鋼是指在鐵碳相圖上含碳量不大于2.11%的鐵碳合金，根據(jù)鋼中碳和合金元素含量的差異可分為碳素鋼和合金鋼。通常將含有鐵、碳兩主要元素及少量硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)的鋼稱為碳素鋼（簡稱碳鋼），它們是應(yīng)用現(xiàn)實生活中最廣的材料之一，約占整個鋼鐵產(chǎn)量的50%以上。該類鋼依據(jù)鋼中含碳量的不同，又可分為低碳鋼（指含碳量≤0. 25%的鋼）、中碳鋼（0.25%<含碳量≤0. 60%的鋼）和高碳鋼（含碳量>0.60%的鋼）三種。碳含量的高低直接影響到零件的硬度和耐磨性，因此在實際應(yīng)用中要根據(jù)零件熱處理后的具體要求

鋼在加熱后形成的奧氏體組織，特別是奧氏體晶粒大小對冷卻轉(zhuǎn)變后鋼的組織和性能有著重要的影響。一般說來，奧氏體晶粒越細(xì)小，鋼熱處理后的強度越高，塑性越好，沖擊韌度越高。但是奧氏體化溫度過高或在高溫下保持時間過長，將使鋼的奧氏體晶粒長大，顯著降低鋼的沖擊韌度，降低裂紋擴展功和提高脆性轉(zhuǎn)變溫度。此外，晶粒粗大的鋼件，淬火變形和開裂傾向增大。尤其當(dāng)晶粒大小不均時，還會顯著降低鋼的結(jié)構(gòu)強度，引起應(yīng)力集中，易于產(chǎn)生脆性斷裂。因此，在熱處理過程中應(yīng)當(dāng)十分注意防止奧氏體晶粒粗化。為了獲得所期望的合適的奧氏體晶粒尺寸，必須弄清奧氏體晶

1．粉末粉末制取是粉末冶金的基礎(chǔ)，現(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類：機械法和物理化學(xué)法。機械法包括機械粉碎法和霧化法。物理化學(xué)法包括還原法、電解法、電化學(xué)腐蝕法、還原一化合法、氣相沉積法、液相沉積法等。其中以還原法、霧化法和電解法應(yīng)用最廣。粉末的形狀與結(jié)構(gòu)、粒度、粒形、密度、流動性、壓制性、成形性等對粉末冶金制品的質(zhì)量影響極大。2．預(yù)處理為了獲得合格的粉末冶金制品，制坯前需對粉末進行降低雜質(zhì)等處理，即將粉末進行退火、篩分、混合（包括與成形劑與潤滑劑及粘結(jié)劑混合）、制粒、干燥等處理。3．壓坯將經(jīng)過預(yù)處理金屬粉末或混合粉末

隨著含碳量的增加，合金的室溫組織中不僅滲碳體的量增加，其形態(tài)、分布也有變化。因此，合金的力學(xué)性能也隨之發(fā)生變化。隨含碳量的增加，鋼的平衡組織中鐵素體量減少，滲碳體量增加。在亞共析鋼中，隨碳含量增加，鐵素體量減少，珠光體量增多，因而強度、硬度也升高，塑性、韌性不斷下降。在過共析鋼中，珠光體量減少，而網(wǎng)狀二次滲碳體的量相對增加，因而強度、硬度上升，塑性、韌性下降。但是，當(dāng)鋼中wc>0.9%時，二次滲碳體沿晶界形成完整的網(wǎng)狀形態(tài)，此時雖然硬度繼續(xù)增高，但因網(wǎng)狀二次滲碳體割裂基體，使鋼的強度呈迅速下降趨勢。隨含碳量的

不同的材料，可能有不同的斷裂方式，但是斷裂屬于塑性斷裂還是脆性斷裂，不僅與材料的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且還受工作環(huán)境、加載方式的影響。塑性材料在一定的條件下可以是脆性斷裂，而脆性材料在一定條件下也表現(xiàn)出一定的塑性。如在室溫拉伸時呈脆性斷裂的鑄鐵等材料，在壓應(yīng)力的作用下卻有一定的塑性。因此，在生產(chǎn)實際中，拉伸時呈脆性斷裂的材料通常只用來制造在受壓狀態(tài)下工作的零件，而不用來制造重要零件。可見，研究影響材料斷裂因素對工程實際應(yīng)用十分重要。下面扼要介紹幾個主要影響因素。(1)裂紋和應(yīng)力狀態(tài)的影響  

真空清洗機及其技術(shù)特點：真空清洗機是利用真空清洗和真空干燥的原理進行設(shè)計的。屬于高級清洗設(shè)備。新研制的水系真空清洗機利用淬火油等揮發(fā)性液體減壓后沸點下降，和油、水、水蒸氣等一起加熱，其沸點也下降的原理進行清洗。不使用有機溶劑，因此對環(huán)境無污染。由于是（真空）減壓清洗，對杯狀或盲孔狀零件清洗效果好?？朔私?、噴淋清洗方式清洗效果差的缺陷，并能夠?qū)嵤┱婵崭稍铮撝?，而且清洗溫度較高。對滲碳淬火后需進行低溫回火的零件可實現(xiàn)清洗、回火一并完成，省略了回火工序，節(jié)省了能源，屬于清潔環(huán)保的清洗技術(shù)。真空清洗機常用雙室結(jié)構(gòu)，

零件熱處理過程中經(jīng)常產(chǎn)生變形、歪扭或畸變，稱為熱處理變形。除了熱處理引起的體積變化外，變形方式主要是歪扭，按照歪扭的成因，可分為：熱歪扭和相變歪扭。1．熱歪扭零件在加熱和冷卻過程中，由于內(nèi)部溫度分布不均勻而產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)此熱應(yīng)力超過材料在相應(yīng)溫度下的彈性極限時，則產(chǎn)生熱歪扭。隨著溫度變化依次發(fā)生的塑性歪扭，于熱處理后殘留下來并形成永久變形。同時，殘余應(yīng)力還造成彈性歪扭，這兩者均稱為熱歪扭。對彈性極限低和導(dǎo)熱性差的材料來說，加熱速度、冷卻速度越大，溫度分布不均勻程度越大，因而熱歪扭越嚴(yán)重。2．相變歪扭熱處理時如果發(fā)生

對于淬火變形來說冷卻方式有較大的影響。一般采用均勻冷卻的方法。相變引起的尺寸變化能夠因鋼材的合理選擇而變小。但是，當(dāng)鋼種若已選定時，則由此而產(chǎn)生的熱處理尺寸變化是不可避免的。在實際淬火操作中，主要是因鋼件各部位不同時發(fā)生相變而產(chǎn)生的變形、開裂及熱歪扭。為了縮小各部位馬氏體化時間上的錯開，采用在出現(xiàn)屈氏體組織附近的溫度范圍實行急冷，而在Ms點以下實行緩冷的方法較好。淬火冷卻劑使用水時，則在Ms點以下冷卻速度較大，則變形很大。要在Ms點以下實行緩冷，最好采用油中淬火，空氣中冷卻。水中急冷后，估計達到Ms點附近溫度的時間

鋼在淬火冷卻過程中，趁它還處于奧氏體狀態(tài)時即進行熱矯直。因為奧氏體的塑性好，易于矯直。這種矯直法特別適用于淬透性好的高合金鋼，如高速鋼等。對于合金工具鋼，如9WSi，CrWMn等也可采用此法，當(dāng)在油中冷到200℃左右取出矯直，或于200℃左右的硝鹽中冷卻后再取出矯直。這種矯直法在矯直過程中內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變不斷進行，馬氏體量不斷增加，可能隨時出現(xiàn)新的彎曲，因此必須反復(fù)驗校，到100℃以下時，施力要緩，以防斷裂。高速鋼淬火以后，其內(nèi)部尚剩有25%左右的殘余奧氏體，等溫淬火后殘余奧氏體更多。在回火冷卻的過程中大部分殘余奧氏體

量具熱處理質(zhì)量檢驗包括淬火前和淬火回火后兩大部分。不少單位對淬火前并不檢查，結(jié)果出了不少不該發(fā)生的質(zhì)量事故。淬火前主要查4項內(nèi)容：材料是否符合圖樣資料規(guī)定；是否符合技術(shù)資料規(guī)定的工藝路線及工藝要求；工件有無翹曲變形；工作表面有無缺陷，如銹蝕、裂紋、碰傷；留磨量是否合理。 淬火回火后的質(zhì)量檢驗如下：①外觀檢驗。用肉眼或低倍放大鏡觀察表明有無麻點、銹斑、燒蝕、裂紋。②變形檢查。檢查工件尺寸的脹縮及翹曲，必須保證應(yīng)有的磨量，對變形超差的量具，一般不宜采用冷校直，盡量采用熱校直，熱校直無效則返工重淬。③硬度檢驗。

 夾具熱處理質(zhì)量檢驗主要有外觀檢驗、變形檢驗、硬度檢驗三項，金相檢驗一般不作要求，如果要檢驗，參照同鋼種制作刀具的金相要求檢驗。 1)外觀檢驗。用肉眼觀察夾具表面有無裂紋、銹斑、燒蝕、鹽漬或其他污物。 2)變形橙驗。檢查工件尺寸的脹縮及翹曲，必須保證應(yīng)有的磨量，對變形超差的零件應(yīng)及時采取相應(yīng)措施校直。變形超差無法校直時應(yīng)采取快速退火或正火，校直后重新淬火回火，再校直。 3)硬度檢驗。夾具的硬度檢驗比量具要難得多，也比較難測準(zhǔn)，這需要制作一些測量硬度的輔助支架或夾具等。其他工具

防止熱處理變形的途徑主要是緩冷、緩熱。加熱速度太快，會出現(xiàn)急熱熱應(yīng)力而引起變形。因此加熱應(yīng)力求均勻。放慢加熱速度，采用多次預(yù)熱能收到良好效果。在高頻淬火中，一般地說，加熱時間較短，加熱層較淺，因而產(chǎn)生的歪扭少。若采用預(yù)先整體預(yù)熱，適當(dāng)?shù)剡x擇加熱溫度分布也是有效的。另外，還應(yīng)注意防止預(yù)熱時產(chǎn)生的自重扭曲以及氧化、脫碳等現(xiàn)象發(fā)生。

桿狀零件在淬火時主要產(chǎn)生彎曲變形。長桿狀的零件彎曲變形幾乎是不可避免的，必須由相應(yīng)的矯直工序來解決。但是應(yīng)當(dāng)盡可能減少其彎曲變形，對那些要求硬度較高而在矯直時容易折斷的工件，尤其如此。1．截面對稱的桿狀件所謂“截面對稱”的桿狀零件，即圓形、方形、六角形等。這類零件在冷卻時，只要工件的運動方向垂直冷卻劑，外界吸熱理應(yīng)均勻，即互相對稱的兩個方向吸熱情況相同。因此，只要我們真正掌握這一點，就可以使零件淬火變形很小，當(dāng)然這是說在加熱時零件沒有發(fā)生變形。實際上對長桿狀工件來說，真正做到外界均勻地吸熱是

在工業(yè)生產(chǎn)中，熱塑性加工通常是指將金屬材料加熱至高溫進行的鍛造、熱軋等塑性加工過程，除了一些鑄件和燒結(jié)件之外，幾乎所有的金屬都要進行熱塑性加工，其中一部分成為成品，在熱塑性加工狀態(tài)下使用；另一部分為中間制品，尚需進一步加工。無論是成品還是中間制品，它們的性能都受熱塑性加工過程所形成組織的影響。從金屬學(xué)的角度看，所謂熱塑性加工是指在再結(jié)晶溫度以上的塑性加工過程，在再結(jié)晶溫度以下的塑性加工過程稱為冷塑性加工。例如，鉛、錫的再結(jié)晶溫度低于室溫，因此，在室溫下對鉛、錫進行塑性加工屬于熱塑性加工。鎢的再結(jié)晶溫度約為1200℃

合金是指兩種或兩種以上的金屬，或金屬與非金屬，經(jīng)熔煉或燒結(jié)，或用其他方法組合而成的具有金屬特征的物質(zhì)。合金具有較高的強度、硬度以及某些優(yōu)異的物理、化學(xué)性能和力學(xué)性能，且價格相對低廉，是工業(yè)上廣泛使用的金屬材料。組成合金的最基本的、獨立的物質(zhì)稱為組元。一般來說，組元就是組成合金的元素，但有時也可將穩(wěn)定的化合物作為組元，如鐵碳合金中的Fe3C。合金中化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)相同，與其他組成部分有界面分開的獨立均勻的組成部分稱為“相”。相圖是對合金材料性質(zhì)進行研究和開發(fā)的非常有用的工具，對材料的生產(chǎn)加工也具

1、加工硬化  在塑性變形過程中，隨著金屬內(nèi)部組織的變化，金屬的力學(xué)性能也將產(chǎn)生明顯的變化，即隨著變形量的增加，金屬的強度、硬度增大，而塑性、韌性下降，這種現(xiàn)象即為加工硬化或形變強化。加工硬化現(xiàn)象在金屬材料生產(chǎn)過程中具有重要的實際意義，目前已廣泛用來提高金屬材料的強度。例如自行車鏈條的鏈板，材料為Q345 (16Mn)低合金鋼，原來的硬度為150HBW，抗拉強度Rm≥520MPa，經(jīng)過五次軋制，鋼板厚度從3.5mm壓縮到1.2mm（變形量為65.7%），這時硬度提高到275HBW，抗拉強度提高到接近

斷裂是金屬材料在外力的作用下喪失連續(xù)性的過程。它包括裂紋的萌生和裂紋的擴展兩個基本過程。斷裂過程的研究在工程上有很大的實際意義。金屬零件的斷裂，不僅使整個設(shè)備停止運轉(zhuǎn)，并且往往造成重大傷亡事故，比塑性變形產(chǎn)生的后果要嚴(yán)重得多。(1)塑性斷裂  塑性斷裂又稱為延性斷裂，斷裂前發(fā)生大量的宏觀塑性變形，斷裂時承受的工程應(yīng)力大于材料的屈服強度。由于塑性斷裂前產(chǎn)生顯著的塑性變形，容易引起人們的注意，從而可及時采取措施防止斷裂的發(fā)生，即使局部發(fā)生斷裂，也不會造成災(zāi)難性事故。對于使用時只有塑性斷裂可能的金屬材

鋼的含碳量對其主要有四方面的影響：可加工性，鑄造性，可鍛性，焊接性。1)可加工性。一般認(rèn)為中碳鋼的塑性比較適中，硬度在200HBW左右的時候，可加工性最好。含碳量過高或過低，都會降低其可加工性。2)鑄造工藝性能。鑄鐵的流動性比鋼好，容易鑄造，尤其是靠近共晶成分的鑄鐵，其結(jié)晶溫度低，流動性也好，并且具有良好的鑄造性能。從相圖來看，凝固溫度區(qū)間越大，越容易形成分散縮孔和偏析，鑄造工藝性能越差。3)可鍛性。低碳鋼比高碳鋼好。因為鋼加熱到單相奧氏體狀態(tài)時，塑性好、強度低，便于塑性變形，因此一般鍛造都是在單相奧氏體狀態(tài)下進行

工業(yè)上使用的金屬材料大多是合金，根據(jù)合金的組織可將其分為兩大類：單相固溶體合金和多相合金。多晶體合金的塑性變形方式，總的來說與多晶體純金屬的情況基本相同，但由于合金元素的存在，組織也不相同，故塑性變形也各有特點，下面分別進行討論。1．單相固溶體合金的塑性變形由于單相固溶體合金的顯微組織與多晶體純金屬相似，因而其塑性變形過程也基本相同。但是由于固溶體中存在著溶質(zhì)原子，因而使合金的強度、硬度提高，而塑性、韌性有所下降，產(chǎn)生了固溶強化效果。2．多相合金的塑性變形多相合金也是多晶體，但其中有些晶粒是另一相，有些界面是相界面

通常我們按有無共晶轉(zhuǎn)變來區(qū)分碳素鋼和鑄鐵，即碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.11%為碳素鋼，大于2.11%為鑄鐵。根據(jù)組織特征，參照Fe-Fe3C相圖可將鐵碳合金按碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)劃分為以下七種類型。1)工業(yè)純鐵，wc<0.0218%。2)共析鋼，wc=0.7770。3)亞共析鋼，wc為0.0218%~0.77%。4)過共析鋼，wc為0.77%~2.11%。5)共晶白口鑄鐵，wc=4.30%。6)亞共晶白口鑄鐵，wc為2.11%~4.30%。7)過共晶白口鑄鐵，wc為4.30%~6.69%。