《机械制造基础》课程教学资源（复习资料）疑难问题解答（一）

难点问题解答工程材料的强化机制■铁碳合金相图及其应用■C曲线应用一分析热处理产物常用钢种、热处理特点及用途铸件工艺设计要点自由锻件工艺规程的制订

难点问题解答 ◼ 工程材料的强化机制 ◼ 铁碳合金相图及其应用 ◼ C曲线应用—分析热处理产物 ◼ 常用钢种、热处理特点及用途 ◼ 铸件工艺设计要点 ◼ 自由锻件工艺规程的制订

工程材料的强化方式固溶强化■加工硬化■细晶强化■第二相强化■相变强化

工程材料的强化方式 ◼ 固溶强化 ◼ 加工硬化 ◼ 细晶强化 ◼ 第二相强化 ◼ 相变强化

1提高材料强度的几个途径固溶强化1)当二种或二种以上元素形成合金时，溶质原子溶入溶剂的晶格中，使晶格产生很大畸变，从而使强度升高的现象。②加工硬化实质是金属塑性变形时的位错强化。如弹簧钢丝的冷拔、零件表面的喷丸处理等细化强化3金属晶粒越小，其强度越大，韧性和塑性越好。是提高材料性能的最好手段之一

1．提高材料强度的几个途径 ① 固溶强化 当二种或二种以上元素形成合金时，溶质原子溶入 溶剂的晶格中，使晶格产生很大畸变，从而使强度升 高的现象。 ② 加工硬化 实质是金属塑性变形时的位错强化。如弹簧钢丝的 冷拔、零件表面的喷丸处理等。 ③ 细化强化 金属晶粒越小，其强度越大，韧性和塑性越好。是提 高材料性能的最好手段之一

相变强化4通过热处理使材料产生贝氏体相变、马氏体相变来强化2.提高材料韧化的途径①细化晶粒细化晶粒，不仅提高强度，而且提高材料的韧性②形变热处理将形变强化（锻、轧等）与热处理强化结合起来，提高材料的综合力学性能低碳马氏体强韧化

④ 相变强化 通过热处理使材料产生贝氏体相变、马氏体相变 来强化 2．提高材料韧化的途径 ① 细化晶粒 细化晶粒，不仅提高强度，而且提高材料的韧性。 ② 形变热处理 将形变强化（锻、轧等）与热处理强化结合起来， 提高材料的综合力学性能。 ③ 低碳马氏体强韧化

81500渡体1400ErlCN1300A1200流休·奥低休滋体+准残床31148℃CE1101000莱微破体+求民体奥氏体+戳作，茶氏依」G氏900体供赢体+奥民体氏许+龄碳体M5.0327CK珠光体：浓磁体铁涤本+珠光体珠·光休+渗碳体铁数悸+三次渗碳休澄候体+（莱氏体）【菜托休】500床光休氏体220铁素体片eT00.20.60.40.771.52.54.33.01.01.24.05.56.92.113.03.3*6.0,%.:图4-22以组织组成物表示的铁酬合金相用

均匀A细AA1650°℃退火600℃(炉冷）550℃正火(空冷)淬火(油冷)淬火(水冷)PMsSM+A'T+M+A'MrP时间

P 均匀A 细A P 退火 (炉冷) 正火 (空冷) S 淬火 (油冷) M+A’ T+M+A’ 淬火 (水冷) A1 MS Mf 时间 650℃ 600℃ 550℃

钢号钢种合金元素的主要作用热处理特点使用状态下组织降低合金高强Mn:强化F，增加P量，Q345F+P热轧空冷度结构钢低冷脆转变温度65Mn弹簧钢强化F火+中温回火Mn：提高萍透性，T回ZGMn13耐磨钢Mn:获得单相A组织水韧处理表：M+碳化物心:A渗碳+淬火+低表：M尚+颗粒状碳化物+A20Cr渗碳钢Cr：提高淬透性，强化F温回火心：M回+FS回40Cr调质钢调质处理Cr：提高淬透性，强化FM回+颗粒状碳化物+A'9SiCr低合金工具钢Cr提高淬透性淬火+低温回火(少量)Cr:提高淬透性，耐磨性、M回+颗粒状碳化物+AGCr15滚动轴承钢萍火+低温回火(少量)耐蚀性1Cr13马氏体不锈钢S回Cr:提高耐蚀性淬火+高温回火Cr、Ni:提高淬透性，强化F热作模具钢5CrNiMo萍火+高温回火S回Mo：防止高温回火脆性M回+颗粒状碳化物+A冷作模具钢Cr12MoVMo:细化晶粒，提高耐磨性萍火+低温回火(少量)M回+颗粒状碳化物+AW18Cr4V高速钢V:提高耐磨性、热硬性淬火+低温回火(少量)固溶处理A不锈钢Ti防止晶间腐蚀1Cr18Ni9Ti

钢 号 钢 种 合金元素的主要作用 热处理特点 使用状态下组织 Q345 低合金高强 度结构钢 Mn:强化F，增加P量，降 低冷脆转变温度 热轧空冷 F+P 65Mn 弹簧钢 Mn:提高淬透性，强化F 淬火+中温回火 T回 ZGMn13 耐磨钢 Mn:获得单相A组织 水韧处理 表:M+碳化物 心:A 20Cr 渗碳钢 Cr:提高淬透性，强化F 渗碳+淬火+低 温回火 表: M回+颗粒状碳化物+A’ 心: M回+F 40Cr 调质钢 Cr:提高淬透性，强化F 调质处理 S回 9SiCr 低合金工具钢 Cr:提高淬透性 淬火+低温回火 M回+颗粒状碳化物+A’ (少量) GCr15 滚动轴承钢 Cr:提高淬透性，耐磨性、 耐蚀性 淬火+低温回火 M回+颗粒状碳化物+A’ (少量) 1Cr13 马氏体不锈钢 Cr:提高耐蚀性 淬火+高温回火 S回 5CrNiMo 热作模具钢 Cr、Ni:提高淬透性，强化F 淬火+高温回火 S回 Mo:防止高温回火脆性 Cr12MoV 冷作模具钢 Mo:细化晶粒，提高耐磨性 淬火+低温回火 M回+颗粒状碳化物+A’ (少量) W18Cr4V 高速钢 V:提高耐磨性、热硬性 淬火+低温回火 M回+颗粒状碳化物+A’ (少量) 1Cr18Ni9Ti 不锈钢 Ti:防止晶间腐蚀 固溶处理 A

铸件工艺设计的步骤1、工艺分析2、选择造型方法3、选择浇注位置和分型面A确定加工余量5.确定起模斜度6、确定线收缩率7、芯头尺寸8.铸造圆角9、绘制铸造工艺图

铸件工艺设计的步骤 1、工艺分析 2、选择造型方法 3、选择浇注位置和分型面 4、确定加工余量 5、确定起模斜度 6、确定线收缩率 7、芯头尺寸 8、铸造圆角 9、绘制铸造工艺图

自由锻工艺规程的制订零件11、绘制锻件图2.，计算坏料的重量和尺寸敷料锻件余量3.选择变形工序（简化锻件形状）（供切削加工）4选择锻造设备吨位o1lD0705.确定锻造温度范围2802350±126.填写工艺卡【240]【31076012(680)零件尺寸锻件基本尺寸与公差锻件图

自由锻工艺规程的制订 1、绘制锻件图 2、计算坯料的重量和尺寸 3、选择变形工序 4、选择锻造设备吨位 5、确定锻造温度范围 6、填写工艺卡