大连理工大学网络教育学院
（二）正火
正火：将亚共析钢加热到Ac3＋(30～50)?,共析钢加热到Ac1＋(30～50) ?,过共析钢加热到Accm＋(30-50) ?保温后空冷的热处理工艺。
正火比退火组织更细，强度、硬度也比退火高。 当碳钢的含碳量小于0.6％c时，正火后的组织为F+S,当碳含量大于0.6%c时，组织为S。 对于中、低碳钢，正火的目的和退火相同,即调整硬度，便于切削加工；细化晶粒，为淬火作组织准备；消除内应力。
对于过共析钢，正火是为了消除网状Fe3CII,为球化退火做组织准备。
对于普通结构件，正火可增加P数量并细化晶粒，提高强度、硬度和韧性，作为最终热处理。
从改善切削加工性能的角度出发，低碳钢宜采用正火；中碳钢宜采用退火，也可用正火；过共析钢在消除网状Fe3CII后采用球化退火。 五、钢的淬火与回火
淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk的速度冷却，使A转变为M的热处理工艺。
淬火的目的：为了获得M，提高钢的力学性能。淬火使强化钢的重要方法。回火是将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的热处理方法。 六、钢的表面热处理
对于承受弯曲、扭转、磨差或冲击的零件,一般要求其表面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限，而心部在保持一定强度硬度的条件下，具有足够的塑性和韧性,即表硬里韧。对零件进行表面热处理是满足这些要求的有效办法。 （一）表面淬火
表面淬火：在不改变钢的化学成分及心部组织的条件下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。 （二）化学热处理
化学热处理：将工件臵于特定介质中加热保温，使活性原子渗入工件表层，从而改变工件表层的化学成分和组织，进而改变其性能的热处理工艺。
化学热处理由三个基本过程组成：
1、介质（渗剂）的分解，释放出活性原子。
2、工件表面的吸收，活性原子向固溶体中溶解或与钢中某些元素形成化合物。 3、原子向内部扩散，即溶入元素的原子在浓度梯度的作用下由表层向钢内部扩散。 七、金属材料表面处理新技术 （一）热喷涂技术
1、涂层的结构
热喷涂层是由无数变形粒子相互交错呈波浪式堆叠在一起的层状结构，粒子之间不可避免的存在着孔隙和氧化物夹杂缺陷。
2、热喷涂方法 （1）火焰喷涂 （2）电弧喷涂 （3）等离子喷涂 3、热喷涂工艺
热喷涂等额工艺一般为：表面预处理→预热→喷涂→喷后出理 4、热喷涂的特点及应用
（1）工艺灵活：小到φ10的内孔，大到铁塔、桥梁、整体，局部均可喷涂。
（2）基体及喷涂材料广泛；基体材料金属，非金属均可。喷涂材料金属、合金、塑料、
第29页 共90页
大连理工大学网络教育学院
陶瓷等。
（3）工件变形小；冷工艺，基体温生不超过250?。 （4）涂层厚度可控，几十μm～几mm。 （5）生产效率高。 （二）气相沉积技术
气相沉积技术是：将含有沉积元素的气相物质，通过物理或化学的方法沉积在材料表面形成薄膜的一种新型镀膜技术。
根据沉积过程的原理不同，可分为物理气相沉积（PVD）合化学气相沉积（CVD）两大类。 （三）三束表面改性技术
三束：激光束、电子束和离子束。
三束改性技术是将以上三种高能量高密度的能源（一般大于103W/cm）施加到材料表面，使之发生物理、化学变化，以获得特殊表面性能的技术。
三束对材料表面的改性是通过改变材料的成分和结构来实现的。由于这些束流具有极高的能量密度，可对 材料表面进行快速加热和快速冷却，使表层的结构和成分发生大幅度的改变（如形成微晶、纳米晶、非晶、亚稳成分固溶体和化合物等），从而获得所需要的特殊性能。此外，束流技术还具有能量利用率高、工件变形小、生产效率高的特点。 三、重要考点
多选题
1、热处理是指将钢在固态下（ ），以改变钢的组织结构，从而获得所需要性能的一种工艺。
A．加热 B．保温 C．冷却 D．拉伸
2、普通热处理工艺包括下列的（ ）。 A．退火 B．正火 C．淬火 D．回火
3、根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点的不同，热处理工艺可分为（ ）。 A．普通热处理 B．表面热处理 C．其他热处理 D．预备热处理
答案：1、ABC；2、ABCD；3、ABC。
《机械工程材料》辅导资料八
主 题：第六章 工业用钢
学习时间：2013年11月18日－11月24日
内 容：
这周我们将完成对本课程课件第6章的学习，即工业用钢这一章。具体的学习内容如下：
第30页 共90页
大连理工大学网络教育学院
一、学习要求
1、掌握钢的不同方式分类、钢的牌号表示方法和钢铁及合金牌号统一数字代号体系。 2、掌握钢中几种常存杂质元素对性能的影响以及合金元素在钢中的主要作用。 3、掌握结构钢的概念及分类。 4、掌握工具钢的概念及分类。 5、掌握特殊性能钢的概念及分类。
7、理解各类结构钢的性能、成分、热处理等特点。 8、理解各类工具钢的用途、性能、成分等特点。 二、主要内容
一、钢的分类与编号 （一）钢的分类与编号
1、钢的分类
（1）按化学成分分类
工业用钢按化学成分分为碳钢和合金钢两大类。 （2）按质量分类
根据钢含硫磷含量的不同分类。
表1 各质量等级钢的磷、硫含量
（3）按冶金方法分类
根据冶炼所用炼钢炉的不同，分为平炉钢、转炉钢及电炉钢。 根据脱氧程度分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢。 沸腾钢成材率高，但不致密主要用于普通冲压材料。 镇静钢、特殊镇静钢组织致密，但成材率低。 （4）按金相组织分类
按退火组织分类，可分为：亚共析钢（P＋F）；共析钢（P）；过共析钢（P＋Fe3CII）； 按正火组织分类，分为：珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、莱氏体钢等。
（5）按用途分类
可分为，结构钢、工具钢、特殊性能钢。 结构钢又分为：工程用钢和机器用钢； 工程用钢；用于建筑、桥梁、船舶、车辆等
机器用钢：用于渗碳钢 、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢和耐磨钢等； 工具钢：包括模具钢、刃具钢、量具钢；
第31页 共90页
大连理工大学网络教育学院
特殊性能钢：包括不锈钢、耐热钢等。 （二）钢的编号
我国钢的牌号一般采用汉语拼音字母、化学符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。 采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、特性和工艺方法时，一般采用代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中第一个字母。采用汉语拼音字母，原则上只取一个，一般不超过两个。见表2。
表2 常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号
二、钢中杂质与合金元素
（一）钢中常存杂质元素对性能的影响
钢中常存杂质主要包括Mn、Si、S、P、及N、H、O等。
这些杂质元素是由冶炼时原料、燃料及耐火材料带入钢中，或者由大气进入钢中，或者脱氧时残留于钢中，它们的存在会对钢的性能产生影响。 （二）合金元素在钢中的主要作用
1、合金元素对钢中基本相的影响
F和Fe3C是铁碳合金中的基本相，合金元素进入钢中将对这两个基本相的成分、结构和性能产生影响。
2、合金元素对铁碳相图的影响 3、合金元素对钢中相变过程的影响 三、结构钢
结构钢按用途可分为工程用钢和机器用钢两大类。
工程用钢主要用于各种工程结构，包括低碳钢和低合金高强度结构钢。 这类钢冶炼方便、成本低、用量大，一般不进行热处理。
机器用钢采用优质碳素结构钢和合金结构钢，它们一般都经过热处理后使用。 （一）碳素结构钢
第32页 共90页
