1、工藝性能是指金屬材料使用某種工藝方法進(jìn)行加工的難易程度。材料的工藝性能包括鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能、機(jī)械加工性能和熱處理性能。

2、力學(xué)性能的主要指標(biāo)有硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性、耐磨性和缺口敏感性等。

3、抗拉強(qiáng)度σb=K*HBS (布氏硬度HBS)，鋼鐵材料和鋁合金K值一般為3.3～3.5，銅及銅合金約為4.8～5.3。根據(jù)洛式(HR)硬度換算σb=-801.24+50.08×HRC。

4、硬度有一定的范圍，一般波動(dòng)為5個(gè)HRC。

5、彈性極限σe，屈服極限σs，抗拉強(qiáng)度σb，條件屈服強(qiáng)度σ0.2，疲勞強(qiáng)度σ-1。

6、沖擊韌度αk或Ak是判斷材料脆斷抗力的重要性能指標(biāo)。

7、剛度是指零件在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。工程中彈性模量E被稱為材料的剛度。

8、熔點(diǎn)低的金屬，鑄造性能好，對(duì)鑄造工藝有利。

9、在金屬及合金中，主要是金屬鍵，但是有時(shí)也不同程度地混有其他鍵。

10、常見的三種晶體結(jié)構(gòu)類型：體心立方結(jié)構(gòu)、面心立方結(jié)構(gòu)和密排六方結(jié)構(gòu)。

11、晶體缺陷分以下三類：點(diǎn)缺陷(空位、間隙原子和置換原子)、線缺陷(位錯(cuò))和面缺陷。

12、晶粒越細(xì)，金屬材料的強(qiáng)度和硬度越高，塑性和韌性也越好。

13、每種金屬都有一個(gè)平衡結(jié)晶溫度，也稱為理論結(jié)晶溫度;過冷度(理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差)是結(jié)晶的必要條件。

14、細(xì)化晶粒常用的三種方法：提高冷卻速度，增大過冷度;變質(zhì)處理;機(jī)械或超聲波振動(dòng)、電磁攪拌等。

15、純金屬在固態(tài)下的轉(zhuǎn)變有兩種：同素異晶轉(zhuǎn)變(包括鐵、錫、鈦、錳等)和磁性轉(zhuǎn)變(包括鐵、鈷、鎳等)。

16、合金的相結(jié)構(gòu)分為三類：固溶體(固溶強(qiáng)化)，金屬化合物，機(jī)械混合物(如錫、銻、銅組成的軸承合金)。

17、鐵碳合金相圖三條水平線：包晶轉(zhuǎn)變線，共晶線，共析線。

18、含碳量：亞共析鋼(0.02-0.77)，共析鋼(0.77)，過共析鋼(0.77-2.11);

亞共晶生鐵(2.11-4.3)，共晶生鐵(4.3)，過共晶生鐵(4.3-6.69);

低碳鋼(0.02-0.25)，中碳鋼(0.25-0.60)，高碳鋼(0.60-1.30)。

19、低碳鋼的組織多為鐵素體，強(qiáng)度、硬度較低，而塑性、韌性很高，工業(yè)用鋼的含碳量一般不超過1.3%-1.4%。

20、液相線和固相線之間的距離越小，鑄造性能越好，共晶成分的鑄鐵的常用來澆鑄鑄件，其流動(dòng)性好，分散縮孔小，顯微偏析少。

21、鍛造或者軋制溫度必須選擇在單相奧氏體區(qū)的適當(dāng)溫度范圍內(nèi)。實(shí)際生產(chǎn)中各種碳鋼的始鍛和始軋溫度為1150～1250℃，終鍛和終軋溫度為750～850℃。

22、拉力試驗(yàn)是用來測(cè)定金屬材料的強(qiáng)度、塑性;沖擊試驗(yàn)主要用于結(jié)構(gòu)鋼。對(duì)于在服役條件下承受附加彎曲的零件如螺栓等，必要時(shí)做缺口偏斜拉伸試驗(yàn)。

23、布氏硬度(HB)適用于測(cè)定灰鑄鐵、軸承合金等具有粗大晶粒或組成的金屬材料的硬度及鋼件退火、正火和調(diào)質(zhì)后的硬度。表示符號(hào)：HBS,適用于值在450度以下，HBW適用于值在450-650的材料。

24、洛式硬度(HR)可以直接在工件上試驗(yàn)，直接讀出硬度值，廣泛用于熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)，常用于檢查淬火后的硬度。表示符號(hào)：HRA(20-88)，HRB(20-100)，HRC(20-70)。

25、維氏硬度(HV)適用范圍比較廣，精度高，測(cè)量準(zhǔn)確，但是效率低。

26、努氏硬度(HK)對(duì)表面淬硬層或鍍層硬度測(cè)定較為方便。

27、肖氏硬度(HS)可以在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量大型工件的硬度，但是精度較低。

28、里氏硬度(HL)常用于測(cè)量大型鑄鍛件、永久組裝部件等，精度高，但是對(duì)被測(cè)工件要求也較高。

29、測(cè)定金屬材料化學(xué)成分常用的方法有：化學(xué)分析法(最傳統(tǒng)和較準(zhǔn)確的方法)、火花鑒別法(只能定性和半定量地對(duì)碳鋼和合金元素含量較高的合金鋼進(jìn)行辨別，適宜于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)初步判斷鋼種)、光譜分析法和看譜鏡法。

30、電子探針可以分析合金中第二相或夾雜物的成分，測(cè)定金屬材料中的偏析和晶界偏析，化學(xué)熱處理滲層中元素分析等。

31、離子探針：對(duì)斷口表面的氫元素進(jìn)行分析是離子探針的主要特點(diǎn)之一，是目前微區(qū)成分分析中唯一能檢測(cè)氫的儀器。

32、金相分析包含三個(gè)方面：原材料缺陷的低倍檢驗(yàn)、斷口分析和顯微組織檢驗(yàn)。

33、斷口分析主要用于失效分析、原材料缺陷分析、零件加工缺陷分析、熱處理質(zhì)量分析、使用環(huán)境分析。

34、磁粉探傷和熒光探傷多用于檢驗(yàn)材料零件表面上的缺陷(如裂紋)、熒光及著色探傷多用于不銹鋼及有色金屬等非磁性材料的表面缺陷探傷。

35、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造機(jī)器零件，一般都要經(jīng)過熱處理以提高力學(xué)性能。

36、50、55、60、65號(hào)鋼經(jīng)過淬火+中溫回火后具有高的彈性極限，常用于制造負(fù)荷不大、尺寸較小(截面尺寸小于12mm)的彈簧，如調(diào)壓和調(diào)速彈簧、柱塞彈簧、冷卷彈簧等。

37、根據(jù)材料使用性能選材的方法：1)分析零件的工作條件，確定使用性能;2)進(jìn)行失效分析，確定零件的主要使用性能;3)根據(jù)零件使用性能要求提出對(duì)材料性能的要求。

38、鑄造鋁合金和銅合金的鑄造性能優(yōu)于鑄鐵，而鑄鐵又優(yōu)于鑄鋼。

39、變形鋁合金和銅合金、低碳合金鋼有較好的冷壓力加工性能。

40、鋁及鋁合金機(jī)械加工性能較好，鋼中易切鋼的切削性能最好，而奧氏體不銹鋼及高碳高合金鋼的切削加工性能較差。

41、銅合金和鋁合金焊接性能不好，高碳鋼的焊接性能差，低碳鋼的焊接性能好。

42、大多數(shù)鋼和鋁合金、鈦合金都可以進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，少數(shù)銅合金可以進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。合金鋼的熱處理工藝性能比碳鋼好。

43、汽輪機(jī)主軸的失效方式主要是蠕變變形和內(nèi)部缺陷引起的低應(yīng)力脆斷或疲勞斷裂和應(yīng)力腐蝕開裂。

44、材料分為三大類：金屬材料、高分子材料(常用的包括工程塑料和橡膠材料)、陶瓷材料。

45、工程塑料：是指在工程中做結(jié)構(gòu)材料的塑料。

46、聚酰胺：商品名為尼龍或錦龍，尼龍1010廣泛用于機(jī)械零件和化工、電器零件。鑄造尼龍(MC尼龍)可制作幾十千克的齒輪、渦輪、軸承和導(dǎo)軌等。芳香尼龍可用于制作在高溫下工作的耐磨零件、絕緣材料和宇宙服。

47、聚甲醛塑料：尤其適用于制造不允許適用潤滑油的齒輪軸承和襯套。

48、聚碳酸酯：具有優(yōu)異的沖擊韌度和尺寸穩(wěn)定性，較好的耐低溫性，良好的絕緣性和加工成型性，可以制作機(jī)械零件，防彈玻璃、燈罩、防護(hù)面罩、安全帽及其他高級(jí)絕緣零件。

49、ABS塑料：“質(zhì)堅(jiān)、性韌、剛性大”的優(yōu)良工程塑料，缺點(diǎn)是耐高溫、耐低溫性能差，易燃，不透明，廣泛用于制造汽車的方向盤、儀表盤，飛機(jī)艙內(nèi)的裝飾板窗框、隔音板、機(jī)械中的手柄、齒輪、泵葉輪等。

50、聚四氟乙烯(塑料王)：具有極優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)電性，有自潤滑性，但是強(qiáng)度低，尤其是耐壓強(qiáng)度不高，不能用注射法成型。

51、酚醛塑料：玻璃布層酚醛塑料即玻璃鋼，用于制作電器開關(guān)、插頭、外殼等各種電氣絕緣件，還可以制作齒輪、凸輪、皮帶輪、手柄，化工用耐酸泵等。

52、環(huán)氧塑料：主要用于制造塑料模具、精密量具和各種絕緣零件，也可制作層壓塑料、澆注塑料等。

53、由于工程陶瓷材料硬度高，常采用洛式硬度HRA、HT45N、小負(fù)荷維氏硬度或努氏硬度表示。

54、氧化鋁陶瓷：主要用于制作內(nèi)燃機(jī)的火花塞，火箭、導(dǎo)彈的導(dǎo)流罩，石油化工泵的密封環(huán)，坩鍋、熱電偶套管、刀具和拉絲模等。

55、氮化硅陶瓷：主要用于制作耐磨，耐腐蝕、耐高溫的零件，如石油、化工泵的密封環(huán)、電磁泵管道、閥門，熱電偶套管，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)刮片，高溫軸承，刀具等。

56、碳化硅陶瓷：主要用于制作火箭尾噴管的噴嘴，澆注金屬的澆道口，熱電偶套管、爐管，燃?xì)廨喨~片，高溫軸承，熱交換器及核燃料包封材料等。

57、氮化硼陶瓷：常用于制作熱電偶套管，熔煉半導(dǎo)體、金屬的坩鍋和冶煉用高溫容器的管道，高溫軸承，玻璃制品成型模，高溫絕緣材料等。

58、金屬陶瓷：是制造刀具、模具和耐磨零件的重要材料。

59、光纖：分為用于傳遞信息的光導(dǎo)纖維和用于傳遞能量的導(dǎo)光纖維兩種。

60、納米管的導(dǎo)電率是銅的1萬倍，強(qiáng)度是鋼的100倍，重量只有鋼的六分之一。

61、鋼的熱處理：將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定溫度并在該溫度下保持一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻，改變鋼的內(nèi)部組織，提高鋼的性能，延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命的熱加工工藝。

62、通常規(guī)定：在加熱到930℃時(shí)奧氏體晶粒的大小為本質(zhì)晶粒度，而在這種條件下具有細(xì)晶粒的鋼稱為本質(zhì)晶粒鋼。

63、晶粒度的大小共分8級(jí)，1-4級(jí)是本質(zhì)粗晶粒鋼。

64、加熱速度越快，加熱溫度越高，過熱度也越大，這時(shí)鋼在較高溫度下的轉(zhuǎn)變，得到的奧氏體起始晶粒比較細(xì)。

65、鋼中加入微量的鋁、鈦、釩、鎢、鉬、鎳、硅、銅等都會(huì)阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大;錳和硫有促使晶粒長(zhǎng)大的傾向。

66、過冷奧氏體的高溫727-550℃分解產(chǎn)物為珠光體，中溫550-350℃分解的產(chǎn)物為上貝氏體，硬度40-45HRC，中溫350-240℃分解的產(chǎn)物為下貝氏體，硬度43-58HRC，低溫240℃以下分解的產(chǎn)物為馬氏體。

67、鋼經(jīng)過奧氏體化后在不同冷卻速度的連續(xù)冷卻過程中過冷奧氏體所發(fā)生的相轉(zhuǎn)變稱之為鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變。

68、冷卻速度切過CCT曲線鼻子尖的速度，即得到馬氏體的最小冷卻速度為臨界冷卻速度。

69、淬火后的組織一般為馬氏體和殘余奧氏體，在回火過程中將要發(fā)生變化：在200℃以下轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體;200～300℃時(shí)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體;300～400℃時(shí)碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3C并最終轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹜惺象w;400～A1，最終復(fù)相組織為回火索氏體。

70、鋼的整體熱處理：對(duì)工件整體進(jìn)行穿透加熱的熱處理工藝，又稱為常規(guī)熱處理。

71、退火：1)完全退火適用于亞共析鋼和過共析鋼，特別是中碳素鋼和中碳合金鋼的鑄、焊、軋制件等。2)不完全退火主要適用于過共析鋼，消除鍛軋內(nèi)應(yīng)力，降低硬度和提高韌性;亞共析鋼如果原始晶粒很細(xì)小，只是為了消除鍛件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力或降低硬度，采用不完全退火為好，不必采用完全退火，以降低成本。3)將工件隨爐加熱至500～650℃，保溫一段時(shí)間后隨爐冷卻至200℃以下，出爐空冷的工藝為去應(yīng)力退火。4)等溫退火可以大大縮短退火時(shí)間，得到的組織與性能較為均勻，適應(yīng)于處理小批量生產(chǎn)的碳鋼及合金鋼的中型工件、重型鑄件和鍛件。5)球化退火主要用于共析和過共析碳鋼及合金鋼。6)均勻化退火，又叫擴(kuò)散退火，可以減少鑄錠、鍛件或鍛坯的化學(xué)成分的偏析和組織的不均勻性。7)再結(jié)晶退火用于消除變形強(qiáng)化和殘余應(yīng)力。

72、正火：工件加熱到AC3(亞共析鋼)或者ACm(過共析鋼)以上30～50℃，保溫一段時(shí)間后空冷，AC3以上100～150℃為高溫正火。對(duì)低碳鋼而言，完全可以用正火代替退火，時(shí)間短費(fèi)用低。含碳量0.3%～0.4%的鋼，也可以用正火代替退火，大于0.4%的一般不能代替。

73、淬火：方法有單液淬火、雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火和等溫淬火。淬硬性僅與含碳量有關(guān)，鋼的淬透性大小取決于鋼的臨界冷卻速度。

74、回火：250℃以下為低溫，250～500℃為中溫，500℃以上為高溫。鉻鋼、鉻錳鋼、硅錳鋼等在400～600℃回火后應(yīng)急冷(水冷或油冷)，避免第二類回火脆性。

75、淬火并高溫回火稱為調(diào)質(zhì)處理。

76、表面淬火：1)火焰淬火，深度一般為2～6mm，適用于但見或小批量生產(chǎn)的零件，如軋鋼機(jī)齒輪、軋輥、礦山機(jī)械的齒輪、軸、機(jī)床導(dǎo)軌和齒輪等。2)感應(yīng)加熱淬火，高頻(100～1000kHz)深度0.2～2mm，適用于中小齒輪、軸等零件;中頻(0.5～10kHz)深度2～8mm，適用于中型齒輪、軸等零件;工頻(50Hz)，深度>10～15mm，適用于直徑大于300mm的軋輥、軸的大型零件。

77、滲碳：可以使工件經(jīng)熱處理后表面具有高的硬度和耐磨性。滲碳鋼一般都是含碳量在0.25%以下的低碳鋼和低合金鋼。常用的如20鋼、20Cr鋼、18CrMnMo鋼、12Cr2Ni4A鋼、20CrMnMo鋼等。分為固體滲碳、液體滲碳和氣體滲碳。

78、碳氮共滲：可以提高零件表面的硬度、耐磨性、抗蝕性和疲勞強(qiáng)度。

79、滲氮：可以提高工件表面硬度、耐疲勞和耐蝕性以及熱硬性，主要用于交變載荷下工作的，要求耐磨和尺寸精度高的重要零件，如高速傳動(dòng)精密齒輪、高速柴油機(jī)曲軸、高精密機(jī)床主軸、鏜床鏜桿、壓縮機(jī)活塞桿等，也可以用于在較高溫度下工作的耐磨、耐熱件，如閥門、排氣閥等。

80、灰鑄鐵熱處理：1)去應(yīng)力退火(人工實(shí)效)，緩慢加熱至500～560℃適當(dāng)保溫后爐冷至150～200℃后空冷，一般去應(yīng)力退火不能超過560℃。2)消除白口降低硬度的退火或正火，退火800～950℃×1～4h后隨爐緩冷，正火800～950℃×1～4h后空冷。

81、可鍛鑄鐵石墨化退火，950～1000℃×30～40h后以200～300℃/h冷卻速度冷卻到770℃后，再以極緩慢的冷卻速度(2～3℃/h)冷卻到720℃左右，再空冷。

82、球墨鑄鐵熱處理包括退火、正火、調(diào)質(zhì)處理和等溫淬火。

83、蠕墨鑄鐵：澆鑄前向高于1400℃的液態(tài)鑄鐵中加入了稀土硅鈣合金進(jìn)行蠕化處理，處理后加入少量孕育劑以促進(jìn)石墨化。

84、合金鑄鐵：1)高強(qiáng)度合金鑄鐵，稀土鎂鉬系和稀土銅鉬系合金鑄鐵，用于制造要求較高強(qiáng)度的重要結(jié)構(gòu)件如曲軸、凸輪軸、變速齒輪等。2)耐磨合金鑄鐵，分為抗磨鑄鐵和減磨鑄鐵，如高鉻白口鑄鐵用于大型球磨機(jī)襯板和粉碎機(jī)的錘頭等。

85、有色金屬熱處理。

86、電阻爐分為空氣爐、鹽浴爐、控制氣氛爐和真空爐。

87、鹽浴爐，適用于尺寸較小、形狀復(fù)雜、要求高的工件淬火、回火處理，特別適用于高速鋼刀具、高合金鋼小模具的淬火，適用于小批量、多品種的產(chǎn)品零件淬火。其中：堿浴爐最高使用溫度300℃，用于分級(jí)淬火、低溫回火;硝鹽爐最高溫度580℃，用于等溫淬火、回火;高速鋼分級(jí)鹽浴爐最高800℃;中溫鹽浴爐最高950℃，適用于結(jié)構(gòu)鋼淬火;高溫鹽浴爐最高1350℃，適用于高速鋼刀具淬火、高合金模具鋼淬火。

88、真空熱處理具有防氧化、脫碳，表面光亮，可以進(jìn)行成品熱處理，是熱處理的主要設(shè)備，但是一次性投資大，回收時(shí)間長(zhǎng)。

89、感應(yīng)加熱不僅是一種生產(chǎn)效率高的表面強(qiáng)化工藝，而且在一定條件下可以代替滲碳、碳氮共滲等，可以大量節(jié)能而且少公害，配少量計(jì)算機(jī)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

90、典型零件熱處理應(yīng)用實(shí)例。

來源：機(jī)械圈