、金属材料及热处理
（一）硬度：是指金属表面抵抗其它更硬物体压入的能力.
πD(D-√D²-d）（单位面积上的力）；HB钢球印痕面积法=2P/HB>450时不能用布氏方法：不能测太薄的金属8>10h（压坑深度）：HBC测量淬火回火后的工件 (120金钢锥）：HRB测量较软的退火件铜、铝 （Φ1.588mm钢球）：
HRA测量硬度很高或硬而薄的金属，如硬质合金表面处理工件等（120金钢锥）：
B 60 中 P:1090Kg 25 HRB230HB 1. 588mm 100230- 10140Kg 20c HRC700 HB 120° 67A >700 金钢锥 1050Kg >70 HRAHB
HR=k-h/0. 002:H压痕深度（mm）：K常数，用钢球时为130，用金钢石时为100：0.002为压痕深，每0.002为洛氏硬度一度：高硬度时HRC=1/10HB：HV用顶角为136金刚石四方角锥体，根据被测工件越薄，选用越小载荷：5、10、20、30、50、100、和120Kg；HV=1. 8544P/d²(1 公斤/mm2) ;HV可测量很薄的工件和渗碳层、氮化层、氰化层硬度.
（二）强度：指材料抵抗外力作用而不被破坏的一种能力.
、=P/F;=P/F:8.：产生0.2%永久变型量时的强度.
（三）塑性：指材料发生永久变形而不被破坏的一种能力
8伸长率：断裂的长度增加量与原长度之比.=（L-L）/Lo×100%
甲断面收缩率：拉断的横截面积减小量与试样原来横截面积之比，百分数.
硬度与强度的近似关系：
轧制或锻钢件=（0.34-0.36）HB铸钢件=(0.3-0.4)HB灰口铸铁件 ，=（HB-40）/6
（四）韧性：指材料抵抗冲击力的作用而不被破坏的一种能力.
冲击韧性a=A/F(1公斤米/厘米)；
脆性与韧性相反，脆性材料的破坏是突然发生，没有显著变形，断口处很明亮并有金属光泽.而韧性材料的破坏都有预兆，并且断口呈灰色纤维状.状风Y
图1-4粗颗粒断口图1-5细颗粒断口
图1-6纤维状断口
如M24螺栓断裂表面呈灰色纤维状，说明有一定韧性.材料品粒越细，a值越高.
二、热处理基础知识
原子顺续排列的状态叫品体，品体颗粒组合在一起组织金属材料.品粒之间的结合面叫品界.
品粒有体心立方品格和面心立方品格，品格是组成品粒的最小单元.
体心立方体品格的8个顶点各有一个原子，中心一个原子.
面心立方体品格的8个顶点和6个平面各有一个原子.
体心立方品格组织材料较硬，抗力较大，不易锻造.如Cr、W、Mo、Mn、V、αFe（常温铁）.●面心立方晶格较软，易变形如Al、Cu、Ni、Pb、Fe（奥氏体）品粒大小（或称粗细）会直接影响到钢材的质量，品粒愈细小，钢材的性能越好，晶粒愈粗大，钢材的性能就愈差，特别是a就愈低.正火、淬火温度控制就是为细化品粒.此外，细品粒的钢材在热处理淬火加热与冷却时，引起变形与开裂的倾向也小的多，所以细化晶粒的预先热处理是最终热处理的必备工序.●具有体心立方品格的纯铁叫αFe；面心立方品格的纯铁叫Fe：αFe和Fe在910C时发生较变；纯铁在770℃以下具有磁性，770℃以上没有磁性.
三、名词：
1、固溶体：固态下溶解有其它元素的组织叫做“固溶体”（αFe和”Fe对C的溶解能力是大小不一样的）
2、铁素体：就是碳在αFe中的固溶体.室温下可溶解0.006%的碳，723C时可溶解达到最大值0.025%.
3、奥氏体：就是碳在Fe中间隙式的固溶体.由于Fe的原子间的空隙较大，723C时可溶解碳量为0.8%（共析钢），1130℃溶解量达到最大值2%.
4、渗碳体：即Fe3C（碳化铁），Fe:C=3：1（原子数比），具有复杂的品格结构的化合物称为渗碳体，渗碳体中含碳量为6.67%，其溶解度不随温度的变化（化合物）.熔点1600C左右，硬度很高：HB>800，很耐磨，但很脆，渗碳体和铁素体混合在一起就是常
图2-11奥氏体晶格示意图
用的高材，随含碳量的增高，硬度强度增高，a下降.加入合金元素形成合金碳化物，其硬度还会更高，如碳化钨（WC）碳化钛（TiC）等.
5、珠光体：珠光体是铁素体和渗碳体两者所组成的机械混合物，他存在于723℃以下，是铁素体与渗碳体一层一层交替分布春，显微镜下白亮呈片状为渗碳体中间较宽的白色间隔层为铁素体.这种组织显出珍珠表面相似的纹路和光泽，所以称珠光体.纯珠光体含碳量为0.8%（共析钢）.粗片状铁素体加粗片状渗碳体叫珠光体，等温转变670-723度HB170
250(HRC 024)
铁素体基体上的组织，这种组织叫做粒状（或球状）珠光体，以改善加工性能和热处理变形开裂性能.P77
6、网状渗碳体：过共析钢在Acm线以下奥氏体中析出的渗碳体分布在奥氏体晶界上或降到A1线以下渗碳体固化在珠光体品界上即呈网状分布.
7、索氏体：在等温转变C形线鼻尖所得到的较细片状铁素体较细片状渗碳体叫之索氏体.等温转变温度600一670°C（珠光体的一种）HB250一320，HRC24一32.
8、屈民体：同上是珠光体的一种，更细片状铁素体更细片状渗碳体叫之为屈氏体，形成温度600-550°C.HB330-400（HRC32-38）.
殊光体、素氏体、屈氏体、都属殊光体只是粗细不同，性能上有差异.
9、上贝氏体：铁素体形成密集面相互平行的扁片渗碳体呈短片状断断续续地分布在铁素体片层之间，上贝氏体在显微镜下呈羽毛形态，HRC45左右，形成温度500一400℃.
10、下贝氏体：铁素体形成针状，极为细小的渗碳体质点呈弥散状分布在针状铁素体内，呈黑色针状显微形态.HRC55左右，形成温度230一400C.
11、马氏体：奥氏体快速冷却不融及C形线鼻尖直接降到230C以下（共析钢），即低于Ms，yFe转变为αFe，碳原子全部被保留在αFe中，形成一种过饱和的固溶体组织，这就是马氏体.这种转变也称非扩散形转变.马氏体金相显微组织呈针状，黑色针状物为马氏体，白色基体称为残余奥氏体.性能十分脆硬.HB可达600一700（HRC60一65）.淬火即可获得这种组织.硬度取决于C含量，低C钢淬不硬，含C量高于0.8%，硬度几乎不再增加了.马氏体的转变随C含量增高而降低含碳量0.5%时Mz约0C，Ms290C随着含C增Ms下降，C量小于0.8%时Mz也随C↑而下降，0.9以上时Mz在-100C附近下降不大.奥氏体向马氏体的转变有一个很大的特点：奥氏体不能百分之百转化为马氏体总有较少的奥氏保留下来，称保留下来的为残氏奥氏体.因奥氏体为yFe面心产方品格，比容（单位重量的体积）较小，约只有0.122-0.125，而马氏体为αFe过饱和固溶体，比容较大，约有0.127一0.130，可见，在转变过程中，在马氏体形成的同时还伴随着体积的膨胀，从而会对尚未转变的奥民体造成一内压力，合使其不易发生向马氏体的转变而被保留下来.MsMz点越低剩余奥氏体量也就越多.
12、过冷奥氏体：低于A1线温度状态下存在的奥氏体，C形曲线鼻尖温度处的过冷奥氏体最不稳定，最容易发生分解.
13、晶粒度：晶粒度就是用来表示晶粒大小的尺度，共分为8级：冶金部规定标准测定方法将制成的试样在放大100倍的显微镜下观察与标准晶粒度作比较以确定实际晶粒的大
小.凡在1一4级者为粗晶粒钢，5一8级者为细晶粒钢.粗品粒钢温度、韧性等变坏，所以热处理时加热温度不能过高，时间不能过长，防止品粒过大.
第二讲
（8mm25mm）小时，合金钢（8mm20mm）小时，随炉冷却，得到铁素体加珠光体性，改善压力和切削性能.时）提高加工面光洁度，不粘刀，加工表面光滑.比如管路密封胶圈结合面，0型圈沟槽，缸、泵接口平面.
14退火：就是将钢加热到Ac3线（过共析钢为A1线）以上，保温时间为工件厚度（亚共析），珠光体（共析钢），渗碳体加珠光体（过共析钢）的方法，降低硬度，提高塑
15、正火：就是将钢加热到Ac3线和Acm以上30一50C，保温后出炉空冷，分别得到铁素体加索氏体、索氏体、索氏体加渗碳体（来不及析出形成），细化品粒、调整组织、削除前道铸造、锻造冷加工产生的缺陷，作为预先热处理作用.提高钢材加工性能（最好HB200一250
16、等温退火：钢加热到Ac3以上30-50C，保温后较快冷却到略低于Ar1的温度（或转入略低于Ar1的炉中）在此温度下奥氏体金部转变完成，主要用于合金钢退金.
17、球化退火：目的在于过共析钢得到球状珠光体，使于加工，也是热处理的前处理.
球化退火的工艺是加热到温度略高于Ac1以上10一20℃，保温后缓慢冷却到略低于Ar1的温度并停留一段时间，使组织转变全部完成，然后冷至500℃以下再空冷.
加热温度超过Ac1越高，则冷却以后得到的片状珠光体会愈多.若超过Acm时，则冷却下来所得到的全部为片状珠光体.
球化退火所以能形成球状珠光体，是因为钢在加热到略高于Ac1时呈现一不均匀的组织.即除了奥氏体的浓度不均匀外，还有大量未溶解的渗碳体存在.其中片状渗碳体在较长时间的保温过程中会自发地趋于球状（因后者最为稳定）.当钢随后冷却下来时，由奥氏体分解而形成的FeC也逐渐球状化因而最终便获得在铁素体基体上分布春许多颗粒状渗碳体，这就是球状珠光体.
18、低温回火：为消除铸、锻、焊接、切削冷冲压过程的内应力，缓慢速度加热到500一650℃，经适当保温，再缓冷下来的过程，又叫去应力退火.
钢的显微组织不发生改变.
19、淬火：将钢加热到Ac3线或Ac1线上30一50C，保温一段时间（均匀化）
快速冷却下来，以得到高硬度马氏体组织的方法.
细品粒奥氏体得到细品粒马氏体组织.
过共析钢有网状FeC时，应先正火细化晶粒再淬火.
