发布时间 : 星期日 文章青岛理工大学《工程材料预成型技术》学习包更新完毕开始阅读614bdcd2b14e852458fb57a5
1）相图分析：
铁碳合金相图中的相：液相、δ铁素体、铁素体、奥氏体和渗碳体。 铁碳合金相图中的特性点：C、E、P、S。
铁碳合金相图中的特性线：ECF线、ES线、PSK线、GS线。 2）典型铁碳合金结晶过程和组织转变： 工业纯铁：含碳量≤0.0218%，室温平衡组织F。
亚共析钢：含碳量>0.0218%——<0.77%，室温平衡组织F+P。 共析钢：含碳量0.77%，室温平衡组织P。
过共析钢：含碳量>0.77%——<2.11%，室温平衡组织F+Fe3CⅡ。
亚共晶白口铸铁：含碳量≥2.11%——<4.3%，室温平衡组织P+ Fe3CⅡ+ Ld’。 共晶白口铸铁：含碳量4.3%，室温平衡组织Ld’。
过共晶白口铸铁：含碳量≥4.3%——<6.69%，室温平衡组织Fe3CⅠ+ Ld’。 3）含碳量对铁碳合金组织转变和力学性能的影响：
对平衡组织的影响：随着含碳量的增加，铁素体不断减少，渗碳体不断增加，渗碳体的形态和分布有所变化。
对钢力学性能的影响：：随着钢中含碳量的增加，钢的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降，但当含碳量超过0.9%时，强度明显下降。
三、本章重点
含碳量对铁碳合金组织转变和力学性能的影响。 四、习题 一、填空题
1、写出铁碳合金组织的符号：铁素体（ ）、奥氏体（ ）、渗碳体（ ）、珠光体（ ）。
2、铁碳合金可以分为（ ）、（ ）、（ ）三种。
3、写出三种钢的含碳量：亚共析钢（ ）、共析钢（ ）、过共析钢（ ）。 二、判断题
1、碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。（ ） 2、渗碳体的含碳量是6.69%。（ ）
3、碳在γ- Fe中的最大溶解度为2.11%。（ ） 三、选择题
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1、铁素体为（ ）晶格。
A 体心立方 B 面心立方 C 密排六方 2、奥氏体为（ ）晶格。
A 体心立方 B 面心立方 C 密排六方 3、渗碳体为（ ）晶格。
A 复杂 B 面心立方 C 密排六方 四、名词解释
同素异构转变 铁素体 奥氏体 渗碳体 五、简答题
1、简述含碳量对钢的组织和力学性能影响。
4 钢的热处理
一、学习目标
1、了解钢在加热和冷却时的组织转变；
2、掌握钢的退火、正火、淬火、回火的工艺特点、主要目的和用途； 3、了解钢的表面热处理。 二、基本内容
1、钢在加热和冷却时的组织转变 1）钢在加热时的组织转变：
钢的奥氏体化：把钢加热到临界温度以上，由室温下组织转变为奥氏体。其过程是：奥氏体晶核生成、晶核长大、残余渗碳体溶解和奥氏体均匀化。
奥氏体晶粒的长大及其控制：加热温度愈高和保温度时间愈长，奥氏体晶粒长的愈粗大，冷却后钢的性能愈差，所以要控制奥氏体晶粒的大小。在加热温度相同时，加热速度愈快，保温时间愈短，奥氏体晶粒愈小。
2）钢在冷却时的组织转变：
等温冷却转变：将奥氏体化的钢迅速冷却到临界温度以下的给定温度等温保持，使过冷奥氏体发生组织转变，待转变完成后再冷却到室温。
共析钢的等温冷却转变产物：在A1——550oС之间温度等温冷却，转变产物为
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珠光体组织，内部铁素体和渗碳体呈片状，间距愈小，性能愈好；在550oС——Ms之间温度等温冷却，转变产物为贝氏体组织，下贝氏体组织具有较高的强度和硬度、塑性和韧性；在Ms以下温度等温冷却，转变产物为马氏体组织，低碳板条状马氏体具有较高的硬度和强度、较好的塑性和韧性，高碳针片状马氏体具有很高的硬度、但塑性和韧性很差，脆性大。
连续冷却转变：将奥氏体化的钢在温度连续下降过程中使过冷奥氏体发生组织转变，冷却速度不同，转变产物也不同。
2、钢的退火和正火:
1）钢的退火：将钢加热到适当温度，保温一定时间，随后缓慢冷却获得接近平衡组状态组织。
退火目的：消除偏析、细化组织、降低硬度、提高塑性、消除残余应力。 应用：完全退火用于铸、锻、焊、轧件及中碳钢和中碳合金钢；球化退火用于高碳钢锻轧件；去应力退火用于铸、锻、焊、轧件。
2）钢的正火：将钢加热到Ac3或Acm以上30—50oС温度，保温一定时间，随后在静止的空气中冷却的热处理工艺。
正火目的：消除网状渗碳体、细化组织、改善切削加工性能、降低应力。 应用：用于中、低碳钢提高硬度，改善切削加工性能；用于高碳钢消除网状渗碳体、为球化退火做准备。
3、钢的淬火和回火
1）钢的淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上30—50oС温度，保温一定时间，随后以大于临界冷却速度进行冷却的热处理工艺。
淬火目的：获得马氏体或贝氏体组织，以提高钢的硬度和耐磨性。 应用：用于中、高碳钢及中、高碳合金钢提高硬度和耐磨性。
2）淬火钢的回火：将钢加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间后冷却到室温的热处理工艺。
回火种类和应用：（1）低温回火(150—250oС）目的是消除淬火应力，保持硬度和耐磨性，常用于刃、量、冷模具，轴承、表面淬火件。（2）中温回火(350—500oС）目的是提高韧性和弹性，保持一定硬度，常用于弹簧、热模具等件。（1）高温回火(500—650oС）目的是获得良好综合力学性能，常用于重要构件，如传动轴、齿轮、曲轴、连杆等件。淬火及高温回火的复合热处理工艺称为调质。
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4、钢的表面热处理 1）钢的表面淬火：
仅对工件表层进行淬火的工艺，称为表面淬火。它是利用快速加热使钢件表层迅速达到淬火温度，不等热量传到心部就立即淬火冷却，从而使表层获得马氏体组织，心部仍为原始组织。常用的有感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火。
感应加热表面淬火一般用于中碳钢或中碳合金钢。火焰加热表面淬火是用于单件或小批生产的大型零件和需要局部淬火的工具和零件。
2）钢的化学热处理：
钢的表面热处理是将工件至于一定温度的活性介质中保温，是一种或几种元素渗入它的表层，以海边其化学成分，组织和性能的工艺。常用的有渗碳、渗氮和碳氮共渗。
钢的渗碳：目的是提高表层碳的含量，经过淬火和低温回火，提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度。常用材料为低碳钢或低碳合金钢。
钢的渗氮：目的是提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度、耐蚀性及热硬性。常用材料为含有Al、Cr、Mo的合金钢。
三、本章重点
钢的退火、正火、淬火、回火的工艺特点和应用。 四、习题 一、填空题
1、钢的整体热处理分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 2、热处理工艺过程由（ ）、（ ）、（ ）三个阶段组成。
3、常用的冷却淬火方法有（ ）淬火、（ ）淬火、（ ）淬火、（ ）淬火。 4、按回火温度不同可将回火分为（ ）回火、（ ）回火、（ ）回火。 5、表面淬火的方法有（ ）表面淬火、（ ）表面淬火。 二、判断题
1、淬火后的钢，随着回火温度的增高，其强度和硬度也增高。（ ） 2、钢中碳的质量分数越高，其淬火加热温度越高。（ ） 3、钢的晶粒因过热而粗化时，就有变脆的倾向。（ ） 4、低碳钢可用正火代替淬火，以改善其切削加工性能。（ ） 5、钢的化学热处理种类很多，通常以渗入元素来命名。（ ）
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