金属材料与热处理基础课件.ppt

金属材料与热处理基础金属材料与热处理课程介绍。课程涵盖金属材料的类型、性质、加工工艺、热处理工艺等内容。

金属材料的组成与性能化学成分不同金属材料的化学成分不同，决定了其物理和机械性能。微观结构金属材料内部的微观结构包括晶粒、晶界、相等，对材料性能有重要影响。性能测试金属材料的性能可以通过各种测试方法进行评估，如强度、硬度、塑性、韧性等。

金属的微观结构金属的微观结构是指金属材料内部的组织结构，它决定了金属材料的许多性能，如强度、硬度、韧性、塑性等。通过显微镜观察，可以发现金属材料内部是由晶粒和晶界组成的。晶粒是金属材料内部具有相同晶体结构的区域，晶界是相邻晶粒之间的界面。晶粒的大小、形状、排列方式以及晶界特征等都会影响金属材料的性能。例如，晶粒越细小，金属材料的强度和硬度就越高，但塑性和韧性则会降低。

金属的晶体结构金属原子以特定的方式排列形成晶体结构。金属晶体结构影响其性能，如强度、硬度和延展性。常见的金属晶体结构有三种：体心立方(BCC)、面心立方(FCC)和密排六方(HCP)结构。不同金属的晶体结构影响其性能，例如，BCC结构的金属通常比FCC结构的金属更硬更脆。

金属的塑性加工1冷加工常温下进行加工2热加工在高温下进行加工3热处理改变金属内部组织结构塑性加工是指通过外力使金属产生塑性变形，改变其形状和尺寸的加工方法。常见的塑性加工方法包括：锻造、轧制、拉拔、冲压、弯曲等。

金属的热处理基础知识11.温度热处理是指利用加热、保温和冷却来改变金属材料的内部组织结构和性能的过程。温度是热处理中最重要的参数。22.时间保温时间是影响热处理效果的关键因素，它直接决定了金属材料内部组织变化的程度。33.冷却速度冷却速度会影响金属材料的相变速度，进而影响其最终的组织结构和性能。44.气氛热处理过程中所使用的加热气氛会影响金属材料的表面氧化或脱碳现象，从而影响最终的性能。

金属热处理的目的与分类目的提高金属材料的强度、硬度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等性能。改善金属材料的加工性能，例如切削加工、冷弯加工等。消除金属材料在加工过程中产生的内应力，提高其稳定性。分类根据热处理过程中的温度和时间，可以将金属热处理分为以下几类：退火正火淬火回火调质表面热处理

退火热处理1加热将金属工件加热至奥氏体化温度以上，并保温一段时间，使其内部组织充分转变为奥氏体。2冷却缓慢冷却至室温，使奥氏体转变为等轴晶粒的珠光体或铁素体，以降低硬度和提高塑性。3用途退火处理常用于消除金属内部的应力，细化晶粒，改善金属的塑性和韧性，并为后续的热处理工艺做准备。

回火热处理1降低硬度降低硬度，提高韧性2改善性能提高冲击韧性，改善塑性3消除内应力降低内应力，改善加工性能回火是将淬火后的钢加热到低于淬火温度的某一温度，保温一定时间后，再缓慢冷却的热处理工艺。回火可以降低钢的硬度和脆性，提高韧性，改善加工性能，消除内应力，提高钢的综合性能。

正火热处理目的正火是指将钢材加热到适当温度，保温一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。主要用于改善钢材的综合力学性能，提高钢材的强度、韧性和塑性。特点正火加热温度比淬火低，冷却速度也比淬火慢。正火后钢材的组织均匀，内部应力较小，具有良好的综合力学性能。应用正火适用于需要综合力学性能的钢材，例如：轴类、齿轮、弹簧等。

调质热处理1淬火将钢件加热到奥氏体化温度，保温一段时间，然后快速冷却到室温，使钢件内部组织发生转变，获得马氏体组织，提高钢件硬度和强度。2回火将淬火后的钢件重新加热到低于淬火温度的某一温度，保温一段时间，然后缓慢冷却，使钢件内部组织发生转变，改善钢件的韧性和塑性。3性能调质热处理后的钢件具有较高的强度和韧性，适用于制造各种机械零件，如齿轮、轴类、螺栓等。

淬火热处理加热将金属材料加热到高于其临界温度的奥氏体区。保温在奥氏体区保温一定时间，使金属材料完全转变为奥氏体组织。冷却以适当的速度冷却到室温，使奥氏体转变为马氏体或贝氏体等高硬度组织。

淬火机理加热将金属工件加热到一定温度，使金属内部原子活跃，更容易发生相变。冷却快速冷却工件，使金属原子来不及重新排列，形成高硬度、高强度的马氏体组织。相变淬火过程中，金属内部结构发生相变，例如奥氏体转变为马氏体。组织变化淬火后，金属内部的微观结构发生变化，从而改变其性能。

淬火结构淬火后，金属的组织结构会发生变化，形成淬火组织。淬火组织主要包括马氏体、贝氏体和回火马氏体。马氏体是硬度高、韧性低、脆性高的组织，贝氏体是硬度和韧性都比较高的组织，回火马氏体是硬度和韧性都适中的组织。淬火组织的具体形态和性能取决于材料的化学成分、淬火温度和冷却速度。淬火组织的形成会直接影响金属的力学性能和使用性能。

淬火缺陷与控制淬火裂纹淬火裂纹是常见的淬火缺陷，由于淬火过程中材料内部产生较大的