1、金屬材料和熱處理、金屬材料基礎(chǔ)知識材料熱處理基礎(chǔ)知識熱處理設(shè)備介紹表面及化學處理模具故障情況分析材料硬度標準化、內(nèi)容綱要、鴻準熱處理、第一篇、金屬材料基礎(chǔ)知識介紹篇、鴻準熱處理、一、材料機械性能、金屬材料的各種外力金屬的機械性能主要包括：強度、塑性、硬度、韌性及疲勞強度等1 .強度：強度是金屬材料在靜負荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。 a .當彈性極限：材料僅在外力的作用下產(chǎn)生彈性變形時可承受的最大應(yīng)力稱為彈性極限，符號e b .屈服極限：材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力稱為屈服極限或屈服強度，符號s。 c .抗拉強度：材料在拉伸前能夠承受的最大應(yīng)力是抗拉強度或強度極限，符號b。 2 .塑性：金屬材料在

2、斷裂前塑性變形的能力稱為塑性。 伸長率()和截面收縮率()是測定金屬材料塑性的指標。 3 .沖擊韌性：金屬材料抵抗沖擊負荷的作用不破壞的能力稱為沖擊韌性。 4 .疲勞強度：疲勞強度還稱為疲勞極限。 減少零件的應(yīng)力集中，改善零件表面的品質(zhì)，在零件表面留下壓縮應(yīng)力，對提高零件的疲勞強度很有效。 5 .硬度：硬度是指材料抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或凹痕的能力，是各種零件和工具所需的性能指標之一，也是熱處理的主要質(zhì)量檢驗標準。 (1) .檢測方法：使用一定幾何形狀的壓頭，在一定的負荷下，壓入被測定金屬材料的表面，根據(jù)壓入的程度測定其硬度值。 (2) .顯示方法：壓入硬度測定法(例如布氏硬度、洛氏

3、硬度等)反彈硬度測定法(例如肖氏硬度、震級硬度)等，但在現(xiàn)場生產(chǎn)中經(jīng)常使用壓入硬度測定法，即布氏硬度、洛氏硬度等鴻準熱處理，a .布氏硬度(HB):是使用一定直徑的球體(淬火鋼球或超硬合金球)，以相應(yīng)的試驗力壓入被試驗鋼材表面，經(jīng)過規(guī)定的保持時間去除試驗力，測定表面的壓痕直徑來修正硬度的壓痕硬度方法。 b .洛氏硬度(HRC):洛氏硬度值用洛氏硬度對應(yīng)刻度全刻度(100 )和剩馀壓痕深度增量的差來校正硬度值，HR值可以直接從表盤顯示數(shù)字取得。 中國最大的數(shù)據(jù)庫下載經(jīng)常使用洛氏硬度和適用范圍，結(jié)晶是指原子(或分子)以一定的幾何形狀規(guī)則排列的固體物質(zhì)。 屬于結(jié)晶的物質(zhì)有食鹽、天然金鋼石、鐵等，所有

4、的固體金屬和合金都是結(jié)晶。 晶體內(nèi)部的原子有規(guī)律有序地排列著。 為了便于分析和說明金屬晶體中原子的排列情況，示意性地顯示了將原子看作小球(圖a是晶體中原子有規(guī)則地排列在空間中的簡單模型)。 通過用虛擬的線連接各原子的中心得到抽象化的空間格框架(圖b )。 用于描述這種原子的晶體排列形態(tài)的空間晶格稱為晶格，簡稱為晶格。 晶胞是指在晶體中取出能夠完全表示晶體中原子排列特征的幾何學單位(圖c )。a、b、c、體心立方晶格、面心立方晶格、密列六方晶格、金屬的結(jié)晶化過程是晶核的形成和晶核生長兩個過程。 每種金屬都有一定的晶格類型，但根據(jù)溫度不同，同一金屬可能有不同類型的晶格。 金屬在固體下隨溫度的變化，

5、從一個晶格變?yōu)榱硪粋€晶格，這種現(xiàn)象稱為金屬的同質(zhì)異構(gòu)變化。 從同源異構(gòu)體變化得到的不同結(jié)晶被稱為同源異構(gòu)體。 同系異構(gòu)體一般用希臘文字、等表示。純鐵的同質(zhì)轉(zhuǎn)變表示：鴻準熱處理、金屬的同質(zhì)轉(zhuǎn)變與液態(tài)金屬的結(jié)晶有類似之處，即同質(zhì)轉(zhuǎn)變具有一定的轉(zhuǎn)變溫度，同樣在按照結(jié)晶成核和結(jié)晶成核的結(jié)晶規(guī)律轉(zhuǎn)變時也存在結(jié)晶潛熱的釋放和過冷現(xiàn)象，因此同質(zhì)轉(zhuǎn)變也是結(jié)晶過程，通常稱為再結(jié)晶合金是兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素熔接而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 構(gòu)成合金的最基本的獨立物質(zhì)叫做構(gòu)成要素。 一般來說，構(gòu)成要素是構(gòu)成合金的元素。 合金的結(jié)構(gòu)分為固溶體、金屬化合物和多種晶體的機械混合物。 固溶體：組成的合金元

6、素在液態(tài)相互溶解結(jié)晶時，以一組元素為基體保持原來的晶格型，其他元素的原子均勻分布在基體元素的晶格中，形成均勻的固體，這種合金稱為固溶體。 根據(jù)溶質(zhì)原子在溶晶格中所占的位置，可以分為間隙固溶體和置換固溶體。 構(gòu)成金屬化合物：合金的各組以一定的原子數(shù)比相互化合，是與原來組的晶格完全不同的固體物質(zhì)，被稱為金屬化合物。 金屬化合物可以分子式表示，例如為Fe3C、CuAl2等. 機械化合物：構(gòu)成合金的構(gòu)成要素不是純構(gòu)成要素也不是固溶體或化合物，是以分散了2種以上的純構(gòu)成要素、固溶體、化合物的混合物的形式構(gòu)成的固體物質(zhì)，被稱為機械混合物。 三、Fe-Fe3C平衡相圖，鐵氧體：碳溶解于Fe的間隙固溶體稱為鐵

7、氧體。 用記號“f”表示。 由于碳和鐵的原子直徑和格子型等葉子有很大差異，作為固溶體存在的話只有間隙固溶體，固溶度有限。 由于鐵素體的格子型是體心立主，所以立方體中心的原子分散立方體的空隙，不利于碳原子的溶解。 因此，鐵素體能夠溶解的碳的數(shù)量少，其最大固溶度為0.0218%(727 )。 室溫下鐵素體中碳的固溶度為0.0008%。 鐵碳合金的基本組織，鐵素體是鐵碳合金在室溫下的主要組織，起萩基地相的作用。 奧氏體：碳溶解于Fe中的間隙固溶體，稱為奧氏體。 用記號“a”表示。 奧氏體的最大固溶度為含碳2.11%(1148 )。 奧氏體是鐵碳合金的高溫組織，平衡條件下的最低存在溫度為727。 該溫

8、度下奧氏體的成分為一定值：碳0.77%。 滲碳體：滲碳體是鐵和碳形成的間隙化合物。 用符號“Fe3C”表示。 碳含量為6.69%，為一定值。 滲碳體具有復雜的晶體結(jié)構(gòu)，堅硬脆弱，幾乎沒有塑性，是鐵碳合金中的強化相。 因此，滲碳體的形態(tài)、大小、多少及分布直接影響鐵合金的性能。 不同的熱處理方法可以改變鐵碳合金中滲碳體的形態(tài)、大小、多少以及分布，改變材料的性能。 這是熱處理的重要原理之一。 珍珠巖：珍珠巖是鐵氧體和滲碳體的機械混合物。 用記號“p”表示。 珍珠巖是在平衡條件下碳含量為0.77%的奧氏體在727下共析相變而成的，在珍珠巖中的鐵素體和滲碳體為片層相間的形態(tài)時，稱為片狀珍珠巖。 經(jīng)過一定

9、的熱處理，可以得到鐵氧體基體分布的萩顆粒狀的滲碳體，稱為粒狀珠體。 萊氏體：萊氏體是奧氏體和滲碳體的機械混合物，即碳的質(zhì)量分數(shù)(碳含量)為4.3%的液態(tài)鐵碳合金。 727以上是奧氏體和滲碳體的機械混合物，被稱為高溫萊氏體，用“Ld”表示。 不到727是珍珠巖和滲碳體的機械混合物，被稱為低溫萊氏體，用“Ld”表示。1 .按用途分類： (1) .結(jié)構(gòu)鋼： A .工程構(gòu)件用鋼b .機械零件用鋼： B-1 .調(diào)質(zhì)鋼； B-2 .彈簧鋼B-3 .碳氮共滲鋼； B-4 .滾動軸承鋼。 (2) .工具鋼： A .刀具鋼； b .測定器鋼c .模具鋼： C-1 .冷模具鋼； C-2 .熱作模具鋼、(3) .特

10、殊性能鋼： A .耐腐蝕鋼b .耐熱鋼c .耐磨鋼、2 .鋼的化學成分： (1) .碳鋼(2) .合金鋼3360 a .低合金鋼(合金元素5% )； b .中合金鋼(合金元素510% )； c .高合金鋼(合金元素10%) D .其他錳鋼、鉻鋼等。 3 .碳含量分別為： (1) .低碳鋼(C0.25% )； (2) .中碳鋼(C0.250.6% )； (3) .高碳鋼(C0.6% )。 在鋼材的化學成分中添加合金元素，保證一定的生產(chǎn)和加工工藝以及所要求的組織和性能的鐵基合金稱為合金鋼。 淬透性鋼材在正常淬火條件下可能得到的最高硬度值的大小，表示鋼淬火時得到硬度的高低的能力。 淬透性是指鋼淬透時

11、得到淬透層深度大小的能力。 根據(jù)模具鋼的工作條件，可以分為金屬在冷狀態(tài)下變形的冷模具鋼和使金屬在熱狀態(tài)下變形的熱模具鋼。 另一方面，冷模具鋼3360之類的模具在工作中，刀尖受到很強的摩擦和擠壓作用，該模具受到很大的沖擊力，所以冷模具鋼必須具備以下的基本性能：很高的硬度和耐磨性。 2 .高強度和充分的韌性。 3 .良好的工藝性能。 六、模具鋼及其性能，二、熱模具鋼：的熱模具是用于使熱金屬或液態(tài)金屬得到所希望的形狀的模具，該模具經(jīng)常反復進行冷熱壓縮，容易形成熱疲勞裂紋(龜裂)，因此熱鍛模具鋼的基本性能為：一定2 .在高溫下保持高強度和良好的沖擊韌性。 3 .高淬透性，使整個模具具有均勻的機械性能。 4 .良好的熱傳導性。 5 .優(yōu)異的耐熱疲勞性。 6 .良好的工藝性能和抗氧化能力。