金属资料及热处理基础知识 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 力学功用 晶体结构 金属资料的塑性变形 铁－碳平衡图 过冷奥氏体的改动 常用热处理工艺 碳钢 合金钢分类及用处 资料选用准则 金属资料力学功用 ? ? ? ? ? ? ? 静载单向静拉伸应力―应变曲线 资料的强度 塑性 刚度和弹性 硬度 冲击耐性 开裂耐性 静载单向静拉伸应力―应变曲线 低碳钢缓慢加载单向静拉伸曲线．I(oab)段―弹性变形阶段 a: Pp ，b: Pe （不产生永久变 形的最大抗力） oa段：△L∝ P 直线阶段 ab段：极微量塑性变形 2．II(bcd)段―屈从变形 c: 屈从点 Ps 3．III(dB)段―均匀塑性变形 B: Pb资料所能接受的最大载 荷 4．IV(BK) 段―部分会集塑性 变形 颈缩 资料的强度――资料所能接受的极限应力. 单位: MPa(N/mm2) σ =P/Fo 表明资料反抗变形和开裂的才能 1．抗拉强度 σ b=Pb/Fo 资料被拉断前所接受的最大应力值（资料反抗外 力而不致开裂的极限应力值）。 2．屈从强度σs和条件屈从强度σ0.02 a: σ s=Ps/Fo （σ s代表资料开端显着塑性 变形的抗力,是规划和选材的首要根据之一。） b: σ 0.02条件屈从强度 3．疲惫强度σ-1 （80%的开裂由疲惫构成） 疲惫极限：资料经无数次应力循环而不产生疲惫 开裂的最高应力值。 塑性 1．延伸率 Lk:试样拉断后终究标距长度 延伸率与试样尺度有关， d5 , d10 (Lo=5do, 10do) 2．断面缩短率 y =△F/Fo=(Fo-Fk)/Fo x 100% d ,y 越大，塑性愈好 d5%, 脆性资料 刚度和弹性 1．刚度－资料在受力时，反抗弹性变形的才能 E=σ/ε 杨氏弹性模量 GPa, MPa 本质是：反映了资料内部原子结应力的巨细，组 织不灵敏的力系目标。 2．弹性：资料不产生塑性变形的情况下，所能 接受的最大应力。 份额极限：σp=Pp/Fo 应力―应变坚持线性联系的 极限应力值 弹性极限：σe=Pe/Fo 不产永久变形的最大抗力 工程上，σp、σe视为同一值，一般也可用σ0.01 硬度 反抗外物压入的才能，称为硬度―归纳功用目标 1．布氏硬度 适用于未经淬火的钢、铸铁、有色金属或质地轻 软的轴承合金。 洛氏硬度 界说：每0.002mm相当于洛氏1度 洛氏硬度常用标尺有：B、C、A三种 ①HRB 轻金属，未淬火钢 ②HRC 较硬，淬硬钢制品 ③HRA 硬、薄试件 维氏硬度 维氏硬度的压力一般可选5，10，20，30， 50，100，120kg等，小于10kg的压力能够 测定显微安排硬度。 冲击耐性 耐性：资料开裂前吸收变形能量的才能--耐性。 冲击耐性：冲击载荷下资料反抗变形和开裂的才能。 ak=冲击损坏所耗费的功Ak/规范试样断口截面积F(J/cm2) ak值低的资料叫做脆性资料，开裂时无显着变形，断口 呈金属光泽，呈结晶状。 ak值高，显着塑变，断口呈灰色纤维状，无光泽，耐性 资料。 耐性与温度有关 —脆性改动温度TK 开裂耐性 1．问题的提出 低应力脆断――开裂力学 2．应力场强度因子KI 前面所述的力学功用，都是假定资料内部是完好、接连 的，可是实践上，内部不可避免的存在各种缺点（搀杂 、气孔等），因为缺点的存在，使资料内部不接连，这 可看成资料的裂纹，在裂纹顶级前沿有应力会集产生， 构成一个裂纹顶级应力场。表明应力场强度的参数—— “应力场强度因子”。 I：单位厚度，无限大平板中有一长度2a的穿透裂纹 Y：裂纹形状，加载办法，试样几许尺度，试验类型有 关的系数――几许形状因子。 3．开裂耐性 关于一个有裂纹的试样，在 拉伸载荷效果下，Y值是一 定的，当外力逐步增大，或 裂纹长度逐步扩展时，应力 场强度因子也不断增大，当 应力场强度因子KI增大到某 一值时， σy =KI 就可使裂纹前沿某一区域的 内应力大到足以使资料产生 别离，然后导致裂纹忽然失 稳扩展，即产生脆断。 这个应力场强度因子的临界值，称为资料的开裂耐性， 用KIC表明，它表明晰资料有裂纹存在时反抗脆性开裂 的才能。 当KIKIC时，裂纹失稳扩展，产生脆断。 KI＝KIC时，裂纹处于临界情况 KIKIC时，裂纹扩展很慢或不扩展，不产生脆断。 KIC可经过试验测得，它是点评阻挠裂纹失稳扩展才能 的力学功用目标。是资料的一种固有特性，与裂纹本 身的巨细、形状、外加应力等无关，而与资料本身的 成分、热处理及加工工艺有关。 运用 开裂耐性是强度和耐性的归纳表现。 （1）探测出裂纹形状和尺度，根据KIC，拟定零件作业 是否安全KI≥KIC ，失稳扩展。 （2）已知内部裂纹2a，核算接受的最大应力。 （3）已知载荷巨细，核算不产生脆断所答应的内部微观 裂纹的临界尺度。 晶体结构 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 抱负晶体 面心立方晶体 体心立方晶体 密排六方晶体 点缺点 线缺点－位错 面缺点－晶间 金属资料的塑性变形 冷塑性变形对金属安排功用的影响 BCC、FCC、HCP晶胞的重要参数 晶胞 晶体学参数 原子半径 晶胞原子 配位 数 数 2 8 细密 度 68% FCC a=b=c, a =b =g =90o BCC a=b=c,a =b =g =90o 4 12 74% HCP a=b ≠c,c/a=1.633, a =b =90o,g =120o a/2 6 12 74% 金属资料的塑性变形 ? 单晶体的塑性变形——滑移和孪生 ? 多晶体的塑性变形 ? 冷塑性变形对金属安排功用的影响 ? 塑性变形金属在加热时安排功用变 化 金属资料的塑性变形 1、单晶体的塑性变形——滑移和孪生 （1）滑移： 在外加切应力效果下，晶体的一部分相关于另一 部分沿必定晶面（滑移面）的必定方向（滑移方向） 产生相对的滑动 如拉伸时，滑移面上的外力P分化为正应力σ 和切 应力τ 。 正应力效果使晶格产生弹性伸长；σ ↓---伸长 量↓，σ →O，变形康复；σ ↑---伸长量↑，σ ＞原 子间结合力时，拉断。正应力σ 只能使晶体产生弹性 变形和开裂，不能使晶体产生塑性变形。 切应力效果使晶格产生弹性歪扭；τ ＜τ c（临界 切应力），τ ↓----变形量↓，τ →O，变形康复； τ ＞τ c，产生滑移，产生永久塑性变形。 滑移与位错 滑移的完结 →借助于位错运动。 （刚性滑移模型核算出的临界切应力值＞＞实测值） 位错产生→滑移→塑性变形 ·位错在外加切应力的效果下移动至晶体外表 →一个原子间隔的 滑移台阶 →塑性变形 ·滑移线（晶体外表的滑移台阶）→滑移带（许多滑移线） ·滑移系（滑移面和该面上的一个滑移方向），滑移系数目↑， 资料塑性↑；滑移方向↑，资料塑性↑。如FCC和BCC的滑移系 为12个，HCP为3个，FCC的滑移方向多于BCC。 金属塑性如Cu（FCC）＞Fe（BCC）＞Zn（HCP）。 b.滑移时晶 体的滚动 ①外力错动→力偶使滑移面滚动→滑移面∥拉伸轴。 ②以滑移面的法线为转轴的滚动→滑移方向∥最大切 应力方向。 （2）孪生 晶体的一切分相对 于另一部分沿必定晶面 （孪生面）和晶向（孪 生方向）产生切变。→ 金属晶体中变形部分与 未变形部分在孪生面两 侧构成镜面对称联系。 →产生孪生的部分（切 变部分）称为孪生带或 孪晶。 孪生带的晶格位向 产生改动，产生孪生时 各原子移动的间隔是不 持平的。 （3）滑移和孪生： 1. 滑移和孪生均在切应力效果下，沿必定晶面的必定晶向进行， 产生塑性变形。 2. 孪生借助于切变进行，所需切应力大，速度快，在滑移较难 进行时产生 →ⅰ. FCC金属一般不产生孪生，少数在极低温度下产生。 →ⅱ. BCC金属仅在室温或受冲击时产生。 →ⅲ. HCP金属较容易产生孪生。 3. 滑移→原子移动的相对位移是原子间隔的整数值→不引起晶 格位向的改动。孪生→原子移动的相对位移是原子间隔的分 数值→孪晶晶格位向改动→促进滑移 4. 孪出产生的塑性变形量小（≤滑移变形量的10％）→孪生变 形引起的晶格畸变大。 2、多晶体的塑性变形 （1）影响多晶体塑性变形的要素 1. 晶粒位向：晶粒位向不一致 2. 晶界： ⅰ.滑移的首要妨碍：晶界原子摆放较不规则→缺点多→滑 移阻力大→变形抗力大。 ⅱ.和谐变形：晶界本身变形→处于不同变形量的相邻晶粒 坚持接连。 （2）细晶强化 Hall-Pitch联系：σ s=σ 0+Kyd-1/2 晶粒小→晶界面积大→变形抗力大→强度大 晶粒小→晶界附近位错密度小→应力会集小→滑移由这晶粒 到别的一个晶粒时机少→变形困难→屈从强度↑ 晶粒小→单位体积晶粒多→变形涣散→削减应力会集 晶粒小→晶界多→晦气于裂纹的传达→开裂前接受较大的塑 性变形 细晶强化：晶粒细化→强度进步、塑性进步、耐性进步，硬 度进步。 冷塑性变形对金属安排功用的影响 1．加工硬化（形变硬化）（冷作硬化） 金属在冷态下进行塑性变形时，跟着变形度的添加，其强度、 硬度进步，塑性、耐性下降——加工硬化 塑性变形→位错开动→位错许多增殖→相互效果→运动阻力 加大→变形抗力↑→弹度↑、硬度↑、塑性、耐性↓ 位错强化：位错密度↑→强度、硬度↑ 含义 1）一种强化手法 2）冷加工成形得以顺利进行 3）具有过载才能，运用安全 4）↓塑性，↑切削功用 晦气：塑性变形困难→中心退火→消除 2．纤维安排 晶粒拉长，纤维安排→各同异性 3．剩余内应力 第一类内应力——微观，外表和心部，塑性变 形不均 第二类内应力——微观，晶粒间或晶内不同区 域变形不均 第三类内应力——超微观，晶粒畸变 三、塑性变形金属在加热时安排功用改动 1．回复 D较小，物理化学功用康复，内应力显着 下降，强度和硬度略有下降——去应力退 大。 2．再结晶 1）新的形核一长大进程，无新相生成 加工硬化消除，力学功用康复，显微安排 产生显着改动→等轴晶粒，强度大大下降 再结晶退火：消除加工硬化的热处理工艺 再结晶温度： 纯金属：TR=0.4-0.35Tm(K) 合金：TR=0.5-0.7Tm(K) 2）影响再结晶晶粒度的要素 ①温度T↑—D↑—↑晶界搬迁—长大↑ ②预变形度 3．晶粒长大 铁 碳 合 金 ? ? ? ? ? ? ? Fe-Fe3C平衡相图 铁素体、奥氏体、渗碳体 纯铁、共析钢、亚共析钢、过共析钢的结晶进程 共析钢的奥氏体化进程 奥氏体晶粒度 过冷奥氏体的等温改动 过冷奥氏体的接连冷却改动 铁 碳 合 金 钢铁是现代工业中运用最广泛的金属资料。一般 碳钢和铸铁均归于铁碳合金领域，合金钢和合金铸 铁实践上是有意参加合金元素的铁碳合金。因而， 铁和碳是钢铁资料的两个最底子的组元。为了了解 钢铁资料的安排与功用，以便在出产中合理运用， 首先从研讨铁碳合金开端，研讨铁与碳的相互效果 ，以便知道铁碳合金的本质并了解铁碳合金成分、 安排结构与功用之间的联系。 纯铁及其同素异构改动 大多数金属在结晶终了之后以及持续冷却进程中 ，其晶体结构不再产生改动，但也有一些金属，如 Fe、Co、Ti、Mn、Sn等，在结晶之后持续冷却时 ，还会呈现晶体结构改动，从一种晶格改动为另一 种晶格。金属在固态下跟着温度的改动由一种晶格 改动为另一种晶格的改动称为同素异构(晶)改动。 铁 素 体 碳溶解于a-Fe中所构成的空地固溶体称为“铁素体”， 以符号F表明。因为a-Fe是体心立方晶格，其晶格空地的 直径很小，因而碳在a-Fe中的溶解度很小，最大的溶解度 为0.02％（727℃）。跟着温度下降溶碳量逐步减小，在 室温时溶碳量仅为0.0008％。这是因为在a-Fe中包容碳原 子的空地半径很小，一般情况下，a-Fe中晶格的最大空地 半径为0.36A，而碳原子半径为0.77A。因而碳原子不可能 处于晶格的空地中，而是存在于a-Fe晶格的缺点处（如位 错、晶界、空位等）。所以铁素体含碳量很低，它的显微 安排是由网络状的多面体晶粒组成，它的功用简直与纯铁 相同，即强度和硬度很低，但具有杰出的塑性和耐性。 铁素体在770℃以下具有铁磁性，在770℃以上则失掉铁 磁性。 奥 氏 体 碳溶于γ-Fe中所构成的空地固溶体称为奥氏体 ，以符号A表明。因为γ-Fe是面心立方晶格它的致 密度尽管高于体心立方晶格的a-Fe，但因为其晶格 空地的直径要比a-Fe大，故溶碳才能也较大。在 1148℃时溶碳量最大可达2.11％，碳一般填充在γFe中的八面体空地中。跟着温度下降溶碳量逐步减 少，在727℃时的溶碳量为Wc=0.77％。 奥氏体只存在于727℃以上的高温规模内。因 此加热到高温时能够得到单一的A安排。因为A是 易产生滑移的面心立方晶格，奥氏体的硬度较低而 塑性较高，易于锻压成型。奥氏体为非铁磁性相。 渗 碳 体 渗碳体的分子式为Fe3C，它是一种具有杂乱晶 格的空地化合物。 渗碳体含碳6.69％；熔点为1227℃；不产生同素 异晶改动；但有磁性改动，它在230℃以下具有弱 铁磁性，而在230℃以上则失掉铁磁性；硬度很高 ，能轻易地刻划玻璃，而塑性和耐性简直为零，脆 性极大。在室温平衡情况下，铁碳合金（钢）中的 碳大多以渗碳体办法存在于安排中。 渗碳体中碳原子可被氮等小尺度原子置换，而 铁原子则可被其他金属原子(如Cr、Mn等)置换。 这种以渗碳体为溶剂的固溶体称为合金渗碳体，如 (Fe，Mn) 3C、(Fe，Cr) 3C等。 渗碳体在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、球 状、网状或板状。它的形状与散布对钢的功用有很 大影响。当渗碳体的形状和散布合当令，可进步钢 的强度和耐磨性。因而它是铁碳合金中重要的强化 相。一同，Fe3C在必定条件下会产生分化，构成石 墨状的自在碳。 Fe3C→3Fe+C（石墨） 以上是碳在铁中的存在办法，也是铁碳合金中的 底子安排，除此三种之外，铁碳合金中还有别的两 种安排，即珠光体和莱氏体。 珠光体是铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用 P表明，其均匀含碳量为0.77％。 工业纯铁（C%≤0.0218%） 共析钢 C%=0.77% 亚共析钢 0.0218%C%0.77% 过共析钢 共析钢奥氏体化进程 a. 形核 （优先在相 界（F，Fe3C） b. 长大 c. 渗碳体彻底溶解 d. 碳的均匀化 影响奥氏体化的要素 1．加热温度 T↑→A化↑ (D↑→浓度梯度大） 2．加热速度V↑→改动开端温度↑，改动时刻↓ 3．含碳量 C%↑→界面多→中心多→改动快 4．合金元素 a. Cr、M0、W、V、Nb、Ti强碳化物构成元素， ↓奥氏体构成速度 b. C0、Ni非碳化物构成元素，↑奥氏构成速度 c. Al、Si、Mn影响不太 5．原始安排 片状，片间隔小→相界面多→碳弥散度大→碳原子扩 散间隔短→奥氏体形核长大快 粒状 奥氏体晶粒度 1．晶粒度: 表征晶体内晶粒巨细的测量，一般用长 度，面积，体积或晶粒度等级表明。 2．开端晶粒度、实践晶粒度、本质晶粒度 本质晶粒度：钢奥氏体晶粒长大的倾向。 奥氏体晶粒随温度的升高并且敏捷长大→本质粗晶钢 奥氏体晶粒随温度升高到某一温度时，才敏捷长大→ 本质细晶钢 3．奥氏体晶粒度的操控 a. 加热工艺 加热温度，保温时刻 b. 钢的成分——合金化 A中C%↑→晶粒长大↑ MxC%↑→是粒长大↓ 1)碳化物构成元素 细化晶粒 2）Al→本质细晶钢 3）Mn 、P促进长大 过冷奥氏体的等温改动 高温改动区 A1——鼻子温度（5500C） A过冷——P（S，T）索氏体，屈氏体。 P的构成取决于生核，长大速率。T↓，生核， 长大↑。 T↓→6000C，D↓，长大慢→层间隔薄，短 分散型相变，归纳功用好，HB较低，耐性好。 T↓——HB↑，强度↑ 中温区改动，贝氏体改动 550℃~230℃（MS） A过冷→B，碳化物散布在含过饱满碳的F基体上 的两相机械混合物。 550℃ ~ 上贝 350℃ 氏体 350℃~ MS 下贝 氏体 半分散型， 羽毛状 Fe不分散 C原子有一 针状 定的分散能 力 碳化物在F间， 耐性差 碳化物在F内， 耐性高，归纳 机械功用好 低温区改动——马氏体改动 MS→Mf之间一个温度规模内接连冷却完结的，离 于非分散型改动。 a. A过冷→M+A剩余 b. 改动产品： 马氏体M，碳在α -Fe中的过饱满固溶体。 C%0.23%，板条状M C%1.0%，针状，马氏体 c. 本质：T低——C无法分散→非分散性晶格切变 →过饱满C的铁素体。 d. M改动的特征，①无分散性 ；②瞬时性 ； ③存在Ms,Mf ；④不彻底性； ⑤体积胀大。 共析钢等温改动安排——功用的联系 （1）珠光体型 改动温度下降，片间隔小，细晶强化→强度、硬 度、塑性、耐性进步 （2）贝氏体 B上:强度、耐性差 B下:硬度高，耐性好，具有优秀的归纳机械功用 （3）马氏体 硬度高 C%↑→HRC↑ 针状马氏体，硬而脆，塑、耐性差 板条状，强度高，塑性，耐性好 4．亚（过）共析钢的等温冷却改动曲线 影响C曲线的要素 C曲线反映奥氏体的安稳性及分化改动特性，这些取决于 奥氏体的化学成分和加热时的情况。 （一）A成分 1．含碳量 A中C%↑→C曲线．合金元素，（Co%↑→左移）除Co以外，一切合金元 素溶入A中，增大过冷A安稳性—右移.。 非碳化物构成元素，Si,Ni, Cu,不改动C曲线形状。 强碳化物构成元素，Cr,Mo,W,V,Nb,Ti,改动C曲线形状。 除Co,Al 外，均使Ms,Mf 下降，剩余A↑。 （二）A化条件的影响 1．加热温度和时刻 A化温度↑，时刻↑（成分均匀，晶粒大，未溶碳化物 少，形核率下降）→A安稳性↑，C曲线右移。 过冷奥氏体的接连冷却改动图 PS：A→P开端线 Pf：A→P停止线 K：珠光体型改动停止线 Vk：上临界冷却速度 (马氏体临界冷却速度) →M最小冷速 Vk’：下临界冷速 →彻底P最大冷速 (1)根据工件要求， 确认热处理工艺。 (2)确认工件淬火时 的临界冷速。 (3)能够辅导接连冷 却操作 V1:炉冷(退火),P V2:空冷，S，T V3:空冷，S，T V4:油冷，T+M+A V5:M+A (4)挑选钢材的根据 (5)C曲线对挑选淬 火介质与淬火方 法有辅导。 退火--将钢件加热到恰当温度，保温必守时刻， 然后缓慢冷却的热处理工艺。 常用热处理工艺 ? ? ? ? ? ? ? ? 退火、正火 淬火 钢的淬透性 回火 合金元素对回火改动的影响 高频淬火 渗碳 氮化 1．彻底退火 加热温度：Ac3以上20-30度 安排：P+F 意图： ①细化，均匀化粗大、不均匀安排 ②接衡安排——调整硬度→切削性↑ ③消除内应力 运用规模：亚共折钢，共析钢，不适用于过共析钢。 2．球化退火（不彻底退火） 加热温度：Ac1以上20-40度 运用规模：过共析钢，共析钢 安排：球状P（F+球状Cem） 意图： ①使Cem球化→HRC↓，耐性↑→切削性↑ ②为淬火作预备 3．分散退火（均匀化退火） 1050-1150℃，10-20h, P+F或P+Fe3CII 意图：消除偏析 结果：粗大晶粒（运用彻底退火消除） 4．再结晶退火 加热温度：Ac1以下50-150度，或T再+30-50度 意图：消除加工硬化 5．去应力退火 500-650℃ 正火 （空冷） AC3或Accm+30-50℃ 安排：S+（F或Fe3C） 运用： (1)作终究热处理，一般结构钢零件 a. 细化A晶粒，安排均匀化 b. 减了亚共析钢中F%→P%↑，细化→强度，耐性， 硬度↑ (2)预先热处理 a. 消除魏氏安排，带状安排；细化安排→为淬火、调 质作预备 b. 使过共析钢中Fe3CII↓→使其不构成接连网状，为 球化作预备 (3)改进切削加工功用 退火、正火的挑选 正火：冷速快，资料安排细化，机械功用好 1.切削加工 低、中碳钢→正火 中高碳刚，合金工具钢→彻底退火，球化退火 2.作为终究热处理→正火 3.为终究热处理供给杰出的安排情况 工具钢→正火+球化退火 结构钢→正火 返修件→退火 淬火－－加热到AC3、AC1相变温度以上，保温，快 速冷却→M+A’ 1．淬火温度的决议 亚共析钢 Ac3+30~50℃ 共析钢 Ac1+30~50℃ 过共析钢 Ac1+30~50℃ 保存必定的Cem→HRC↑，耐磨性↑ A中C%↓→M中C%↓→M脆性↓ A中C%↓→M过饱满度↓→剩余A↓ 淬火温度过高→A粗大→M粗大→力学功用↓， 淬火温度过高→A粗大→M粗大→淬火应力↑→变形， 开裂↑ 2．加热时刻 升温、保温 3．淬火介质 650℃以上，慢，减小热应力 650-400℃，快，避免C曲线℃以下，慢，减轻相变应力 钢的淬透性 1．淬透性：淬火条件下得到M安排的才能，取决于VK 2．淬硬性：钢在淬火后取得硬度的才能，取决于M中C%， C%↑→淬硬性↑ 3．影响淬透性的要素——VK，C曲线 C% 亚共析钢 C%↑→淬透性↑， 过共析钢 C%↑→淬透性↓。 奥氏体化温度 T↑t↑→淬透性↑ 合金元素 除Co%以外，C曲线右移，↑淬透性 未溶第二相 ↓淬透性 4．淬透性的运用 （1）根据执役条件，确认对钢淬透性的要求 ——选材的根据 （2）热处理工艺拟定的根据 （3）尺度效应 回火 回火意图 a. 消除淬火应力，下降脆性 b. 安稳工件尺度，因为M，剩余A不安稳 c. 取得要求的强度、硬度、塑性、耐性 钢在回火时的安排改动 a.马氏体分化(800C-3000C) 分出ε碳化物（亚安稳） 回火安排为:过饱满α固溶体+ 亚安稳ε碳化物(极细的)→回 火M(M’)晶格畸变下降，淬 火应力有所下降。 b. 剩余A有分化 200-3000C A→M c. 碳化物的集合长大2800C ε碳化物→Fe3C片→细粒状Fe3C d.铁素体的回复与再结晶 回火安排 （1）回火马氏体 M’ 1500C-3500C回火 极细的ε碳化物和低过饱满度α固溶体， 形状基 本不变 （2）回火屈氏体 T’ 350-5000C 马氏体形F+细粒状Fe3C （3）回火索氏体 S’ 500-6000C 再结晶等轴F+粗粒状Fe3C （4）球状P 6500C~AC1 粗大球状Fe3C+F 回火温度与机械功用的联系 200度以下，HRC不变。 200-300度，M分化，剩余A改动为马氏体，硬度下降不 大，高碳钢硬度有必定的升高。 300度，HRC下降。 耐性：400度开端升高，600度最高。 弹性极限：在300-400度最高。 塑性：在600-650度最高。 高碳回火马氏体：强度、硬度高、塑性、耐性差 低碳回火马氏体：高强度高耐性，硬度、耐磨性也较好 回火屈氏体：层服强度与弹性极限高 回火索氏体：归纳机械功用。 合金元素对回火改动的影响 a. 进步回火安稳性 回火安稳性：指钢在回火时，反抗回火构成软化的才能 b. 产生二次硬化 一些Mo、W、V含量较 高的钢回火时，硬度并 不随回火温度的升高单 调下降，而是在某一温 度（约4000C）后反而开 始增大，并在另一更高 温度（5500C）到达峰值 增大回火脆性 回火脆性：指随回火温度升高时，在250~400和450650两个区呈现冲击耐性显着下降的脆化现象。 回火工艺及其运用 回火 回火 安排 安排形状 功用及运用 类型 温度 低温 150~ 回火M 过和ε-Fe +α 坚持高硬度，下降脆性及残 回火 250 （M’） 碳化物 余应力，用于工模具钢，表 面淬火及渗碳淬火件 中温 350~ 回火屈 保存马氏体 硬度下降，耐性、弹性极限 回火 500 氏体 针形F+细粒 和屈从强度↑，用于弹性元 （T’） 状Fe3C 件 高温 500~ 回火索 多边形F+粒 强度、硬度、塑性、耐性、 回火 650 氏体 状Fe3C 杰出归纳机械功用，优于正 （S’） 火得到的安排。中碳钢、重 要零件选用。 淬火＋高温回火→调质 感应加热外表淬火 1．原理 交变磁场→感应电流→工件电阻→加热，集肤效应→外表加热 2．分类 a. 高频 200-300KHz，淬硬深度 0.5-2mm 小工件 b. 中频2500-8000Hz ，淬硬深度2-5mm 尺度较大的工件 c. 工频 50Hz ，淬硬深度10-15mm 大型工件 d. 超音频 30-40KHz 3．钢种：中碳钢和中碳低合金钢 4．特色 a. 加热速度快 几秒～几十秒 b. 加热时实践晶粒组小，淬火得到极细马氏体，硬度↑，脆性↓ c. 剩余压应力→进步寿数 d. 不易氧化、脱碳、变形小 e. 工艺易操控，设备本钱高 5．工艺道路：铸造→退火或正火→粗加工→调度→精加工→表 面淬火→低温回火→（粗磨→时效→精磨） 渗碳 AC3以上；900~9500C， 低碳钢 1．意图及运用 进步外表硬度，耐磨性，而使心部仍坚持必定的强度 和杰出的塑性和耐性 2．钢种 低碳钢，低碳合金钢 3．渗碳工艺-安排-功用联系 加热温度，保温时刻→渗碳层厚度 淬火工艺见下页 4．加工工艺道路 铸造→正火→切削加工→渗碳→直接淬火(一次淬火， 二次淬火)→低温回火→喷丸→磨削 1、直接淬火：奥氏体晶粒大，马氏体粗，剩余A多，耐磨性低， 变形大。 2、一次淬火：心部要求高 AC3以上； 外表要求高，AC1以上30-500C 3、二次淬火：第一次，改动心部安排 AC3以上30-500C 第2次，细化外表安排 AC1以上30-500C 氮化 （含Al Cr, Mo，V的钢） 1．氮化温度低 2．时刻长 3．氮化前调质 4．终究工序 5. 加工道路：粗加工-调质-精加工-氮化-磨削 6. 常用氮化钢 资料商标 25Cr2MoV 25Cr2Mo1V 35CrMoA 外表硬度HV ≥ 650 ≥ 650 ≥ 600 资料商标 38CrMoAlA 1Cr13 2Cr13 外表硬度HV ≥ 850 ≥ 650 ≥ 650 40CrA ≥ 650 1Cr11MoV ≥ 650 碳 钢 ? 碳钢中的杂质 ? 碳钢的分类 ? 碳钢的商标及效果 碳 钢 一、碳钢中的杂质 1．锰—有利；0.25--0.80% 脱氧剂； 下降FeO→↓脆性， Mn+S→MnS(下降S的有害效果) ↑热加工功用 固溶强化；使功用更优； 2．Si 有利 脱氧→↓脆性 固溶强化 3．硫— 有害 985℃ （Fe+FeS）→热脆 参加Mn→MnS 4． 磷 — 有害 Fe3P 室温下100℃，脆性大→冷脆 5．O、N、H O2－↓机械功用 ，强度、塑性下降，有害元素 N2－兰脆，若钢中存在Al.V.Ti↑→兰脆消失→强度，硬度进步 H2—氢脆、白点，有害 二、碳钢的分类 1．碳含量 (低碳钢C%0.25% 、中碳钢0.25C%0.6%、高碳钢 C0.6%） 2．质量 (S、P杂质含量) 碳钢、优质碳素钢、高档优质碳素钢 3．按用处 （碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢） 三、碳钢的商标及效果 1．一般碳素结构钢 Q235A 2．优质碳素结构钢 钢号用均匀碳含量的万分数的数字表明 10，20 冷冲压件，焊接件，渗碳处理。 35，45，40，50 齿轮、轴类 60，65 绷簧 3．碳素工具钢 0.65～1.35C%，用以制作刃具、量具、模具 钢号用均匀碳含量的千分数的数字和T一同表明。 T10A, T8, T12 4．铸钢 “ZG”加强度等级表明，如：ZG230～450，ZG270～500 合 金 钢 ? ? ? ? ? ? 合金钢的编号 合金元素在钢中的办法 Me对铁碳相图的影响 合金元素对钢的功用的影响 合金结构钢和合金工具钢 特别功用钢――不锈钢 合 金 钢 一、合金钢的编号 二、合金元素在钢中的办法 三、Me对铁碳相图的影响 四、合金元素对钢的功用的影响 五、合金结构钢和合金工具钢 六、特别功用钢――不锈钢 一、合金钢的编号 1．合金结构钢 碳含量用万分数（两位）C％ 如：40Cr，C%=0.4% 合金含量用（百分数）表明 如20Cr3MoWVA,其间C%=0.2%, Cr%=3%, Mo,W,V1.5%. 合金含量小于1.5%不标 A：表明高档优质 2．合金工具钢，特别功用钢 碳含量大于1.0%时，不标示其含量。碳含量 小于1.0%时，用千分数表明， 如5CrMnMo，C％=0.5% 二、合金元素在钢中的办法 1．Me在钢中的存在办法 1）构成固溶体 （1）扩展γ 相区元素（奥氏体安稳化元素）Mn,Ni效果 最强，A4进步，A3下降 （2）扩展α 相区元素（F安稳化元素）A3进步，A4下降 强K构成元素Cr,Mo,W,V,Nb,Ti 2）构成碳化物K （1）碳化物构成元素,Mn,Cr,Mo,V,W,Nb,Zr,Ti （2）非碳化物构成元素,Ni,Co,Cu,Si 三、Me对铁碳相图的影响 1．影响A和F存在的规模 Mn，Ni扩展γ 相区，扩展A存在的区域 1Cr18Ni9和ZGMn13，室温下单相A Cr，Ti，Si缩小γ 相区均缩小A存在区域 1Cr17Ti高铬铁素体不锈钢 2．使S、E点大大左移 扩展γ 相区元素，使A1下降 缩小γ 相区元素，使A1上升 四、合金元素对钢的功用的影响 （一）合金元素对钢的强度的影响 1．钢的强化机制 a. 固溶强化 溶质原子→晶格畸度→与位错相互效果→阻止位错运 动→强化。 Mn，Si首要强化元素 b. 细晶强化 Nb，V，Al，Ti 晶界→阻止位错运动→强化 c. 位错强化 位错→增殖并相互效果→阻止位错运动→强化。 d. 第二相强化 第二相粒子→阻止位错运动→强化。 2．钢的强化 a. 淬火 A→M 1）过饱满C和Me 2）高密度位错 3）极细微、不同取向的马氏体束→细晶强化 b. 回火 分出细微碳化物粒子→分出强化→第二相强化 c. 参加合金元素的意图 1）进步淬透性 2）进步回火安稳性 3）固溶强化 进步耐性的途径 （1）细化晶粒－ Ti,V,Nb,Al→TiC,VC,NbC,AlN→阻止A长大 →细化晶粒 （2）改进基体耐性 Nb，Mn能够下降Tc→耐性进步 （3）进步回火安稳性 （4）细化碳化物 Mn，Cr，V （5）操控非金属搀杂和杂质元素 低合金高强钢 成分特色与 合金化准则 ①低C:＜0.2%②ME以Mn为主、Mn和Si固 溶强化③参加V,Nb,Ti 等元素细化F晶粒和 细化k而沉积强化④参加P细化珠光体⑤加 入Cu抗腐蚀 ①高强度:σs＞300MPa②高耐性③杰出焊接 功用和冷成形功用 P细＋F 按σs 分6级: ①低强度等级:16Mn一般工程结 构②中等强度等级:15MnVN大型桥梁,锅炉, 船只,焊接结构. ③高强度等级:18MnMoNb 高压锅炉,高压容器 一般供给情况(热轧空冷 )下直接运用,不热 处理焊接结构可进行一次正火,改进焊区性 能 功用特色 运用态安排 典型钢号及 其运用 热处理特色 合金渗碳钢 成分特色与 合金化准则 功用特色 ①低C: 0.1%～0.25%②参加进步淬透性元素Cr,Ni,Mn,B③加 入Mo,W,V,Nb,Ti等阻止A晶粒长大和构成ｋ进步耐磨性④限 制Mn,Cr含量,下降渗层A ％⑤Ni添加渗层塑、耐性 ①渗层硬度高,耐磨,抗触摸疲惫,且有恰当塑性,耐性②心部 高耐性和满意强度③杰出的热处理工艺功用 运用态安排 典型钢号及 其运用 表层：ｋ＋M＋A 心部：①淬透，低C的M②未淬透，T＋ M＋F(少数) ①低淬透性:20Cr,15Cr冲击载荷小的耐磨件,如小轴,活塞销, 小齿轮. ②中淬透性:20CrMnTi有杰出的力性和工艺功用,适 合高速较高载有冲击的耐磨件,如重要齿轮,连轴器,十字销头. ③高淬透性:18Cr2Ni4WA合适重载大截面重要耐磨件,如柴 油机曲轴,连杆 一般渗碳前:正火。渗碳后进行: ①一次(二次)淬火②直接淬 火③对重要零件,为削减A进行尺度安稳化处理(如冷处理) 最 后进行: 低温回火 热处理特色 合金结构钢 成分特色与 ①中C：0.25%～0.50%以0.4左右为主②参加 合金化准则 进步淬透性元素Cr,Ni,Mn,Si,B③参加Mo,W消 除回火脆④参加强ｋ构成元素进步回火安稳 性和细化晶粒⑤Ni,Si,Mn可强化Ｆ 功用特色 高水平归纳机械功用, 能满意多种和较杂乱的 作业条件 运用态安排 S 典型钢号及 ①低淬透性:40Cr,40MnB一般尺度重要零件,如 其运用 齿轮,主轴②中淬透性:35CrMo截面尺度较大 零件,如曲轴,连杆. ③高淬透性:37CrNi3合适大 截面重载重要零件,如汽轮机主轴和叶轮 热处理特色 一般:油淬+高温回火。调质后: ①外表淬火; ② 专门化学热处理(如氮化) (38CrMoAl氮化钢) 合金绷簧钢 成分特色与 ①中高C:0.45%～0.70%②参加Si,Mn为首要元素:进步淬 合金化准则 透性也进步屈强比③参加Cr,W,V也进步淬透性④参加 Si-Cr不易脱C参加Cr-V细化晶粒, 耐冲击,高温强度好 功用特色 ①高σe 和σs ,高屈强比②高疲惫抗力③满意塑耐性,能 接受轰动,冲击④有较好淬透性,不易脱C ,易绕卷成形 运用态安排 T 典型钢号及 ①以Si,Mn合金化:65Mn, 60Si2Mn用于轿车,拖拉机,机车 其运用 的板簧和螺旋绷簧②以Cr,V,W合金化:50CVA350℃～ 400℃以下重载, 较大型绷簧,如高速柴油机气门绷簧. 热处理特色 ①热成形法制绷簧热轧钢丝钢板→卷曲折成型→淬火+ 中温回火→喷丸②冷成形法制绷簧钢丝钢板→淬火+中 温回火→冷卷曲折成型→去应力→喷丸 滚珠轴承钢 成分特色与 合金化准则 ①高C:0.95%～1.10%②Cr为底子元素:进步淬透性;细 化ｋ;进步耐磨性和触摸疲惫抗力;添加Ａ %③参加 Si,Mn进步淬透性;参加V耐磨性,避免过热④纯度要求 极高⑤GCr15中含C%≈1.5% ①高触摸疲惫强度②高硬度和耐磨性③满意的耐性和 淬透性④必定耐蚀才能和杰出尺度安稳性 M＋细ｋ＋少数A ①Cr轴承钢: GCr15中小型轴承,冷冲模,量具,丝锥. ②添 加Mn,Si,Mo,V的轴承钢:GCr15SiMo,GSiMnMoV制作 大型轴承. ①正火:消除Cem网②球化退火:便于切削, 使ｋ细微均 匀,为淬火作预备③淬火:细针M+A④冷处理:(精细零件) 尺度安稳⑤回火:低温回火⑥时效:120℃～140℃,10～ 20h去应力,安稳尺度 功用特色 运用态安排 典型钢号及 其运用 热处理特色 合金工具钢 －低合金刃具钢 成分特色与 ①高C:0.9 %～1.1 %②参加Cr,Mn,Si进步淬 合金化准则 透性③参加Si进步回火安稳性④参加W,V提 高耐磨性⑤参加W,V细化晶粒 功用特色 ①高硬度:HRC＞60②高耐磨性③高热硬性 ④满意塑性和耐性 运用态安排 M＋合金ｋ＋ 少数A 典型钢号及 ①Si-Cr系:9SiCr如,板牙,丝锥,冷冲模, 木匠工 其运用 具,低速切削刃具②Cr系:Cr,Cr06如,样板,铰 刀,插刀,剃刀,刀片,刮刀,锉刀等. ③Cr-W-Mn 系:CrWMn 如拉刀,冲模,样板,量规④W和CrW系:W,W2,CrW小麻花钻,低速切削刃具 热处理特色 球化退火＋机加工＋淬火＋低温回火 合金工具钢 －高速钢 成分特色与 ①高C:0.7 %～1.5 %②参加Cr进步淬透性③ 合金化准则 参加W,Mo进步热硬性④参加V进步耐磨性 功用特色 ①高硬度:HRC ＞60 ②高耐磨性③高热硬性 ④满意塑性和耐性 运用态安排 M＋合金ｋ＋少数A 典型钢号及 ①W系:W18Cr4V 其运用 ②W-Mo系:W6Mo5Cr4V2 ③W2Mo9Cr4Co8(M42) 作高速切削刃具铸造安排有鱼骨状共晶 热处理特色 退火＋1270℃淬火＋560℃～580℃回火(三 次)：若冷处理只需一次回火 不锈钢 1．抗腐蚀原理 ａ. 金属腐蚀的办法(化学腐蚀、电化学腐蚀) ｂ. 金属腐蚀损坏的办法: ①均匀腐蚀 ②晶间腐蚀 ③电腐蚀 ④应力腐蚀 ⑤腐蚀疲惫 c.金属抗腐蚀的原理： ①单相安排→原电池构成可能性↓、 金属电极电位↑→抗腐蚀； ②↓电极电位差、↑阳极电极电位； ③外表保护膜→钝化 2.不锈钢的合金化原理： ①含C量尽可能低； ②参加Cr→n/8规律→含量＞12.5%电极电位跃升(如M 不锈钢)； ③含Cr量＞12.7%→单相F(如F不锈钢)； ④参加Ni →单相A或F+A(如A不锈钢)； ⑤参加Ti、Nb、B→晶界腐蚀↓ 3．常用不锈钢 a. M不锈钢 1Cr13,2Cr13 用于汽轮机叶片、热裂设备 ,3Cr13,4Cr13 手术用具及刀具 b. F不锈钢 1Cr17 化工设备、食物工业 c. A不锈钢 1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9Ti 化工、食物、医 疗职业 d. A－F不锈钢 1Cr12Ni5Ti 化工设备、热交换器 有色金属 ? 铝及铝合金的特性 ? 铜及铜合金的特性 ? 钛及钛合金 铝及铝合金的特性 （1）比重小，比强度高；ρ纯铝=2.7g/cm3 （2）优秀的物理、化学功用； i 导电性好，仅次于Ag, Cu, Au； ii 极好的抗大气腐蚀才能；“钝化” iii 非磁性，即磁化率极低。 （3）加工功用杰出： i 塑性好，可冷成形； ii 切削功用好； iii 超高强度铝合金成形后热处理，能够有许多的σ ; iiii 铸造铝合金铸造功用极好。 铝及其合金的分类与商标： （一）高纯铝（Fcc） LG1, LG2, LG3, LG4, LG5, 由1 5，Al的含量由99.85 99.99%. （二）工业纯铝： L6, L5, L4, L3, L2, L1, 由6 1，Al的含量由98.8 99.7%. （三）铝合金： LF+数字：防锈铝合金； Ly+数字：硬铝合金； LC+数字：超硬铝合金； LD+数字：锻铝合金； ZL+数字：铸造铝合金； ZL1××：Al-Si合金； ZL2××：Al-Cu合金； ZL3××：Al-Mg合金； ZL4××：Al-Zn合金。 （注：新规范称号已改动，以上仅供参考） 铝合金的强化 1、固溶强化；如Cu, Mg, Zn, Si, Mn等参加可构成有限固溶体。 2、时效强化：经长时刻室温逗留或加热至100～200℃必守时 间保温后，在母相固溶体的必定晶面上呈现一个原子层厚度的 铜或其它原子的偏聚区，偏聚区边际产生晶格略变，阻止位错 运动，因而合金强度，硬度进步。 3、第二相强化和细晶强化； 4、冷变形强化。 常用铝合金选用准则： （1）考虑机械功用特色： 比强度高（强度与相对密度之比） 可用于机构件； 杰出的塑性加工功用 可用于揉捏件； 小的弹性模量 可用于搞震性好的工件； 低温功用好 可用于低温构件 ； （2）考虑其运用功用特色： 熔点为600℃，运用温度不能过高； 杰出的耐蚀性，导电导热性及抛光功用 宜做腐蚀环境 零件及导电及某些电器资料。 （3）考虑其工功用特色： 熔点低、熔炼和铸造便利，以及好的加工功用和铸造 功用等 铜及铜合金的特性 （1）优异的物理化学功用：导电性、导热性好；抗蚀能 力高；铜（紫铜）抗磁性； （2）杰出的加工功用：塑性好，铸造功用好； （3）特别机械功用：减摩性耐磨性好，高的弹性极限和 疲惫极限； （4）色泽漂亮。 铜及其合金的分类与商标： (一)紫铜（纯铜）： Fcc无磁性，无同素异构改动，熔点1083℃。 据铜中的含氧量可将铜分为三类： a.工业纯铜：O%=0.02-0.10%. 商标为T1, T2, T3, 由1—3，含Cu 为99.95---99.70% b.磷脱氧铜：O%0.01%. 商标为TP1(99.90%)，TP2(99.85%) c.无氧铜：O%0.003%. 商标为TU1(99.97%)，TU2(99.95%) (二)黄铜 以Zn为首要合金元素的铜合金。 黄铜分一般黄铜和杂乱黄铜两种。 1. 一般黄铜： 如：H96, H80, H70, H68, H59等。 H70：σ s≥220 N/mm2 σ b ≥300 N/mm2, δ 5 ≥55%, 形变强化后 σ b ≥660 N/mm2 ，δ 5 ≥30%。 许多用于作弹壳、套管和杂乱深冲零件。 2.杂乱黄铜： 在Cu-Zn二元合金基础上参加其它合金元素构成的。 如Pb黄铜，Sn黄铜，Al黄铜，Si 黄铜等。 （三）青铜 含有Sn. Al. Si. Pb. Be, Mn等的铜基合金。 包含：锡青铜，铝青铜，铍青铜等等。 分类：压力加工青铜和铸造青铜。 编号办法： ① Q+主加元素符号+主加元素含量+其它元素含量； 如：QSn4-3, 表明含4%Sn 、3%Zn，其他为Cu的锡 青铜。 ②铸造青铜在编号前加“Z”字， 如：ZQSn10-5。 （四）白铜 以Ni为首要合金元素的铜合金。 编号为：B+镍的均匀含量，“B”意指“白铜”， 如：B19表明含19%Ni的一般白铜。 铜合金选用准则： （1）充分考虑其导电导热功用特色， 可制：导体及散热器片、线材、管材、薄板材、 电缆等。 （2）考虑其机械功用及耐磨，耐蚀功用等， 关于一些耐蚀件、散热器材、减摩零件及弹性元 件等，可选用铜合金。 （3）考虑其工艺功用特色， 塑性好：冲压或锻轧成型件可选用之； 铸造功用好：一般铸件和压铸件可用之； 切削加工性好和光洁度高：许多出产的切削成型 件可用之； 可是Cu的储量小，价格较贵，应节约运用。 钛及钛合金 钛在地壳中蕴藏量丰厚，仅次于Al, Fe, Mg，居第四位。 一、纯钛 在固态下有同素异构改动： 882.5℃以下为δ 钛，是密排六方晶格； 882.5℃以上为β 钛，是体心立方晶格。 工业纯钛的纯度为99.5%-99.0%，其功用很大程度上取决于氧 的含量。 工业纯钛可分为TA1，TA2，TA3等三个商标，编号越大，杂 质越多。 二、钛合金 合金元素溶入δ -Ti中构成δ 固溶体，溶入β -Ti中，构成固 溶体。 钛合金按其退火情况的安排可分为：δ 型钛合金、β 型钛合 金、（δ +β )型钛合金等三品种型，合金商标分别为TA,TB,TC 与编号次序数字结合起来表明。如：TA5, TB2, TC3等。 三、钛及钛合金的热处理 其首要热处理办法：退火、淬火、时效，并分别用 M、C、S表明。 1、退火：650℃～850℃退火，可去加工硬化； 450℃～650℃可去内应力。 （许多钛合金以退火情况供货。 2、淬火、时效处理： 钛合金经过淬火得β 相（亚安稳相），再经400℃ ～600℃时效，可分出弥散δ 相，然后使σ 进步，但 塑性下降。 δ 型钛合金不能经过热处理强化。 资料选用准则 ? ? ? ? 运用功用准则－－首要准则 工艺性准则 经济性准则－－底子准则 环境与资源准则 运用功用准则----首要准则 1. 剖析零件的作业条件 ? 首先应判别零件在作业中所受载荷的性质和巨细, 核算载荷引起的应力散布。 i 载荷的性质是决议资料运用功用的首要根据之一。 ii 核算应力是确认资料运用功用的数量根据。 ?考虑零件的作业环境：环境要素会与零件的力学状 态归纳效果，提出更为杂乱的功用要求。 ?终究还应充分考虑资料的某些特别要求。 受力情况 载荷的类型（如静载、动载、循环载荷或单调载 荷等），载荷的效果办法（如拉伸、紧缩、曲折 或改变等），载荷的巨细以及散布特色（如均布 载荷或会集载荷）。 环境情况 温度（如低温、高温、常温或变温）及介质情况 （如有无腐蚀或冲突效果）。 特别功用 导电性、磁性、热胀大性、比重、外观等。 2. 进行失效剖析 失效抗力取决于资料的功用，对零件首要失效办法的 剖析常常能够归纳出零件所要求的首要运用功用。 作业条件 零件 应力品种 载荷性质 受载情况 常用失效办法 功用要求 螺栓 拉、剪 静载 循环，冲 击 循环，冲 击 交变，冲 击 ── 过质变形，开裂 疲惫开裂，过质变 形，轴颈磨损 强度，塑性 传动轴 传动齿 轮 绷簧 弯、扭 轴颈冲突 冲突，振 动 振荡 归纳力学功用 压、弯 断齿，磨损，疲惫 外表高强度及疲惫极 开裂，触摸疲惫 限，心部强度及耐性 弹性失稳，疲惫破 弹性极限，屈强比， 坏 疲惫极限 扭、弯 3．零件功用要求的目标化 将零件对运用功用的要求详细转化为试验室力学功用目标（如强 度、耐性、塑性、硬度等）； 再根据作业应力 、运用寿数或安全性确认功用目标的详细数值 (1)受力情况不同，规划根据的功用目标、核算公式不同。 例如：σ ≤[σ ]=σ s∕k 屈从强度 纯剪纯拉载荷---曲折和改变载荷 (2)应归纳考虑塑性、耐性和强度目标，并加以合理的合作。 ?塑性、耐性过剩而下降零件寿数。 ?例如用35CrMo制作的10t模锻锤锤杆 调质处理（高塑性、耐性----接受较大的冲击载荷）--疲惫开裂 淬火+中温回火（外表硬度进步）----寿数进步3～20倍以上。 ?寻求强度越高越好，轻率将零件置于低应力脆断的风险中。 例如高周疲惫开裂 资料的强度在σ b＜1400MPa规模内----强度越高，疲惫强度亦高 若资料的强度在σ b＞1400Mpa规模----疲惫寿数随强度的添加反 而下降。 工艺功用准则： 1. 金属资料的工艺功用 图11-1 金属零件的加工工艺道路 功用、质量要求不高的零件 毛坯─→正火或退火─→切削加工─→零件。 如铸铁或碳钢，只需留意选用适合的毛坯制作办法，其工艺功用 均能满意要求。 功用要求较高的零件（如轴、齿轮等） 毛坯─→预先热处理（正火、退火）─→粗加工─→终究热处理 （淬火十回火，固溶时效，渗碳处理等）─→精加工─→零件。 金属零件用材多为碳钢、合金钢、高强铝合金等，其间有些资料 的加工功用存在问题，因而选材时应留意对其工艺功用的剖析 功用和质量要求极高的零件（如精细丝杠） 毛坯─→预先热处理（正火、退火）─→粗加工─→终究热处理 （淬火+低温回火，固溶时效或渗碳）─→半精加工─→安稳化 处理（或氮化）─→精加工─→安稳化处理─→零件 加工道路杂乱，加工精度和质量要求高，在选材时应必须确保材 料的工艺功用。 （三）经济性准则－－底子准则 产品本钱与功用的联系： （四）环境与资源准则 跟着地球资源的日益干涸、环境的日益恶化，资料的 环境和资源准则在今后会变得日益重要。这一准则要 求资料在出产──运用──抛弃的全进程中，对动力 和资源的耗费少，对生态环境影响小，能够彻底再生 使用或抛弃时彻底降解。