2        不合理                                合理 作业：习题册 P72 第三章  金属的塑性变形与再结晶 本章重点：1、变形机理。2、形变后组织性能特点。 第一节  金属的塑性变形 plastic deformation of metal 一、单晶体的塑性变形 1、弹性变形：受力变形，外力卸去后，又回到原状态现象。 2、塑性变形：外力取消后，物体的变形不完全恢复的现象。 变形的基本方式：滑移——位错造成的。 ★滑移变形的实质： 在切应力作用下，某一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生位移。此现象称“滑移” 二、实际多晶体塑性变形 1、晶粒本身的变形（滑移变形）——主要的2、晶粒之间的变形（晶间变形）——次要的 第二节   冷塑性变形对组织、性能的影响 一、晶粒被拉长（压扁），性能趋于各向异性 1 1 2 2 受力变形 二、产生冷变形强化（加工硬化）现象work hardened ——随变形程度的增加，其强度、硬度↑，塑性、韧性↓的现象 如：手弯铁丝； 冷卷弹簧； 推土机前板； 不锈钢刀 三、产生内应力（残余应力） 解决办法：去应力退火 第三节    变形金属在加热时的变化 一、回复  recovery  ——晶格歪扭现象消失的过程。 T回≈（0.25—0.3)T熔 T回——回复加热温度 ，单位 K T熔——绝对熔化温度， 单位 K 热力学温度单位 二、再结晶 recrystallization ——对回复后的金属继续加热，由于原子获得了更大的活动能力，晶粒外形发生变化。进而由碎晶粒变成完整晶粒的过程，此时没有应力出现。——加工硬化现象消失。 通过：形核、长大方式完成。再结晶后晶格类型没有变化。 T再≈0.4 T熔 碳    钢 T再≈0.5 T熔合金钢 T再≈0.6 T熔 三、晶粒长大 ——若T再继续升高，则晶粒长大、变粗，力学性能大大下降。 所以要严格控制加热温度、保温时间。 第四节       金属的热加工     hot   working 一、热加工与冷加工概念 1、热加工：当加热温度大于再结晶温度时，变形工艺称热加工。 2、冷加工：cold working    T加小于T再——称冷加工 特点： 如：金属铅在室温下变形——属热加工 金属钨在1000℃时变形——属冷加工 热加工变形量大，表面粗糙，无加工硬化现象，有再结晶。冷加工变形量小，表面光滑，有加工硬化现象，无再结晶。 二、热加工对组织、性能的影响 1、材料中的气孔、间隙压合，使组织致密，晶粒细化，力学性能高 2、形成锻造流线forging flow line（纤维组织），产生各向异性. ——钢锭中夹杂物沿晶界被压伸长，与变形方向一致，好似一条条细线。平行流线方向——抗拉强度、塑性好。垂直于流线方向——抗剪切力大，抗拉强度低。 曲轴 齿轮—— 裂纹        不合理                                合理 作业：习题册 P72 第四章  钢的热处理    Heat  treatment  of  carbon  steel 1、热处理概念   GB/T7372—99 ——采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温、冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。 目的：改变钢的工艺性能；强化钢材；满足使用要求。 原理：改变组织。 t ℃ o 时间 τ 加热 保温 冷却 热处理工艺曲线 本章重点：热处理基本理论；常用热处理工艺；热处理组织、性能特点。 2、热处理分类 按目的、加热条件和特点不同分： ——退火、正火、淬火、回火。   是讨论的重点       （1）整体热处理  bulk  heat--treatment （2）表面热处理  surface heat--treatment ——火焰加热法、感应加热法。 （3）化学热处理  thermo-chemical  treatment ——渗碳、渗氮、碳氮共渗等 （4）特殊热处理  special  hent-treatment ——形变热处理、磁场热处理、真空热处理、激光热处理等。 第一节  钢在加热时的组织转变 G P Q S E A F F+A A+Fe3CⅡ p F+P P+Fe3CⅡ 加热时： “C” 下标 如：AC1 ；AC3 ；Accm AC3 Accm AC1 冷却时：“ r ”  下标 如：Ar1； Ar3 ；Arcm Ar3 Ar1 Arcm 一、奥氏体的形成 以共析钢为例，室温 P→F+Fe3C混合物 F—体心 立方 WC=0.0218%; Fe3C—密排六方 WC=6.69% AC1 A  面心立方 WC=0.77% *奥氏体形成的过程是 Fe、C原子的扩散过程 Fe3C F ● A 核 ● A A 形成过程： 1、奥氏体的形核与长大 2、剩余Fe3C的溶解 3、奥氏体的均匀化 6.69% 0.0218% 二、影响 A 形成的因素 1、加热速度、温度的影响。 2、原始组织的影响。 3、化学成分的影响 三、奥氏体晶粒大小与控制 1、晶粒度  ——晶粒的大小程度，称晶粒度。GB6394—86规定：有10个级别，1 级最粗——10 级最细。见教材P63 2、晶粒大小与控制 （1）起始晶粒度（2）实际晶粒度（3）本质晶粒度  ——P刚刚转变为A时的晶粒大小。 ——经热处理后获得的晶粒大小。 ——原材料的晶粒大小（未加热时）。 （1）合理选择加热温度和保温时间。 （2）选择原始材料晶粒 粒状 P 组织。 （3）加入一定量的合金元素，抑制 A 晶粒长大。 第二节    钢在冷却时组织转变 A1 温度 时间 O 连续冷却 等温冷却 ● ● ● 一、过冷A的等温冷却转变 ▲过冷A——冷却到 A1 线以下暂时存在的A。 ▲等温冷却——将 A 由高温冷却到 A1 线以下某个温度等温停留一段时间，然后冷却下来的方式。 ▲等温转变——在等温保持时，过冷 A 发生的转变 1、等温转变曲线的建立 以共析钢为例 步骤（1）制成若干?10?1.5 mm的试样。 （2）将试样加热到850℃—900℃，保温一段时间。 A1 t τ O 850—900 （3）将试样分别放入不同温度的等温槽（炉）中，如：700℃、650、600、550、500、450、400、200等 ? 700 ? 650 650 ? 600 ? ? ? ? 550 500 450 200 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 230 Ms ? ? 2、曲线分析 时间—温度—组织转变关系曲线 ，简称“T T T ”线。 Time—Temperature—Transform P B M 按温度划分三个区： 高温区：A1—550℃ → 珠光体型转变 P  中温区：550℃—Ms →贝氏体型转变B 低温区：Ms（230）以下 →马氏体型转变M 3、过冷 A 等温转变产物的组织与性能 550 600 650 A1 Ms P B M （1）珠光体型转变——产物  P 由于冷却速度不等，得到的P 层片厚薄不同，三种： ①、A1—650℃，△T小，P  粒粗，160HBS—250HBS   “ P”表示。 P ②、650—600℃， △T 稍大，P  粒较细，薄F与Fe3C，”S”表示，sarbite 索氏体，25—35HRC。 S ③、600—550℃，△T大，P  粒很细，用 T  表示，tr
金属工艺学.doc