金属材料热处理

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金属材料与热处理试题库这本书比较老了，但一些题目都可以用做参考。

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size=4]希望这些对急需用得朋友一些帮助！^_^[/size][/color][/S][img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=70837]金属材料及热处理[/url]

[color=#DC143C][size=4][font=黑体]5.7 金属材料表面热处理新技术[/font][/size][/color]近二十年，金属材料表面处理新技术得到了迅速发展，开发出了许多新的工艺方法，这里只介绍其中主要的几种。5.7.1 热喷涂技术 将热喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，用高压气流使其雾化并喷射于工件表面形成涂层的工艺称为热喷涂。利用热喷涂技术可改善材料的耐磨性、耐蚀性、耐热性及绝缘性等,已广泛用于包括航空航天、原子能、电子等尖端技术在内的几乎所有领域。 1. 涂层的结构 热喷涂层是由无数变形粒子相互交错呈波浪式叠在一起的层状结构，粒子之间不可避免地存在着孔隙和氧化物夹杂缺陷。孔隙率因喷涂方法不同，一般在4％～20％之间，氧化物夹杂是喷涂材料在空气中发生氧化形成的。孔隙和夹杂的存在将使涂层的质量降低，可通过提高喷涂温度、喷速，采用保护气氛喷涂及喷后重熔处理等方法减少或消除这些缺陷。 喷涂层与基体之间以及喷涂层中颗粒之间主要是通过镶嵌、咬合、填塞等机械形式连接的，其次是微区治金结合及化学键结合。 2. 热喷涂方法 常用的热喷涂方法： ①火焰喷涂，多用氧-乙炔火焰作为热源，具有设备简单操作方便成本低的特点，但涂层质量不太高，目前应用较广； ②电弧喷涂，是以丝状喷涂材料作为自耗电极，以电弧作为热源的喷涂方法。与火焰喷涂相比，具有涂层结合强度高、能量利用率高、孔隙率低等优点； ③等离子喷涂，是一种利用等离子弧作为热源进行喷涂的方法，具有涂层质量优良、适应材料广泛的优点，但设备较复杂。 3. 热喷涂工艺 热喷涂的工艺过程一般为：表面预处理→预热→喷涂→喷后处理。 表面预处理主要是在去油、除锈后对表面进行喷砂粗化。预热主要用于火焰喷涂。喷后处理主要包括封孔、重熔等； 4. 热喷涂的特点及应用 热喷涂的特点： ①工艺灵活：热喷涂的对象小到ф10的内孔，大到铁塔、桥梁。可整体喷涂，也可局部喷涂； ②基体及喷涂材料广泛：基体可以是金属和非金属，涂层材料可以是金属合金及塑料陶瓷等； ③工件变形小：热喷涂是一种冷工艺，基体材料温度不超过250℃； ④热喷涂层可控：从几十微米到几毫米； ⑤生产效率高。 由于涂层材料的种类很多，所获得的涂层性能差异很大，可应用于各种材料的表面保护﹑强化及修复，并满足特殊功能的需求。

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[color=#DC143C][size=4][font=黑体][center]第五章 钢的热处理[/center][/font][/size][/color]5.1 概述 1.热处理的定义 指将钢在固态下加热、保温、冷却，以改变钢的内部组织结构，从而获得需要的性能的一种工艺。 2.热处理的特点 只通过改变工件的组织来改变性能，不改变其形状。 3.热处理的适用范围 只适用固态下发生相变的材料。 4.热处理原理 描述热处理时钢中组织转变的规律。 5.热处理工艺 根据热处理原理而制定的温度、时间、介质等参数 6.热处理分类 （1）根据加热、冷却方式的不同及钢的组织变化特点的不同，将热处理工艺分类如下： 普通热处理：退火、正火、淬火和回火 表面热处理：表面淬火、化学热处理 其他热处理：真空热处理、形变热处理、激光热处理 （2）根据在零件生产过程中所处的位置和作用不同来分类 预备热处理：清除前道工序的缺陷，改善其工艺性能，确保后续加工顺利进行。 最终热处理：赋予工件所要求的使用性能的热处理。 7.热处理时的过热和过冷现象 由于实际加热或冷却时，又过热或过冷现象，因此，将钢加热时的实际转变温度分别用Ac1、Ac3、Accm来表示，冷却时的实际转变温度分别用Ar1、Ar3、Arcm来表示。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/10/200810220906_113890_1622447_3.gif[/img]

感谢lylsg555的无私奉献，该系列全面阐释了包括黑色及有色金属材料的成分、组织及热处理的知识，对我们在硬度试验及材料力学试验提供了宝贵的参考资料。1、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20080921/1497148/2、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20080922/1499546/3、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20080923/1501413/4、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20080924/1503283/5、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20080925/1505113/6、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20080926/1507078/7、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20080927/1508934/8、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081005/1516138/9、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081006/1518130/10、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081007/1520056/11、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081019/1539342/12、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081021/1541944/13、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081022/1543119/14、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081023/1546621/15、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081028/1553426/16、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081102/1561896/17、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081104/1566580/18、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081106/1571074/19、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081109/1575770/20、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081109/1575787/21、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081111/1580104/22、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081113/1584115/23、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081119/1594744/24、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081124/1602949/25、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081125/1604913/26、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081201/1614101/27、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081202/1617000/28、http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081207/1625346/

三、合金的晶体结构 合金是由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。组成合金的元素可以全部是金属元素，如黄铜（由铜和锌组成），也可以是金属元素与非金属元素，如碳钢（由铁和碳组成）。纯金属的品种少、力学性能低、获得困难，因而工业上使用的金属材料多数是合金。 金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其他部分有分界面分开的均匀组成部分称为相。金属材料可以是单相，也可以是多相组成的。 通常所说的显微组织实质上是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。组合不同，材料的性能也不相同。 根据相的晶体结构特点，可以将其分为固溶体和金属化合物两类。 1.固溶体 合金中其晶体结构与组成元素之一的晶体结构相同的固相称为固溶体，习惯上用希腊字母α、β、γ等来表示。一般把与合金晶体结构相同的元素称为溶剂；除溶剂以外的其它元素称为溶质。根据溶质原子在溶剂晶格中所处位置的不同，固溶体又分为置换固溶体和间隙固溶体。 置换固溶体 溶质原子取代溶剂原子而占据晶格中某些结点位置而形成的固溶体称为置换固溶体。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809252200_110230_1622447_3.gif[/img]间隙固溶体 溶质原子较小，如碳、氢等，它们位于溶剂晶格间隙形成的固溶体称为间隙固溶体。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809252201_110231_1622447_3.gif[/img] 固溶体的溶解度 固溶体的溶解度是指溶质原子在固溶体中的极限浓度。根据溶解度的不同，固溶体又可分为有限固溶体和无限固溶体。溶解度有一定限度的固溶体称为有限固溶体，而组成元素无限互溶的固溶体称为无限固溶体（如下图所示）。组成元素的原子半径、电化学特性相近、晶格类型相同的置换固溶体，才有可能形成无限固溶体。而间隙固溶体由于间隙有限，只能形成有限固溶体。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809252203_110232_1622447_3.gif[/img] 固溶体的性能 随溶质含量的增加，固溶体的强度、硬度增加，塑性、韧性下降，这种现象称为固溶强化。产生固溶强化的原因是溶质原子使溶剂晶格发生畸变及对位错的钉扎作用，阻碍了位错的运动。与纯金属相比，固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低，但与金属化合物相比其硬度要低得多，而塑性、韧性要高得多。

[color=#DC143C][size=4][font=黑体]5.6 钢的表面热处理[/font][/size][/color]5.6.1 表面淬火 对于承受弯曲、扭转、摩擦或冲击的零件，一般要求表面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限而心部具有足够的塑性和韧性即表硬里韧，对零件进行表面热处理是满足这些性能要求的有效方法。 一、表面淬火用材及预备热处理 1.适用范围：表面淬火适用于含碳量为0.4%～0.5%的中碳结构钢，如：40、45钢、40Cr、40MnB及60Ti等低淬透性钢。如果含碳量过高，则会降低工件心部韧性；如含碳量过低，则会降低钢的表面硬度和耐磨性。此外，表面淬火还可用于铸铁，如机床导轨表面的热处理，以提高其耐磨性。 2.预备热处理：表面淬火所要求的预备热处理为调质或正火，前者性能高，用于要求较高的重要零部件，后者用于要求不高的普通构件。预备热处理的目的是为表面淬火作组织准备，并获得最终的心部组织。 二、表面淬火后的回火及组织 表面淬火后为低温回火 回火温度不高于200℃。回火目的是为了降低内应力并保留表面淬火后的高硬度和高耐磨性。回火后的组织是表面组织为回火马氏体，心部组织为回火索氏体（预备热处理为调质时）或铁素体加索氏体（预备热处理为正火时）。 三、表面淬火常用的加热方法 1.感应加热：利用交变电流在工件表面感应产生巨大涡流，使工件表面迅速加热的方法。感应较热表面淬火如下图所示。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/11/200811091648_117368_1622447_3.gif[/img]

[color=#DC143C][size=4][center]5.4 钢的退火和正火[/center][/size][/color]机械零件的一般加工工艺路线如下：[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/11/200811022128_115896_1622447_3.gif[/img] 退火和正火主要用于预备热处理，只有当工件性能要求不高时才作为最终热处理。 5.4.1 退火 将钢加热到适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺称为退火。退火后的组织接近于钢在平衡状态下的组织。 一、退火目的 ① 调整硬度以便进行切削加工； ② 消除残余内应力，以防止钢件在淬火时产生变形或开裂； ③ 细化晶粒，改善组织，提高力学性能，为最终热处理作准备。 二、退火工艺 退火的种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火等类型。各种退火工艺的加热温度范围如下图所示：[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/11/200811022129_115897_1622447_3.gif[/img]

金属材料组织分析方法-金相组织分析法-金相显微镜分析方法金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，采用定量金相学原理，由二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。将计算机应用于图像处理，具有精度高、速度快等优点，可以大大提高工作效率。金相显微镜主要用于鉴定和分析金属内部结构组织，它是金属学研究金相的重要仪器，是工业部门鉴定产品质量的关键设备，该仪器配用摄像装置，可摄取金相图谱，并对图谱进行测量分析，对图象进行编辑、输出、存储、管理等功能。 金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机上很方便地观察金相图像，从而对金相图谱进行分析，评级等以及对图片进行输出、打印。 众所周知，合金的成分、热处理工艺、冷热加工工艺直接影响金属材料的内部组织、结构的变化，从而使机件的机械性能发生变化。因此用金相显微镜来观察检验分析金属内部的组织结构是工业生产中的一种重要手段 。

[color=#DC143C][size=4][font=黑体][center]第一章 材料的性能[/center][/font][/size][/color]1.1 材料的力学性能 力学性能：材料在外力作用时所表现的性能（又称机械性能），如强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。 变形：材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化。外力去除后能够恢复的变形称为弹性变形，外力去除后不能够恢复的变形称为塑性变形。 1.1.1 弹性与刚度 应力-应变曲线：是描述应力与应变关系的曲线，它是根据标准试样所承受的载荷与变形量的变化所绘制的关系曲线。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809222159_109757_1622447_3.gif[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809222202_109758_1622447_3.gif[/img]弹性极限：在应力-应变曲线中，OA段为弹性变形阶段，此时卸掉载荷，试样恢复到原来尺寸。A点多对应的应力为材料承受最大弹性变形的应力称为弹性极限，用σp表示。 比例极限：其中OA′部分为一斜直线，应力与应变呈比例关系，A′点所对应的应力为保持这种比例关系的最大应力称为比例极限，用σe表示。由于大多数材料的A点和A′点几乎重合在一起，一般不做区分。 弹性模量E：在弹性形变范围内，应力与应变的比值。弹性模量是材料最稳定的性质之一，它的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外， 其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。 刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力，可以通过增加横截面积或改变截面形状的方法来提高零件的刚度。 1.1.2 强度与塑性 一、 强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。根据加载方式的不同，强度指标有许多种，其中以拉伸试验测得的屈服强度和抗拉强度两个指标应用最多。 1. 屈服强度 屈服现象：应力超过B点后，材料将发生塑性变形。在BC段，材料发生塑性变形而应力不会增加的现象。 屈服强度：B点所对应的应力称为屈服强度，用σs表示。屈服强度反映材料抵抗永久变形的能力，是最重要的零件设计指标之一。 2. 抗拉强度 颈缩现象：CD段为均匀变形阶段。在这一阶段，应力随应变增加而增加，产生应变强化。变形超过D点后，试样开始发生局部塑性变形，即出现颈缩。 抗拉强度：随应变增加，应力明显下降，并迅速在E点断裂。D点所对应的应力为材料断裂前所承受的最大应力，称为抗拉强度，用σb表示。抗拉强度反映材料抵抗断裂破坏的能力，也是零件设计和材料评价的重要指标。 二、 塑性：是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力，指标为伸长率和断面收缩率。 伸长率：为试样拉断后，标距部分的残余伸长与原始标距之比的百分率。δ＝(l1-l0) /l0*100%，l0为原长， l1为断裂后长度。 断面收缩率：为试样断裂后，横截面积最大缩减量与原始横截面积之比的百分率。φ＝(F0-F1)/ F0 *100%，F0为试件原始截面积， F1为断口处的截面积。 屈服现象：应力超过B点后，材料将发生塑性变形。在BC段，材料发生塑性变形而应力不会增加的现象。 屈服强度：B点所对应的应力称为屈服强度，用σs表示。屈服强度反映材料抵抗永久变形的能力，是最重要的零件设计指标之一。

任何金属材料，无论是黑色金属还是有色金属，一般都可以进行热处理，使金属材料内部金相结构和晶粒粗细发生变化，从而获得所需的机械性能，例如改变强度、硬度、塑性、韧性等。其中钢的热处理用得最为广泛，铸铁次之。常用的热处理方法有：退火、回火、正火、淬火和调质等。具体应用如下述。 1、退火 将钢件加热到临界温度以上 30～50℃（一般加热到 750～800℃），保温一段时间在炉中缓慢冷却。用于含碳量较高的铸件和冷轧坯件以及一些硬度较高的合金钢。其目的是：降低硬度，改善加工性能；增加塑性和韧性；消除内应力，防止零件加工变形；细化晶粒，均匀组织，为保证其他热处理的质量做好准备。 2 、正火 钢加热到临界温度以上 30～50℃左右，保温一段时间，在空气中冷却。正火实质是一种特殊形式的退火，其区别在于冷却速度较退火快。用于低碳、中碳及渗碳钢件。其目的是得到均匀、细密的结构组织，增加强度与韧性，改善加工性能，为保证其他热处理的质量做好准备。 3、淬火 钢件加热到临界温度以上 30～50℃，保温一段时间，在水、盐水或油中急速冷却。用于中等含碳量以上的各种钢材。其目的是提高中碳钢的硬度、强度和耐磨性。为提高中碳钢的机械性能做好内容结构组织的准备。

[b]职位名称：[/b]金属材料项目工程师[b]职位描述/要求：[/b]职位内容：1、按照实验室检测要求完成合同评审工作；2、配合销售人员完成客户的检测需求评估、项目报价，及时回复销售、客户的咨询。"专业要求:1、本科或以上学历，金属材料和热处理/机械等相关专业，有经验者可放宽学历要求；2、了解金属材料检测的各种手段或方法；3、能看懂英文标准和英文商务邮件，熟练使用办公软件；"[b]公司介绍：[/b] 【关于华测】 华测检测认证集团股份有限公司（英文"Centre Testing International Group Co., Ltd."，简称"CTI"）作为中国第三方检测与认证服务的开拓者和领先者，是一家集检测、校准、检验、认证及技术服务为一体的综合性第三方机构，在全球范围内为企业提供一站式解决方案。CTI成立于2003年，总部位于深圳，现有员工5000余人，其中本科以...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/57041]查看全部[/url]

金属材料介绍 金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金。工业上把金属和其合金分为两大部分： （ 1 ）黑色金属材料 —— 铁和以铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）。 （ 2 ）有色金属材料 —— 黑色金属以外的所有金属及其合金。 有色金属按照性能和特点可分为：轻金属、易熔金属、难熔金属、贵重金属、稀土金属和碱土金属。 （二）非金属材料 非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。 （ 1 ）耐火材料。耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。 （ 2 ）耐火隔热材料。耐火隔热材料又称为耐热保温材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉以及它们的制品。 （ 3 ）耐蚀（酸）非金属材料。耐蚀（酸）非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等，在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。 （ 4 ）陶瓷材料。 （二）非金属材料 非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。 （ 1 ）耐火材料。耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。 （ 2 ）耐火隔热材料。耐火隔热材料又称为耐热保温材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉以及它们的制品。 （ 3 ）耐蚀（酸）非金属材料。耐蚀（酸）非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等，在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。 （ 4 ）陶瓷材料。

6.4.2 模具钢 用于制造各种冷热模具的钢种 一、冷作模具钢 用于制造各种冷成型模具，如冷冲模、冷挤压模、冷墩模和拔丝模等。 1）对性能的基本要求：高的硬度和耐磨性；较高的强度和韧性；良好的工艺性。 2）冷作模具钢的类型：碳素工具钢和低合金工具钢；耐冲击工具用钢；高碳高铬模具钢。 二、热作模具钢 用于制造各种使加热金属或液态金属成型的模具，如热锻模、热压模、热挤模和压铸模等。 1）对性能的基本要求：高温下良好的力学性能；高的抗热疲劳性能；高的淬透性和良好的导热性；高的抗氧化性。 2）钢种：热锻模钢；压铸模钢。　 6.4.3 量具钢 用于制造各种量测工具，如卡尺、千分尺、快规、塞规及螺旋测微仪 1）对性能的基本要求：高的硬度和耐磨性，尺寸稳定性高，热处理变形小； 2）量具用钢：一般非精密量具，可选碳素工具钢（T10A、T12A)或低碳钢(15、20)；对精密量具，选用CrWMn、Cr2、GCr15钢等。 以CrWMn钢制块规为例，加工工艺路线如下： 下料—锻造—球化退火—机械加工—淬火—深冷处理—低温回火—粗磨—人工失效—精磨—去应力处理—研磨 ３）热处理特点： 深冷处理 量具淬火后，应立即在-70---80℃进行深冷处理，目的是尽可能减少钢中的残余奥氏体，稳定量具尺寸。 时效处理 对精度要求高的量具，经深冷处理在进行低温回火、粗磨之后，又要用低温时效处理，以进一步稳定残余奥氏体和消除残余应力。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/11/200811242003_120257_1622447_3.gif[/img]

自从水果厂的耳机量产后，各种奇葩测试数据都出来了，这不，最近XRF又遇见非金属材料中总Cr高的样品。非金属材料总Cr超过500/350ppm的不是没有，但确认第三方测试报告后，[font='Microsoft YaHei',Arial,Helvetica][size=14px][color=#000000]真[/color][/size][/font]测出六价铬的之前就没遇到过，而这次，非金属材料中就真有六价铬，虽然第三方测试报告结果没超过管控标准。样品就不上图了，是个耳机布袋，内里有个PU涂层处理，我怀疑处理工艺可能引入六价铬，因为供应商买的是成品布，本身也不清楚工艺，后续六价铬来源再进一步确认。————————————————————————————————PS，今天又看了下第三方测试报告，原来不仅仅六价铬有含量，十溴联苯醚也有含量，真心是奇葩的袋子~

金属材料的性能 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。这种能力就是材料的力学性能。金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。 强度强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为σ，单位为MPa。工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用σs表示。抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用σb表示。对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。 塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号δ表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用y表示。伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。

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金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加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。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。 随着淬火技术的发展，人们逐渐发现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0.15～0.4%，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。 1850～1880年，对于应用各种气体(如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。 二十世纪以来，金属物理的发展和其它新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901～1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳 ；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。

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7.2 常用铸铁7.2.1 灰铸铁 灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。灰铸铁价格便宜，应用广泛，其产量约占铸铁总产量的80%以上。 1.牌号：常用的牌号为HT100、HT150、HT200、……、HT350[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/12/200812011305_121311_1622447_3.gif[/img] 2.组织 灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过程形成的，其基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。灰铸铁的显微组织如下图所示。为提高灰铸铁的性能，常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石墨，常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。 3.热处理 热处理只能改变铸铁的基体组织，但不能改变石墨的形态和分布。由于石墨片对基体的连续性的破坏严重，产生应力集中大，因而热处理对灰铸铁的强化效果不大，其基体强度利用率只有30%-50%。灰铸铁常用的热处理有：消除内应力退火、消除白口组织退火和表面淬火。 4.用途 灰铸铁主要用于制造承受压力和振动的零部件，如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体等。

常见的分析仪器有，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]分光光度计、原子荧光光谱仪、[url=http://www.huaketiancheng.com/][b]电感藕合等离子体光谱仪[/b][/url](简称ICP)、火花直读光谱仪(简称光谱仪)、X射线荧光光谱仪、能谱仪等。此外，还有些专属性分析仪器，如碳硫分析仪、氧氮氢三元素连测仪等。这些仪器有生产过程中扮演着不同的角色。下面谈一下各种仪器在金属材料中扮演的不同角色，供各位选择设备时参考。[b]　　一、火花直读光谱仪[/b]　　直读光谱仪(又叫光电直读光谱仪、火花直读光谱仪)　　1、直读光谱仪优势　　(1)直读光光谱仪从诞生到发展原自于钢铁生产企业要求炉前快速分析，具有60余年的历史。　　(2)直读光谱仪是金属材料的首选设备。具分析制样简单，只需简单物理加工。分析速度快，一分钟可以给出所需检测元素的全部信息，分析精度高。　　(3)金属材料生产企业，无论是钢铁行业，还是有色金属冶炼企业均是用直读光谱仪进行过程控制分析和最终产品检验。　　(4)目前直读光谱仪覆盖了钢铁、铝、铜、铅、锌、金、银、铜各种金属和合金的分析，用户分布越来越广。　　(5)目前主流光谱仪生产商(如ARL直读光谱)能提供工厂校正曲线，这样大大减少了用户对标样的依赖性。　　2、火花直读光谱仪的局限性　　对于金属材料生产企业来讲，直读光谱仪的优势发挥到了极至。但对于机械厂进厂材料检测来讲或其它行业用户来讲，会遇到以下问题：　　(1)当分析基体很多时，设备的采购成本会很高。　　(2)受仪器分析通道数的限制，一台仪器安装的通道数有限。　　(3)特殊型状的样品，如非常小的线材、非常薄的金属泊片用直读光谱就无法分析。通常直读光谱仪只能分析直径3mm以上的线材和厚度0.1mm以上的片状试样。[b]　　二、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)[/b]　　1、ICP光谱仪的优势　　电感藕合等离子体发射光谱仪是目前应用最最广泛的分析仪器之一。它只所以在分析领域占有举足轻重的地位，主要是：　　(1)ICP具有突出的检出限，在水溶液中的检出限可达ppb级，基体上能满足常见材料的分析要求 　　(2)分析对象广泛，只要能处理成液体的试样均可进行分析 除能分析金属材料外，地质样品、环保样品、电镀液等均可进行分析。　　(3)分析速度快，一分钟可以给出所有元素的含量信息。　　2、ICP仪器的局限性　　由于需要将试样处理成液体，哪么在试样处理过程中形成挥发的元素将不能或不会准确测定[b]　　三、XRF荧光光谱仪[/b]　　XRF荧光光谱仪根据其分光原理不同分成波长色散型X荧光光谱仪(波谱仪，WDXRF)和能量色散型X荧光光谱仪(能谱仪，EDXRF)。我们通常所说的X荧光光谱仪就是指波长色散的仪器。　　1、XRF荧光光谱仪的优势　　(1)制样简单。通常情况下是物理制样。试样经过简单的破碎、研磨成粉末压片或熔融制成。　　(2)分析范围广，理论上从四号元素Be到92号元素铀均可进行分析。　　(3)测量范围宽，从0.001%到100%均可进行分析。　　2、XRF荧光光谱仪的局限性　　(1)各公司宣传XRF荧光光谱仪的分析范围从PPM到100%。实际上仪器的分析下限受所分析试样的基体影响很大。如果分析碳氢化合物中的元素，检出限可以达到到PPM，如石油中硫S的分析，地质样品中则只能达到10PPM，而在铅合金中检出限要50PPM以上。XRF无法进行纯金属材料分析，纯金属材料中各元素的含量均很低。　　(2)不锈钢中的五害元素也不能用XRF进行分析。传统上，不锈钢生产企业通常用XRF荧光进行过程控制分析，主要是直读光谱仪对高含量元素铬、镍的测量精度不能令人满意。一台仪器就能满足合金成份与微量元素的全部测定。便目前不锈钢生产企业就只能用直读光谱仪来测量微量元素了，因当今材料要求五害元素的含量比国家标准要低得多。　　(3)XRF对标样的依赖性很强。试样的颗粒度、组成、结构差异等均会对分析结果产生很大影响。[b]　　四、其他专属性仪器[/b]　　碳硫分析仪和氧氮氢分析仪，专于用于金属材料中碳硫元素分析和气体氧氮氢的分析。直读光谱仪对碳硫分析已获得很好的测量结果，哪么为什么还需要配碳硫分析仪呢，主要是国家规定的标准测试方法就是碳硫分析仪。直读光谱仪测量钢铁中氮和铜中的氧是没有问题的，但对于钢铁中氧和氢还不能达到满意的结果。　　结论　　(1)做为金属材料实验室，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱仪[/color][/url]、ICP光谱仪、直读光谱仪是必备设备。各种仪器取长补短。不是哪一种仪器就能满足全部应用要求。　　(2)直读光谱仪是金属实验室的首选设备，可提供快速准确的定量分析。　　(3)其它分析仪器是直读光谱仪的补充手段。