第四章塑料材料及加工工艺

1、于 C6.69%的铁碳合金材质很脆，在工业上无使用价值。
所以，我们仅研究 C0.9%时，脆性的 二次渗碳体数量也相应增加，形成网状分布，使其脆性增加，不仅使钢的塑性、韧性进一步下降，而且强度也明显下降。
所以， 工业上使用钢的碳质量分数一般为 C=1.3% 1.4%。
白口铸铁： 特硬特脆，难以切削加工，因此很少应用。
但它 耐磨性好，铸造性能优良，适用于耐磨、不受冲击、形状复杂的铸件。
此外，还用作生产可锻铸铁的毛坯。
2018/10/22 19三、碳的质量分数对工艺性能的影响 1铸造性能 由相图可知，共晶成分的合金，其凝固温度间隔最小（为零），故流动性好，分散缩孔较小，有可能得到致密的铸件。
2锻造性能 钢材的锻造或轧制应选择在具有 单相 奥氏体的温度范围内进行，才能有较好的塑性 。
3焊接性能 焊接时 在不同加热区域会获得不同的高温组织，随后的冷却也就可能出现不同组织与性能，这就需要在焊接后采用热处理方法加以改善。
4切削加工性能 生产中最常用的办法之一是通过适当的热处理工艺，改变材料的金相组织，使材料的切削加工性得。

2、碳合金相图是指在平衡条件下（极其缓慢加热或冷却），不同成分的铁碳合金，在不同温度下所处状态或组织的图形。
在铁碳合金中，铁和碳可以形成一系列稳定化合物（Fe3C、Fe2C、FeC），由于C6.69%的铁碳合金材质很脆，在工业上无使用价值。
所以，我们仅研究C6.69%的部分。
而C=6.69%对应的正好全部是铁碳体(Fe3C)，把他作为一个组元，实际上我们研究的铁碳相图是FeFe3C相图。
,概 述,Fe-Fe3C相图,简化的Fe-Fe3C相图,第一节 铁碳合金的基本相,Fe-C合金基本相：铁素体(F)(固溶体）、奥氏体(A) (固溶体） 、渗碳体（Fe3C)(金属化合物） 一、铁素体（F） ： 碳溶于- Fe中的间隙固溶体，溶碳能力极差。
727可达0.0218%，室温仅有0.0008%。
铁素体的强度、硬度不高，但具有良好的塑性和韧性。
抗拉强度b： 180280MPa 屈服点s ： 100170 MPa 伸长率100； 3050 断面收缩率100 ： 7080,冲击韧度k：160200J/cm。

3、件和特点不同热处理分为,热处理,整 体 热处理,表 面 热处理 (表面淬火),退火;正火; 淬火;回火;,化 学热处理,感应加热淬火,火焰加热淬火,渗碳; 渗氮; 碳氮共渗;,第一节 钢在加热时的组织转变,转变温度奥氏体的形成奥氏体晶粒的长大及其影响因素,一、转变温度,图4-2加热和冷却时Fe-Fe3C相图上各相变点的位置,实际加热和冷却时的相变点： 平衡时 A1 A3 Acm 加热时 Ac1 Ac3 Accm 冷却时 Ar1 Ar3 Arcm,加热工序的目的：得到奥氏体P ( F + Fe3C ) A 结构 体心 复杂 面心 含碳量 0.77 0.0218 6.69 0.77,二、奥氏体的形成过程(以共析钢为例),可见:珠光体向奥氏体转变,是由成分相差悬殊、晶格截然不同的两相混合物转变成单相固溶体的过程。
因此在奥氏体的形成过程必定发生晶格重构和铁、碳原子的扩散。
,1. 奥氏体晶核的形成 奥氏体的晶核易于在F和Fe3C渗碳体相界面上形成。
这是因为在两相的相界上原子。

4、用价值。
所以，我们仅研究C6.69%的部分。
而C=6.69%对应的正好全部是铁碳体(Fe3C)，把他作为一个组元，实际上我们研究的铁碳相图是FeFe3C相图。
,概 述,Fe-Fe3C相图,简化的Fe-Fe3C相图,第一节 铁碳合金的基本相,Fe-C合金基本相：铁素体(F)(固溶体）、奥氏体(A) (固溶体） 、渗碳体（Fe3C)(金属化合物） 一、铁素体（F） ： 碳溶于- Fe中的间隙固溶体，溶碳能力极差。
727可达0.0218%，室温仅有0.0008%。
铁素体的强度、硬度不高，但具有良好的塑性和韧性。
抗拉强度b： 180280MPa 屈服点s ： 100170 MPa 伸长率100； 3050 断面收缩率100 ： 7080,冲击韧度k：160200J/cm2 硬度： 80HBW 组织：在显微镜下，呈明亮的等轴多边形状。
,二、奥氏体(A)： 碳溶于-Fe中的间隙固溶体。
溶碳量较大，在1148时，溶碳 能力最大，可达C =2.11%;随着温度的下降使溶碳能力逐渐减小。

5、压变形的影响而变化。
白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。
,随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火 质量的影响。
三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打 制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。
这说明中 国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意 了油和尿的冷却能力。
,中国出土的西汉(公元前206公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.150.4%，而表面含碳量却达 0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。
但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。
,1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显 微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却 时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转 变为一种较硬的相。
,法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英 国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初 步奠定了理论基础。
与此同时，人们还研究了在金属热 处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程 中金属的氧化和脱碳等。
,18501880年，对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、 一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。
18891890 年。

6、最终热处理.4.钢加热时的转变：1)钢的奥氏体化：首先是珠光体转变为奥氏体，然后先共析相向奥氏体转变或溶解，最后得到单相的奥氏体组织。
2）奥氏体晶粒的长大及控制：奥氏体晶粒越小，冷却转变产物的组织越细，其屈服强度、冲击韧度越高。
奥氏体晶粒的大小是评定加热质量的指标之一。
过热：晶粒度超过规定的标准时的一种加热缺陷。
控制奥氏体的晶粒大小方法：加热温度、保温时间、加热速度。
加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越大；加热温度相同，加热速度越快，保温时间越短，奥氏体晶粒越小。
（表面淬火） 5.冷却方式：连续冷却（炉冷、空冷、水冷） ，等温冷却（等温淬火）。
研究奥氏体的冷却转变规律的方法：一是在不同的过冷度下进行等温冷却测定奥氏体的转变过程，绘出奥氏体等温转变曲线；另是在不同的冷却速度下进行连续冷却测定奥氏体的转变过程，绘出奥氏体连续冷却转变曲线。
6.奥氏体在临界点以上为稳定相，以下成不稳定相，处于过冷状态，称为过冷奥氏体。
7.珠光体（P）转变（550 摄氏度以上） ；贝氏体转变（550-230） ，上贝氏体（B 上：550-350） ，下贝氏体（B 下：350-M）。

7、富有弹性 由疏松多孔的纤维素和木质素构成；密度在0.30.8之间，小于金属、玻璃等；在纵向（生长方向）的强度大，抗压、抗弯强度差 2 色泽悦目，纹理美观 具有天然悦目的色泽和花纹纹理； 3 具有平衡和调节空气湿气的功能 由管状细胞组成；当空气中的蒸汽压力大于木材表面水分的蒸汽压时，木材向内吸收水分，反之其水分向外蒸发；纤维结构和细胞内留有空气，受温度变化不明显，热膨胀系数低，受热时不软化 4 具有可塑性 蒸煮后可切片，热压下可弯曲成型,（1）木材的特性、分类与结构,5 易于加工成型和涂饰 易锯、易刨、易切、易组合加工；木材的管状细胞易吸湿受潮，对涂料的附着力强 6 具有良好的绝缘性能 热导率、电导率小，随含水率增大，绝缘性降低 7 易变形、易燃 干缩湿胀，形状和强度发生变化；着火点低。
8 各向异性,（1）木材的特性、分类与结构,木材的分类 按树木成长状况分类 外长树，内长树(如热带树) 按材质分类 软木材和硬木材；软硬程度可分六级。
按树叶外观形状分类 针叶、阔叶；,针叶树（软材）： 树干高大，且直。
纹理平顺,材质均匀,易加工。
阔叶树（硬材）： 树干部分一般较短,多分枝。
纹理多。