金屬工藝學課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 F＝％、C＝％）：％C：L→L＋A→A→A＋F→P＋F分析：①A→A＋F 在→點以上A中含碳多少？隨著溫度降低，A中含碳是 逐漸增加還是減少？②A＋F→P＋F 在冷卻到→點時，％C，發生共析反應 A→P，727℃時，P、F各占百分多少？727℃: F＝％、P＝％。20℃:F＝％、C＝％。：％C：L→L＋A→A→A＋C→P＋C （P＝％、C＝％）分析：①A→A＋C 在→點以上，A中含碳多少？C中含碳多少？在→點以下，隨著溫度降低，A中含碳逐漸增加還是減少？②A＋C→P＋C 當冷卻到→時，％C，發生共析反應A→P，727℃,P、C相對含量是多少？Ⅵ.亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵請學生自行分析。鐵碳合金的組織和性能：工業純鐵：F 塑性好。亞共析鋼：F＋P 取決于F、P的含量。共析鋼：P 強度高。過共析鋼：P＋C 取決于P、C的含量（C為網狀的二次滲碳體，脆、不合格）。亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵自行分析。力學性能和含碳量的關系曲線圖。力學性能 Ψδαku HB σS σb含碳量（鋼≤％C） 0 －Fe3C狀態圖的應用。正確選材：①.C≤％，低碳鋼：塑性好，韌性好。②％C％，中碳鋼：綜合機械性能好。③.％≤C≤％，高碳鋼：硬度高，耐磨性好。制定工藝性能：①鑄造方面：共晶成分的鐵碳合金鑄造時，組織致密，不易偏析。②鍛造方面：鋼加熱到固相線AE以下200℃及A3線上170℃之間，利用奧氏體塑性好。③焊接方面：④熱處理方面：課堂討論：碳對鐵碳合金組織和性能的影響。布置作業：課后總結：授課時間： 班級： 本課課題：碳素鋼教學目的和要求：。 、牌號、性能和用途。重點與難點：碳鋼的分類、牌號、用途。教學方法：講授法。課型：理論課和習題課。 教學過程 第四節 工業用鋼簡介復習舊課：碳對鐵碳合金組織和性能的影響。一、鋼的分類碳鋼的分類、編號和用途：分類：①低碳鋼：％C ①亞共析鋼： ～％C。②中碳鋼：％≤C% ②共析鋼： ％C。③高碳鋼：％C≤％ ③過共析鋼：～％C。質量：①普通碳素鋼：S≤％、P≤％。②優質碳素鋼：S≤％、P≤％。（和國際不接軌）③高級優質碳素鋼：S≤％、P≤％。用途： ①碳素結構鋼：②碳素工具鋼：冶煉：①平爐鋼（逐漸淘汰） ②轉爐鋼（使用） ③電弧爐鋼。酸堿性：①酸性鋼 ②堿性鋼 ③中性鋼。鋼的分類：碳素鋼和合金鋼。二、碳素鋼：鋼中雜質含量對其性能的影響：～％Mn，有益元素，脫氧劑。提高鋼的強度和硬度，特別是降低鋼的的脆性。：％Si，有益元素，脫氧劑。提高鋼的強度。：％，有害元素，熱脆（紅脆性）。（FeS＋Fe）為共晶體，985℃為液體。硫的含量越高，熱脆性越嚴重。：％，有害元素，冷脆。使鋼常溫下其塑性和韌性急劇下降，脆性轉變溫度升高，在低溫時，這種現象更加嚴重。：％，有害元素，氫脆，白點。過多的氫分子會導致鋼的開裂。總之，雜質元素對鋼材的性能與質量影響很大，必須嚴格控制在所規定的范圍內。碳素鋼分如下三類：（1）普通碳素結構鋼：新：Q235A（F、b、Z）、σs≥235MPa。舊：甲類鋼：AAA………A7滿足機械性能要求的。 乙類鋼：BBB……….B7滿足化學性能要求的。 特類鋼：CC……..C5滿足機械和化學性能要求的。通常用于制造型材、螺釘、鐵釘、鐵絲、建筑材料等。（2）優質碳素結構鋼： 普通含錳量鋼：～％Mn。 較高含錳量鋼：～％Mn。舉例：45： ％C左右、 ～％Mn左右。 45Mn ： ％C左右、 ～％Mn左右。常用于齒輪、主軸、連桿→45。彈簧、板簧、發條→665Mn。（3）.碳素工具鋼： 優質碳素工具鋼：T＋數字。 高級優質碳素工具鋼：T＋數字＋A。舉例：TTT……….T14。含義：％、％、％…….％ T7A、T8A、T9A、……….T14A。主要用于剪刀、斧頭、鋸子、銼刀等。三、合金鋼：鋼：非合金鋼、低合金鋼、合金鋼。合金鋼：低合金鋼、合金鋼。碳鋼在200℃時，機械性能劇烈下降，而合金鋼在650℃時，其機械性能才略為下降。質量：優質鋼、高級優質鋼（A）、特級優質鋼（E）。起首兩位數字表示平均含碳量的萬分之幾，其后的符號表示所含的主要元素；若元素含量％，不標數，元素含量≥％，其后的數表示其百分含量。最后標“A”則稱為高級優質合金結構鋼（滾動軸承鋼除外）。例：12CrNi3：％C、Cr％、3％Ni20CrMnTi：％C、Cr、Mn、Ti％15Cr、20Mn2B、55Si2MnA當含碳量≥％時，不標含碳量數當含碳量％時，起首數表示含碳量的千分之幾。合金元素同上。例：9Mn2V：％C、2％Mn、V％CrWMn：C≥％、Cr、W、Mn％。W18Cr4V、W12Cr4V4Mo、9SiCr。起首數表示含碳量的千分之幾，若起首為“0”，則表示含碳量％；若起首數為“00”，則表示含碳量為≤％，合金元素同上。例：9Cr18： ％C、18％Cr。1Cr18Ni9Ti：％C、18％Cr、9％Ni、Ti％。0Cr17Mn13Mo2V：C％、17％Cr、13％Mn、2％Mo、N％ 0Cr18Ni9Ti、1Cr11Cr20Cr17Ti。 第五節 零件選材的一般原則選擇材料的一般原則如下：：安全第一。：質量第一。：效率第一。（以鐵代鋼，以鑄代鍛）問答題：一、根據鐵碳合金狀態圖，說明下列原因：％％的鋼硬度高。％％的鋼強度高。，鑄鐵宜鑄造成形。、T10鋼比鋸20鋼費力，鋸條宜鈍。℃％的鋼能鍛造，％的生鐵不能鍛造。，而吊車用的鋼纜卻用中碳鋼。、刻字刀具均用高碳鋼。、10號鋼。二、選擇對應的材料：45 65 A3（Q235A） T13 T8A 10 ZG280－500。彈簧 主軸 螺釘 鋸子 銼子 箱體 油箱蓋。布置作業：課后總結：授課時間： 班級： 本課課題：鋼的熱處理教學目的和要求：、種類、方法及應用。 、方法及應用。重點與難點：正火和退火的應用。教學方法：講授法和錄像觀摩。課型：理論課 教學過程第一節 概述復習舊課：碳素鋼的分類和牌號及其應用。第四章 鋼的熱處理現代工業生產中，為了不斷提高金屬下材料的機械性能，采用兩種方法：①合金化法－碳鋼中加入合金元素（調整鋼的化學成分）。②熱處理法－碳鋼進行工藝處理（調整鋼的組織）。熱處理：鋼在固態范圍內，通過加熱、保溫、冷卻，改變金屬材料的內部組織，改變材料的力學性能。一個條件，三個過程：Sold hot－keep－cold。分類： 普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。熱處理 表面淬火：火焰加熱和感應加熱法。 表面熱處理 化學熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。???【第一節：熱處理的基本原理】（教課書省略）一、鋼的加熱和保溫時的組織轉變：絕大多數的熱處理均是把鋼加熱到使其轉變為奧氏體組織且盡量保持細小的晶粒。（冷卻）時組織轉變的溫度。AC1－加熱時，珠光體轉變為奧氏體的溫度。Ar1－冷卻時，奧氏體轉變為珠光體的溫度。AC3－加熱時，鐵素體轉變為奧氏體。Ar3－冷卻時，奧氏體轉變為鐵素體的開始溫度。ACCm－加熱時，二次滲碳體在奧氏體中的溶解的終了溫度。ArCm－冷卻時，二次滲碳體從奧氏體中析出的終了溫度。鋼號： 10 25 30 50 T10 T12AC1： 727 735 732 727 730 730AC3： 876 840 813 774Ar3： 850 824 796 755Ar1： 710 710 714 718 718 713ACCm： 800 820加熱、冷卻時的理想溫度：AAACm實際加熱溫度： ACACACCm （0~＋20℃）實際冷卻溫度： ArArArCm （0～－20℃）：以共析鋼為例：①加熱到AC1以下時，依然是P；②加熱到AC1時，A晶核產生；③繼續加熱，A晶核長大，F→A、C溶解；④殘余C溶解；⑤均勻化。亞共析鋼、過共析鋼分析： 共析鋼等溫曲線圖 ℃（溫度） A1 600 550 500 230 Ms －50 Mf 0 1 10 102 103 104 105 106 S（時間）根據組織分成三個轉變區：（珠光體轉變區）：A1～550℃， P。A1～650℃, A′→P粗、HRC15～2δ＝20％、σb＝550MPa。650～600℃, A′→P細（索氏體S）、HRC22～2δ＝18％、σb＝870MPa。600～550℃, A′→P極細（托氏體T）、HRC27～4δ＝18％、σb＝1100MPa。（貝氏體轉變區）：550～Ms，A→A′→B＝C粒＋F。550～350℃, A′→B上（羽毛狀）＝C粒＋F條狀，HRC40～45。350～Ms，A′→B下（竹葉狀）＝C粒＋F針，HRC45～55。（馬氏體轉變區）：Ms～Mf ，A→A′→M＋A′殘。M：C→αFe（過飽和地溶解），HRC65～66，硬度很高。特點：①Ms～Mf范圍 ；②內應力很大；③A′不能100％轉變為M。三、鋼的冷卻曲線應用： 等溫冷卻：定性 連續冷卻：定量爐冷：10℃/min、空冷：10℃/s、油冷：150℃/s、水冷：600℃/s。 P S＋P S＋T＋M M＋A′殘 臨界冷卻速度Vk＝V臨。】補充內容：影響C曲線的因素：①含碳量：C％ C％↑C曲線右移。C％ C％↑C曲線左移。 ②合金元素：除Co外所有的合金元素均使C曲線右移。③加熱溫度：溫度越高，C曲線右移。 保溫時間：時間越長，C曲線右移。 亞共析鋼的C曲線 過共析鋼的C曲線 ℃ ℃ Ar3 Arcm 550 550320 Ms 175 Ms 50 Mf －80 Mf 0 1 10 100 S 0 1 10 100 S第二節 退火和正火方法： 普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。熱處理 表面淬火：火焰加熱和感應加熱法。表面熱處理 化學熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。一、退火：把鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝法。目的：①提高鋼的塑性和韌性（利于切削加工）；②消除鋼的內應力（以防鋼件變形和開裂）；③均勻組織；④為隨后的熱處理做準備（組織上為以后的熱處理做準備）。退