晶相图
定义： 两组元在液态无限互溶，在固态下有限互溶，并发
生共晶反应，形成共晶组织的相图。
图2-18 Pb-Sn合金相图
Pb-Sn合金的结晶过程
Pb
第三节 铁碳合金相图分析
一、基本相及基本组织
2.纯金属的结晶过程 液态金属结晶是由形核和长大两个基本过程来 实现。
2.纯金属的结晶过程
形核 液
晶核长大 固
（1）晶核的形成 1）自发形核——依靠液态金属本身在一定过冷度 下由其内部自发长出结晶核心。
２)非自发形核——晶核依附金属液体中未溶的固态 杂质表面而形成晶核。
（2）晶核的长大
晶核长大的实质就 是原子由液体向固 体表面的转移。
图2-8 线缺陷示意图
3.实际金属的晶体结构
• （3）面缺陷 是指二维尺寸很大而第三维尺寸很 小的缺陷，晶体中最常见的面缺陷主要有晶界和 亚晶界。
图2-9 晶界过渡结构示意图
图2-10 亚晶界结构示意图
二、合金的晶体结构
• 在工业上大量使用的不是纯金属而是合金。 1.合金基本知识 • (1)合金 • 所谓合金，是由两种或两种以上的金属与金
提示：适当控制溶质含量，可明显提高合金的 强度和硬度，同时仍能保证足够高的塑性和韧 性，所以说固溶体使合金一般具有较好的综合 力学性能。
（2）金属化合物
• 定义：合金组元间发生相互作用而形成一种新的 具有金属特性的物质。
• 注：晶体结构与性能和原组元都不同。 • 如：铁碳合金中的渗碳体就是铁和碳所组成的金
一、纯金属晶体结构
• 1.晶体结构基本知识 • （1）晶格
• 为了便于分析，把金属晶体中的原子近似看做固定不动的 刚性小球，用一些假想的线条将各点中心连接起来，形成 一个空间格子，简称晶格。
a)b)ຫໍສະໝຸດ 图2-2 晶体、晶格示意图
a）晶体 b） 晶格
1.晶体结构基本知识
• （2）晶胞 • 能充分反映晶体特征的最小几何单元，这个最小
二、铁碳合金相图的分析
表示在缓慢加热（冷却）条件下（即平衡状态）， 铁碳合金的成分、温度和组织之间关系的图形。
图2-22 简化后的Fe-Fe3C相图
1.铁碳合金相图的主要特征点与特征线
（1）铁碳合金相图的主要特征点
特性 点 A C D E
G P S
温度 /℃ 1538 1148 1227 1148
图2-13 纯金属结晶时的冷却曲线 a）以非常缓慢速度冷却 b）在实际冷却条件下的冷却
1.纯金属结晶的基本规律
（2）过冷现象
金属液的实际结晶温度Tn总是低于理论结晶温度T0。 两者温度之差称为过冷度，以ΔT表示，即ΔT= T0－Tn。
过冷是结晶的必要条件 冷速越快，过冷度越大
结晶潜热的释放维持温 度不变，即出现平台。
铜镍合金相图测定流程
2.二元合金的结晶过程
（1）匀晶相图 匀晶相图是两组元在液态和固态均能无限互溶时所构成的相图。
a)
b)
图2-17 Cu-Ni合金相图及合金的结晶过程
a）Cu-Ni合金相图 b）合金结晶过程
（2）二元合金的结晶过程
液相线
T,C 1500
1400
1300
1200
纯铜
1100 1000
知识目标
1) 掌握晶体结构的基本概念及常见的金属晶格类 型。 2) 掌握合金的基本概念及基本组织。 3) 了解纯金属及合金的结晶过程。 4) 掌握铁碳合金基本相及基本组织。 5) 掌握典型的铁碳合金结晶过程和室温组织。 6）掌握碳的质量分数对铁碳合金性能的影响 7）学会利用光学显微镜观察铁碳合金组织。
912 727 727
Wc（%）
含义
0 纯铁的熔点
4.3 共晶点。发生共晶反应(LC⇄AE+Fe3C) 6.69 渗碳体的熔点
2.11 碳在γ-Fe中的最大溶解度，碳钢与白口铸 铁的分界点
0
纯铁的同素异构转变点（α-Fe⇄γ-Fe）
0.0218 碳在α-Fe中的最大溶解度
0.77 共析点。发生共析转变（AS⇄Fp+ Fe3C）
图2-20 奥氏体的显微组织
一、基本相及基本组织
3.渗碳体
定义：铁和碳形成的金属化合物，用其分子式Fe3C 表示。
碳的质量分数为6.69%，熔点为1227℃，具有复杂的 晶体结构。
性能：硬而脆，是铁碳合金的主要强化相。 形态：可呈片状、网状、粒状、板条状。它的数量和 形态对铁碳合金的力学性能有很大影响。通常，渗碳 体越细小，在固溶体基体中分布越均匀，合金的力学 性能越好；反之，越粗大或呈网状分布则脆性越大。
1083
熔点
Cu 20
固相区
L
液相区 1455
L+
Ni 40 60 80 100
Ni%
纯镍 熔点
固相线
液固两相区 液相线以上为液相区，用 L 表示；固 相线以下为固相区，用 表示；中
间固液两相共存区，用 L+ 表示。
匀晶合金的结晶过程
L
TC
TC
L
1500
1455
L
1400 c 1300
1）能根据碳的质量分数判断铁碳合金力 学性能。 2) 具有分析和应用铁碳合金相图的能力 。 3）具有应用光学显微镜观察铁碳合金显 微组织的能力。
案例引入
你是否相信价值连城的钻石和价格低廉的石墨都是由碳元素 组成的？如图2-1所示，同样是由碳元素组成的，为什么金刚石 是硬度最高的物质，而石墨却很软？
1.铁素体
定义：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，用F表示。
晶体结构：体心晶格
溶碳能力：在727℃时溶碳量最大， 为0.0218%，在室温下只有约0.0008%。 力学性能：与纯铁接近，即强度、 硬度较低，但塑性、韧性良好。
显微组织：与纯铁近似，呈明亮 白色的等轴多边形晶粒。它在770℃ 以下具有铁磁性。
1.铁碳合金相图的主要特征点与特征线
（2）铁碳合金相图的主要特征线
特性线 名 称
含义
ACD AECF
液相线 固相线
此线以上合金全部为液相（L）。金属液冷却到AC线以下和CD线以下从 液相中分别结晶出奥氏体和一次渗碳体Fe3CⅠ
金属液冷却到此线全部结晶为固态，此线以下为固态区。液相线与固 相线之间为金属液的结晶区。这个区域内金属液相与固相并存，AEC区 域内为金属液相与奥氏体，CDF区域内为金属液相与渗碳体
匀晶转变 L
1200d
1100
b
1000 1083
L
Cu 20
40 60 Ni%
80
Ni 100
t 冷却曲线
匀晶合金与纯金属不同，它没有一个恒定的熔点，而是在液、固相 线划定的温区内进行结晶。
枝晶（晶内）偏析
定义：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分 不均匀的现象称作枝晶偏析。 形成原因： 冷却速度快，固溶体的化学成分来不及扩散 均匀。
a)
b)
图 2-6 晶体结构示意图
a）单晶体 b）多晶体
3.实际金属的晶体结构
• 晶体缺陷 • （1）点缺陷 指长、宽、高尺寸都很小的缺陷，
常见的点缺陷包括空位、间隙原子和置换原子。
图2-7 空位、间隙原子和置换原子示意图
3.实际金属的晶体结构
• （2）线缺陷 是指空间二维方向上尺寸较小，在 另一维方面上尺寸较大的缺陷。在晶体内部呈线 状分布。
属化合物。其晶体结构与性能和铁、碳都不同。 • 性能：熔点较高，性能硬而脆。当合金中出现金
属化合物时，通常能提高合金的强度、硬度和耐 磨性，但会降低塑性和韧性。
第二节 金属结晶分析
a) 雪花
b) 冰窗花 图2-12 自然界中的晶体
c) 雾松
在北方寒冷的冬天，我们常常会看到漂亮的雪花、冰窗花和雾松，如
1.合金基本知识
• （3）相
• 合金中凡是成分、结构和性能相同并以界面分开 的各个均匀组成部分称为相。如在铁碳合金中αFe为一个相，Fe3C为一个相。
• （4）组织
• 组织是指借助金相显微镜观察到的具有某种形 态特征的合金组成物。实质上它是一种或多种相 按一定的方式相互结合所构成的整体的总称，它 直接决定着合金的性能。
属或非金属组成的具有金属特性的物质。 • 例如，工业上广泛应用的钢铁材料就是主要
由铁和碳两种元素组成的合金。
1.合金基本知识
• (2)组元 • 组成合金的独立的、最基本的单元称为组元。组
元可以是组成合金的元素或稳定的化合物。 • 根据合金组元的数目，合金可分为二元合金、三
元合金和多元合金。如黄铜是由铜和锌组成的二 元合金。
2.合金的相结构
• （1）固溶体 • 定义：固溶体是指合金在液态下相互溶解，固态
下也相互溶解，即一种组元的晶格溶解了另一组 元的原子而形成的均匀相。
（1）固溶体
• 分类 • 根据溶质原子在溶剂晶格中所占位置的不同，固
溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。
置换固溶体
间隙固溶体
（1）固溶体
性能 固溶强化：当溶质元素含量很少时，固溶体性 能与溶剂金属性能基本相同。但随溶质元素含 量的增多，会使金属的强度和硬度升高，而塑 性和韧性有所下降，这种现象称为固溶强化
3.晶粒大小及控制
（1）晶粒大小对金属力学性能的影响
一般情况下，晶粒愈细小，金属的强度、硬度愈高，塑性、 韧性也愈好。所以在实际生产中，总是希望获得细小的晶 粒。
（2）细化晶粒常用的方法
1）增加过冷度 2）变质处理 此外，还可采用机械振动、电磁振动和超声波振动等措施
增加过冷度,既是提高冷却速度
V冷
影响合金的力学、耐蚀、加工等性能。
生产中用“扩散退火”（均匀化退火）加以消除
2.二元合金的结晶过程
（2）共晶相图
定义： 两组元在液态无限互溶，在固态下有限互溶，并发
生共晶反应，形成共晶组织的相图。
图2-18 Pb-Sn合金相图
Pb-Sn合金的结晶过程
Pb
第三节 铁碳合金相图分析
一、基本相及基本组织
2.纯金属的结晶过程 液态金属结晶是由形核和长大两个基本过程来 实现。
2.纯金属的结晶过程
形核 液
晶核长大 固
（1）晶核的形成 1）自发形核——依靠液态金属本身在一定过冷度 下由其内部自发长出结晶核心。
２)非自发形核——晶核依附金属液体中未溶的固态 杂质表面而形成晶核。
（2）晶核的长大
晶核长大的实质就 是原子由液体向固 体表面的转移。
图2-8 线缺陷示意图
3.实际金属的晶体结构
• （3）面缺陷 是指二维尺寸很大而第三维尺寸很 小的缺陷，晶体中最常见的面缺陷主要有晶界和 亚晶界。
图2-9 晶界过渡结构示意图
图2-10 亚晶界结构示意图
二、合金的晶体结构
• 在工业上大量使用的不是纯金属而是合金。 1.合金基本知识 • (1)合金 • 所谓合金，是由两种或两种以上的金属与金
提示：适当控制溶质含量，可明显提高合金的 强度和硬度，同时仍能保证足够高的塑性和韧 性，所以说固溶体使合金一般具有较好的综合 力学性能。
（2）金属化合物
• 定义：合金组元间发生相互作用而形成一种新的 具有金属特性的物质。
• 注：晶体结构与性能和原组元都不同。 • 如：铁碳合金中的渗碳体就是铁和碳所组成的金
一、纯金属晶体结构
• 1.晶体结构基本知识 • （1）晶格
• 为了便于分析，把金属晶体中的原子近似看做固定不动的 刚性小球，用一些假想的线条将各点中心连接起来，形成 一个空间格子，简称晶格。
a)b)ຫໍສະໝຸດ 图2-2 晶体、晶格示意图
a）晶体 b） 晶格
1.晶体结构基本知识
• （2）晶胞 • 能充分反映晶体特征的最小几何单元，这个最小
二、铁碳合金相图的分析
表示在缓慢加热（冷却）条件下（即平衡状态）， 铁碳合金的成分、温度和组织之间关系的图形。
图2-22 简化后的Fe-Fe3C相图
1.铁碳合金相图的主要特征点与特征线
（1）铁碳合金相图的主要特征点
特性 点 A C D E
G P S
温度 /℃ 1538 1148 1227 1148
图2-13 纯金属结晶时的冷却曲线 a）以非常缓慢速度冷却 b）在实际冷却条件下的冷却
1.纯金属结晶的基本规律
（2）过冷现象
金属液的实际结晶温度Tn总是低于理论结晶温度T0。 两者温度之差称为过冷度，以ΔT表示，即ΔT= T0－Tn。
过冷是结晶的必要条件 冷速越快，过冷度越大
结晶潜热的释放维持温 度不变，即出现平台。
铜镍合金相图测定流程
2.二元合金的结晶过程
（1）匀晶相图 匀晶相图是两组元在液态和固态均能无限互溶时所构成的相图。
a)
b)
图2-17 Cu-Ni合金相图及合金的结晶过程
a）Cu-Ni合金相图 b）合金结晶过程
（2）二元合金的结晶过程
液相线
T,C 1500
1400
1300
1200
纯铜
1100 1000
知识目标
1) 掌握晶体结构的基本概念及常见的金属晶格类 型。 2) 掌握合金的基本概念及基本组织。 3) 了解纯金属及合金的结晶过程。 4) 掌握铁碳合金基本相及基本组织。 5) 掌握典型的铁碳合金结晶过程和室温组织。 6）掌握碳的质量分数对铁碳合金性能的影响 7）学会利用光学显微镜观察铁碳合金组织。
912 727 727
Wc（%）
含义
0 纯铁的熔点
4.3 共晶点。发生共晶反应(LC⇄AE+Fe3C) 6.69 渗碳体的熔点
2.11 碳在γ-Fe中的最大溶解度，碳钢与白口铸 铁的分界点
0
纯铁的同素异构转变点（α-Fe⇄γ-Fe）
0.0218 碳在α-Fe中的最大溶解度
0.77 共析点。发生共析转变（AS⇄Fp+ Fe3C）
图2-20 奥氏体的显微组织
一、基本相及基本组织
3.渗碳体
定义：铁和碳形成的金属化合物，用其分子式Fe3C 表示。
碳的质量分数为6.69%，熔点为1227℃，具有复杂的 晶体结构。
性能：硬而脆，是铁碳合金的主要强化相。 形态：可呈片状、网状、粒状、板条状。它的数量和 形态对铁碳合金的力学性能有很大影响。通常，渗碳 体越细小，在固溶体基体中分布越均匀，合金的力学 性能越好；反之，越粗大或呈网状分布则脆性越大。
1083
熔点
Cu 20
固相区
L
液相区 1455
L+
Ni 40 60 80 100
Ni%
纯镍 熔点
固相线
液固两相区 液相线以上为液相区，用 L 表示；固 相线以下为固相区，用 表示；中
间固液两相共存区，用 L+ 表示。
匀晶合金的结晶过程
L
TC
TC
L
1500
1455
L
1400 c 1300