专题三 常用的金属材料（教案）-山东省职教高考《金属加工基础》（机工版）专题复习讲练测

专题三. 常用的金属材料（教案）-《金属加工基础》机工版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解化学热处理的基本原理，包括渗碳和渗氮的过程及其影响因素。 2. 掌握热处理新技术与新工艺的分类及其特点，如清洁热处理、精密热处理、真空热处理等。 3. 能够比较不同热处理工艺的优缺点，以及在不同情境下的适用性。 4. 熟悉激光淬火、电子束淬火等高级热处理技术的原理和应用。 5. 理解离子化学热处理的原理及其在材料改性中的作用。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、灰铸铁的牌号、性能及用途 灰铸铁是指碳主要以片状石墨形式析出的铸铁，因其断口呈灰色，故称灰铸铁。灰铸铁在室温下的显微组织状态一般有三种类型：铁素体(F)+片状石墨(G)、铁素体(F)+珠光体(P)+片状石墨(G)、珠光体(P)+片状石墨(G)。 1. 灰铸铁的牌号 灰铸铁的牌号由“HT”及数字组成。其中“HT”是“灰铁”两字汉语拼音的第一个字母，其后的数字表示灰铸铁的最低抗拉强度，如HT150表示最低抗拉强度是150MPa的灰铸铁。 2. 灰铸铁的性能及用途 灰铸铁具有优良的铸造性能、良好的吸振性能、较低的缺口敏感性能、良好的切削加工性能和减摩性能，但其抗拉强度、塑性和韧性比钢低得多。常用灰铸铁的牌号、力学性能及用途见表2-13。 二、球墨铸铁的牌号、性能及用途 球墨铸铁是指铁液经过球化处理而不是在凝固后进行热处理，使石墨大部分或全部呈球状，有时少量石墨呈团絮状的铸铁。球墨铸铁是20世纪50年代发展起来的一种新型铸铁，它是由普通灰铸铁熔化的铁液，经过球化处理得到的。球化处理是指在铁液出炉后，浇注前加入一定量的球化剂(稀土镁合金等)和等量的孕育剂，使石墨呈球状析出。 球墨铸铁在室温下的显微组织状态一般有五种类型：铁素体(F)+球状石墨(G)、铁素体(F)+珠光体(P)+球状石墨(G)、珠光体(P)+球状石墨(G)、贝氏体(B)+球状石墨(G)、马氏体(M)+球状石墨(G)。 1. 球墨铸铁的牌号 球墨铸铁的牌号用“QT”符号及其后面的两组数字表示。“QT”是“球铁”两字汉语拼音的第一个字母，两组数字分别代表其最低抗拉强度和最低断后伸长率。例如，QT450-10表示最低抗拉强度是450MPa、最低断后伸长率是10%的球墨铸铁。 2. 球墨铸铁的性能及用途 球墨铸铁与灰铸铁相比，具有较高的强度和良好的塑性与韧性，特别是稀土镁球墨铸铁的出现，使球墨铸铁在某些性能方面可与钢相媲美，如屈服强度比碳素结构钢高，疲劳强度接近中碳钢。同时，球墨铸铁还具有与灰铸铁相似的优良性能。此外，球墨铸铁通过各种热处理，可以明显地提高其力学性能。但是，球墨铸铁的收缩率较大，流动性稍差，对原材料及处理工艺的要求较高。目前，球墨铸铁主要用于制造曲轴、连杆、齿轮、市政工程用井盖(图2-17)等零件。 三、滑动轴承合金 如图2-27所示，滑动轴承一般由轴承体和轴瓦构成。滑动轴承合金是用于制造滑动轴承轴瓦及其内衬的铸造合金，它具有良好的耐磨性、磨合性、抗咬合性、减摩性、导热性和耐蚀性等。滑动轴承合金主要用于制造汽轮机、柴油机、发动机、压缩机、电动机、空压机、减速器中的滑动轴承等。 1. 滑动轴承合金的组织状态类型 滑动轴承合金的组织状态有两种类型；第一种类型是在软基体上分布着硬质点(图2-28)；第二种类型是在硬基体上分布着软质点。在滑动轴承工作时，组织中软的部分逐渐被磨损，形成下凹区域并储存润滑油，使磨合表面形成连续的油膜；硬质点则凸出并支承轴颈，使轴与轴瓦的实际接触面积减小，从而减少对轴颈的摩擦和磨损。软基体组织的滑动轴承合金具有较好的磨合性、抗冲击性和抗振动能力，但此类滑动轴承合金的承载能力较差，如锡基滑动轴承合金和铅基滑动轴承合金。硬基体(但其硬度低于轴颈硬度)组织的滑动轴承合金能承受较高的载荷，但磨合性较差，如铜基滑动轴承合金和铝基滑动轴承合金等。 2. 常用滑动轴承合金轴 常用的滑动轴承合金有锡基、铅基、铜基、铝基等滑动轴承合金，它们一般采用铸硬质点造的方式成形。铸造滑动轴承合金的牌号由轴瓦软基体“Z+基体金属元素+主添加合金元素的化学符号+主添加合金元素平均质量分数的百分数+辅加合金元素的化学符号+辅加合金元素平均质量分数的百分数”组成。如果合金元素的质量分数不小于1%，则该数字用整数表示；如果合金元素的质量分数小于1%，则一般不标数字，必要时可用一位小数表示。例如，ZSnSb11Cu6表示wss=11%、wc=6%、ws=83%的铸造锡基滑动轴承合金;ZPbSb16Sn16Cu2表示ws.=16%、w=16%、w=2%、wm=66%的铸造铅基滑动轴承合金。除上述滑动轴承合金外，灰铸铁也可以用于制造低速、不重要的滑动轴承，其组织中的钢基体为硬基体，石墨为软质点并起一定的润滑作用。