1、工程材料学（英文版）全册工程材料学（英文版）全册配套完整教学课件配套完整教学课件3Engineering MaterialsSun Lan School of Manufacturing Science and Engineering, Sichuan University Sun Lan（孙兰） Dept. of Materials Forming and Controlling School of Manufacturing Science and Engineering Sichuan University Tel: 13881781856 E-mail: 4Course Descrip
2、tion Engineering Materials ： the materials science, general laws on the material composition, structure, performance and applications Course requires ：1.the relationship on composition, structure and performance of the commonly used engineering materials2.The types, grades, properties and uses of en
3、gineering materials.3.the correct choice of heat treatment method4.The failure of the different material components5Learning Method The failure form of materials Material composition and performance requirements The preparation of materials、Material of alloy56Course Features uTechnical coursesuStron
4、ger NarrativeuConcept of the principleuMore Symbol uLess Calculation uStronger practicalityPreviewReview Attendance77References1、工程材料学（第1版或第2版-修订版） 王晓敏 哈工大出版社（2002年8月）2、Engineering Materials ( Vol. One, 2nd Edition ) R. L. Timings 世界图书出版公司 （2000年6月）3、机械工程材料 （第1版） 沈 莲 机械工业出版社 （1999年5月）4、Selection and
5、 Use of Engineering Materials ( 3rd Edition ) J. A. Charles, F. A. A. Crane, J. A. G. Funess 世界图书出版公司（2000年6月） Chapter 1 Introduction to Materials and their PropertiesChapter 1 Introduction to Materials and Their Properties the selection of materials for any given application. The basic properties o
6、f materials. The grouping of materials into their main categories.1.1 Introduction to use and to develop materials to satisfy the human requirementsmaterials for housing, heating, furniture, clothes, transportation, entertainment, medical care, defense, etc. waste materials must be reclaimed and rec
7、ycled role of materials engineers ( also students )11 Mainstay industry： Material is the basis of any forms of energy and information Engineering Materials：structural materials，the mechanical properties，engineering structures and mechanical parts as the main requirements.1.1 Introduction1.2 Selectio
8、n of Materials Commercial factors such as: (a) cost (b) availability (c) ease of manufacture Engineering properties of materials such as: electrical conductivity strength, toughness corrosion resistance, wear resistance ease of forming by extrusion, forging and casting machinability heat (thermal )
9、resistance, etc. 131.2 Selection of MaterialsExamples : (a) electric cable connector electrical conductivity, ease of forming by extrusion, forging and casting, ease of machinability, adequate strength and corrosion resistance. Silver? (Expensive) Cu, Al (b) connecting rod Strength, toughness, ease
10、of machinability (c) tailstock casting (底座铸件底座铸件)-cast iron adequate strength， ease of melting and casting， good machinability14141.3 Material Properties（1）使用性能）使用性能Application properties ： mechanical properties，physical properties and chemical properties（Priority）（2）工艺性能）工艺性能Processing properties ：
11、铸造铸造(Casting)、锻压、锻压(Forging and pressing)、焊、焊接接(Welding)、热处理、热处理(Heat treating)和切削和切削(Cutting)性能等。性能等。1515 Mechanical properties:（ Strength, stiffness, hardness, elasticity, plasticity, toughness and wear resistance） Deformation: changes of the shape and size because of the external forces.elastic d
12、eformationelastic deformation。plastic deformationplastic deformation。1.3 Material Properties1616StrengthResistance of plastic deformation and fractureYield strength: stress happened plastic deformationTensile strength and bending strength: stress happened fractureApplication：machine components，1.3 M
13、aterial Propertiesbs1717 PlasticCharacterization of plastic deformation under external force Fractured residual deformation： Elongation percentage： Contraction of area：1.3 Material Properties%1001lll%1001AAA18 韧性韧性ToughnessAbsorb energy before fracture, and the ability to plastic deformation（Strengt
14、h + Plastic） 刚度刚度(stiffness )Resistance of elastic deformationThe elastic modulus E: stress/strain, a constant in the range of elastic deformation; the key performance indicators for the characterization of material stiffness.1.3 Material Properties19 Hardness: the materials resistance to localized
15、plastic deformation. （HRC、HB、HV）. Wear resistance: the material to resist wear under certain operating conditions.The relative wear resistance is the ratio of the amount of wear of two materials in the same working conditions.1.3 Material Properties20材料材料的力的力学性学性能指能指标应标应用用刚度刚度：刚度设计中，考虑构件刚度设计中，考虑构件在受
16、力时发生的弹性变形量。在受力时发生的弹性变形量。弹性模量。如精密机床主轴等弹性模量。如精密机床主轴等零构件零构件弹性指标弹性指标：弹性极限和弹性弹性极限和弹性模量是设计弹性零件考虑的模量是设计弹性零件考虑的性能指标。如汽车板簧和各性能指标。如汽车板簧和各类弹簧等类弹簧等屈服强度和塑性屈服强度和塑性：一般零件一般零件的抗断裂设计。的抗断裂设计。硬度硬度：在耐磨零件中必须考虑的在耐磨零件中必须考虑的性能指标。如滚珠轴承、刀具等性能指标。如滚珠轴承、刀具等.21TITANIC2222Impacting tests results of steel on Titanic （Left）and steel
17、 used on board recently（Right）23 Physical property density、Melting point、Heat conductivity、Electrical conductivity、Thermal expansion、Magnetism； Chemical propertyresistance to chemical erosion of various media. (Oxidation resistance and corrosion resistance)1.3 Material Properties2424(2) Processing p
18、roperties casting、forging、welding、heat treating and cutting. Casting（ Fluidity, shrinkage, segregation ） cast aluminum (copper) alloy cast iron cast steel1.3 Material Properties25 Forging properties （塑性、变形抗力）（塑性、变形抗力） Low carbon steel Medium carbon steel（ Low alloy steel ）High carbon steel（ High all
19、oy steel ） cast iron 不可锻压 Welding properties （可焊性、焊后开裂的倾向、（可焊性、焊后开裂的倾向、焊区硬度）焊区硬度） Low carbon steel Medium carbon steel（ Low alloy steel ）High carbon steel（ High alloy steel ） aluminum (copper) alloy 1.3 Material Properties26l Heat treating难易程度及产生缺陷的倾向难易程度及产生缺陷的倾向 Only change the internal structure,
20、not change the shape, to achieve different mechanical properties.l Cutting切削难易程度、加工表面质量切削难易程度、加工表面质量 Grey cast iron: excellent machinability(切削加切削加工性工性). cabon steel(碳钢碳钢 ) high alloy steel(高合金钢高合金钢)1.3 Material Properties2727Common form of failure in engineering ：1、变形变形(Deformation)：Plastic deforma
21、tion occurs弹簧2、断裂断裂(Fracture)：Destructive damage or failure轴3、磨损磨损(Wear)：No large deformation and fracture刀具4、腐蚀腐蚀(Corrosion)：Severe corrosion causes the structural integrity damage钢铁生锈1.3 Material Properties281.4.1 Metal materials 以金属键结合为主以金属键结合为主 良好的导电性、导热性、延展良好的导电性、导热性、延展性和金属光泽性和金属光泽 用量最大、应用最广泛用量
22、最大、应用最广泛黑色金属黑色金属(Ferrous metal)(Ferrous metal)有色金属有色金属(Nonferrous metal)(Nonferrous metal)轻金属轻金属, ,重金属重金属, ,贵金属贵金属, ,稀有金属稀有金属 1.4 Engineering materials29(1)Ferrous metalFerrous metal1.4 Engineering materials * Plain carbon steels * Alloy steels * Cast irons * Wrought iron30(1) Ferrous metalFerrous m
23、etal1.4 Engineering materialsCarbon Steel： Basic elements：Fe, C (compounds) (0.02-2.11%)Impurities：S, P, Mn, SiAlloy Steel:Carbon steel + alloying elements (Mn, Ni, Cr, Mo, V, W, Ti)31(1)Ferrous metalFerrous metal1.4 Engineering materialsCast Iron: C%1.7%, greater impurities (S, P, Mn, Si) Carbon co
24、mpounds + Free carbon Grey cast iron, White cast iron, Melleable cast iron and Alloying cast iron Low melting temperature, Good fluidity熟铁（熟铁（Wrought Iron ）: Nearly pure iron, C%1.0%时：时：b而而HB。因因钢中出现钢中出现Fe3C网而导致钢的网而导致钢的b 。2.3 Interaction of iron and carbon602.4 Fe-C alloy phaseFe-C alloy phase ：铁素体铁素
25、体F、奥氏体、奥氏体A和渗碳体和渗碳体Fe3C铁碳合金中的组织组成物铁碳合金中的组织组成物：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体P和莱氏体和莱氏体LdFP61以以组织组成物组织组成物和和相组成物表示的相组成物表示的Fe-Fe3C相图相图 L+ L + Fe3C + Fe3C + +L + L+ Fe3C 亚共析钢亚共析钢过共析钢过共析钢过共晶白口铁过共晶白口铁亚共晶白口铁亚共晶白口铁工工业业纯纯铁铁共共析析钢钢共共晶晶白白口口铁铁62A3A4A3线线A1Acm线线633 铁碳合金按碳的质量分数和铁碳合金按碳的质量分数和平衡组织平衡组织的分类的分类白口白口铸铁铸铁工业纯铁
26、工业纯铁Wc0.0218% F + Fe3C钢钢亚共析钢（亚共析钢（Wc0.77%) F+P P+Fe3C P亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁 (Wc2.11%) P+Fe3C Ld共晶白口铸铁共晶白口铸铁 (Wc4.3%) Ld过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁 (Wc4.3%) Ld+Fe3C2.4 Fe-C alloy phase644 碳对合金平衡组织的影响（碳对合金平衡组织的影响（ Fe3C的形态的形态)F+ +Fe3CIIIFe3C位于晶界，细小的薄片位于晶界，细小的薄片F+PFe3C呈层片状与铁素体片混合（相间呈层片状与铁素体片混合（相间 ）P Fe3CIIP Fe3C呈层片状与铁素体片混
27、合（相间呈层片状与铁素体片混合（相间 ）Fe3C呈层片状与铁素体片混合（相间呈层片状与铁素体片混合（相间 ）还有一部分还有一部分Fe3C沿晶界分布呈连续网状沿晶界分布呈连续网状PFe3CIILdFe3C呈层片状与铁素体片混合（相间呈层片状与铁素体片混合（相间 ）Fe3C作为莱氏体的基体作为莱氏体的基体LdFe3C作为莱氏体的基体作为莱氏体的基体Ld +Fe3CI Fe3C为粗大长片状为粗大长片状 Fe3C作为莱氏体的基体作为莱氏体的基体含碳量逐渐增加含碳量逐渐增加652.5 Heat treatment of steel Whole heat treatment：对工件整体进行穿透加热的热对工
28、件整体进行穿透加热的热处理工艺。常用的有处理工艺。常用的有退火、正火、淬火和回火退火、正火、淬火和回火。 Surface heat treatment：仅对工件表层进行热处理以改仅对工件表层进行热处理以改变其组织和性能的工艺。变其组织和性能的工艺。表面淬火和回火表面淬火和回火。 Chemical heat treatment：将工件置于一定温度的活性将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入表面，改变其化学成介质中保温，使一种或几种元素渗入表面，改变其化学成分、组织和性能的工艺。分、组织和性能的工艺。渗碳、渗氮、碳氮共渗渗碳、渗氮、碳氮共渗等。等。66 （1）钢的退火）钢的退火A
29、nnealing 将钢加热到将钢加热到AC1温度，保持一定时间，然后温度，保持一定时间，然后随炉随炉缓慢冷却缓慢冷却的热处理工艺。的热处理工艺。 目的：降低钢的硬度，改善切削性能；细化钢的晶目的：降低钢的硬度，改善切削性能；细化钢的晶粒，减少组织的不均匀性，消去工件在锻造、铸粒，减少组织的不均匀性，消去工件在锻造、铸造中出现的内应力。造中出现的内应力。2.5 Heat treatment of steel67 （1）Annealing p完全退火完全退火Full Annealing：将亚共析钢将亚共析钢完全奥氏体完全奥氏体化（加热到化（加热到Ac3+2030），保温一定时间，缓），保温一定时间
30、，缓慢冷却。慢冷却。（完全是指退火时钢的内部组织全部重结晶）（完全是指退火时钢的内部组织全部重结晶）（只适用于亚共析钢，对过共析钢会析出网状（只适用于亚共析钢，对过共析钢会析出网状Fe3C，降低强度、韧性）降低强度、韧性）2.5 Heat treatment of steel 目的：细化、均匀化组织；目的：细化、均匀化组织； 接近平衡组织接近平衡组织降低硬度降低硬度切削性切削性 消除内应力消除内应力68(1)Annealing 球化退火球化退火Spheroidizing annealing： 将钢件加热到将钢件加热到Ac1以上以上1030，保温一定时间后炉冷，保温一定时间后炉冷，或在略低于或在
31、略低于A1温度等温足够时间后冷却，使钢中碳化温度等温足够时间后冷却，使钢中碳化物球状化。物球状化。适用于共析钢和过共析钢2.5 Heat treatment of steel组织：球状组织：球状P（ 基体基体 +球状球状Fe3C）目的：目的： 使使Fe3C球化球化 ， HRC，改善切削加工性；为淬，改善切削加工性；为淬火作好组织准备。火作好组织准备。 应用范围：高碳钢、合金工具钢等应用范围：高碳钢、合金工具钢等69 (1)Annealing 去应力退火去应力退火stress relief annealing： 加热到加热到500650，保温足够时间，然后随炉缓冷至，保温足够时间，然后随炉缓冷至
32、200300C出炉空冷。出炉空冷。 目的：目的：消除冷、热加工后的内应力消除冷、热加工后的内应力，以稳定尺寸，减少，以稳定尺寸，减少变形。变形。 应用举例：应用举例： 铸造或焊接的机床床身、导轨；铸造或焊接的机床床身、导轨； 机加工成型的螺旋被动锥齿轮；机加工成型的螺旋被动锥齿轮；2.5 Heat treatment of steel70 （2）Normalizing 正火将钢件加热到上临界点（将钢件加热到上临界点（Ac3或或Accm）以上）以上3050，保温适当时间后在，保温适当时间后在静止的空气中冷却静止的空气中冷却的热的热处理工艺。（介于退火和淬火之间的工艺）处理工艺。（介于退火和淬火之
33、间的工艺） 目的：正火和退火相似，但正火后机械强度略高。目的：正火和退火相似，但正火后机械强度略高。 组织：珠光体、贝氏体、马氏体或它们的混合组组织：珠光体、贝氏体、马氏体或它们的混合组织。织。2.5 Heat treatment of steel71钢的正火应用：钢的正火应用：（1）作为普通结构件的最终热处理）作为普通结构件的最终热处理细化细化A晶粒晶粒,组织均匀化。细化组织组织均匀化。细化组织 强度强度硬度硬度韧性。韧性。（2）预先热处理）预先热处理消除钢中的魏氏组织（消除钢中的魏氏组织（W）（铁素体针片状会形成脆弱）（铁素体针片状会形成脆弱面面)、带状组织。为淬火、调质作准备、带状组织。
34、为淬火、调质作准备消除钢中的连续网状消除钢中的连续网状Fe3CII，为球化退火作准备。，为球化退火作准备。（3）改善切削加工性能）改善切削加工性能对低碳钢，硬度太低，切削中易粘刀，正火提高硬度后，可对低碳钢，硬度太低，切削中易粘刀，正火提高硬度后，可改善加工性能。改善加工性能。 2.5 Heat treatment of steel72 （3）Quenching 淬火将钢件加热到将钢件加热到Ac3或或Ac1以上某一温度，保持一定时间以上某一温度，保持一定时间（使奥氏体化），然后以适当速度冷却，获得马氏体和（使奥氏体化），然后以适当速度冷却，获得马氏体和（或）贝氏体组织的热处理工艺。（或）贝氏体
35、组织的热处理工艺。 目的：目的：把奥氏体化工件淬成马氏体，提高钢的硬度和强把奥氏体化工件淬成马氏体，提高钢的硬度和强度。度。但急速冷却引起内应力，使钢变脆，所以淬火后必须但急速冷却引起内应力，使钢变脆，所以淬火后必须回火，以得到较高的强度、硬度和韧性。回火，以得到较高的强度、硬度和韧性。2.5 Heat treatment of steel73（3）Quenching 1）钢的淬火温度）钢的淬火温度 亚共析钢的淬火温度一般为亚共析钢的淬火温度一般为Ac3+3050，过共析钢的淬，过共析钢的淬火温度一般为火温度一般为Ac13050。2.5 Heat treatment of steel为什么过共
36、析钢淬火的加热温度不是为什么过共析钢淬火的加热温度不是Accm30-50? 加热温度低，加热温度低，A晶粒不易长大。晶粒不易长大。 加热到双相区，有未溶的碳化物，淬加热到双相区，有未溶的碳化物，淬火后组织细小，有高的硬度和耐磨性。火后组织细小，有高的硬度和耐磨性。742）淬火介质）淬火介质 Quenching medium 加入（加入（510）的食盐的水溶液常用于碳钢的淬火。油）的食盐的水溶液常用于碳钢的淬火。油（机油、锭子油、变压器油等）常用于合金钢的淬火。（机油、锭子油、变压器油等）常用于合金钢的淬火。3）淬火内应力）淬火内应力 Quenching internal stress 由于钢件
37、不同部位存在着温度差别而导致热胀冷缩不一致由于钢件不同部位存在着温度差别而导致热胀冷缩不一致所引起的应力称为热应力。所引起的应力称为热应力。 由于工件各部位相转变的不同时性所引起的内应力，称为由于工件各部位相转变的不同时性所引起的内应力，称为相变应力。相变应力。 （淬火后必须回火）（淬火后必须回火）2.5 Heat treatment of steel75（4）淬透性）淬透性hardenability：决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。在同一淬火条在同一淬火条件下，获得淬硬层愈深的钢淬透性愈好。件下，获得淬硬层愈深的钢淬透性愈好。淬硬层深度：淬硬层深度：从钢件
38、表面到半马氏体区（即马氏体占一半）从钢件表面到半马氏体区（即马氏体占一半）的深度。的深度。 （5）淬硬性淬硬性hardenability ：钢材在正常淬火条件下，可能得到的最高硬度值的大钢材在正常淬火条件下，可能得到的最高硬度值的大小，是小，是表示钢淬火时获得硬度高低表示钢淬火时获得硬度高低的的能力。能力。2.5 Heat treatment of steel76(4) Tempering 回火钢件淬硬后，再加热到钢件淬硬后，再加热到Ac1点以下的某一温度，点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。艺。 目的：目的：减小或消除减小或消除淬
39、火残余应力淬火残余应力，稳定钢件的，稳定钢件的组织和尺寸，并与淬火配合，使零件达到使用组织和尺寸，并与淬火配合，使零件达到使用性能要求。性能要求。2.5 Heat treatment of steel77Tempering分类：分类：1）低温回火：）低温回火：淬火钢在淬火钢在250以下回火一般得到以下回火一般得到回火马氏体组织回火马氏体组织,即由即由c较低的马氏体与极细较低的马氏体与极细的的碳化物碳化物(Fe2.4C)组成的组织。组成的组织。 目的是在保持淬火高硬度的前提下，适当提高目的是在保持淬火高硬度的前提下，适当提高钢的韧性和减小淬火内应力。常用于各种工具钢的韧性和减小淬火内应力。常用于
40、各种工具及高硬度零件，如轴承钢。及高硬度零件，如轴承钢。2.5 Heat treatment of steel78回火分类：回火分类：2）中温回火：）中温回火：淬火钢在淬火钢在250500之间回火一之间回火一般得到般得到回火屈氏体组织回火屈氏体组织(针状特征的铁素体与细针状特征的铁素体与细小粒状渗碳体的混合物小粒状渗碳体的混合物)。 目的是目的是获得高的强度、弹性和较高的韧性获得高的强度、弹性和较高的韧性。主。主要用于弹性零件、锻模和要求淬硬的扳手、销要用于弹性零件、锻模和要求淬硬的扳手、销钉和螺钉等工件。钉和螺钉等工件。2.5 Heat treatment of steel793）高温回火：
41、）高温回火：淬火钢件在高于淬火钢件在高于500回火（常用回火（常用500650），得到），得到回火索氏体组织回火索氏体组织(多边形铁素多边形铁素体与较粗粒状渗碳体的混合物体与较粗粒状渗碳体的混合物)，具有良好的综合，具有良好的综合力学性能。力学性能。 主要用于各种高强度结构件主要用于各种高强度结构件(连杆、轴等连杆、轴等)，也可作，也可作为某些精密零件如丝杠、量具和模具等的预备热为某些精密零件如丝杠、量具和模具等的预备热处理。处理。调质：钢件淬火调质：钢件淬火+高温回火。高温回火。2.5 Heat treatment of steel80结论：随着回火温度的升高，淬火钢力学性能总的结论：随着回
42、火温度的升高，淬火钢力学性能总的变化趋势是：硬度和强度下降，而塑性和韧性提变化趋势是：硬度和强度下降，而塑性和韧性提高。高。2.5 Heat treatment of steel81(5) Surface heat treatment 表面淬火：表面淬火：将刚件的表面层淬透到一定的深度，而心部仍将刚件的表面层淬透到一定的深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。 表面淬火时通过快速加热，使钢件表面很快到淬火的温度，表面淬火时通过快速加热，使钢件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，
43、实现局部淬火。 目的在于目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持，而心部仍然保持原有的良好韧性，常用于机床主轴，齿轮，发动机的曲轴原有的良好韧性，常用于机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等。等。 2.5 Heat treatment of steel82（6）Chemical heat treatment 活性原子从工件表层向内部的扩散活性原子从工件表层向内部的扩散原理原理:渗剂分解出活性原子渗剂分解出活性原子工件表面吸收活性原子工件表面吸收活性原子2.5 Heat treatment of steel钢的渗碳、渗氮、碳氮共渗等钢的渗碳、渗氮、碳氮共渗等83（6）
44、Chemical heat treatment钢的渗碳：钢的渗碳：将钢件在渗碳介质中加热将钢件在渗碳介质中加热(900-950)并保温并保温,使使C原子渗入表层的化学热处理工艺原子渗入表层的化学热处理工艺. 目的：用于要求表面硬度高、耐磨，心部韧性好，目的：用于要求表面硬度高、耐磨，心部韧性好，同时有较高的疲劳抗力的零件。同时有较高的疲劳抗力的零件。如齿轮如齿轮 渗碳后的热处理：淬火低温回火渗碳后的热处理：淬火低温回火2.5 Heat treatment of steel适用钢种：适用钢种：W WC C：0.100.100.250.25低碳钢、低碳合金钢低碳钢、低碳合金钢842.5 Heat
45、treatment of steel（6）Chemical heat treatment 钢的渗氮（氮化）钢的渗氮（氮化）定义：向钢件表面渗入定义：向钢件表面渗入N原子以形成高氮硬化层的原子以形成高氮硬化层的化学热处理工艺。化学热处理工艺。目的：提高钢铁件的表面硬度、耐磨性，疲劳强度目的：提高钢铁件的表面硬度、耐磨性，疲劳强度和耐蚀性及热硬性（和耐蚀性及热硬性（600650下仍具有高硬下仍具有高硬度度 ）85（6）Chemical heat treatment 渗氮的特点：渗氮的特点： 渗层具有很高的硬度和耐磨性；渗层具有很高的硬度和耐磨性； 渗氮温度低渗氮温度低(500-580)，工件变形小
46、，精度高；，工件变形小，精度高； 工件耐蚀性提高；工件耐蚀性提高； 渗层脆而薄，不宜承受集中的重载荷；渗层脆而薄，不宜承受集中的重载荷； 氮化温度低，时间长。氮化温度低，时间长。 如：如：38CrMoAl钢，钢，=0.53 0.77mm时，时， 气体渗氮气体渗氮70h左右，离子渗氮左右，离子渗氮15 20h。2.5 Heat treatment of steel86作业 1、画铁碳相图、画铁碳相图 2、钢的四种热处理工艺：定义、作用、加热温、钢的四种热处理工艺：定义、作用、加热温度、组织特点度、组织特点87Chapter 3 Alloying of steelsvStrengthening m
47、echanisms of steelv提高钢强度最重要的热处理工艺提高钢强度最重要的热处理工艺v细化细化晶粒晶粒的的元素元素Al、Nb、V、Ti、Zr等等v固溶固溶强化强化的的元素元素REIEWSv0. Introductionv1. Alloying elements in steelv2. Role of alloying elements on steelv3. Strengthening mechanisms of steelv4. Approach to improve the Plasticity and toughnessv5. Effects of alloying eleme
48、nts on phase transformation of steelv6. Metallurgical quality of steelContents900 IntroductionuAlloying：add the appropriate elements to change the propertiesu Why alloying？ucarbon steel：产量大、价格便宜、加工容易产量大、价格便宜、加工容易淬透性淬透性J、回火稳定性差、回火稳定性差uCast iron：石墨严重破坏铸铁基体力学性能石墨严重破坏铸铁基体力学性能910 IntroductionuMain elemen
49、ts ：Cr、Ni、Mo、W、V Existed elements：Mn、Si uNote: the alloying elements to affect the phase change process to improve the performancelow alloy steel： 5%medium alloy steel： 510%high alloy steel：10%921. Alloying elements in steel1.1 Distribution of Alloying elements in steel：B、C、N；：Al、Si：Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni
50、、Cu、：Zr、Nb、Mo：W：稀土元素、：稀土元素、TaS、PImpurity elements 931. Alloying elements in steel1.1 Distribution of Alloying elements in steelExisting form of Alloying elements *： Solution in the F, A, or Msolid solution（固溶体）（固溶体） The formation of the strengthening phase; (carbides or intermetallic compounds) - st
