金属材料及处理
碳素钢
碳钢是以铁和碳为主要成分的合金，具有良好的力学性能和加工性能，是机械制造工业中应用最广泛的金属材料。碳钢的优良性能是由其内部组织决定的，而组织随着成分和加工条件的变化而变化。
纯铁的强度很低，不能用来制造承受应力的机件（结构）。若在其中加入少量的碳，其硬度和强度可提高一倍（表6-1）。碳钢是以铁和碳为主要成分的合金。所谓合金，是指通过冶炼、烧结或其他方法，使某种金属元素与其他元素（一种或多种）结合而形成的具有金属性质的新物质。
表6-1 工业纯铁及几种铁碳合金的成分、组织和硬度
铁碳合金根据碳的质量分数和室温平衡结构分为三类。
1）工业纯铁（wC
2）钢（wC为0.0218％～2.11％），分为三类：
亚共析钢（wC
共析钢（wC为0.77%）——组织为珠光体。
过共析钢（wC>0.77%）—组织为珠光体和二次渗碳体。
3）白口铸铁（wC为2.11％～6.69％），分为三类：
亚共晶白铸铁（wC4.3%）——结构为初生渗碳体和莱氏体。
Fe-Fe3C相图
表6-2列出了相图中各主要点的温度、碳质量分数及意义。
ABCD为液相线；为固相线。三条水平线HJB、ECF、PSK为等温转变线。NH、NJ和GS、GP为固溶体的同素异形转变线。ES和PQ为溶解度线，分别表示碳在奥氏体和铁素体中的极限溶解度随温度的变化。
相图中主要线的含义为：
图6‑1Fe-Fe3c相图
表6‑2 Fe-Fe3C相图中各主要点的温度、碳质量分数及意义
室温下，铁碳合金由铁素体和渗碳体两相组成。铁素体为软而韧的相；渗碳体为硬而脆的相。当二者以片层形式结合成珠光体时，兼具二者的优点，即珠光体具有较高的硬度、强度，又有较好的塑性和韧性，如表6-3所示。
渗碳体是铁碳合金中的强化相。工业纯铁中渗碳体数量很少，其强度和硬度很低，不能用来制造受力零件，但具有优良的铁磁性，可用作铁磁性材料。碳钢具有良好的力学性能和压力加工性能，经热处理后力学性能可大大提高，在工业中得到广泛的应用。碳钢中渗碳体越多、分布越均匀，其强度越高。随着碳的质量分数增加，强度和硬度提高，塑性和韧性下降。当wC>1.0%时，由于网状Fe3CⅡ的出现，钢的强度下降。为保证工业钢有足够的强度和合适的塑性和韧性，其wC一般不超过1.3%～1.4%。 wC>2.11%的铁碳合金（白口铸铁），由于其组织中含有大量渗碳体，所以硬度很高，但性脆，难于切削，不能锻造，因此，除少数耐磨损零件外，很少使用。
表 6‑3 铁碳合金平衡结构中几种组织组分的力学性能
钢中常见杂质元素对钢性能的影响 硅、锰的影响
硅和锰是炼钢过程中随脱氧剂一起进入钢中的元素，它们都能溶解在铁素体中，提高铁素体的强度和硬度，产生固溶强化，对钢的性能是有利的。但硅与氧有很强的亲和力，能形成SiO2；锰与硫有很强的亲和力，能形成MnS。SiO2和MnS都是钢中的夹杂物，对钢的性能都是不利的。因此，一般把碳钢中硫、磷的影响规定为wSi。
硫和磷是炼钢时带入生铁而未完全除去的有害元素。硫不溶于铁，而是形成FeS，熔点为1190℃。FeS常与γ-Fe形成低熔点(989℃)共晶，分布在奥氏体晶界上。当钢在1000～1200℃锻造或轧制时，共晶会熔化，使钢变脆，沿奥氏体晶界开裂，这种现象称为热脆性。适当提高钢中锰的质量分数，使Mn和S优先形成高熔点(1620℃)的MnS，可避免热脆性的产生。但MnS是钢中的夹杂物，在锻造或轧制时变形为条状，并沿受力方向形成流线，使钢的横向塑性和韧性明显低于纵向。 例如对于45钢曲轴，当MnS夹杂严重时，其横向塑性只有纵向塑性的一半，而韧性则降低一倍。另外，对于弹簧、轴承等承受交变应力的零件，MnS还能成为疲劳裂纹的来源，导致零件早期疲劳断裂。磷在钢中完全固溶在铁素体中，虽有很强的固溶强化作用，但大幅度降低钢的塑性和韧性，特别是低温韧性，使钢在低温下变脆，这种现象称为冷脆。磷还会使钢产生严重的偏析。此外，硫和磷均降低钢的焊接性能。由于硫和磷是钢中的有害元素，所以一般需严格控制它们的含量。 在普通碳素钢中，wS≤0.035%、wP≤0.035%，在优质钢中，wS≤0.030%、wP≤0.030%，在优质钢中，wS≤0.020%、wP≤0.030%。但为了改善切削加工性能，使切屑容易折断，易切削钢中硫的质量分数可提高到0.18%~0.35%，磷的质量分数可提高到0.08%~0.15%。这类易切削钢主要用于自动机床上加工大批量、要求表面粗糙度值小、应力小的零件，如螺钉、螺母等各种标准件，自行车、缝纫机上的小零件等。此外，磷还能增强钢在大气中的抗腐蚀性能，如果在炼钢时加入少量的稀土、钛等元素，可以抑制磷的冷脆效应。 目前，我国已生产出Cu-P-RE（稀土）、Cu-P-Ti等合金体系的低碳、低合金、高强度结构钢，用作桥梁或铁轨。
钢中气体的影响
钢中气体对钢性能的影响常常被人们忽视，因此对钢中氢、氮、氧等元素的含量不作限制，其实它们对钢性能的影响丝毫不亚于硫、磷，有时甚至更为危险。
1）钢中氢的含量虽然很少，但对钢的危害却极大。钢中含有微量氢（0.5-3mL/100g）就会引起“氢脆”，甚至使钢中产生大量的微裂纹，使钢的塑性和韧性明显降低，使零件在使用过程中突然断裂。国外曾因钢中含有微量氢而使汽轮机主轴突然断裂，引起发电站爆炸；飞机发动机曲轴突然断裂，造成飞机坠毁等事故。氢对焊接性能不利，在焊缝处产生裂纹。
2）氮溶于铁素体中产生“应变时效”。所谓应变时效，是指冷变形后的低碳钢在室温或加热放置一定时间后，强度提高，而塑性和韧性下降的现象。“应变时效”对锅炉、化工容器、深冲件等都是不利的，会增加零件的脆性，影响安全可靠性。从应变时效的角度看，氮是一种有害元素。但当钢中含有Al、V、Ti、Nb等元素时，它们能与N形成细小弥散的氮化物，起到细化晶粒，提高钢的强度，减弱N的应变时效作用，在这种情况下N是一种有益元素。在一些耐热钢中，常将N作为合金元素加入，以提高钢的耐热性。
显然，要提高碳钢的性能，炼钢时除了要保证钢中碳的质量分数在规定的范围内外，还必须控制杂质元素的含量。但炼出一炉合格的钢水并不代表就能得到合格的钢锭和钢产品，而钢产品的冶金缺陷大部分是在浇铸成钢锭的过程中形成的。因此，钢锭的组织和质量是影响钢产品质量的重要环节。
碳钢的分类、牌号和用途 碳钢的分类
碳钢的分类方法有很多种，其中比较常用的三种方法是根据钢的含碳量、质量和用途。
1、按含碳量分类
可分为：低碳钢（wC≤0.25%）、中碳钢（wC=0.30%～0.60%）、高碳钢（wC>0.60%）。
2.按品质分类（即硫、磷含量）
可分为：普通碳素钢（wS≤0.035%、wP≤0.035%）、优质碳素钢（wS≤0.030%、wP≤0.030%）、高级优质碳素钢（wS≤0.020%、wP≤0.030%）。
3.按用途分类
它可以分为：
（1）碳素结构钢用于制造工程构件（如桥梁、船舶、建筑构件等）和机器零件（如齿轮、轴、连杆、螺钉、螺母等）。
（2）碳素工具钢用于制造各种刃具、量具、模具等，一般为高碳钢，为优质钢或高级优质钢。
碳钢等级和用途
表6-4 常用碳素结构钢牌号及化学成分
1、普通碳素结构钢一般不经热处理，在供货状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢含碳质量分数较低，焊接性能良好，塑性和韧性较好，有一定的强度。常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构及制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。
Q275钢碳质量分数稍高，强度较高，塑性和韧性较好，可焊接，通常轧制成型材、棒材、钢板作结构件及作简单机械的连杆、齿轮、联轴器、销轴等零件。
表6-5 普通碳素结构钢力学性能
2.优质碳素结构钢
此类钢既要保证化学成分，又要保证力学性能。它的牌号是一个两位数，代表钢中平均碳质量分数（wC×10000）。例如45钢表示钢中平均碳质量分数为0.45%；08钢表示钢中平均碳质量分数为0.08%。优质碳素结构钢主要用于制造机器零件，一般要经过热处理以提高力学性能。根据碳质量分数的不同，有不同的用途。08、10钢塑性、韧性高，冷成型和焊接性能优良，常冷轧成薄板，用来制作仪表外壳，汽车、拖拉机上的冷冲压件，如轿车车体、拖拉机驾驶室等；15、20、25钢用于制作尺寸小、载荷轻、表面耐磨损、心部强度要求不高的渗碳零件，如活塞销、模板等； 30、35、40、45、50钢经热处理（淬火+高温回火）后，具有良好的综合力学性能，即既有较高的强度，又有较高的塑性和韧性，多用于制作轴类零件。例如40、45钢常用于制作汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮等受力不大的轴类零件；55、60、65钢经热处理（淬火+中温回火）后，具有较高的弹性极限，常用于制作载荷不大、尺寸较小的弹簧（截面尺寸小于12-15mm），如调压调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等。
表6-6优质碳素结构钢化学成分
3.碳素工具钢
该类钢的牌号用T+数字表示，其中“T”为“碳”字的汉语拼音前缀，数字代表钢中平均碳的质量分数的千分之一（wC×1000）。例如T8、T10分别代表钢中平均wC为0.80%和1.0%的碳素工具钢。如果是优质碳素工具钢，则在钢号末尾加字母“A”，如T12A。碳素工具钢经热处理（淬火+低温回火）后硬度较高，用于制造要求耐磨性较高的小型量具、刃具和模具。随着钢中碳的质量分数增加，钢的耐磨性提高，但因未溶渗碳体数量增加，韧性下降，因此适用于不同的场合。
表6-7 优质碳素结构钢力学性能
表6-8常用碳素工具钢的牌号、成分、热处理及用途
钢材的一般热处理
钢的一般热处理是对工件整体加热、保温和冷却，以获得均匀的组织和性能的作业，包括退火、正火、淬火和回火等。一般热处理是钢零件制造过程中不可缺少的一道工序。对于重要零件，制造工艺路线常为铸造（或锻造）→退火（或正火）→粗加工→淬火→回火→精加工→成品，其中退火或正火作为预备热处理，淬火和回火作为最终热处理。对于一般零件，制造工艺路线常为铸造（或锻造）→退火（或正火）→切削→成品，其中退火或正火也可作为最终热处理。
钢的退火
退火是将工件加热到临界点（A1、A3、Acm）以上或临界点以下某一温度并保温一定时间，然后以很缓慢的冷却速度冷却（炉冷、坑冷、灰冷）的工艺操作。最常用的退火工艺有完全退火、球化退火和去应力退火。 1、完全退火完全退火主要用于具有亚共析成分的碳钢和合金钢铸件、锻件和热轧型材，有时也用于焊接结构件。是将工件加热到Ac3以上30-50℃（Ac3是亚共析钢在实际加热过程中完全转变为奥氏体的最低温度），保温一定时间，然后以很缓慢的速度冷却到500℃以下，然后在空气中冷却。室温下的组织是铁素体和球晶的混合物。 其目的是改善组织，细化晶粒，降低硬度，提高切削加工性，一般作为一些强度要求不高的零件的最终热处理，或作为一些重要零件的预备热处理。 2、球化退火 球化退火主要用于共析和过共析成分的碳钢和合金钢。是将钢加热到Ac1以上30-50℃(Ac1为实际加热时珠光体转变为奥氏体的最低温度)，保温一定时间，随炉缓慢冷却至600℃以下，出炉空冷。钢中的层状渗碳体和网状二次渗碳体被球化，获得球状珠光体组织，硬度较低，韧性较好。球化退火的目的是降低硬度，改善切削加工性，为随后的淬火做准备，减少工件的淬火变形和开裂。 3、去应力退火去应力退火主要用于消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件（或冷拉件）和机加工件中的残余应力，以防止零件变形或开裂，降低机器精度，避免发生事故。钢材的去应力退火操作是将工件随炉缓慢加热到500-650℃，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却到200℃以下，出炉空冷。与退火前相比，去应力退火后的组织没有很大的变化，其性能（如硬度、强度、塑性、韧性等）也没有很大的变化，只是残余应力得到了放松。例如汽轮机的隔板是由隔板体和静叶片焊接而成的，焊后如不进行去应力退火，在运行中可能产生变形，损坏转子叶片，造成严重事故。 为此，机床床身、内燃机气缸体等大型铸件，汽轮机隔板等重要焊接件，冷轧弹簧等冷成型件，必须进行消除应力处理。
钢的正火处理
正火就是将工件加热到Ac3或Accm以上30～80℃(Accm是过共析钢在实际加热过程中完全转变为奥氏体的最低温度)，保温，然后出炉在空气中冷却。与退火的明显区别是正火的冷却速度较快，正火后形成的组织比退火更细小，从而提高了钢的硬度和强度。正火的目的主要是细化组织，适当提高硬度和强度，对一般结构件作为最终热处理；或对中低碳钢作为改善切削加工性能的预备热处理；对过共析钢也可用正火消除网状渗碳体，以利于球化退火。从以上论述中可以看出，退火与正火有某种相似之处，设计时应根据不同情况选用。 通常从以下两个方面考虑：（1）从切削加工性角度考虑，低碳钢硬度低，切削时切屑不易折断而粘在刀具上，切削刃易损坏，加工后零件表面粗糙度值较大。正火可以提高硬度以利于切削加工，因此低碳钢和低碳合金钢均采用正火作为预备热处理；高碳钢硬度大，切削困难，刀具易磨损。退火可以降低硬度以利于切削加工，因此中碳以上的高碳结构钢和工具钢及多元合金钢均采用退火作为预备热处理；中碳钢和中、低碳合金钢均采用退火或正火作为预备热处理，切削加工性是重要的考虑因素。但从经济角度考虑，正火比退火生产周期短，能耗少，操作方便，应尽可能采用正火代替退火。 （2）从性能上看，如果工件的性能要求不高，可以采用正火作为最终热处理，以提高力学性能。但如果工件形状复杂，则应采用退火作为最终热处理，以防止裂纹的产生。
钢的淬火
1、淬火的目的淬火是将钢加热到Ac3以上（对于亚共析钢）或Ac1以上（对于共析钢和过共析钢）30-50℃，保温一定时间，然后快速冷却（通常为油冷或水冷），以获得马氏体（或下贝氏体）组织。因此，淬火的目的是为了获得马氏体（或下贝氏体）。淬火和随后的回火是许多机械零件必不可少的最终热处理，是发挥钢铁材料性能潜力的重要手段之一。 例如用T8钢制造切削刀具，退火后硬度很低，为163~（相当于切削零件的硬度差不多，显然不能切削零件。若将其淬火成马氏体，再经低温回火，硬度可达60~64HRC，则可切削零件，而且耐磨性高。例如用45钢制造轴类零件，正火后力学性能为：硬度，Rp0.2≈，Rm≈，A≈18%，aK≈70J/cm2。若将其淬火成马氏体，再经高温回火（淬火+回火），其力学性能为：硬度，Rp0.2≈，Rm≈，A≈23%，aK≈100J/cm2，具有良好的强度、塑性和韧性，这样可延长零件的使用寿命。
钢的回火
回火是将淬火钢重新加热到A1点以下的温度，在此温度保温一定时间，然后冷却到室温的工艺过程。如前所述，在淬火过程中，钢中的过冷奥氏体转变为马氏体，并残留部分残余奥氏体。马氏体和残余奥氏体极不稳定，在使用过程中会发生转变，引起工件尺寸和形状的变化。另外，淬火钢硬度高，脆性大，内应力大，不宜直接使用。回火的目的是降低淬火钢的脆性，减少或消除内应力，稳定组织，获得所需的力学性能。
1、淬火钢在回火过程中组织和性能的变化
（1）组织变化一般来说，随着回火温度的升高，淬火钢的组织变化可分为四个阶段。本文以共析钢为例进行讨论。
1）80～200℃为马氏体分解阶段，在淬火马氏体基体上析出薄片状细小ε碳化物（分子式Fe2.4C，密排六方结构），碳在马氏体中的过饱和程度降低，但仍然是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，这种过饱和的α+ε碳化物组织通常称为回火马氏体。在此过程中，内应力逐渐减小。
2)在200~300℃时残余奥氏体分解为过饱和α+碳化物。
3）在250～400℃时，马氏体分解完全，α中碳含量降低至正常饱和状态，ε碳化物转变为极细的粒状渗碳体，在此过程中内应力大大减小。
4）400℃以上，渗碳体质点聚集长大形成球体，铁素体回复并再结晶。综上所述，不同回火温度，钢的组织不同。在300℃以下回火时，得到由具有一定过饱和度的α和ε碳化物组成的回火马氏体组织，可用M回火表示。回火马氏体易腐蚀成黑色针状，但其硬度与淬火马氏体相近。在300～500℃范围内回火时，得到由针状铁素体和极细粒状渗碳体组成的回火屈氏体组织，可用T回火表示。 T回火的硬度虽然比M回火低，但由于渗碳体极其细小，铁素体只回复而不发生再结晶，仍保持针状形状，仍具有较高的硬度和强度，特别是有较高的弹性极限和屈服强度，还有一定的塑性和韧性。在500～650℃范围内回火时，得到等轴铁素体和球状渗碳体组成的回火屈氏体组织，可用S回火来表示。由于渗碳体粒子的聚集长大和球化及铁素体的再结晶，S型钢的硬度和强度比T型钢低，但塑性和韧性较高。顺便说一下，T型钢和S型钢相比，不仅组织形态不同，而且前者的综合力学性能也更好。例如，在硬度相同的情况下，前者的强度、塑性和韧性都比后者高。 这是因为前者的渗碳体呈粒状或球状，而后者的渗碳体呈片状。
（2）性能变化的总趋势是随着回火温度的升高，硬度和强度下降，而塑性和韧性提高。可见，为了使钢具有所要求的性能，必须正确选择回火温度。
2. 回火的种类及应用
根据回火温度范围的不同，钢的回火可分为以下三种类型，应根据对工件性能的不同要求正确选择回火类型。
（1）低温回火 回火温度范围为150-250℃，回火后组织为M回火。该钢具有较高的硬度和较高的耐磨性，但内应力和脆性降低。主要用于高碳钢、高碳合金钢制造的工具和滚动轴承以及渗碳、表面淬火零件。回火后硬度一般为58-64HRC。
（2）中温回火 回火温度范围为350～500℃，回火后组织为T回火，主要用于wC为0.5%～0.7%的碳素钢、合金钢制造的各种弹簧，其硬度为35～45HRC，具有一定的韧性、较高的弹性极限和屈服强度。
（3）高温回火 回火温度范围为500～650℃，回火后的结构为S回火。主要用于含wC为0.3%～0.5%的碳钢、合金钢制成的各类连接、传动结构件，如轴、齿轮、连杆、螺栓等。其硬度为25～35HRC，具有适当的强度和足够的塑性和韧性，即有良好的综合力学性能。生产中通常把淬火和高温回火称为“调质处理”。
钢材表面热处理：表面淬火
表面淬火是将工件表面快速加热至奥氏体区，并在热量到达心部之前迅速冷却的局部淬火方法，使表面获得一定深度的淬硬层而心部仍保持原有组织。工业上广泛应用的有火焰淬火、感应淬火、激光淬火等。
1、火焰淬火火焰淬火是将乙炔—氧气或煤气—氧气混合气体的火焰喷射到工件表面，使表面迅速加热到奥氏体区，然后立即喷水冷却，使表面硬化的工艺方法。淬硬层深度一般为2～6mm。此法简单，不需要专用设备，适用于单件或小批生产的各种零件，如轧机齿轮、辊子、矿山机械齿轮、轴、机床导轨和齿轮等。缺点是要求熟练工人操作，否则加热不均匀，质量不稳定。
2.在图6-2中显示了诱导硬化的示意图。较浅的层根据当前的频率，可以将诱导加热分为：高频诱导加热（100〜），硬质层为0.2 ～2mm，适用于中小型齿轮，轴和其他部件，适用于中等大小的齿轮。 功率频率感应加热（50Hz），硬化层深度为10毫米，适用于直径大于300mm的滚筒和轴等大零件。
图6-2感应加热表面淬火的示意图
The of are good , fine , high (2-3HRC than ), low , high , and easy . The are that the is , the with shape is not easy to , and it is not for -piece . It must be noted that the needs to be pre-heat , and or , to that the of the and fine after , the , and of the core of the , and , and ; the also needs to be at low (180-200℃) after , so that the layer , while high , and . “自我温要”通常用于生产中，也就是说，当淬火冷却至200℃时，停止喷水，并且工件中的残留热量被用于转移到表面上以达到降温的目的，这不仅可以节省回火过程，而且还可以降低耐磨的裂纹，以降低耐磨的层面。
3.激光淬灭激光淬火是将高功率密度激光束照射到工件的表面上，以便将表面层迅速加热到奥氏体区域或熔化的温度，并通过依靠工作层稳定效果的效果，从而获得了一个较小的工作，从而获得了一定的效果，从而获得了一定的层状或熔融层。 IEC必须旋转或翻译以允许激光梁迅速扫描工件的表面。目前，我的国家广泛使用了1至5 kW激光器的戒指和凸轮类。 激光淬火的优势是良好的淬火质量，超细的表面结构，高硬度（比传统淬火高6至10 hrc），极小的脆性，较小的变形，工件的淬火淬灭，没有恢复，能源，无能为力，无环境污染，高生产效率，易于自动化。
表面化学热处理
化学热处理是一种将工件放在某种化学介质中的热处理，通过加热，保存和冷却，培养基中的某些元素渗透到工件的表面上，使工件的表面的化学成分和结构与表面淬火相比，其表面与表面的特征相比，其表面的特征是不同的元素可以为钢零件的表面提供不同的特性，例如渗透性，硝化和碳纤维可以改善硬度，耐磨性和疲劳强度，硼化和镀铬可以改善耐磨性和耐腐蚀性，可以改善耐热性和氧化能力，可以改善耐热性和氧化能力。最常用的。
钢化体
化学是将碳原子浸入低碳钢或低碳合金钢工件的过程，其目的是增加工件表面的碳含量，使工件的表面具有高硬度和耐热性的耐热性，而核心则具有一定的力量。 。
根据不同的渗碳剂，渗碳可以分为固体渗碳，液体渗碳和煤气碳。工件和工件内部的弥散形成一定深度的渗碳层。零件逐渐从表面到中心降低。 表面上的碳质量最高，通常在0.8％至1.1％的范围内，而中心保持原始组成。 Bon Steel）或从碳纤维钢的过渡型末端到表面的深度（对于碳纤维钢的深度）显然是渗碳的深度，渗碳温度越高，渗碳的时间越长，较长的碳浮动层需要降低浮力的较高量。力量，核心具有一定的力量和高韧性。 可以通过直接淬火（从渗碳温度进行直接淬火），主要淬火（在渗碳后冷却，重新加热以进行淬火）或次级淬火（渗碳后的空气冷却，首先重新加热，以根据表面上的播放式的表面效果，以使工作人员的核心组成的速度播放，以使其在播放式的表面上播放。温和的马氏体 +颗粒状水泥岩或碳化物 +少量残留的奥氏体，硬度为58-64hrc，而核心结构取决于钢的可耐加工性，例如15和20钢的普通低碳钢。 对于低碳合金钢（例如，核心结构）是速气后的低碳马氏体 +铁氧体，硬度为35-45hrc，其核心强度和足够的可塑性和韧性具有更高的核心。
渗碳是诸如汽车和拖拉机齿轮的常见零件和活塞的销售，在工件表面上的碳含量很大。化学层取决于零件的横截面尺寸和工作范围，以0.3至3毫米的范围内，齿轮的深度通常是在造成的限制范围时，通常是限制范围的，当时载有碳的深度时， 。 对于渗碳零件，设计条件应表明渗碳层，核心硬度和不允许使用渗碳过程的零件通常是由低碳钢或低碳合金钢制成的。
2.钢硝化的硝化是将氮原子浸入钢零件表面的过程。 izing，离子硝化，钛镀金等。在这里，我们仅介绍最广泛使用的气体硝化物，是将工件纳入硝化炉中，这是氮气中充满氨的硝化熔炉，并通过氮气在氮气中加热并保持氮气（500-560°C）的含量（500-560°C）的含量。向内使用一定深度的硝化层。 在硝化作用之前，工件通常会淬火并恢复原状，以确保工件的核心在硝化后具有良好的全面机械性能。均匀分布，非常硬且非常稳定，在改善使用硝化技术制造的零件的过程中起着重要作用。
表面氮浓度在工件表面上最高，并逐渐降低到心脏。 α）; 为了恢复腔体，心脏组是一种良好的全面机械性能。 在此过程中，它容易裂纹和剥离，因此不应该太厚。 通常，在氮气研磨时将层研磨，然后使用。重要零零，如高速精密精密，高速柴油机柴油机，渗氮层，硬度心部硬度硬度心部硬度硬度心部心部轴肩截面截面有
图6 3钢铁微型组织×400
3.碳氮气渗透是将碳和氮原子渗透到钢的表面的过程，同时形成一定深度的碳氮气。较重的和中等的碳合金钢的装备。加密诱导淬火； 冲击齿轮（例如汽车的齿轮和拖拉机）应由低碳合金钢制成，例如用于渗碳和淬火+低温恢复的钢。
铝和铝合金工业纯铝
铝是2.72g/cm3的光金属，纯净的铝熔点为660°C。 ，直到温度为-253°C。质量评分不少于99.00％，并且含有一些杂质的质量。有时数字可以使用）。 如果第二个字母是B或其他字母，则与原始纯铝相比，原始纯铝的修改略有变化，如果第二位不是英语字母，而是一个数字，则意味着一个或几个杂质的限制限制了限制的限制。
例如，1A99指出质量分数为99.99％的原始铝； 1B99铝的质量分数为99.99％的修改纯净铝，1B99是一个修改后的1a99的修改铝的质量分数为纯铝的99.70％，表明对杂质的极限有特殊的控制，而铝的质量分数为99.45％； 纯铝通常使用的平板包括1A99（以前是LG5），1A97（以前是LG4），1A93（以前是LG3），1A90（以前是LG2），1A85（以前是LG1），1070A（L1）（L1），1060（L2），1060年（一代人），1030a and l3（l3）。 代替铜作为电线，电容器等，还可以制造光，热传导和大气腐蚀的电器和覆盖材料。
铝合金
纯净的铝的硬度和强度不适合使机械零组件增加适当的合金元素，以使铝合金更改其组织结构并改善其强度的作用强度可以与低合金结构钢的强度达到500〜。
变压器铝合金
转换的铝合金是通过压力处理（滚动，挤压，拉动等）来制作各种概况，杆材料，板，管，箔，箔纸，箔纸和其他半字母的产品，这是英语资本字母A，B或其他数字。 OY与铜作为主要合金元件是铝和铜合金，3×××代表铝合金与锰作为主要合金元素，是铝合金合金，4×××指示铝合金合金与硅胶元素，以及硅元素，以及5××铝元素作为Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy Alloy as alloy as aLLOY作为Alloy。 也就是说，6×××铝合金指示镁合金和硅作为主要合金元素，将MG2SI作为增强阶段，铝镁硅硅合金7×××代表Allum ylim and ylum and ylum ylum and ylum ylum ylum and ium合金，9××代表储备金组；如果第二个字母为a，则用来区分同一组中的不同合金，这意味着原始合金，如果是B或其他典范，则指示了第二个原始数字。 1表示原始铝和铜原始合金； 5A05代表原始铝和镁原始合金，5B05代表铝镁修饰的合金，5B05是5A05修改品牌； 7075代表原始的铝锌原始合金，7475表示铝锌修饰合金，7475是7075修饰的符号，合金，铝合金合金，铝合金，铝合金，铝合金，铝质合金。
（1）铝合金基于CU作为主要合金元素，然后添加Si，Mn，Mg，Fe，Ni和其他元素。 ）。
2A01、2A10、2A11、2A12已广泛用于机械行业和航空业。
表6形9品牌，化学成分，机械性能和变形铝合金的使用
2A14、2A50和2B50基本上是Al-Cu-Mg-SI合金，其中MG和SI形成了增强的载体MG2SI相。 35MPA，主要用于在150-225°C的工作温度范围内创建铝合金零件，例如发动机的空气压缩机叶片，超音速飞机，框架，SIRS等的皮革。应注意，诸如2A14、2A14、2A14、2A14、2A14、2A15、2B50、2A70，2A70，2A70，2A80，2A80、2a80，的合金。 淬火加热温度为500-530°C，劳动时间温度为150至190°C。效应增强效应。
（2）铝锰合金
这种合金基于MN作为主要合金元素，其中包含适当的MG和少量的Si和Fe，可用于变形，可焊性良好，但可切换性较差，并且热处理无法进行加热。
（3）铝合金合金
这种合金是基于MG，然后增加了适当的Mn和少量的Si和Fe元素，同样，铝 - 木质合金锻造也是一个单一的固体固体 - 固定性的腐蚀性，良好的可塑性很差。 LF6比纯铝的密度要小，并且强度比铝合金具有较高的疲劳强度和振动性。
（4）铝 - 锌合金
这种类型的合金基于Zn作为主要合金元素，然后添加了适当的CU，MG和少量的Cr，Mn和其他元素，基本上是Al-Zn-Cu-Mg合金基本上是θ和S相，主要是增强的MGZN2（η相）和（η相）。 ）和7A09（以前是LC9）。
（5）铝锂合金
铝合金是一种新型的变形铝合金，近年来在国内外进行研究。低密度，高速公路和更高的刚性（比传统的铝合金和钛合金更好），良好的疲劳强度，良好的耐腐蚀性和耐热性。 目前，已成功使用了2090合金（Al-Cu-LI），1420合金（Al-Mg-Li）和8090合金（Al-Cu-Mg-Li），用于生产波音飞机，F-15战斗机，EFA战斗机，新军事运输飞机，新军事运输机，火箭箱，火箭和导弹，燃油箱，燃油箱，以及重量减少效应。
表6外10铝和锂合金的品牌和化学成分通常在国内外使用
金属表面预处理过程
表面预处理是使用特定的过程方法和手段清除工件的表面，或使表面粗糙，以确保表面涂层（电镀）层和金属矩阵的有效组合，所有表面处理技术必须在实现该过程之前预先处理材料，以改善表面覆盖层的质量和封面的结合强度。
1.表面进行表面处理的目的不仅在很大程度上决定了各种类型的覆盖范围和基质的强度，而且通常会影响这些表面生长层的质量，例如结晶的厚度，例如，密度，组织缺陷的厚度，通常覆盖金属的原始表面，并呈固定层。
（1）预先平台预镀工件预处理预处理预处理预处理预镀预审预盘的目的主要在以下方面：
1）满足工件表面的几何形状，以满足涂层的需求，例如表面平坦或拉动头发。
2）满足工件的表面清洁度，以满足涂层的要求，例如去除油。
3）除了化学覆盖层或化学吸附层（包括去除生锈，油漆和激活）以外，以获得良好的涂层。
（2）预先安装工件预盘的预盘处理包括：整个部分：整个部分，清除油，侵蚀和桌子。
1）水平主要是去除工件上的毛刺，肿瘤，锈层，氧化物，灰烬和固体颗粒，以使工件的表面平坦而光滑。
2）清除油在表面上的油是一个重要的因素，它会影响金属表面处理的质量。
3）浸蚀浸蚀除锈浸蚀是除去除去的锈层，氧化皮腐蚀金属产物产物产物。在在电镀电镀生产一般一般是是将将工件浸入溶液溶液进行进行进行溶液中故称为故称为故称为浸蚀机械法，化学法和电化学法
4）表面包括音调和表面激活。
如图
1 - - 普通污染第2层 - 吸附层
3-氧化层4-贝尔层
5 - 变形金刚6-遗产
表面预处理的重要性
良好的预处理对于确保表面处理质量和性能至关重要。
（1）确保电动反应在电压过程中平稳地进行。
（2）确保涂层和基质的结合力对底物金属晶格的延伸板具有良好的结合力，但是当强度大大降低时，工件弯曲，撞击或冷的变化时，涂层会破裂或掉落。
（3）确保镀层层在表面上是粗糙的，并且涂层也很难使抛光层变平。
3.表面预处理指标
表面粗糙度是材料表面处理技术的两个最重要的指标。
表面预处理过程
目前，生产中常用的预处理过程通常分为以下步骤：
1.表面水平表面是平坦的。
2.识别 - 是指使用化学或电化学方法去除表面油。
3.锈蚀（腌制的）锈去除是指使用化学或电化学方法去除金属表面上的氧化物或锈蚀。
4.侵蚀的电化学方法的侵蚀过程暴露了底物的表面称为激活。
1）准备涂层处理。
2）矩阵预处理可以增加涂层的功能（抗腐蚀，磨损和特殊功能）。
3）增强涂层和基质的粘附。
表面预处理新技术超声清洁
超声是16kHz的高频声波，频率范围为16至24kHz，液体的效果也是搅拌的。
2.真空撇掠
-free is a new type of with less . The agent is a agent. It has a small on the human body, low , and . , Easy to , there is no or , its will be wider.
3. spray pills ( layer)
large -scale () such as are on the loss. When for and hard , the () be on the . The of is easy to the , and the is very low. a new for pills, and the was . The main of the paint is . The main of pills is that the of the pill is than the paint layer, it is lower than that of the or and anode layer. , the pill will the or cause to the layer. pills can be and are from the paint layer.
4. Air Flame Sand Spray and Spray Spray
is the use of air as power, hard sand at high speed to the of the , and the of the is the of sand on the . The of the of the , , etc. In , due to the fast speed and good , it is often used to clean the the , and the of the on the of (such as paint, , and dirt . In the and ), the " hook" of the and the can be , and the of the can be , the sand used in the of the and the . sand sand (), sand, , -speed spray a large of spray to the of the to cause a to a thick layer of the layer.
Metal and
The has a long . , it can be and on parts and . with can be .
is an to metal or alloy on the of the , so as to a of , dense and well - metal . or lead such as anode. can be into , , and to the size of the . The can be to the size of the and batch. Or a large -size , such as , car , etc. is also a , for small -sized and large - parts of parts.
The of three : pre -, , and after .
Pre -
The pre - is to a clean, metal, and for high - . Soak in weak acid for a while.
电镀
In , the are . to the shape, size and of , can be used. , the anode is on both sides.
after
After , there are , , and . can also .
metal and alloy
1. metal
(1)
is used for the layer on the of the steel . For steel , the layer is an anode , and it has the dual of and . The of the part be met at least the life . , the of the layer is 6-20 μm, and the of the layer of the is above 25 μm. is . is into three types: , fluid and . the of low cost, good , good , and , it is used in light , , , , and other .
(2)
电镀铜主要用于以锌、铁等金属作为基体的材料。这些金属表面获得的镀铜层属于阴极镀层。当镀铜层有缺陷或受到破损，或有空隙时，在腐蚀介质的作用下，基体金属作为阳极会加快腐蚀，比未镀铜时腐蚀得更快。所以，单镀铜很少用于防护装饰性镀层，而是常作为其他镀层的中间镀层，以提高表面镀层金属和基体的结合力。采用厚镀铜（底层）加薄镀镍的镀层，可以减少镀层孔隙并减少镍的消耗。渗碳或渗氮时镀铜层还可以保护局部不需要渗碳和渗氮的部位，因为碳和氮在铜中的扩散和渗透很困难。钢丝上镀厚铜来代替铜导线，可以减少铜的消耗量。镀铜液的种类很多，有氰化物镀铜液、硫酸盐镀铜液、焦磷酸盐镀铜液、柠檬酸盐镀铜液、氨三乙酸镀铜液及氟硼酸盐镀铜液等。图6-5所示为电镀铜、银和金后的钢珠。
图6‑5电镀铜、 银和金后的钢珠
铬合金
铬是一种微带天蓝色的银白色金属。铬在大气中具有强烈的钝化能力，会生成一层很薄的致密氧化膜，表现出很好的化学稳定性。铬在碱液、硝酸、硫酸、硫化物及许多有机酸中都很稳定；但铬能溶于氢卤酸和热的浓硫酸。镀铬具有良好的耐蚀性，浸润性很差，表现出憎水、憎油的性质。铬还有较高的硬度，良好的耐磨性，较好的耐热性，铬在空气中加热到500℃时，其外观和硬度无明显变化，大于500℃时开始氧化，大于700℃时开始。
镀镍层根据应用可分为防护装饰性镀层和功能性镀层两大类。防护装饰性镀镍层主要用于低碳钢、锌铸件及某些铝合金和铜合金的基体防腐，并通过抛光暗镍或直接镀光亮镍获得光亮镀镍层，达到装饰的效果。但是，镍在大气中容易变暗，所以光亮镀镍层上往往需要再镀一薄层铬，使其耐蚀性更好，外观更美丽。如果在光亮镍镀层上镀一层金或一层仿金镀层，并覆着有机物，就会获得金色镀层。自行车、家用电器仪表、缝纫机、汽车、照相机等上的零件都使用镀镍层作为防护装饰性镀层；功能性电镀镍层主要用于修复被磨损、腐蚀或加工过量的零件，这种镀层要比实际需要的厚一些，再经过机械加工使其达到规定的尺寸。电镀镍使用的主盐类主要是硫酸镍和氯化镍。
合金电镀
通过合金电镀的方法来改善镀层的性能，可以获得数百种性能各异的镀层，这对于解决装饰性、耐蚀性、耐磨性、磁性、钎焊性、导电性等方面的问题有很大的作用。因此，合金电镀是获得各种性能镀层的有效方法，它为电镀工业的发展开辟了广阔的前景。用电镀的方法获得的合金，还具有许多与热熔方法不同的特点：
1）可获得由高熔点与低熔点金属组成的合金。
2）可获得热熔相图没有的合金。
3）可获得非常致密、性能优异的非晶质合金。
4）可获得水溶液中难以单独沉积金属的合金。
5）控制一定的条件还可使电位较负的金属优先析出。合金电镀通常按合金含量最高的元素来分类，因此，可以将合金分为铜（基）合金、银（基）合金、锌（基）合金、镍（基）合金等。铜锡合金具有孔隙率低、耐蚀性好、容易抛光和直接镀铬等优点，是目前应用最广的合金镀层之一。氰化电镀铜锡合金采用氰化物镀液，其主要原因是镀层的成分和色泽容易控制，镀液的分散能力好，通过改变镀液的组成和条件，可以获得低锡、中锡和高锡等一系列色泽不同的铜锡合金镀层。其缺点是镀液含有大量有剧毒的氰化物，而且操作温度较高，故对生产车间的安全要求严格。
化学镀技术
化学镀镍溶液的组成及其相应的工作条件必须使反应只在具有催化作用的工件表面上进行，镀液本身不发生氧化还原反应，以免溶液自然分解、失效。如果被镀金属本身是催化剂，则化学镀的过程就具有催化作用。镍、铜、钴、铑、钯等金属都具有催化作用。
化学镀的特点化学镀与电镀相比，具有如下特点：
1）镀层厚度非常均匀，化学镀液的分散能力非常好，无明显的边缘效应，几乎是工件形状的复制。所以化学镀特别适用于形状复杂的工件，尤其是有深孔、不通孔、腔体等的工件的电镀。化学镀层非常光洁平整，镀后基本不需要镀后加工。
2）可以在金属、非金属、半导体等各种不同基材上镀覆。化学镀可以作为非导体电镀前的导电底层镀层。
3）镀层致密，孔隙低，基体与镀层结合良好。
4）工艺设备简单，不需要外加电源。
5）化学镀也有其局限性，例如镀层金属种类没有电镀多，镀层厚度一般没有电镀高，化学镀的镀液成本一般比电镀液成本高。
1.化学镀镍
性能：化学镀镍层的密度低于电镀镍层，P、B含量越高的镀层密度越小。化学镀镍层的硬度不低于400～500HV，经过热处理后其硬度可以超过，且耐磨性比电镀镍层的要高。化学镀镍层的耐蚀性也高于电镀镍的耐蚀性，尤其是Ni-P镀层的耐蚀性更好。
化学镀镍的应用化学镀镍有以下几个方面的应用：
1）在磨具表面强化方面。采用化学镀镍的方法强化磨具表面，既能提高工件表面的硬度、耐磨性、抗擦伤性、抗咬合性，又能够起到固体润滑的效果。同时化学镀镍层和基体结合良好，又具有良好的耐蚀性。
2）在石油和化学工业中的应用方面。化学镀镍兼具优良的耐蚀性和耐磨性两大特点，膜层厚度均匀，不受零件形状、尺寸的限制，即使在形状复杂的零件表面也能获得均匀、致密的膜层。化学镀镍层对含有硫化氢的石油和天然气环境及酸、碱、盐等化学腐蚀介质有着优良的耐蚀性。在普通钢或低合金钢上镀一层50～70μm的Ni-P合金，其寿命可提高3～6倍。
3）在汽车工业中的应用方面。化学镀镍主要利用其耐蚀性和耐磨性，可应用于发动机主轴、差动小齿轮、发电机散热器和制动器接头等。如汽车驱动机械的主要部件小齿轮轴，零件加工后在基体表面获得13～18μm的化学镀Ni-P层，并且镀后进行适当的热处理，可使工件表面硬度提高至60HRC以上，耐磨性大大提高，膜层均匀，不需要加工就可以保证公差和轴的对称性。使用时发现噪声降低，因为膜层使其磨合性和耐磨性得到改善，发动机可以平滑转动。
4）在航空航天工业方面。国外已经将化学镀镍列入飞机发动机维修指南，采用化学镀镍技术维修飞机发动机的零部件，不仅大大节约了成本，飞机辅助的发电机经过化学镀镍后其使用寿命还会提高3～4倍。
5）在计算机及电子工业方面。计算机硬盘表面化学镀镍可以保护基体不变形，不被磨损和腐蚀。电子元器件表面化学镀镍合金镀层可以降低电阻温度系数或提高钎焊性。
2.化学镀铜
化学镀铜主要用于非导体材料的金属化处理、塑料制品、电子工业的印制电路板。化学镀铜层的物理、化学性质与电镀法所获得的镀层基本相似。化学镀铜的原理是利用甲醛、次磷酸钠、硼氢化钠和肼等为还原剂，Cu2+得到电子，在催化表面还原成铜。
化学镀铜层的特点和应用：
与电镀铜相比，化学镀铜层含杂质较多，内应力较大，硬度、抗拉强度较高，而延展性较低。化学镀铜主要用于印制电路板及塑料装饰行业。同时，化学镀铜层可以增强电子元器件的抗电磁干扰能力。大规模集成电路可以用化学镀铜代替铝，提高了导电性。