金屬材料與鋼的熱處理缺少的。常用的金屬材料——鋼與鑄鐵〔即在一種金屬中參加其它元素所形成的金屬材料。工業(yè)上又把金屬材料分為兩大類：一類為黑色金屬，它包括鐵、錳、鉻及其合金，其中以鐵基合金〔即鋼和鑄鐵〕應(yīng)用最廣；另一類為有色金屬，是指除黑色金屬以外的全部金屬及其合金。在工業(yè)上使用的金屬材料中，以鋼和鑄鐵使用最多。鋼和鑄鐵〔總稱為鋼鐵材料〕是以鐵為主，參加2%2%的鐵碳合金稱為鑄鐵。鋼的分類、編號(hào)及性能特點(diǎn)：依據(jù)成分不同鋼可分為碳素鋼〔簡(jiǎn)稱碳鋼〕和合金鋼兩類。碳素鋼Mn、Si、S、P等雜質(zhì)元素，其中S、P對(duì)鋼的性能危害很〔S≤00.0%,P0.005%S0.03%,P0.035%，高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼〔S≤0.02%,P≤0.003%〕等。碳鋼的性能主要絕定于含碳量的凹凸，隨著含碳量的增多，碳鋼〔≤0.25%〔C=0.3～0.6%〕和高碳鋼〔C>0.6%。所以低碳鋼的強(qiáng)度、硬度低，塑性韌性好，常用于受力較小的沖壓件〔如皮帶輪罩殼、墊圈、自行車的擋泥板等、焊接件等；高碳鋼的強(qiáng)度高，塑性低，常用于制造受力較大的彈簧等零件；中碳鋼既有肯定強(qiáng)度，也有肯定塑性，常用于制備受力較大、較簡(jiǎn)單的軸類零件等。工業(yè)上依據(jù)用途不同，將碳素鋼分為碳素構(gòu)造鋼和碳素工具鋼。碳素構(gòu)造風(fēng)〔SP含量碳素構(gòu)造鋼是屬于一般質(zhì)量鋼，其牌號(hào)表示方法為Q+三位數(shù)字。Q為“屈”字的漢語(yǔ)拼音子首，235MPaQ235A3鋼，一般受力不大、不重要零件常用Q235鋼制造，如一般的螺釘、螺母、沖壓件、焊Q195、Q215、Q255、Q275等。優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼常經(jīng)熱處理后使用，其牌號(hào)的一般表示方法為兩位數(shù)字，這兩位數(shù)450.45%20、20號(hào)鋼屬低碳鋼，45號(hào)鋼屬中碳鋼，65號(hào)鋼屬高碳鋼。碳素工具鋼該類鋼主要用于制造各種工具、量具、模具及量具等。該鋼的牌號(hào)表示方法是“T”后面加一位或兩位數(shù)字組成。T為“碳”字漢語(yǔ)拼音字首，后面的數(shù)字表示該鋼含碳量的千分?jǐn)?shù)。如T8A鋼，表示含碳量T121.2%的碳素工具鋼。常用的碳素工具鋼有：T7、T8、T10、T12等。件和工具等如銼刀、鋸條、簡(jiǎn)潔小型沖模等。合金鋼的力學(xué)性能和獲得某些特別性能〔如耐蝕性Mn、Cr、Ni、Si、W、Mo、Ti等?！埠辖鹪乜偤?lt;5〔10%〕和高合金鋼〔合金元素總含量>10%。工業(yè)上按合金鋼的用途分為合金構(gòu)造鋼、合金工具鋼和特別性能鋼。合金構(gòu)造鋼用來(lái)制造各種重要的機(jī)械零件，其編號(hào)為：數(shù)字+化學(xué)元素符號(hào)+數(shù)字，前面的為兩位數(shù)字，表示鋼的平均含碳量的萬(wàn)分之幾，后面的數(shù)字表示含合金元素含量的百分比。如60Si2Mn,60表示2%Mn為≤1.5%40Cr鋼。合金工具鋼這類鋼常用于制造各種刀具、模具和量具等。其牌號(hào)表示方法和合金構(gòu)造鋼類似，1%3Cr2W8V鋼。高速鋼是常用的合金工具鋼，含碳量一般不標(biāo)出，如W18Cr4V0.7～0.8%。W18Cr4V常用于制造車刀、銑刀、刨刀和各種沖模。特別性能鋼 是指具有特別物理和化學(xué)性能的合金鋼，不銹鋼是其中一種，常用的牌號(hào)為1Cr18Ni9。鑄鐵2〔2.～4%C中有石墨存在，石墨的強(qiáng)度近于零，因此石墨存在相當(dāng)于鋼的基體上存在裂縫或空洞，使鑄鐵的性能比鋼低，特別是抗拉強(qiáng)度和塑性低，不能進(jìn)展鍛壓加工，但其硬度和抗壓強(qiáng)度較好，所以鑄鐵主要用于承受壓力的零件。工業(yè)上依據(jù)石墨外形不同分為灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等?；诣T鐵石墨以片狀形態(tài)存在的鑄鐵稱為灰鑄鐵。由于片狀石墨存在，其石墨尖端的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度及塑性低?；诣T鐵的牌號(hào)為HT后加三位數(shù)字。三位數(shù)字表示最低的抗拉強(qiáng)度MPaHT200、HT250HT300等共六種?？慑戣T鐵石墨以團(tuán)絮狀的形態(tài)存在的鑄鐵稱為可鍛鑄鐵。由于團(tuán)絮狀石墨對(duì)應(yīng)力集中影響較小，故可鍛鑄鐵的力學(xué)性能較灰鑄鐵高?？慑戣T鐵的牌號(hào)為三個(gè)拼音字和二組數(shù)字：如KTH300-06、KTZ550-04。KT表示“Z”分別表示“黑”和“珠”的拼音字首；前一組三位數(shù)表示最低的抗拉強(qiáng)度a。球墨鑄鐵最好。球墨鑄鐵的牌號(hào)表示和可鍛鑄鐵類似，就是把拼音字母改為“QTQT450-10QT600-3等。鋼的熱處理工藝熱處理就是將固態(tài)金屬或合金承受適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)展加熱、保溫順冷卻以獲得所需組織構(gòu)造的工藝?！踩缦聢D。不管是那種熱處理，都是分這三個(gè)階段，不同的是加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度不同。熱處理工藝的特點(diǎn)是不轉(zhuǎn)變金屬零件的外形尺寸，只轉(zhuǎn)變材料內(nèi)部的組織與零件的性能。所以鋼的力，這對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和延長(zhǎng)使用壽命有重要的意義。8-1是熱處理工藝示意圖。退火〔高于或低于臨界溫度，臨界溫度即使材料發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的溫度，保持肯定的時(shí)間，然后緩慢冷卻〔即隨爐〕的熱處理工藝。退火工藝的特點(diǎn)是保溫時(shí)間長(zhǎng)，冷卻緩慢，可獲得平衡狀態(tài)的組織。鋼退火的主要目的是為了細(xì)化組織，提高性能，降低硬度，以便于切削加工；消退內(nèi)應(yīng)力；提高韌退火有完全退火、球化退火、消退應(yīng)力退火等幾種。退火常在零件制造過(guò)程中對(duì)鑄件、鍛件、焊件接進(jìn)展，以便于以后的切削加工或?yàn)榇慊鹱鹘M織預(yù)備。正火30-50℃,保溫適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。正火的主要目的是細(xì)化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡狀態(tài)的組織。正火與退火工藝相比，其主要區(qū)分是正火的冷卻速度稍快，所以正熾熱處理的生產(chǎn)周期短。故退火與正火同樣能到達(dá)零件性能要求時(shí)，盡可能選用正火。大局部中、低碳鋼的坯料一般都承受正熾熱處理。一般合金鋼坯料常承受退火，假設(shè)用正火，由于冷卻速度較快，使其正火后硬度較高，不利于切削加工。淬火將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上某一溫度〔45號(hào)鋼淬火溫度為840-860℃,碳素工具鋼的淬火溫度為760～780℃〕,保持肯定的時(shí)間，然后以適當(dāng)速度冷卻以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。淬火與退火、正火處理在工藝上的主要區(qū)分是冷卻速度快，目的是為了獲得馬氏體組織。也就是說(shuō)鋼中內(nèi)應(yīng)力增大，引起鋼件的變形，甚至開(kāi)裂?；鼗馂榛鼗?。淬火后的鋼件一般不能直接使用，必需進(jìn)展回火后才能使用。由于淬火鋼的硬度高、脆性大，直接學(xué)性能，到達(dá)鋼的使用性能。依據(jù)回火溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火三種。低溫回火250℃以下的回火稱為低溫回火。低溫回火主要是消退內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的脆性，一般很少降低鋼的硬度，即低溫回火后可保持鋼件的高硬度。如鉗工實(shí)習(xí)時(shí)用的鋸條、銼刀等一些要求使用條件下有高硬度的鋼件，都是淬火后經(jīng)低溫回火處理。中溫回火淬火鋼件在250℃～500℃之間的回火稱為中溫回火。淬火鋼件經(jīng)中溫回火后可獲得良好的彈性，因此彈簧、壓簧、汽車中的板彈簧等，常承受淬火后的中溫回火處理。高溫回火淬火鋼件在高于500℃的回火稱為高溫回火。淬火鋼件經(jīng)高溫淬火后，具有良好綜合力學(xué)性能〔既有類零件應(yīng)用最多。淬火+高溫回火稱為調(diào)質(zhì)處理。外表熱處理僅對(duì)工件表層進(jìn)展熱處理以轉(zhuǎn)變組織和性能的工藝稱外表熱處理。外表淬火僅對(duì)鋼件表層進(jìn)展淬火的工藝稱為外表淬火。其熱處理的特點(diǎn)是用快速加熱的方法〔這時(shí)鋼件的心部溫度較低心部仍保持其原來(lái)狀態(tài)。這樣就提高鋼件外表硬度和耐磨性，心部仍具有較好的綜合力學(xué)性能〔一般外表淬火前進(jìn)展了調(diào)質(zhì)處理。例如齒輪工作時(shí)外表接觸應(yīng)力大，摩擦利害，要求表層高硬度，而齒輪心部通過(guò)軸傳遞動(dòng)力〔包括沖擊力。所以中碳鋼制造的齒輪是調(diào)質(zhì)處理后，再經(jīng)外表淬火。外表淬火由于承受的快速加熱方法不同有：火焰加熱外表淬火、感應(yīng)加熱外表淬火。感應(yīng)加熱外表淬火又由于電源頻率不同有高頻淬火、中頻淬火?；瘜W(xué)熱處理將金屬或合金工件置于肯定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的外表，以轉(zhuǎn)變工件外表的化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝稱為化學(xué)熱處理。化學(xué)熱處理的過(guò)程也是加熱→保溫→冷卻的三個(gè)階段，其不同的是在肯定介質(zhì)中保溫。依據(jù)滲入元素不同，化學(xué)熱處理有滲低碳合金鋼〔2020Cr鋼900-950,下裂解出活性碳原子[C]，[C]就滲入低碳鋼件的表層，然后向內(nèi)部集中，形成肯定厚度的滲碳層。熱處理常用加熱設(shè)備常用電阻爐和鹽浴爐。電阻爐電阻爐是利用電流通過(guò)電熱元件〔如金屬電阻絲，SiC棒等〕產(chǎn)生的熱量來(lái)加熱工件。依據(jù)其加熱的溫度不同，可分為高溫電阻爐、中溫電阻爐和低溫電阻爐等。又依據(jù)外形不同分為箱式電阻爐和井式電阻爐等多種。這種爐子的構(gòu)造簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)潔，價(jià)格較低，主要用于中、小型零件的退火、正火、淬火、回火等熱處理。其主要缺點(diǎn)是加熱易氧化、脫碳，是一種周期性作業(yè)爐，生產(chǎn)率低。鹽溶爐鹽浴爐是用熔融鹽作為加熱介質(zhì)〔即工件放入熔融的鹽中加熱〕的加熱爐。使用較多的是電極式鹽浴爐和外熱式鹽浴爐。鹽浴爐常用的鹽為氯化鋇、氯化鈉、硝酸鉀和硝酸鈉。由于工件加熱是在熔融鹽中進(jìn)展，與空氣隔開(kāi)，工件的氧化、脫碳少，加熱質(zhì)量高，且加熱速度快而均勻。鹽浴爐常用于小型零件及工、模具的淬火和回火。鋼鐵材料的火花鑒別火花鑒別的根本學(xué)問(wèn)火花鑒別是利用鋼鐵材料在高速旋轉(zhuǎn)的砂輪上磨削時(shí)，依據(jù)所產(chǎn)生的火花外形、光亮度和色澤等特征大致鑒別鋼鐵材料的種類及化學(xué)成分?；鸹ㄊ杏勺茻岚l(fā)光的粉末形成線條狀的火花稱為流線。流線在中途爆炸而形成的稍粗而光明的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)處所射出的線稱為芒線。流線或芒線上由節(jié)點(diǎn)、芒線所組成的火花稱節(jié)花。節(jié)花按爆發(fā)先后分為〔菊花狀尾花、弧尾花、羽狀尾花等。常用鋼鐵材料的火花特征