常用金属材料及热处理只是分享

电化wk.baidu.com腐蚀示意图
▪ 电化学腐蚀实际上是电池作用。
e
-
+
Fe
Cu
H2SO4
铁和铜在电解质H2SO4溶液中形成了一个电池，由于铁的 电极电位低，为阳极，铜的电极电位高，为阴极，所以铁 被溶解，而在阴极上就放出氢气。
化学腐蚀
▪ 化学腐蚀就是金属与介质直接发生化学反应。 ▪ 在干燥环境下钢铁表面的红色锈蚀就是属于
主要包括流动性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝 固时体积收缩的能力；偏析指化学成分不均性。
2. 焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方 法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处 能满足使用目的的特性。
3. 冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂 性能。弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直 径 d对材料厚度 a的比值表示，a愈大或 d/a愈小，则 材料的冷弯性愈好。
化学腐蚀： 4Fe+3O2=2 Fe2 O3
当氧气含量不足时，反应物为FeO(黑色） 钢铁氧化发黑的成分是Fe3 O4
机械性能（力学性能）
机械性能是指金属材料在外力作用下所表现 出来的特性。
1. 抗拉强度：也叫强度极限指材料在拉断前 承受最大应力值。单位用牛顿/平方毫米 （ N/mm2 ）表示。
2. 屈服强度 ：指材料在拉抻过程中，材料 所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形 却继续增加或产生0.2%L时应力值，单位用牛顿/ 平方毫米 （N/mm2 ）表示。
常用金属材料及热处理
工程材料分类
黑色金属
金
属 有色金属
钢
铸铁 重金属 轻金属
碳钢 合金钢
非 金 聚合物 属
陶瓷
贵金属 塑料
橡胶
复合材料
聚合物基复合材料 金属基复合材料
金属材料的性能
为更合理使用金属材料，充分发挥其作用， 必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工 作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热 加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。
1.铁素体（F）
碳溶于αFe中的固溶体，它保持体心立方晶格结构。其显
微组织如图1-15，溶解度（0.008%∼0.02%），故性质接近纯
铁，强度、硬度低，塑性、韧性好。
2.奥氏体（A）
碳溶于 γ Fe 中的固溶体，保持面心立方晶格结构。其显 微组织如图1-16，溶解度（0.77%∼2.11%），其强度和硬度 略高于铁素体，塑性、韧性较好，奥氏体氏没有磁性的。
铁碳合金相图
铁碳合金相图：表示在平衡状态下铁碳合 金。的化学成分、相、组织与温度的关系图。 利用它可以研究钢和铸铁的内部组织及其变 化规律，从而为更好的利用它们，并为制定 热处理、压力加工等工艺规程打下基础。在 工程中一般研究的铁碳合金状态图实际上都 是铁与渗碳体两组元构成的状态图。
铁碳合金的相图及组织转变
2. 抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化 皮能力。
腐蚀的概念
▪ 金属表面受到外部介质作用而逐渐破坏的现 象称为腐蚀或者锈蚀。腐蚀通常分为化学腐 蚀和电化学腐蚀两种类型。
▪ 金属在电解质溶液中的腐蚀，称为电化学腐 蚀；金属在非电解质中的腐蚀，称为化学腐 蚀。
▪ 大部分金属的腐蚀是电化学腐蚀。
布氏硬度
▪ 原理：用一定直径的钢球以相应的试验力压入试样 的表面，保持规定的时间后卸除试验力，在试样的 表面留下球形痕迹，测量压痕直径的大小求得硬度 值
▪ 布氏硬度又两种：HBS和HBW,区别时钢球布同， HBS用的时淬火钢球，HBW是硬质合金球，HBS现 在基本都不用，现在用的是HBW. 布氏硬度计的优点：准确
碳钢
白口铸铁
工业纯铁 共析钢
亚共晶白口铸铁
过共晶白口铁
亚共析钢 过共析钢
共晶白口铸铁
工业纯铁 含碳量小于0.0218%的铁碳合金， 钢 含碳量在0.0218%～2.11%的铁碳合金，
共析钢 含碳量等于0.77%， 亚共析钢 含碳量小于0.77%， 过共析钢 含碳量位于0.77%～2.11%， 白口铸铁 含碳量在2.11%～6.69%的铁碳合金 共晶白口铸铁 含碳量等于4.3% ， 亚共晶白口铸铁 含碳量位于2.11%~4.3% 过共晶白口铸铁 含碳量位于4.3%～6.69%
3. 延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后， 总伸长与原始标距长度的百分比。
4. 断面收缩率（Ψ）材料在拉伸断裂 后、断面最大缩小面积与原断面积 百分比。
硬度
硬度：指材料抵抗其它更硬物压入其表面的能 力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度 （HBS、HBW）和洛氏硬度（HRA、HKB、 HRC)和维氏硬度（HV)
材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔 点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化 学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能 （机械性能）。材料的工艺性能指材料适应冷、 热加工方法的能力。
工艺性能
工艺性能：指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 1. 铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，
维氏硬度
▪ 原理：原理与布氏相似，区别是采用锥面夹 角为136°的金刚石正四棱锥体，测量压痕两 对角线长度。
▪ 优点：准确度高，压痕更小，是以微米单位 来计
▪ 缺点：效率低
冲击韧性
冲击韧性（Ak）：材料抵抗冲击载荷的能力， 单位为焦耳/平方厘米 （J/cm2）。
韧性转变温度：冲击吸收功氏随着温度的降低 而降低的，有些材料在低于某一温度时，冲 击值显著下降，这一温度称为韧性转变温度 普通碳素钢的韧性转变温度大约是在20℃，这就是某些车辆、桥梁、管道等在东 北等寒冷地区易发生脆断的原因。
4. 冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的 能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突 试验进行检验。
5. 锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变 形而不破裂的能力。
化学性能
化学性能：指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化 学或电化学反应的性能。
1. 耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。
布氏硬度计的缺点：损伤大，不易测薄的工件
洛氏硬度
▪ 原理：以顶角为120°的金刚石圆锥体或者直径时 1.588mm的淬火钢球做压头，以规定的试验力压入 试样的表面，根据压痕深度，确定硬度值。
▪ 洛氏硬度有9种： HRA,HRB,HRC,HRD,HRE,HRF,HRG,HRH,HRK
▪ 洛氏硬度计的优点：简单迅速，效率高，直接读数 ▪ 洛氏硬度计的缺点：不够准确