当前课程知识点:材料学概论 >  第5讲 金属及合金材料(二) >  5.2 钢材的热处理 >  5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂

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5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂在线视频

5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂

下一节:5.2.6 钢的回火(tempering)

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5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂课程教案、知识点、字幕

下边我们讲

钢热处理当中的一个重要方面

是什么

就是增加蘸透性

和防止蘸火开裂

这里边也讲四部分内容

第一部分内容什么叫蘸透性

第二个就讲合金钢与蘸透性

就是不同的合金含量

它的蘸透性是不一样的

第三个问题

讲蘸火所引发的制品开裂

或者制品变形

第四个问题

讲蘸火开裂及其防治

那么左边图

表示两个样品经过蘸火以后

它的硬度随深度的分布

我们看到A与B的表面硬度相同

但是A内部硬度的部分

比B的更深

就是说A的达到一定硬度的深度

比B要更深

第二个图就是说A的表面硬度

尽管比B的表面硬度要低

但是A的达到较高硬度的深度

比B达到较高硬度的深度要深

因此A的蘸透性是更好的

意思说它就是表示这个意思

表面硬度一般硬度都是比较高的

但是表面硬度

不见得要达到最硬

但是我要求一定深度的地方

是越深越好

一定硬度的地方越深越好

越深表示蘸透性

那什么叫蘸透性

就是达到规定硬度的深度

如果深度越深 蘸透性越好

如果深度浅了 蘸透性就不好

就是这个意思

它不是从表面硬度

来看问题的

它是从达到规定的硬度

有多大的深度

它是这样定义的

我刚才讲了

蘸透性跟钢的成份有关系

它是个内因决定的

跟你冷却速度

跟你其它的什么蘸火液

这都没关系

它是跟钢材本身的性质有

你看合金钢它的蘸透性

是比较好的

通过添加什么

有些元素可以增加它的蘸透性

但是有些元素

可以降低它的蘸透性

不是说所有元素

都是增加蘸透性的

哪些是增加蘸透性的

比方说通过添加

镍 铬 锰 钼等元素

可使硬度及蘸透性明显的增加

明显的增加

当然你含碳量

蘸透性跟哪些因素有关系

第一是跟含碳量有关系

第二是跟合金元素有关系

第三就是跟

工件的质量大小有关系

跟工件的质量大小有关系

那么表当中也看得出来

蘸透性从小到大的次序

从小到大 注意

锰钢 铬钢 铬锰钢

铬钼钢 镍铬钼钢

蘸透性是逐渐的从小到小

当然你也是从低碳钢

到中碳钢 到高碳素钢

蘸透性逐渐变好的

那么这张图就表示的是

合金元素的蘸透性的倍数

蘸透性的倍数

是跟碳作比较的

含碳量是多少

你们看看

合金元素的含量不一样的时候

它蘸透性的倍数

有的是很高的

你比方说锰 钼 铬

硅 镍等等

它是都是增加蘸透性的

好就是说下一个问题我们就讲

关于马氏体的蘸火开裂的问题

我们知道有些工件

好不容易加工成了

最后一到试蘸火

蘸火完了以后它开裂了

它为什么就开裂了

蘸火为什么开裂

它的原因跟工件的形成有关系

跟工件的形状都有关系

但是最根本的原因

跟它的内部组织发生了变化

内部结构发生了变化有关系

我们知道马氏体

它是怎么形成的

我们把它加热 加热到奥氏体

奥氏体本身它是个面心立方的

面心立方我们知道

它是个FCC结构

一个晶胞有四个原子

它现在经过急冷

它变成马氏体

马氏体是个体心正方的

是个体心正方的

它也不是体心立方

它是个体心正方

什么叫正方

A等于B不等于C

你们看看

这个图当中可以看得出来

它点阵常数是这样

A B都是2.845A

C它是2.976A

它发生了一些

就是说它原子

在一个晶胞当中

发生了短程的位移

它是个无扩散的相变

注意马氏体相变它是个非扩散的相变

所以非扩散相变

有的书上讲的

它是本质上无扩散的相变

什么叫本质上无扩散的相变

允许原子做近距离的迁移

它不做长距离的位移

这叫马氏体相变

注意它由于面心立方

变成体心正方以后

它的体积会发生了变化

体积发生了变化

那么怎么算出来

就是按照一个FCC晶胞里边

你四个原子

就可以算出来点阵常数来

把点阵常数一求

求出它一个晶胞体积来了

然后你再算出

体心正方的晶胞体积

这两个晶胞体积一减

就发现它不相等

不相等有个差

差别减上

原来的面心立方的体积

这不就是它的膨胀率

它的膨胀率是多少

发生了3.69%的体积膨胀

注意在马氏体相变

由奥氏体变成马氏体

或者由面心立方

变成体心正方的时候

它的体积发生了膨胀

发生了多少

发生了3.96%的体积膨胀

体积膨胀是很可观的了

4%的体积膨胀

就是凭空里边长出了4%

这4%要长出来以后

肯定会产生应力的

当你这工件设计不合理的时候

应力一起作用

就可能开裂

蘸火开裂

是经常遇到的一个问题

如果设计不合理

你看图中看得出来

燕尾槽附近发生了开裂

轴间部分发生了开裂

轴外围部分发生了开裂

这种开裂它就报废了

我们刚才讲了

好不容易经过前边的

熔炼 铸造 加工

最后的其它的热处理

最后一步是淬火

一淬火以后开裂了

一开裂就是个废品

所以这件事情

蘸火开裂是热处理工艺当中

是非常非常令人

难以接受的一件事

所以必须想办法处理

那么怎么解决蘸火开裂

我们可以在工件设计上

给它想办法

另外在热处理过程当中

我们蘸火完了以后马上去回火

马上去回火 不要迟疑

一迟疑

比如说把它过夜

或者放几天

你如果过去在

我们到车间劳动的时候是不是

你如果把这热处理工件

放到后边了

你晚上在这工作

或者休息的过程

就听见有响声

一响声

就可能就开裂了

所以淬火完了以后不要迟疑

马上进行回火

或者是在工件的

设计过程当中

把有些开裂的部分

想办法把应力给它缓解

因为轴的过程当中

轴间的部分加个圆角

加圆角以后

就可以防止蘸火开裂

我们测蘸火变形

和蘸火开裂的做成一个试件

试件你看看

我做试件

首先它是不是等厚度的

然后我留一个缺口

我蘸火以前

我淬火以前有一个距离

我淬火以后又有一个距离

如果距离变大

就是工件

蘸火开裂的可能性比较大

因此想办法来解决问题

材料学概论课程列表:

第1讲 材料的支柱和先导作用

-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准

--1.1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准

-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业

-1.2 材料的作用

--1.2.1 材料是人类社会进步的标志

--1.2.2 材料是当代文明的根基

--1.2.3 材料是各类产业的基础

--1.2.4 先进材料是高新技术的核心

--1.2.5 新材料是国家核心竞争力的体现

--1.2.6 材料可以“点石成金,化腐朽为神奇”

--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”

--1.2.8 复合材料和功能材料大大扩展了材料的应用领域

-1.2 材料的作用--作业

-1.3 材料科学与工程四面体

--1.3.1 材料科学与工程的定义和学科特点

--1.3.2 材料科学与工程四要素

--1.3.3 重视材料的加工和制造

--1.3.4 提高材料的性能永无止境

-1.3 材料科学与工程四面体--作业

-1.4 材料与创新

--1.4.1 关注材料的最新应用——强调发展,注重创新

--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料

--1.4.3 新材料如何适应技术创新和产业创新

-1.4 材料与创新--作业

-本讲作业--作业

第2讲 材料就在元素周期表中(一)

-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布

--2.1 在元素周期表中发现材料

--2.1.2 元素周期表中120种元素综合分析

--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道

--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则

-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业

-2.2 元素周期表反映元素的规律性

--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化

--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处

--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化

--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属

--2.2.5 原子半径、离子半径和元素的电负性

--2.2.6 原子的电离能和可能的价态表现

-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业

-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素

--2.3.1 稀土元素和锕系元素

--2.3.2 日常生活中须臾不可离开的元素

-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业

-本讲作业--作业

第3讲 材料就在元素周期表中(二)

-3.1 材料性能与组织结构的关系

--3.1.1 材料性能和化学键类型之间的关系

--3.1.2 材料性能与微观结构的关系

--3.1.3 铁的晶体结构

--3.1.4 材料性能与组织的关系

-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业

-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体

--3.2.1 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体

--3.2.2 化合物半导体和荧光体材料

-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业

-本讲作业--作业

第4讲 金属及合金材料(一)

-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢

--4.1.1 从矿石到金属制品(1)——高炉炼铁

--4.1.2 从矿石到金属制品(2)——转炉炼钢

-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业

-4.2 金属材料的组织结构

--4.2.1 晶态和非晶态、单晶体和多晶体

--4.2.2 相、相图、组织和结构

--4.2.3 凝固中的形核与长大

--4.2.4 钢的各种组织形态

-4.2 金属材料的组织结构--作业

-4.3 铸锭及其组织

--4.3.1 铸锭组织和连续铸造

-4.3 铸锭及其组织--作业

-本讲作业--作业

第5讲 金属及合金材料(二)

-5.1 金属材料的加工

--5.1.1 金属的热变形

--5.1.2 金属的冷变形

--5.1.3 由铜锭到铜箔的压延加工

-5.1 金属材料的加工--作业

-5.2 钢材的热处理

--5.2.1 热处理的目的和热处理温度的确定

--5.2.2 钢的退火(annealing)

--5.2.3 钢的正火(normalizing)

--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择

--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂

--5.2.6 钢的回火(tempering)

--5.2.7 恒温转变

-5.2 钢材的热处理--作业

-5.3 钢的强化机制

--5.3.1 钢的强化机制及合金钢

--5.3.2 应用最广的碳钢

--5.3.3 表面处理(1)——表面淬火及渗碳淬火

--5.3.4 表面处理(2)——表面渗碳、氮化及喷丸处理

--5.3.5 合金钢(1)——强韧钢、可焊高速钢和工具钢

--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢

--5.3.7 铸铁及轻金属的减振应用

-5.3 钢的强化机制--作业

-本讲作业--作业

第6讲 粉体及纳米材料

-6.1 粉体材料的性能

--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积

--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性

--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性

--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定

--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定

--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定

-6.1 粉体材料的性能--作业

-6.2 粉体的加工与处理

--6.2.1 破碎和粉碎

--6.2.2 分级和集尘

--6.2.3 混料及造粒

--6.2.4 输送及供给

--6.2.5 非机械式粉体制作方式

-6.2 粉体的加工与处理--作业

-6.3 粉体的应用

--6.3.1 日常生活中的粉体

--6.3.2 工业应用的粉体材料

--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善

-6.3 粉体的应用--作业

-6.4 纳米材料

--6.4.1 纳米材料和纳米技术的概念

--6.4.2 “纳米”就在我们身旁

--6.4.3 纳米材料制备和纳米加工

--6.4.4 纳米技术与纳米材料的发展前景

-6.4 纳米材料--作业

-本讲作业--作业

第7讲 陶瓷及陶瓷材料

-7.1 陶瓷材料的定义和分类

--7.1.1 陶瓷发展史——人类文明进步的标志

--7.1.2 日用陶瓷的进展

--7.1.3 陶瓷及陶瓷材料分类

-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业

-7.2 坯体成型

--7.2.1 普通粘土陶瓷的主要原料

--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型

--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型

--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型

-7.2 坯体成型--作业

-7.3 陶瓷烧结

--7.3.1 普通陶瓷的烧结过程

--7.3.2 陶瓷的烧成和烧结工艺

-7.3 陶瓷烧结--作业

-7.4 陶瓷材料的结构

--7.4.1 普通陶瓷的组织和结构

--7.4.2 精细陶瓷的组成、组织结构和性能

-7.4 陶瓷材料的结构--作业

-7.5 结构陶瓷

--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02

--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN

--7.5.3 结构陶瓷及应用(3)——SiC和Si3N4

--7.5.4 低温共烧陶瓷(LTCC)基板

-7.5 结构陶瓷--作业

-7.6 功能陶瓷

--7.6.1 单晶材料及制作

--7.6.2 功能陶瓷及应用(1)——陶瓷电子元器件

--7.6.3 功能陶瓷及应用(2)——生物陶瓷和换能器件

--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达

-7.6 功能陶瓷--作业

-本讲练习--作业

第8讲 玻璃材料及玻璃的应用

-8.1 玻璃的发展简史

--8.1.1 玻璃的发现

--8.1.2 古代玻璃与现代玻璃的组成惊人地相似

-8.2 玻璃的定义和特征

--8.2.1 玻璃的传统定义和现代定义

-8.3 玻璃的加工

--8.3.1 玻璃的熔融和成型加工

--8.3.2 非传统方法制造玻璃

-8.1-8.3 小节练习--作业

-8.4 建筑及高铁用玻璃

--8.4.1 新型建筑玻璃(1)

--8.4.2 新型建筑玻璃(2)

--8.4.3 汽车、高铁用玻璃(1)

--8.4.4 汽车、高铁用玻璃(2)

--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业

-8.5 高技术玻璃

--8.5.1 生物医学用玻璃材料

--8.5.2 特殊性能玻璃材料(1)

--8.5.3 特殊性能玻璃材料(2)

--8.5.4 图象显示、光通信用玻璃材料(1)

--8.5.5 图象显示、光通信用玻璃材料(2)

--8.5.6 图像显示、光通信用玻璃材料(3)

-8.5 高技术玻璃--作业

-本讲练习--作业

第9讲 高分子及聚合物材料(一)

-9.1 何谓高分子和聚合物

--9.1.1 何为高分子和聚合物

--9.1.2 常见聚合物的结构和用途——按结构和反应分类

-9.1 何谓高分子和聚合物--作业

-9.2 聚合物的合成

--9.2.1 加聚反应和聚合物实例(1)——均加聚

--9.2.2 加聚反应和聚合反应实例(2)——共加聚

--9.2.3 缩聚反应和聚合物实例——共缩聚

-9.2 聚合物的合成--作业

-9.3 从结构层次看聚合物

--9.3.1 聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构

--9.3.2 高分子链的结构层次

--9.3.3 高分子链间的相互作用

--9.3.4 高分子的聚集态结构

-9.3 从结构层次看聚合物--作业

-本讲练习--作业

第10讲 高分子及聚合物材料(二)

-10.1 高分子材料性能与加工

--10.1.1 天然橡胶和合成橡胶

--10.1.2 塑料的分类、特性及用途

--10.1.3 热固性树脂(热固性塑料)

--10.1.4 工程塑料

--10.1.5 新型电子产业用的塑料薄膜

--10.1.6 聚合物的结构模型及力学特性

--10.1.7 聚合物的形变机理及变形特性

--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑

--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型

--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造

-10.1 高分子材料性能与加工--作业

-10.2 胶粘剂和涂料

--10.2.1 胶粘剂的构成和粘接原理

--10.2.2 胶粘剂的制造和用途

--10.2.3 涂料的分类及构成

--10.2.4 涂料中的成分、成膜和固化

-10.2 胶粘剂和涂料--作业

-本讲练习--作业

第11讲 复合材料和生物材料

-11.1 复合材料的定义和分类

--11.1.1 复合材料的定义和分类

--11.1.2 复合材料的界面

--11.1.3 复合材料的特长及优势

-11.1 复合材料的定义和分类--作业

-11.2 增强材料和基体材料

--11.2.1 复合材料中增强材料与基体材料的匹配

--11.2.2 增强纤维的制造

--11.2.3 碳纤维及C/C复合材料

--11.2.4 增强纤维的编制和铺展

--11.2.5 复合材料的成形制造

-11.2 增强材料和基体材料--作业

-11.3 复合材料的应用

--11.3.1 复合材料在航空航天领域的应用

-11.4 天然复合材料

--11.4.1 天然复合材料——木材的断面组织

--11.4.2 天然复合材料——木材的微观结构

-11.5 生物材料

--11.5.1 生物材料的定义和范畴

--11.5.2 骨骼、筋和韧带组织

--11.5.3 各种植入人体的材料

-11.3-11.5 节练习--作业

-本讲练习--作业

第12讲 磁性及磁性材料

-12.1 磁性的来源

--12.1.1 磁性源于电流

--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系

-12.1 磁性的来源--作业

-12.2 磁性材料的分类

--12.2.1 亚铁磁性和软磁铁氧体磁性材料

-12.2 磁性材料的分类--作业

-12.3 磁畴和磁滞回线

--12.3.1 磁畴和磁畴壁的运动

--12.3.2 决定磁畴结构的能量类型

--12.3.3 磁滞回线及其决定因素

-12.3 磁畴和磁滞回线--作业

-12.4 软磁材料与硬磁材料

--12.4.1 非晶态高导磁率材料

--12.4.2 永磁材料及其进展

--12.4.3 钕铁硼稀土永磁材料及制备工艺

--12.4.4 钕铁硼永磁材料性能的提高与改进

--12.4.5 粘结磁体

--12.4.6 永磁材料的应用和退磁曲线

--12.4.7 磁性材料的各种应用

-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业

-本讲练习--作业

第13讲 薄膜技术及薄膜制备技术

-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件

--13.1.1 薄膜的定义和薄膜材料的特殊性能

--13.1.2 获得薄膜的三个必要条件

--13.1.3 真空获得

--13.1.4 薄膜是如何沉积的

--13.1.5 气体放电

--13.1.6 等离子体与薄膜沉积

-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业

-13.2 薄膜制备——PVD法

--13.2.1 真空蒸镀

--13.2.2 离子镀和激光熔射

--13.2.3 溅射镀膜

--13.2.4 磁控溅镀靶

--13.2.5 溅射镀膜的应用

-13.2 薄膜制备——PVD法--作业

-13.3 薄膜制备——CVD法

--13.3.1 CVD法原理及设备

--13.3.2 各类CVD的应用

-13.3 薄膜制备——CVD法--作业

-13.4 薄膜的加工

--13.4.1 薄膜图形化——湿法刻蚀和干法刻蚀

--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)

--13.4.3 平坦化技术和大马士革工艺

-13.4 薄膜的加工--作业

-13.5 薄膜材料的应用

--13.5.1 超硬涂层

--13.5.2 金刚石及类金刚石图层

--13.5.3 电镀Cu膜用于集成电路芯片制作

-13.5 薄膜材料的应用--作业

-本讲作业--作业

5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂笔记与讨论

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