《金属资料基础知识》 榜首部分 金属资料及热处理根本知识 一， 资料功能：一般所指的金属资料功能包含两个方面： 1，运用功能 即为了确保机械零件、设备、结构件等能够正常作业， 资料所应具有的功能，首要有力学功能（强度、硬度、刚度、塑 性、耐性等），物理功能（密度、熔点、导热性、热膨胀性等）。 运用功能决议了资料的运用规模，运用安全牢靠性和寿数。 2，工艺功能 即资料被制作成为零件、设备、结构件的进程中习惯的 各种冷、热加工的功能，如铸造、焊接、热处理、压力加工、切 削加工等方面的功能。工艺功能对制作本钱、出产功率、产质量 量有重要影响。 二，资料力学根本知识 金属资料在加工和运用进程中都要接受不同办法外力的效果，当 到达或超越某一极限时，资料就会发生变形以至于开裂。资料在外力 效果下所体现的一些功能称为资料的力学功能。 承压类特种设备资料的力学功能目标首要有强度、硬度、塑性、耐性 等。这些目标能够经过力学功能实验测定。 1，强度 金属的强度是指金属反抗永久变形和开裂的才能。资料强 度目标能够经过拉伸实验测出。抗拉强度 σb 和屈从强度 σs 是点评 资料强度功能的两个首要目标。一般金属资料构件都是在弹性状况 下作业的。是不允许发生塑性变形，所以机械设计中一般选用屈从 强度 σs 作为强度目标，并加安全系数。 2，塑性 资料在载荷效果下开裂前发生不可逆永久变形的才能。评 1 / 30 定资料塑性的目标一般用伸长率和断面缩短率。 伸长率 δ=[（L1—L0）0]100% L0 试件本来的长度 L1 试件拉 断后的长度 断面缩短率 φ=[（A1—A0）0]100% A0 试件本来的截面积 A1 试件拉断后颈缩处的截面积 断面缩短率不受试件标距长度的影响，因而能够更牢靠的反映资料 的塑性。对有必要接受 激烈变形的资料，塑性优秀的资料冷压成型的功能好。 3，硬度 金属的硬度是资料反抗部分塑性变形或外表损害的才能。 硬度与强度有必定的联系，一般情况下，硬度较高的资料其强度 也较高，所以能够经过测验硬度来预算资料强度。别的，硬度较 高的资料耐磨性也较好。 工程中常用的硬度测验办法有以下四种 （1） 布氏硬度 （2）洛氏硬度（3）维氏硬度 （4） 里氏硬度 4，冲击耐性 指资料在外加冲击载荷效果下开裂时耗费的能量巨细 的特性。资料的冲击耐性一般是在摆锤式冲击实验机是测定的， 摆锤冲断试样所作的功称为冲击吸收功。以表明，为断口处的截 面积，则冲击耐性。在承压类特种设备资料的冲击实验中运用较 多。 三 金属学与热处理的根本知识 1，金属的晶体结构物质是由原子构成的。依据原子在物质内部的排 2 / 30 列办法不同，可将物质分为晶体和非晶体两大类。凡内部原子呈现规 则摆放的物质称为晶体，凡内部原子呈现不规矩摆放的物质称为非晶 体，一切固态金属都是晶体。 晶体内部原子的摆放办法称为晶体结构。常见的晶体结构有： （1）体心立方晶格，如金属 α-铁、δ—铁、β、、V 等。 （2）面心立方晶格，如金属 α-铁、、、等。 （3）密排六方晶格，如金属、、γ 等。 实践运用的金属是由许多晶粒组成的，叫做多晶体。每一晶粒 相当于一个单晶体，晶粒内的原子摆放是相同的，但不同晶粒的原 子摆放的位向是不同的，晶粒之间的界面称为晶界。晶界简单发生 缺点。高温的液态金属冷却转变为固态金属的进程是一个结晶进程 态，即原子由不规矩状况（液态）过渡到规矩状况（固态）的进程。 2，铁碳合金的根本安排 一般把钢和铸铁统称为铁碳合金，由于钢和铸铁的成分尽管 杂乱，可是根本上是铁和碳两种元素组成的。一般把含碳 0.022% 的称为钢，含碳量大于 2%的称为铸铁。碳含量对钢铁的性质有决 定性的影响。碳含量低，其性质是“强而韧”， 碳含量高，其性质 是“弱而脆”， 铁碳合金—的金相结构有以下几种：（1）铁素体， （2）奥氏体，（3）渗碳体 承压类特种设备常用的碳素钢含碳量一般低于 0.25%。 1，热处理的一般进程 热处理是将固态金属及合金按预订要求进行加热，保温文冷 3 / 30 却，以改动其内部安排，然后取得所要求功能的一种工艺进程。 在实践出产中，热处理进程是比较杂乱的，可是其根本工艺进程 是由加热，保温文冷却三个阶段构成的，温度和时刻是影响热处 理的首要因素，任何热处理进程都能够用温度时刻曲线，承压类特种设备常用热处理工艺 依据钢在加热和冷却时的安排和功能改变规则，热处理工艺分 为退火、正火、淬火、回火、化学热处理等。 （1） 退火将钢件加热到恰当温度，保温必守时刻后缓慢冷却，以获 得接衡状况安排的热处理工艺。依据钢的成分和意图的不 同，退火又分为彻底退火、不彻底退火、消除应力退火等，承 压类特种设备的消除应力退火处理首要指焊后热处理（），也 有在焊接进程中心和冷变形加工后进行消除应力处理的，其目 的首要是消除焊接进程中发生的内应力及冷作硬化。 （2） 正火将钢件加热到 3 或以上 30—50℃，保温必守时刻后在空气 中冷却的热处理工艺。正火的意图和退火根本相同，首要是细 化晶粒，均匀安排，下降内应力，正火和退火的不同之处在于 前者的冷却速度较快，过冷度较大，钢正火后的强度、硬度、 耐性都比退火高。 （3） 淬火将钢件加热到临界温度以上，经过恰当保温后快冷，使奥 氏体转变为马氏体的进程。资料经过淬火取得马氏体安排，可 以进步其强度、硬度，这关于轴承、模具等工件是有用的，但 是马氏体硬而脆，耐性差，内应力很大，简单发生裂纹，所以 4 / 30 承压类特种设备资料和焊缝的安排一般不期望呈现马氏体。 （4） 回火将经过淬火的钢件加热到 1 以下的恰当温度，保温必守时 间后，然后用符合要求的办法冷却（一般是空冷），以取得所 需安排和功能的热处理工艺。回火的意图是下降资料的内应力， 进步耐性。经过调整回火温度，可取得不同的强度、硬度、韧 性，以满意所要求的力学功能。按回火温度的不同可将回火分 为低温、中温、高温回火三种。 四，承压类特种设备常用