1、Engineering Material 材料的性能是指材料的性質和功能。性質是材料的性能是指材料的性質和功能。性質是本身所具有的特質或本性；功能是人們對材料的本身所具有的特質或本性；功能是人們對材料的某種期待與要求中可以承擔功效，以及承擔該功某種期待與要求中可以承擔功效，以及承擔該功效下的表現或能力。效下的表現或能力。第一章第一章 金屬材料的機械（力學）性能金屬材料的機械（力學）性能鑄造性能鑄造性能可鍛性可鍛性可焊性可焊性切削加工性切削加工性熱處理性能熱處理性能 使用性能使用性能力學性能力學性能物理性能物理性能化學性能 工藝性能工藝性能 材料的性能材料的性能第二章第二章 材料結構與金屬結晶材

2、料結構與金屬結晶 晶體學基礎知識晶體學基礎知識立方晶系晶向與晶面立方晶系晶向與晶面純金屬常見的晶體結構純金屬常見的晶體結構材料的實際晶體結構材料的實際晶體結構金屬的結晶與鑄錠組織金屬的結晶與鑄錠組織第三節第三節 純金屬常見的晶體結構純金屬常見的晶體結構結構特點結構特點: :金屬金屬失去外層電子形成金屬離子與自由電子，以金屬失去外層電子形成金屬離子與自由電子，以金屬鍵結合，呈規則排列。絕大多數呈體心立方、面心立方、密鍵結合，呈規則排列。絕大多數呈體心立方、面心立方、密排六方這樣三種晶體結構。排六方這樣三種晶體結構。體心立方晶格體心立方晶格bccbcc面心立方晶格面心立方晶格fccfcc密排六方晶

3、格密排六方晶格hcphcp鐵（鐵（ - -FeFe）、）、W,W,鉻鉻CrCr、MoMo、V V等等AlAl、CuCu、金、金(Au)(Au)、NiNi、PbPb、（ Fe)等等鈦鈦TiTi、鋯鋯ZrZr、MgMg、ZnZn等等一、一、體心立方晶格體心立方晶格（原子在體心位置排列最緊）（原子在體心位置排列最緊）3、原子個數：、原子個數：24、配位數：、配位數： 85、致密度：、致密度：0.686、常見金屬：、常見金屬： -Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等等1、晶格常數：、晶格常數：a(a=b=c)ar43 2、原子半徑：原子半徑：特征：原子位于立方體的特征：原子位于立方體的八個頂角和體心位置，

4、晶八個頂角和體心位置，晶胞的三個棱邊相等，軸間胞的三個棱邊相等，軸間夾角為夾角為9090鋼球模型鋼球模型晶格模型晶格模型晶胞模型晶胞模型 a42r ：2 2、原子半徑、原子半徑（在每個面上原子排列最緊）（在每個面上原子排列最緊）3、原子個數：、原子個數：44、配位數：、配位數： 125、致密度：、致密度：0.746、常見金屬：、常見金屬： -Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等等1、晶格常數：、晶格常數：a二、面心立方晶格二、面心立方晶格特征：原子位于立方體的八個頂角和六個面的中心位特征：原子位于立方體的八個頂角和六個面的中心位置，晶胞的三個棱邊相等，軸間夾角為置，晶胞的三個棱邊相等，軸間夾角

5、為90a21r ：2 2、原子半徑、原子半徑3、原子個數：、原子個數：64、配位數：、配位數： 125、致密度：、致密度：0.746、常見金屬：、常見金屬： Mg、Zn、 Be、Cd等等1、晶格常數、晶格常數： ，三、三、密排六方晶格密排六方晶格晶胞呈六方柱體，十二個頂角各有一個原子，上下底晶胞呈六方柱體，十二個頂角各有一個原子，上下底面有一個原子。晶胞內有三個原子，面有一個原子。晶胞內有三個原子，。底面邊長底面邊長 a 和高和高 c， 二、晶體中的缺陷二、晶體中的缺陷第四節第四節 材料的實際晶體結構材料的實際晶體結構 實際金屬中存在著大量的晶實際金屬中存在著大量的晶體缺陷，按形狀可分三類，體

6、缺陷，按形狀可分三類，即點、線、面缺陷。即點、線、面缺陷。 晶體缺陷：即使在每個晶晶體缺陷：即使在每個晶粒的內部，也并不完全象粒的內部，也并不完全象晶體學中論述的晶體學中論述的( (理想晶體理想晶體) )那樣，原子完全呈現周期那樣，原子完全呈現周期性的規則重復的排列。把性的規則重復的排列。把實際晶體中原子排列與理實際晶體中原子排列與理想晶體的差別稱為晶體缺想晶體的差別稱為晶體缺陷。陷。 點缺陷點缺陷 空間三維尺寸都很小的缺陷空間三維尺寸都很小的缺陷(原子原子大小大小)。1、空位、空位原因：原因：由于結晶或變形使金屬原由于結晶或變形使金屬原子獲得能量，脫離開平衡位置跑子獲得能量，脫離開平衡位置跑

7、到間隙位置或晶體的外表面，在到間隙位置或晶體的外表面，在晶體內部便形成空位和間隙原子。晶體內部便形成空位和間隙原子。離開平衡位置的原子，有兩種去離開平衡位置的原子，有兩種去處：一種可能是跑到表面，此時處：一種可能是跑到表面，此時產生的空位叫肖脫基空位，另一產生的空位叫肖脫基空位，另一種可能跑到點陣間隙中，形成弗種可能跑到點陣間隙中，形成弗蘭克爾空位。蘭克爾空位。晶體中的兩種空位晶體中的兩種空位a)肖脫基空位肖脫基空位 b)弗蘭克爾空位弗蘭克爾空位 點缺陷點缺陷b. 間隙原子：位于晶格間隙間隙原子：位于晶格間隙中的原子。可以是基體金屬中的原子。可以是基體金屬原子（自間隙原子），也可原子（自間隙原

8、子），也可以是外來雜質間隙原子（雜以是外來雜質間隙原子（雜質間隙原子）。質間隙原子）。 C.置換原子：占據在原來基置換原子：占據在原來基體原子平衡位置上的異類原體原子平衡位置上的異類原子。子。間隙原子、置換原子示意圖間隙原子、置換原子示意圖 線缺陷線缺陷晶體中的位錯晶體中的位錯線缺陷：在三維空間的一個方向上的尺寸很大線缺陷：在三維空間的一個方向上的尺寸很大(晶粒數量級晶粒數量級)，另外兩個方向，另外兩個方向上的尺寸很小上的尺寸很小(原子尺寸大小原子尺寸大小)的晶體缺陷。的晶體缺陷。其具體形式就是晶體中的位錯。其具體形式就是晶體中的位錯。位錯：位錯：由于變形或結晶，晶體的一部分相對晶體的另一部分

9、相對滑移便產生由于變形或結晶，晶體的一部分相對晶體的另一部分相對滑移便產生位錯。位錯。 位錯可以理解為已滑移區和未滑移區的邊界位錯可以理解為已滑移區和未滑移區的邊界分為刃型位錯、螺型位錯、混合型位錯。分為刃型位錯、螺型位錯、混合型位錯。刃型位錯刃型位錯 螺型位錯螺型位錯 （1）刃型位錯：）刃型位錯：HG刃型位錯（2 2）螺旋位錯）螺旋位錯: :在在切應力的作用下，切應力的作用下，位錯線附近的原子位錯線附近的原子按照螺旋形排列的按照螺旋形排列的位錯形式。位錯形式。1 1、滑移面：、滑移面：ABCDABCD2 2、位錯線：、位錯線：bbbb，是已，是已滑移區滑移區AB bbAB bb與未滑移與未滑

10、移區區CD bbCD bb在滑移面上的在滑移面上的邊界線。邊界線。3 3、位錯線附近的原子：、位錯線附近的原子：上下層原子不吻合，按照上下層原子不吻合，按照螺旋形排列。螺旋形排列。4 4、螺旋型位錯無多余半、螺旋型位錯無多余半原子面。原子面。3 3、面缺陷、面缺陷第四節第四節 材料的實際晶體結構材料的實際晶體結構面缺陷：面缺陷：在三維空間的兩個方向上的尺寸很大在三維空間的兩個方向上的尺寸很大( (晶粒數量級晶粒數量級) )，另外一個方向上的，另外一個方向上的尺寸很小尺寸很小( (原子尺寸大小原子尺寸大小) )的晶體缺陷。的晶體缺陷。面缺陷的形式面缺陷的形式 ： 1 1、晶界面、晶界面: :位向

11、不同的相鄰晶粒之間的接觸界面,隨相鄰晶粒位向的不同，晶界寬度為510個原子間距。2 2、亞晶界面、亞晶界面: : 3 3、相界面、相界面:(:(兩個不同類型晶體的分界面兩個不同類型晶體的分界面) )晶界晶界亞晶界亞晶界ABCD工業純鐵的晶界T0時間時間溫度溫度理論冷卻曲線理論冷卻曲線實際冷卻曲實際冷卻曲線線Tn結晶平臺結晶平臺( (是由結晶潛熱導致是由結晶潛熱導致) )純金屬結晶時的冷卻曲線四、結晶時的宏觀現象：四、結晶時的宏觀現象：過冷現象過冷現象：熔體材料冷卻到理論結：熔體材料冷卻到理論結晶溫度時，并不是立即就形成晶體，晶溫度時，并不是立即就形成晶體，而是實際結晶溫度要低于理論結晶溫而是實

12、際結晶溫度要低于理論結晶溫度，這種現象稱為過冷。度，這種現象稱為過冷。過冷度過冷度 T = TT = T0 0 T Tn n平臺現象平臺現象-由于結晶時會釋放結晶由于結晶時會釋放結晶潛熱，彌補了金屬向四周散發的熱量，潛熱，彌補了金屬向四周散發的熱量，使液態金屬在結晶過程中保持溫度不使液態金屬在結晶過程中保持溫度不變，出現水平變，出現水平“平臺平臺”，結晶結束，結晶結束，溫度繼續均勻下降。溫度繼續均勻下降。（3 3）過冷度的大小取決于冷卻速度，）過冷度的大小取決于冷卻速度，冷卻速度越大，過冷度越大，即實際冷卻速度越大，過冷度越大，即實際結晶溫度越低。結晶溫度越低。 理理實實金屬結晶微觀過程金屬結

13、晶微觀過程形核長大形成多晶體兩個過程重疊交織兩個過程重疊交織第三章第三章 金屬的塑性變形與再結晶金屬的塑性變形與再結晶 塑性是金屬的重要特性，利用金屬的塑性可以把金屬加塑性是金屬的重要特性，利用金屬的塑性可以把金屬加工成各種制品，工成各種制品，鍛造、擠壓、軋制、拉拔成各種零件成型鍛造、擠壓、軋制、拉拔成各種零件成型過程都是塑性變形過程都是塑性變形, ,而且車銑刨磨等各種切削加工中都發生而且車銑刨磨等各種切削加工中都發生塑性變形。塑性變形。例：自行車鏈條，用例：自行車鏈條，用16Mn16Mn鋼板制成，鋼板制成， 原材料是原材料是3.5mm3.5mm厚板材，厚板材，150HBS, 150HBS,

14、b b 520Mpa520Mpa ； 經冷軋（塑變）后為經冷軋（塑變）后為1.2mm1.2mm厚板材厚板材, ,275HBS,275HBS,b b 1000Mpa1000Mpa 硬度、強度提高一倍，壽命也提高一倍。硬度、強度提高一倍，壽命也提高一倍。 學習本章的目的和意義：學習本章的目的和意義： 我們研究金屬的塑性變形及塑變后組織與性能的變化，我們研究金屬的塑性變形及塑變后組織與性能的變化，可為我們合理選擇和使用材料及制訂工藝規程提供理論依可為我們合理選擇和使用材料及制訂工藝規程提供理論依據。據。 第一節第一節 純金屬的塑性變形純金屬的塑性變形一、單晶體金屬的塑性變形一、單晶體金屬的塑性變形（

15、1 1）塑性變形的受力：）塑性變形的受力： 切應力切應力（2 2）塑性變形的方式：）塑性變形的方式： 滑移和孿生。滑移和孿生。 常以滑移方式發生。常以滑移方式發生。（3 3）滑移：指晶體的一部分沿）滑移：指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對于另一部一定的晶面和晶向相對于另一部分發生滑動位移的現象。分發生滑動位移的現象。 實質：是由位錯的移動來實現的。實質：是由位錯的移動來實現的。銅拉伸試樣表面滑移帶銅拉伸試樣表面滑移帶引入：一般情況下，金屬都是多晶體，多晶體的變形與其中各個晶粒引入：一般情況下，金屬都是多晶體，多晶體的變形與其中各個晶粒的變形行為有關，因而要了解單晶體的塑性變形的變形行為有關，

16、因而要了解單晶體的塑性變形。二、滑移二、滑移過程過程正應力能使晶格的距離加大，引起晶格彈性伸長；當正應正應力能使晶格的距離加大，引起晶格彈性伸長；當正應力足夠大時，達到破壞原子間的吸引力，引起晶格分離，力足夠大時，達到破壞原子間的吸引力，引起晶格分離，材料則出現斷裂。材料則出現斷裂。 （a a）在正應力作用下的變形）在正應力作用下的變形abc單晶體受力后，外力在任何晶面上都可分解為正單晶體受力后，外力在任何晶面上都可分解為正應力（垂直于晶面）和切應力（平行于晶面）。應力（垂直于晶面）和切應力（平行于晶面）。a 單晶體b 彈性變形c 滑移變形（b b）在切應力作用下的變形）在切應力作用下的變形在

17、切應力的作用下，先使晶格發生彈性外扭，進一步將使在切應力的作用下，先使晶格發生彈性外扭，進一步將使晶格發生滑移變形。外力去除后，由于原子到了一新的平晶格發生滑移變形。外力去除后，由于原子到了一新的平衡位置，晶體不能恢復到原來的形狀，而保留永久的變形。衡位置，晶體不能恢復到原來的形狀，而保留永久的變形。大量晶面的滑移將得到宏觀變形效果，在晶體的表面將出大量晶面的滑移將得到宏觀變形效果，在晶體的表面將出現滑移產生的臺階。現滑移產生的臺階。三、滑移變形的特點三、滑移變形的特點 ： 滑移只能在切應力的滑移只能在切應力的作用下發生。作用下發生。 滑移開始時，并不是所有滑移開始時，并不是所有的面同時滑動，

18、而取決于的面同時滑動，而取決于面上的切應力的大小。面上的切應力的大小。產生滑移的最小切應力稱產生滑移的最小切應力稱臨界切應力臨界切應力. 滑移常沿晶體中原子密度滑移常沿晶體中原子密度最大的晶面和晶向發生。最大的晶面和晶向發生。 對于面心立方晶格來說，對于面心立方晶格來說，A晶面是原子排列最緊的面，與晶面是原子排列最緊的面，與相鄰晶面的間距最大。晶面之相鄰晶面的間距最大。晶面之間結合力最弱，再切應力的作間結合力最弱，再切應力的作用下，容易發生滑移。用下，容易發生滑移。B晶面晶面是原子排列疏松的晶面，面與是原子排列疏松的晶面，面與面的間距較小，面間的結合力面的間距較小，面間的結合力較強，不容易發生

19、滑移。較強，不容易發生滑移。同理，可以解釋為什么滑移同理，可以解釋為什么滑移發生在原子密度最大的晶向上。發生在原子密度最大的晶向上。a aa/2a/2a/a/2 2AABB 滑移的結果在晶體滑移的結果在晶體表面形成臺階。表面形成臺階。 滑移的過程首先出現滑移的過程首先出現滑移線，后來發展為滑移線，后來發展為滑移帶。滑移帶。 滑移時，晶體兩部分滑移時，晶體兩部分的相對位移量是原子的相對位移量是原子間距的整數倍間距的整數倍.外力在晶面上的分解外力在晶面上的分解切應力作用下的變形切應力作用下的變形鋅單晶的拉伸照片鋅單晶的拉伸照片 滑移的同時伴隨著晶體的轉動滑移的同時伴隨著晶體的轉動 因為晶體的兩部分

20、沿滑移面和滑移線移動后，使作用在滑移因為晶體的兩部分沿滑移面和滑移線移動后，使作用在滑移面上的正應力不在同一軸線上而形成力偶，從而使晶體發生面上的正應力不在同一軸線上而形成力偶，從而使晶體發生轉動。轉動。多多 腳腳 蟲蟲 的的 爬爬 行行（5）滑移是由位錯運動造成）滑移是由位錯運動造成 如果把滑移設想為剛性整體移動，滑動所需的理論臨界如果把滑移設想為剛性整體移動，滑動所需的理論臨界切應力值（剛性移動）比實際測量臨界切應力值大切應力值（剛性移動）比實際測量臨界切應力值大3-4個個數量級，因此滑移不能理解為原子的剛性移動。數量級，因此滑移不能理解為原子的剛性移動。滑移是滑移是通過滑移面上位錯的運動

21、來實現的，位錯線從一端移動通過滑移面上位錯的運動來實現的，位錯線從一端移動到另一端。位錯在運動時，只是位錯附近的一部分原子到另一端。位錯在運動時，只是位錯附近的一部分原子移動。移動。第二節第二節 塑性變形對組織和性能的影響塑性變形對組織和性能的影響 一、塑性變形對組織結構的影響一、塑性變形對組織結構的影響 金屬發生塑性變形時，不僅外形發生變化，而且其內部的晶金屬發生塑性變形時，不僅外形發生變化，而且其內部的晶粒也相應地被拉長或壓扁。粒也相應地被拉長或壓扁。 1、形成纖維組織：當變形量很大時，晶粒會沿著變形量最大、形成纖維組織：當變形量很大時，晶粒會沿著變形量最大的方向上將被拉長為纖維狀，晶界變

22、得模糊不清，形成纖維的方向上將被拉長為纖維狀，晶界變得模糊不清，形成纖維組織。組織。2、亞結構細化：塑性變形中，位、亞結構細化：塑性變形中，位錯不斷運動和增殖，位錯聚集錯不斷運動和增殖，位錯聚集并不斷發生交互作用，使晶粒并不斷發生交互作用，使晶粒碎化成許多位向略有差異的小碎化成許多位向略有差異的小晶塊，稱為亞晶粒。晶塊，稱為亞晶粒。軋制軋制3、產生形變織構：由于晶粒的轉動，、產生形變織構：由于晶粒的轉動，當塑性變形達到一定程度時，會使當塑性變形達到一定程度時，會使絕大絕大部分晶粒部分晶粒的的滑移面和滑移方向與形變方滑移面和滑移方向與形變方向趨于一致向趨于一致，從而使多晶體中原來空間，從而使多晶

23、體中原來空間取向互不相同的各個晶粒在空間位向上取向互不相同的各個晶粒在空間位向上呈現一定程度的一致性，這種現象稱擇呈現一定程度的一致性，這種現象稱擇優取向。這種組織狀態稱為形變織構。優取向。這種組織狀態稱為形變織構。l根據加工方式分類：根據加工方式分類：l絲織構：拉拔變形過程中，絲織構：拉拔變形過程中，晶粒取向與變形方向平行。晶粒取向與變形方向平行。l板織構：軋制時晶粒的晶面板織構：軋制時晶粒的晶面與軋制面大致平行。與軋制面大致平行。l形變織構使金屬呈現形變織構使金屬呈現各向異性，導致各方向變形能力不同，在深各向異性，導致各方向變形能力不同，在深沖零件時，易產生沖零件時，易產生“制耳制耳”現象

24、，使零件邊緣不現象，使零件邊緣不齊，厚薄不勻。齊，厚薄不勻。板織構板織構絲織構絲織構形變織構示意圖形變織構示意圖各向異性導致的銅板各向異性導致的銅板 “制耳制耳”有有無無二、塑性變形對力學性能的影響二、塑性變形對力學性能的影響 1、加工硬化：金屬材料隨冷塑性變形量增加，金屬的、加工硬化：金屬材料隨冷塑性變形量增加，金屬的強度、硬度提高，塑性、韌性下降的現象稱加工硬化。強度、硬度提高，塑性、韌性下降的現象稱加工硬化。 根本原因：位錯密度增加。根本原因：位錯密度增加。冷塑性變形量，%屈服強度s，MPa1040鋼(0.4%C)黃銅銅冷塑性變形量，%伸長率，%1040鋼(0.4%C)黃銅銅第三節第三節

25、 回復與再結晶回復與再結晶一、冷變形金屬在加熱時的組織和性能變化一、冷變形金屬在加熱時的組織和性能變化 Why？：？：金屬經冷變形后金屬經冷變形后, 由于內應力的存在，組織處于不由于內應力的存在，組織處于不穩定狀態穩定狀態, 有自發恢復到穩定狀態的傾向。但在常溫下，原有自發恢復到穩定狀態的傾向。但在常溫下，原子擴散能力小子擴散能力小,不穩定狀態可長時間維持。生產上，如有要不穩定狀態可長時間維持。生產上，如有要求其組織結構和性能恢復到原始狀態，并消除殘余應力，求其組織結構和性能恢復到原始狀態，并消除殘余應力，就必須進行相應的熱處理。就必須進行相應的熱處理。 How?:一般采用退火加熱，一般采用退

26、火加熱，使原子擴散能力增加，金屬將依使原子擴散能力增加，金屬將依次發生回復、再結晶和晶粒長大次發生回復、再結晶和晶粒長大。 加熱溫度加熱溫度 黃銅黃銅 再結晶過程再結晶過程1、定義：當變形金屬加熱到一定溫度時、定義：當變形金屬加熱到一定溫度時，原來的變形組織中重新生成并最，原來的變形組織中重新生成并最終被無畸變晶粒取代，終被無畸變晶粒取代，而且性能發生明顯變化并恢復到變形前的變化過程。而且性能發生明顯變化并恢復到變形前的變化過程。2、過程：首先在材料中變形嚴重處（即位錯或其他缺陷集中處）形成新的、過程：首先在材料中變形嚴重處（即位錯或其他缺陷集中處）形成新的晶核（亞晶長大說和晶界突出形核說），

27、這些小晶粒消耗周圍發生過變形的晶核（亞晶長大說和晶界突出形核說），這些小晶粒消耗周圍發生過變形的晶體而不斷長大，同時也有新的小晶粒形成，直到新的晶粒全部代替變形過晶體而不斷長大，同時也有新的小晶粒形成，直到新的晶粒全部代替變形過的晶體。這個過程也是一形核和核心長大。的晶體。這個過程也是一形核和核心長大。3、結果、結果 材料發生了再結晶后，由于材料發生了再結晶后，由于全部用新生成的晶粒替換了原全部用新生成的晶粒替換了原發生過塑性變形的晶粒，所以發生過塑性變形的晶粒，所以材料經過再結晶后，由冷塑性材料經過再結晶后，由冷塑性變形帶來的所有性能變化就全變形帶來的所有性能變化就全部消失，材料的組織發生了

28、變部消失，材料的組織發生了變化，性能完全徹底回到變形前化，性能完全徹底回到變形前的狀態的狀態。（1）再結晶再結晶不是相變過程，不是相變過程，再結晶再結晶前后新舊晶粒的晶格類型和成分前后新舊晶粒的晶格類型和成分完全相同。完全相同。（區別于重結晶）（區別于重結晶）（2）再結晶沒有確定的轉變溫度，）再結晶沒有確定的轉變溫度，再結晶是在溫度達到一定程度后，再結晶是在溫度達到一定程度后，原子活動能力增強發生遷移進行原子活動能力增強發生遷移進行晶格位置的重排，溫度愈高，完晶格位置的重排，溫度愈高，完成愈快，沒有固定溫度，但有一成愈快，沒有固定溫度，但有一溫度下限，這個溫度稱為溫度下限，這個溫度稱為再結晶再

29、結晶開始溫度開始溫度。冷變形黃銅組織性能隨溫度的變化冷變形黃銅組織性能隨溫度的變化 4、再結晶的特點、再結晶的特點5、再結晶溫度、再結晶溫度 定義：定義：經過嚴重變形（變形度經過嚴重變形（變形度70%以上）的金屬，在約以上）的金屬，在約保溫保溫1小時內能夠完成再結晶的溫度。小時內能夠完成再結晶的溫度。純金屬再結晶溫度與熔點的關系：純金屬再結晶溫度與熔點的關系： T T再再0.4T0.4T熔熔 其中其中T T再再、T T熔熔為熱力學溫度，即絕對溫度。為熱力學溫度，即絕對溫度。 （+273+273） 金屬熔點越高金屬熔點越高, T, T再再也越高。也越高。T T再再 = (T= (T熔熔+273)

30、+273)0.42730.4273如：如：FeFe的的T T再再=(1538+273)=(1538+273)0.4273=4510.4273=451第四節第四節 金屬的熱加工金屬的熱加工 冷加工與熱加工冷加工與熱加工 在金屬學中，冷熱加工的界限是以在金屬學中，冷熱加工的界限是以再結晶溫度再結晶溫度來劃分的。來劃分的。 低于再結晶溫度的加工稱為冷加工，低于再結晶溫度的加工稱為冷加工， 高于再結晶溫度的加工稱為熱加工。高于再結晶溫度的加工稱為熱加工。軋制軋制模模鍛鍛拉拔拉拔第四章第四章 結晶相圖結晶相圖合金的相結構與組織合金的相結構與組織相圖知識相圖知識二元相圖的基本類型與分析二元相圖的基本類型與

31、分析相圖與合金性能之間的關系相圖與合金性能之間的關系一、概念一、概念黃銅（黃銅（Cu+Zn），鐵（），鐵（Fe+C），碳鋼，合金鋼），碳鋼，合金鋼組元：組成合金最基本、獨立的物質稱為組元。組元：組成合金最基本、獨立的物質稱為組元。組元可以是全部是金屬，也可是金屬與非金屬。組元組元可以是全部是金屬，也可是金屬與非金屬。組元可以是純元素，也可以是化合物（在研究的范圍內不可以是純元素，也可以是化合物（在研究的范圍內不發生分解）發生分解）根據組元數目的多少，分為二元合金、三元合金等。根據組元數目的多少，分為二元合金、三元合金等。給定組元，可以不同比例配制出一系列成分不同的合給定組元，可以不同比例配制出

32、一系列成分不同的合金，這一系列合金構成合金系。金，這一系列合金構成合金系。Al-Cu兩相合金兩相合金黃銅黃銅第一節第一節 合金的相結構合金的相結構引入：前面我們研究了金屬的空間結構，金屬的塑性變形，由于純金屬種類有限，一些性能無法滿足人們對材料的性能需求，在工程中，我們通常用到的是合金。（2）相：是指金屬或合金中，凡成分相同、結構）相：是指金屬或合金中，凡成分相同、結構相同，并與其它部分有界面分開的均勻組成部相同，并與其它部分有界面分開的均勻組成部分。分。 a、具有同一化學成分。、具有同一化學成分。 b、結構相同。、結構相同。 c、合金中相與相有明顯的界面。、合金中相與相有明顯的界面。 例：純

33、金屬熔點以上為單相液體。合金固體，例：純金屬熔點以上為單相液體。合金固體，由一個相組成時為單相合金，有兩個以上相組由一個相組成時為單相合金，有兩個以上相組成的為多相合金。成的為多相合金。合金的相（晶格結構基本屬性）分類：合金的相（晶格結構基本屬性）分類：固溶體和金屬化合物固溶體和金屬化合物單相單相合金合金兩相兩相合金合金第一節第一節 合金的相結構合金的相結構固溶體：合金組元相互溶解形成固溶體：合金組元相互溶解形成固相固相的晶體結構的晶體結構與組成合金的與組成合金的某一組元相同，某一組元相同，這類固相稱為固溶體。這類固相稱為固溶體。特點：特點：1 1）兩種組元能夠相互溶解。）兩種組元能夠相互溶解

34、。 溶解度：溶解度：在一定條件（溫度）下，溶質組元在固溶體中的極限濃度。在一定條件（溫度）下，溶質組元在固溶體中的極限濃度。2 2 ）形成固相晶體結構與其中一個組元相同。）形成固相晶體結構與其中一個組元相同。3 3 ）與固溶體晶格相同的組元為溶劑，一般含量較多；另一組元）與固溶體晶格相同的組元為溶劑，一般含量較多；另一組元為溶質，含量較少。為溶質，含量較少。1 1、定義、定義2 2、表示方法、表示方法 (1) (1) 按溶質原子在溶劑晶格中的位置分按溶質原子在溶劑晶格中的位置分間隙固溶體間隙固溶體置換固溶體置換固溶體二、二、固態合金中的相固態合金中的相固溶體固溶體( (一一) )置換固溶體置換

35、固溶體溶質原子置換了溶劑晶格上某些結點位置溶質原子置換了溶劑晶格上某些結點位置上的原子形成的固溶體。上的原子形成的固溶體。（1 1）保持溶劑結構）保持溶劑結構 （2 2）溶質原子占據溶劑陣點位）溶質原子占據溶劑陣點位置置例：例：1Cr18Ni9 （奧氏體不銹鋼），Cr和和Ni代替了部分鐵原子，形成置換固溶體。代替了部分鐵原子，形成置換固溶體。( (二二) ) 間隙固溶體間隙固溶體原子半徑較小的溶質原子（原子半徑較小的溶質原子（X X）占據溶劑）占據溶劑( (過渡族元素過渡族元素M)M)間隙位置形成的固溶體。間隙位置形成的固溶體。1 1）保持溶劑結構）保持溶劑結構2 2）溶質原子占據溶劑間隙位置

36、）溶質原子占據溶劑間隙位置3 3）溶質原子無序分布，故間隙固溶體永遠）溶質原子無序分布，故間隙固溶體永遠是無序固溶體。是無序固溶體。 r r質質/r/r劑劑0.59 AC )- A bcc, bcc, 復雜斜方復雜斜方 fccfcc-晶格改組晶格改組 0.0218% 6.69% 0.77% -0.0218% 6.69% 0.77% -FeFe、C C原子的擴散過程原子的擴散過程要獲得全部奧氏體組織，必須要獲得全部奧氏體組織，必須相應加熱到相應加熱到A Ac3c3或或AcAccmcm以上以上。非共析鋼的非共析鋼的A化分兩步：化分兩步：1）首先完成）首先完成P的的A化；化；2）然后發生先共析相的）

37、然后發生先共析相的A化。（亞共析鋼先化。（亞共析鋼先析出相析出相F，過共析鋼先共析，過共析鋼先共析Fe3C）2、亞共析鋼和過共析鋼的奧氏體化過程、亞共析鋼和過共析鋼的奧氏體化過程鋼種鋼種加熱溫度加熱溫度組織組織亞共析鋼Ac3以上A共析鋼Ac1 以上A過共析鋼Accm 以上A完全奧氏體化過程：鋼種鋼種加熱溫度加熱溫度組織組織亞共析鋼Ac1 Ac3A F共析鋼Ac1 稍上A Fe3C過共析鋼Ac1Acc mA Fe3C非完全奧氏體化過程：第三節第三節 鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變冷卻方式通常有三種：冷卻方式通常有三種：（1 1）極其緩慢的冷卻）極其緩慢的冷卻 平衡結晶過平衡結晶過程。程。（2

38、2）等溫冷卻）等溫冷卻 將鋼迅速冷卻到臨將鋼迅速冷卻到臨界點（界點（A Ar1r1）以下的某一溫度進行保）以下的某一溫度進行保溫，使其發生恒溫轉變；溫，使其發生恒溫轉變；（3 3）連續冷卻）連續冷卻 即將鋼以一定的速即將鋼以一定的速度連續冷卻，使其在臨界點以下發度連續冷卻，使其在臨界點以下發生變溫轉變。生變溫轉變。連續冷卻時 間保 溫 時 間保 溫溫度等溫冷卻臨界點加熱引子：引子：熱處理兩個重要環節：加熱和冷卻。加熱的目的是為了獲得均勻細小熱處理兩個重要環節：加熱和冷卻。加熱的目的是為了獲得均勻細小的奧氏體晶粒。冷卻也是熱處理的關鍵工序，因為大多數零構件在室溫下工的奧氏體晶粒。冷卻也是熱處理的

39、關鍵工序，因為大多數零構件在室溫下工作，鋼的性能取決于奧氏體冷卻轉變后的組織，因此研究不同冷卻條件下鋼作，鋼的性能取決于奧氏體冷卻轉變后的組織，因此研究不同冷卻條件下鋼的奧氏體轉變規律，對正確制定熱處理工藝，獲得預期性能具有重要意義。的奧氏體轉變規律，對正確制定熱處理工藝，獲得預期性能具有重要意義。過冷奧氏體：過冷奧氏體：鋼奧氏體化后，從高溫冷卻到鋼奧氏體化后，從高溫冷卻到A1以下，此時奧氏體并不立即轉以下，此時奧氏體并不立即轉變，而處于熱力學不穩定狀態，把變，而處于熱力學不穩定狀態，把這種存在于這種存在于A1溫度以下暫未發生轉變的不溫度以下暫未發生轉變的不穩定奧氏體稱為過冷奧氏體穩定奧氏體稱

40、為過冷奧氏體。熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線孕育期孕育期（1 1） 轉變開始線與縱坐標之間的距離為孕育期。轉變開始線與縱坐標之間的距離為孕育期。（2 2）孕育期最小處稱）孕育期最小處稱C C 曲線的曲線的“鼻尖鼻尖”。孕育期。孕育期最短處過冷奧氏體最不穩定，過冷奧氏體最容易轉最短處過冷奧氏體最不穩定，過冷奧氏體最容易轉變。變。（3 3）鼻尖以上、）鼻尖以上、A1A1以下，隨著過冷度增大，孕育以下，隨著過冷度增大，孕育期縮短，過冷期縮短，過冷A A穩定性降低。鼻尖以下穩定性降低。鼻尖以下MsMs以上，以上，隨著過冷度增大，孕育期增大，過冷隨著過冷度增大，孕育期增大，過冷A A的穩定性增的穩定性增加

41、。加。原因：原因：過冷過冷A A的穩定性取決于相變驅動力和原子擴的穩定性取決于相變驅動力和原子擴散能力，散能力，當溫度較高時，過冷度小，相變驅動力小，當溫度較高時，過冷度小，相變驅動力小，因而溫度越高，反而穩定。鼻尖以下，溫度較低，因而溫度越高，反而穩定。鼻尖以下，溫度較低，擴散困難。從而使奧氏體穩定性增加。因而出現了擴散困難。從而使奧氏體穩定性增加。因而出現了先穩定性降低后穩定性增加的先穩定性降低后穩定性增加的“C”C”形狀。形狀。 轉變產物：轉變產物：C C曲線明確表示了過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉曲線明確表示了過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉變產物。變產物。3 3、C C 曲線的分析曲線

42、的分析4、影響、影響C 曲線的因素曲線的因素奧氏體的成分和奧氏體化的條件是影響曲線的主要因素。奧氏體的成分和奧氏體化的條件是影響曲線的主要因素。 成分的影響成分的影響 （包括含碳量和合金元素的影響）（包括含碳量和合金元素的影響） 含碳量的影響：含碳量的影響： A、亞共析鋼中隨著含碳量的增加、亞共析鋼中隨著含碳量的增加C曲線向右移，說明穩定性曲線向右移，說明穩定性，孕育期，孕育期 。（在相。（在相同的轉變條件下，同的轉變條件下，C的質量分數增加，鐵素體形核幾率減小，鐵素體的長大需要擴散的質量分數增加，鐵素體形核幾率減小，鐵素體的長大需要擴散離去的離去的c原子的量增大，故減慢鐵素體析出，故右移），

43、共析鋼原子的量增大，故減慢鐵素體析出，故右移），共析鋼C曲線最靠右。曲線最靠右。B、過共析鋼隨著含碳量的增加、過共析鋼隨著含碳量的增加C曲線左移，說明穩定性曲線左移，說明穩定性，孕育期，孕育期。 一般對過共析一般對過共析碳鋼不進行全奧氏體化（正常加熱溫度是在碳鋼不進行全奧氏體化（正常加熱溫度是在Ac1Accm之間），未溶二次滲碳體增之間），未溶二次滲碳體增加了過冷奧氏體的形核率，反而使孕育期縮短，加了過冷奧氏體的形核率，反而使孕育期縮短，C曲線又向左移動。曲線又向左移動。C、隨著含碳量增加，要碳原子充分擴散，需要更大過冷度，因而、隨著含碳量增加，要碳原子充分擴散，需要更大過冷度，因而Ms 與與

44、Mf 點下降。點下降。亞共析鋼等溫轉變圖亞共析鋼等溫轉變圖共析鋼等溫轉變圖共析鋼等溫轉變圖過共析鋼等溫轉變圖過共析鋼等溫轉變圖CrCr對對C C曲線的曲線的影響影響 合金元素的影響合金元素的影響（1 1）除除CoCo外外, , 凡溶入奧氏體的合金元素都凡溶入奧氏體的合金元素都增大過冷奧氏體的穩定性，增大過冷奧氏體的穩定性，使使C C曲線右曲線右移。移。 a a、非碳化物形成元素或弱碳化物形成、非碳化物形成元素或弱碳化物形成元素（如元素（如NiNi、 SiSi、CuCu、MnMn等）只改等）只改變變C C曲線的位置，不改變形狀。曲線的位置，不改變形狀。 b b、碳化物形成元素（如、碳化物形成元素

45、（如Cr Cr 、 MoMo、 WW、V V、TiTi等）不僅使等）不僅使C C曲線的位置發生變曲線的位置發生變化，還改變化，還改變C C曲線的形狀，可使整個曲線的形狀，可使整個C C曲線在鼻尖處分開形成上下兩個曲線在鼻尖處分開形成上下兩個C C曲線曲線（分別為珠光體和貝氏體轉變區）。（分別為珠光體和貝氏體轉變區）。（2 2）除）除CoCo和和Al Al 外外, ,所有合金元素都使所有合金元素都使Ms Ms 與與MMf f 點下降。點下降。4、影響、影響C 曲線的因素曲線的因素 奧氏體化條件的影響奧氏體化條件的影響奧氏體化條件主要是奧氏體化條件主要是奧氏體化溫度和保溫時間奧氏體化溫度和保溫時間

46、的影響。的影響。奧氏體化的溫度提高和保溫時間延長，會使奧氏體化的溫度提高和保溫時間延長，會使C C 曲線右移。曲線右移。 因為隨著奧氏體化因為隨著奧氏體化溫度提高和保溫時間的延長溫度提高和保溫時間的延長，奧氏體成分趨于均，奧氏體成分趨于均勻化，未溶碳化物減少，勻化，未溶碳化物減少，晶粒長大，晶界面積減少，從而降低了過晶粒長大，晶界面積減少，從而降低了過A A的的形核率和可能性，增加了過冷奧氏體的穩定性，形核率和可能性，增加了過冷奧氏體的穩定性，從而使從而使C C右移。但要注右移。但要注意奧氏體化晶粒度的影響。意奧氏體化晶粒度的影響。4、影響、影響C 曲線的因素曲線的因素小結：影響小結：影響C曲

47、線的因素，可以理解為凡是不利于轉變形核曲線的因素，可以理解為凡是不利于轉變形核的都要會使的都要會使C曲線右移，相反會左移。曲線右移，相反會左移。如：如：C%(亞亞 、過、過)右移； 合金元素合金元素(除除Co、Al)右移； 加加、t保保,C曲線向右移。曲線向右移。V V1 1，5.5/s，相當于爐冷（退火），轉相當于爐冷（退火），轉變產物為變產物為P P；v v2 2 ，20/s，相當于空冷（正火），轉相當于空冷（正火），轉變產物為變產物為S S或或T T；v v3 3 ，33/s，相當于油冷，轉變產物為相當于油冷，轉變產物為T+M+AT+M+A；V V4 4， 138/s，相當于水冷，轉變產

48、物相當于水冷，轉變產物為為M+AM+A。共析鋼的共析鋼的CCT曲線曲線3-3.33-3.3不同冷卻速度得到的產物不同冷卻速度得到的產物V1V2V3V41、冷卻速度、冷卻速度V1V2V3V4，冷卻速度不，冷卻速度不同，發生的轉變及室溫組織亦不同。同，發生的轉變及室溫組織亦不同。2、冷速很慢時，發生轉變的溫度較高，轉、冷速很慢時，發生轉變的溫度較高，轉變開始和轉變終了的時間較長。冷速增大，變開始和轉變終了的時間較長。冷速增大，發生轉變的溫度降低，時間縮短，而轉變發生轉變的溫度降低，時間縮短，而轉變經歷的溫度區間增大。經歷的溫度區間增大。3、冷卻曲線遇終止線，、冷卻曲線遇終止線，P轉變停止，繼續轉變

49、停止，繼續冷卻，還要進行冷卻，還要進行M轉變。轉變。如果將如果將CCTCCT曲線用虛線畫在同一圖中，曲線用虛線畫在同一圖中，比較后發現：比較后發現：珠光體型轉變珠光體型轉變對應轉變曲線沒有明顯對應轉變曲線沒有明顯的差別，開始和結束點滯后，的差別，開始和結束點滯后，CCTCCT曲線曲線在在TTTTTT曲線曲線的右下方的右下方，說明連續轉變孕說明連續轉變孕育期要長，轉變溫度要低一些。育期要長，轉變溫度要低一些。貝氏體轉變被抑制不能發生。貝氏體轉變被抑制不能發生。在在CCTCCT曲線上有一奧氏體轉變中止線，只有部曲線上有一奧氏體轉變中止線，只有部分奧氏體分解，隨后的一段時間內，剩分奧氏體分解，隨后的

50、一段時間內，剩余的奧氏體并不發生轉變，直到馬氏體余的奧氏體并不發生轉變，直到馬氏體點后，發生馬氏體轉變，所得組織為點后，發生馬氏體轉變，所得組織為T TMMAA；馬氏體點及以下狀態馬氏體點及以下狀態，連續冷卻曲線，連續冷卻曲線和等溫冷卻轉變曲線沒有明顯的差別。和等溫冷卻轉變曲線沒有明顯的差別。用用TTT曲線定性說明共析鋼連續冷卻時曲線定性說明共析鋼連續冷卻時的組織轉變的組織轉變爐爐冷冷空空冷冷油油冷冷水水冷冷PST+M+AM+A3-3.53-3.5共析鋼共析鋼CCTCCT曲線和曲線和TTTTTT曲線異同曲線異同第四節第四節 鋼的退火與正火鋼的退火與正火 機械零件的一般加工工藝為：毛坯（鑄、鍛）

51、機械零件的一般加工工藝為：毛坯（鑄、鍛）預預 備熱處理備熱處理機加工機加工最終最終熱處理。熱處理。 預備熱處理預備熱處理 : 退火退火 ; 正火；調質。正火；調質。 最終熱處理最終熱處理 : 淬火淬火 ; 不同的回火。不同的回火。4.1 退火退火 退火：將偏離平衡組織的鋼加退火：將偏離平衡組織的鋼加熱至熱至Ac1Ac1以上或以下溫度，保溫以上或以下溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻一定時間，然后緩慢冷卻 ( (爐冷、爐冷、坑冷、砂冷、灰冷坑冷、砂冷、灰冷) ) ，獲得近似，獲得近似于平衡組織的熱處理工藝。于平衡組織的熱處理工藝。1、退火目的、退火目的l調整硬度，便于切削加工。（中碳以上及合金鋼）

52、調整硬度，便于切削加工。（中碳以上及合金鋼）l 消除內應力和加工硬化，防止加工中變形。消除內應力和加工硬化，防止加工中變形。l 均勻組織，細化晶粒，為最終熱處理作組織準備。均勻組織，細化晶粒，為最終熱處理作組織準備。 真空退火爐真空退火爐 退火的種類很多，按照加退火的種類很多，按照加熱溫度劃分：熱溫度劃分： （1）完全退火）完全退火 （2）等溫退火）等溫退火 （3）球化退火）球化退火 （4）擴散退火）擴散退火 （5）去應力退火）去應力退火 （6）再結晶退火）再結晶退火2、退火種類、退火種類加熱溫度范圍加熱溫度范圍定義：定義：完全退火是將鋼件加熱到完全退火是將鋼件加熱到AcAc3 3以上以上30

53、503050，經完全奧氏體化后進行緩慢冷，經完全奧氏體化后進行緩慢冷卻卻( (隨爐冷卻或埋入石灰、干沙中自然冷卻隨爐冷卻或埋入石灰、干沙中自然冷卻) )，至至600600空冷，以獲得近似于平衡組織的熱空冷，以獲得近似于平衡組織的熱處理工藝。處理工藝。目的：目的：細化晶粒、均勻組織，消除內應力，細化晶粒、均勻組織，消除內應力，降低硬度，便于加工。降低硬度，便于加工。用途：用途：適用于亞共析鋼（適用于亞共析鋼（w wc c=0.30.6%=0.30.6%）。）。不適用于低碳鋼和過共析鋼（低碳鋼冷卻不適用于低碳鋼和過共析鋼（低碳鋼冷卻后硬度不足，不利于切削加工，過共析鋼后硬度不足，不利于切削加工，過

54、共析鋼析出二次滲碳體，強度塑性韌性析出二次滲碳體，強度塑性韌性）。）。 室溫組織：室溫組織：P+FP+F，可認為是平衡組織。，可認為是平衡組織。 完全退火完全退火加熱速度：加熱速度：100-200/h保溫時間：保溫時間：=KD其中：其中：K為加熱系數，為加熱系數，1.5-2.0min/mm。D為工件厚度。為工件厚度。（1）保證工件要燒透。）保證工件要燒透。（2）保證全部奧氏體化。）保證全部奧氏體化。冷卻速度：冷卻速度：30-120/h 定義：定義：將將亞共析鋼加熱亞共析鋼加熱到到Ac3+3050, 共析、過共析鋼加熱共析、過共析鋼加熱到到Ac1+3050，保溫，保溫后，快冷到后，快冷到Ar1以

55、下的某一溫度下停留，待相變完成后出爐空冷，使奧氏體轉變為以下的某一溫度下停留，待相變完成后出爐空冷，使奧氏體轉變為珠光體的熱處理工藝。珠光體的熱處理工藝。 目的：目的：等溫退火與完全退火的目的一致，不但可縮短工件在爐內停留時間，提高生等溫退火與完全退火的目的一致，不但可縮短工件在爐內停留時間，提高生產效率，而且在同一溫度下發生的轉變，獲得的組織和性能均勻。產效率，而且在同一溫度下發生的轉變，獲得的組織和性能均勻。 組織：球狀組織：球狀P或或F+P 用途：用途：等溫退火主要用于亞、共、過共析鋼。等溫退火主要用于亞、共、過共析鋼。高速鋼等溫退火與普通退火的高速鋼等溫退火與普通退火的比較比較 等溫退

56、火等溫退火 高速鋼等溫退火工藝曲線高速鋼等溫退火工藝曲線（3 3）球化退火（不完全退火）球化退火（不完全退火） （1 1）定義：）定義：將將過共析鋼過共析鋼加熱到加熱到AcAc1 1以上以上10201020，充分保溫，充分保溫，使二次滲碳體球化，使二次滲碳體球化，然后隨爐緩冷的熱處理工藝。然后隨爐緩冷的熱處理工藝。（2 2）特點：低溫短時間加熱和緩慢冷卻。）特點：低溫短時間加熱和緩慢冷卻。當當加熱溫度超過加熱溫度超過AcAc1 1時，滲碳體剛開始溶解，又時，滲碳體剛開始溶解，又未完全溶解，層片狀的滲碳體逐漸斷開，形成未完全溶解，層片狀的滲碳體逐漸斷開，形成小的鏈狀或點狀，分散在鐵素體基體上。在

57、隨小的鏈狀或點狀，分散在鐵素體基體上。在隨后的緩冷過程中，以原有的滲碳體或碳原子濃后的緩冷過程中，以原有的滲碳體或碳原子濃度高的地方為核心，形成顆粒狀滲碳體。度高的地方為核心，形成顆粒狀滲碳體。（3 3）目的：）目的：降低材料的硬度，保證足夠的韌降低材料的硬度，保證足夠的韌性，便于進行機械加工，均勻組織為以后淬火性，便于進行機械加工，均勻組織為以后淬火作好組織準備。作好組織準備。（4 4）組織：）組織：球狀球狀P P （5 5）適用：主要用于共析或過共析成分的碳）適用：主要用于共析或過共析成分的碳鋼或者合金鋼。鋼或者合金鋼。加熱溫度范圍加熱溫度范圍（4）擴散退火擴散退火 （均勻化退火）（均勻化

58、退火）（1 1）定義：）定義：將鋼加熱到略低于固相線的溫將鋼加熱到略低于固相線的溫度，長時間保溫（度，長時間保溫（1020 h1020 h），緩慢冷），緩慢冷卻以消除成分偏析的熱處理工藝。卻以消除成分偏析的熱處理工藝。 （2 2）加熱溫度：）加熱溫度：略低于固相線溫度。略低于固相線溫度。亞共析鋼亞共析鋼：T TAcAc3 3 + + （150150300)300)過共析鋼：過共析鋼：T TAcAccmcm+ +（150150300)300)（3 3）目的：）目的：為了消除晶內偏析，使成分均為了消除晶內偏析，使成分均勻化，實質是使合金元素的原子充分擴勻化，實質是使合金元素的原子充分擴散。散。(4

59、)(4)適用適用：合金鑄鐵和鑄錠。：合金鑄鐵和鑄錠。(5)(5)后續處理：后續處理：保溫保溫10102020小時退火后晶粒小時退火后晶粒較粗大，一般還須進行完全退火或正火較粗大，一般還須進行完全退火或正火處理。處理。（5 5）去應力退火）去應力退火 （1 1）方法：）方法：將鋼較慢加熱到將鋼較慢加熱到500500600(600(低于低于A A1 1) )，保溫一定保溫一定時間，后隨爐慢冷時間，后隨爐慢冷到到200300200300以下出爐。以下出爐。 （2 2）目的：由于）目的：由于溫度低于溫度低于A A1 1，鋼，鋼中無相變發生，組織沒有明顯中無相變發生，組織沒有明顯變化，可完全消除殘余內應

60、力。變化，可完全消除殘余內應力。（3 3）用途：）用途： 主要用于消除鍛件、主要用于消除鍛件、鑄件、焊接構件存在殘余內應，鑄件、焊接構件存在殘余內應，或拉、拔、擠壓等冷加工或機或拉、拔、擠壓等冷加工或機加工的變形或其它原因產生的加工的變形或其它原因產生的內應力。內應力。 （6 6）再結晶退火）再結晶退火 （1 1）定義：將冷變形后的金屬加）定義：將冷變形后的金屬加熱到在結晶溫度以上，保持一熱到在結晶溫度以上，保持一定時間，使變形晶粒重新轉變定時間，使變形晶粒重新轉變為均勻等軸晶粒而消除加工硬為均勻等軸晶粒而消除加工硬化現象的熱處理工藝。化現象的熱處理工藝。 （2 2）工藝：）工藝： T T再再