金属材料由于结晶或受切应力等因素的影响,造成晶体点阵中质点的排列偏离理想状态而产生的错误排列,通常有刃型位错和螺型位错。是晶体中常见的一维缺陷(线缺陷),在透射电子显微镜下金属薄膜试样的衍衬象中表现为弯曲的线条。
面心立方、密排六方、体心立方等常见金属晶体中密排晶面堆垛层次局部发生错误而形成的二维晶体学缺陷(面缺陷)。在透射电子显微镜下金属薄膜试样的衍衬像中表现为若干平直干涉条纹组成的带。
晶粒度指多晶体内晶粒的大小。可用晶粒号、晶粒平均直径、单位面积或单位体积内的晶粒数目定量表征。由美国材料试验协会(ASTM)制定的、并被世界各国采用的一种表示晶粒大小的方法为
碳原子溶于面心立方晶格γ-Fe中所形成的间隙固溶体。用符号γ或A表示。在合金钢中除碳原子外,溶于γ-Fe的还有合金元素原子。碳在γ-Fe中的最大溶解度为2.11%(wt)。奥氏体具有顺磁性,导热性能差,线胀系数高,塑性好、但硬度和强度都不高等特点。
碳原子溶于体心立方α- Fe中所形成的间隙固溶体。用符号α或F表示。碳溶于δ-Fe形成的固溶体叫δ固溶体,用符号δ表示,也是铁素体。碳在铁素体中的最大溶解度为0.09%时)。时,碳在α-Fe中的溶解度为0.02%(wt)。铁素体是低、中碳钢和低合金钢的一种显微组织。按钢的成分和形成条件的不同,其形态可为等轴状、块状、网状或针状。一般随钢中铁素体含量的增加,钢的塑性和韧性提高,强度下降。
晶体结构属正交系,化学式为的金属化合物,是钢和铁中常见的固相。在合金钢中为合金渗碳体,用符号C表示。渗碳体中含碳量为6.69%(wt),熔点为,其性质硬而脆,塑性和冲击韧性近于零。
珠光体是由铁素体和渗碳体所组成的机械混合物,通常呈片层状相间分布。片层间距和片层厚度主要取决于奥氏体分解时的过冷度。按片层间距的大小,又可将珠光体分为粗珠光体、细珠光体和极细珠光体三类。这种组织经抛光与腐蚀后在光学显微镜下观察很像指纹并有珍珠光泽,故称珠光体,用符号P表示。珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,并取决于珠光体的分散程度,片层越薄,其硬度和强度越高。
s之间的中温区等温,或连续冷却通过这个中温区时所形成的组织,又称贝茵体,其组织由过饱和α固溶体和碳化物组成。按其形态可分为上贝氏体、下贝氏体和粒状贝氏体三种。
上贝氏体又称为羽毛状贝氏体。在较高温度区域内形成的贝氏体。其典型形态是以大致平行、碳轻微过饱和的铁素体板条为主体,短棒状或短片状碳化物分布于板条之间。在含硅、铝的合金钢中碳化物全部或部分被残留奥氏体所取代,在光学显微镜下观察时呈羽毛状。由于铁素体内位错密度高,故上贝氏体强度高、韧性差,是生产上不希望得到的组织。
在接近马氏体转变温度区域内形成的贝氏体。其主体是双凸透镜片状碳过饱和铁素体,片中分布着与片的纵向轴呈~角平行排列的碳化物。下贝氏体强度高、塑性适中,韧性和耐磨性好。
在贝氏体的高温区域形成,粒状贝氏体不是或不完全是共格切变形核,光学显微镜下在大块铁素体内似乎又包含一些碳化物和一些不规则的小岛状组织,X射线衍射时或薄膜电子衍射时证实,这些小岛状组织为残余奥氏体。
的母相是奥氏体,而转变所得到的新相成分与原奥氏体成分完全相同。晶体结构为体心正方,可被看作是碳与合金元素过饱和α固溶体。用符号M表示。其主要形态是板条状和片状。它处于亚稳状态,有转变为稳定状态的趋向。马氏体是淬火钢的基本组织。
组织组分之一呈片状或针状沿母相的特定晶面析出的显微组织。当钢在热加工、正火、或退火热处理时,由于过热而使钢的奥氏体晶粒比较粗大,且冷却速度适当时,就容易形成魏氏组织。钢中一旦出现魏氏组织,其冲击韧性和塑性将下降很多。
通过合金化、塑性变形和热处理等手段提高金属材料强度的工艺方法。金属强化是一个综合概念,即在提高强度的同时也必须同时注意金属材料的塑性与韧性。强化金属材料的方法很多,主要有形变强化、固溶强化、沉淀强化(弥散强化)和晶界强化等。
向钢或合金中加入合金元素使之溶入作为基体的固溶体,从而使钢或合金强度得以提高的方法。如火电厂用奥氏体耐热钢中加入Mo、W、Nb等元素,以及珠光体耐热钢中加入Cr、Mo、V等元素,可使钢的强度提高。
过饱和固溶体在长期保温过程中发生时效,析出弥散分布的碳化物、氮化物或金属间化合物的小质点,阻止了位错运动,从而提高钢和合金的室温抗拉强度、蠕变极限和持久强度等的方法。
在沉淀过程中,当沉淀出的第二相与基体之间产生共格,这种强化也叫时效强化或脱溶强化;当共格关系破坏后,弥散的第二相质点分布在基体上造成的强化,称之为弥散强化。
向钢中加入一些微量的表面活性元素,如硼和稀土元素等,产生内吸附现象浓集于晶界,从而使钢的蠕变极限和持久强度显著提高的方法。如珠光体耐热钢12Cr2MoWVB,即利用硼的晶界强化作用,提高了钢的蠕变极限和持久强度。细化晶粒也是一种晶界强化的手段。
钢中片层状珠光体组织,在高温长期应力作用下,珠光体中的片层状渗碳体(或碳化物),通过原子扩散方式逐渐变为球状,并随时间的延长不断聚集长大的现象。20钢、15CrMo和12CrlMoV钢等在高温下长期运行均有产生珠光体球化的倾向。
钢中的渗碳体分解成为游离碳,并以石墨形式析出,在钢中形成石墨夹杂,使钢的脆性急剧增大的现象。火力发电厂用低碳钢和不含铬的低碳钼钢(如0.5%Mo钢)等,在高温长期运行过程中均有石墨化倾向。
在高温长期运行过程中,金属材料中合金元素随时间由一种组织组成物向另一种组织组成物转移(既包括合金元素含量的变化,也包括碳化物数量、结构类型和分布形态的变化)的现象,又称合金元素再分配。
合金钢淬火后于500℃~550℃范围回火后或从600℃以上回火缓冷通过500℃~550℃后产生的回火脆性,主要产生在铬钢、锰钢及镍铬钢中。重新加热到600℃以上快速冷却可以消除此类回火脆性。
含铁及一定数量其他元素的合金。这些元素大部分是金属,但也包括一些半金属(如Si、B)和非金属(如P),是炼钢的主要原料,作为钢的脱氧剂和合金元素添加剂加入钢中。
碳含量大于2%的铁-碳-硅合金的统称。此外还含有少量锰、磷、硫和其他微量元素。根据碳在铸铁中的主要存在形式、形状和形成过程,可分为灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、白口铸铁五大类。
断口呈暗灰色,石墨主要以片状形式出现的铸铁。一般含C2.5%~4.0%,Si 1.0%~3.0%,Mn0.2%~1.O%,P 0.02%~1.O%,S 0.02%~0.25%。
在凝固过程中没有石墨析出,铸态断口呈白色的铸铁。通常含C 1.8%~6%,Si 0.5%~1.9%,Mn 0.25%~0.8%,S 0.06%~0.2%,P 0.06%~O.2%。其余为Fe。
碳含量低于2%的铸造铁一碳—硅合金的总称。按合金元素的含量可分为碳素铸钢,低合金铸钢,中合金铸钢和高合金铸钢;按组织可分为珠光体铸钢,铁素体铸钢和马氏体铸钢;按用途可分为耐热铸钢,耐蚀铸钢,无磁铸钢,模具用铸钢和特殊用途铸钢等。
不用硅或铝脱氧,未经过镇静处理而直接浇注成钢锭的碳素钢。由于钢水凝固时生成的一氧化碳(CO)气体逸出,在钢锭模内产生沸腾现象。只用于含碳量低于0.25%的低碳钢。
用转炉冶炼的钢。可分为酸性和碱性转炉钢,还可分为底吹、侧吹、顶吹转炉钢以及空气吹炼和纯氧吹炼转炉钢。转炉钢主要有普通碳素钢、优质碳素钢及部分合金钢。
杂质含量少,特别是硫、磷含量较少,品质和性能优良的钢。优质碳素结构钢硫和磷含量的上限为0.040%,有时还要低。优质碳素工具钢硫含量不大于0.030%,磷含量不大于0.035%,而高级优质碳素工具钢分别规定为不大于0.020%和0.030%。优质碳素钢一般都要经过热处理后使用。
淬火成马氏体后在~之间的温度范围内回火的调质处理用钢。经调质处理后,钢的强度、塑性及韧性有良好的配合。其化学成分是含碳量为0.25%~0.5%的碳素钢或低合金钢和中合金钢,调质处理后的金相组织为回火索氏体。
含碳量为0.02%~2.11%的铁碳合金,也称为碳素钢。在钢中不含有意加入的其他合金元素,但总会含有硅、锰、磷、硫、氧等少量杂质元素。按含碳量可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢;按组织可分为共析钢、亚共析钢、过共析钢;按质量可分为普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢;按硬度可分为极软钢、软钢、半软钢、半硬钢、硬钢、最硬钢;按用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢等。碳素钢是用途最广、用量最大的金属材料。
含碳量为0.25%~0.60%的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70%~1.20%)属结构钢。按质量可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。
含碳量小于0.25%的碳素钢。有时还含有少量锰(O.70%~1.00%),属结构钢。按质量又可分为普通钢和优质钢,前者磷和硫的含量分别不大于0.045%和0.050%,后者分别不大于0.035%~0.040%和0.030%~0.040%。
碳素工具钢是碳素钢的一种。含碳量为0.65%~1.35%,根据硫、磷杂质的含量可分为优质碳素工具钢(硫≤0.030%,磷≤0.035%)和高级优质碳素工具钢(牌号后加“A”,硫≤0.020%,磷≤0.030%)。
含有莱氏体共晶组织的钢。含碳4.3%的铁-碳合金熔化后,自高温缓慢冷却下来时,在发生共晶转变,即由液态生成共晶组织(奥氏体和渗碳体的混合物),在奥氏体转变为珠光体,室温下为渗碳体加珠光体组织。
为改善钢的使用性能和工艺性能,在碳素钢的基础上,加入适量合金元素的铁碳合金。按所含合金化元素总量的多少可分为低合金钢、中合金钢、高合金钢。按用途可分为合金结构钢、合金工具钢和特殊用途合金钢。按所含合金元素种类可分为铬钢、锰钢、硅钢、镍钢、铬钼钢、镍铬钢和钼钢等。按正火状态下金相组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢、马氏体钢等。
用作机械零件和各种工程构件并含有一种或数种一定量合金元素的钢。可分为普通合金结构钢和特殊用途合金结构钢。普通合金结构钢包括低合金高强度钢、低温用钢、超高强度钢、渗碳钢、调质钢和非调质钢。特殊用途合金结构钢包括弹簧钢、滚珠轴承钢、易切削钢和冷冲压钢等。
在碳素工具钢中加入硅、锰、镍、铬、钨、钼、钒等合金元素的帧S胩妓毓ぞ吒窒啾龋捎诩尤牒辖鹪兀值拇阃感院涂够鼗鹦缘玫礁纳啤?/DIV>
低合金高强度钢 high strength low alloy steel
在低碳钢中利用添加少量合金化元素使钢在轧制状态或正火状态的屈服强度超过275MPa的一类合金钢。
在高温下既有足够的强度,良好的抗氧化性和抗腐蚀性,又有长期组织稳定性的钢的总称。主要是一些加入了铬、硅、铝、钼、钒、钨、铌、钛、硼及稀土等合金元素的合金钢。
珠光体耐热钢 pearlitic heat-resistant steel
正火后的组织为铁素体加珠光体(包括部分贝氏体组织)的耐热钢,也称珠光体热强钢。钢中合
金元素总含量在5%以下,如15CrMo、12CrlMoV、12Cr2Mo等。
奥氏体耐热钢 austenitic heat-resistant steel
利用弥散分布的、高温时不易聚集长大的碳化物或金属间化合物使钢强化,常温下其显微组织为奥氏体组织或只含少量铁素体的奥氏体一铁素体复相组织的耐热钢。其合金元素总含量一般在50%以下,主要为铬、镍和在铬、镍基础上加入钨、铝、铌、钛等强化元素的钢,另外还有铬锰氮、铬镍锰及铁铝锰系奥氏体耐热钢等。
马氏体耐热钢 martensitic heat resistant steel
正火后得到马氏体或马氏体加贝氏体(包括少量铁素体)组织的耐热钢。它是以含铬12%~13%
和加有强化元素钨、铝、钒等,以及含铬9%和加入钼、铌、铝、氮等钢为主。
铁素体耐热钢 ferritic heat-resistant steel
在常温下呈铁素体组织且在高温下不发生奥氏体转变的耐热钢。这类钢常含有较多的铁素体形成元素,如铬、硅、铝等。含铬量一般在13%~27%之间。
铁素体不锈钢
铬含量一般在12%~30%,金属组织为铁素体相(体心立方晶格)的铁基合金。这类钢一般不含
奥氏体不锈钢 austenltic stainless steel
在常温下具有奥氏体相(面心立方晶格)组织的不锈钢。根据所含合金元素可分为铬-镍系奥氏体不锈钢,铬-镍-锰系奥氏体不锈钢和铁-锰-铝系奥氏体不锈钢等。
马氏体不锈钢 martensitic stainless steel
铬含量不低于12%(一般在12%~18%之间)并具有马氏体相组织的高铬钢。
在各种侵蚀性较强的酸性介质中耐腐蚀的钢。通常把不锈钢和耐酸钢统称为不锈耐酸钢,有时简称为不锈钢。
抗氧化钢;
在高温环境中工作时具有高温抗氧化能力的一类合金钢,也叫耐热不起皮钢和高温不起皮钢一
耐磨钢;
在各种受力状态下和不同环境下,具有高度耐磨损的钢种。如高锰钢、轴承钢、低合金高强度钢等。
耐蚀合金
在各类腐蚀或腐蚀与力学因素并存的环境中表现出较好抵抗能力的合金。
将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔,凝固后获得一定形状和性能铸件的成形工艺。
金属材料通过具有旋转轧辊的轧机进行塑性加工的过程。按轧制时金属是否立即产生软化(回复和再结晶)可分为热轧和冷轧。
材料不经加热直接在室温下进行的轧制过程。冷扎时金属材料有加工硬化产生。
将金属坯料从小于坯料断面的模缝中拉出,使其断面减少而长度增加的加工方法。拉拔多在冷态下进行,亦称冷拉。
将金属放在密闭的挤压筒内,使之从规定的模孔中挤出,以便获得不同形状和尺寸成品的加工方法。通常分热挤压和冷挤压两种。
对金属毛坯施加压力或冲击力,使其产生塑性变形,制成所需几何形状、尺寸和组织性能的锻件的一种加工方法。
材料在弹性变形范围内,正应力与相应的正应变之比值称为弹性模量,表征材料抵抗弹性变形的能力,是材料常数。主要取决于材料的成分及晶体结构。符号为E,单位为Pa。
材料在弹性变形范围内,切应力与相应的切应变之比值称为切变模量,表征材料抵抗切应变的能力。有时也称为剪切模量或刚性模量。符号为G,单位为Pa。
材料在均匀分布的轴向应力作用下,在弹性变形的比例极限范围内,横向应变与纵向应变之比值的绝对值称为泊松比,又称横向变形系数,是材料常数。符号为μ。
物质的晶态与液态平衡共存的温度称为熔点,又称熔融温度。符号为tR
单位质量的物体每升高1℃所吸收的热量,或每降低1℃所放出的热量称为该物质的比热容。符号为c,单位为J/(kg·K)。
当温度梯度为1℃时单位时间内通过垂直于热传导方向的单位面积的热量称为该材料的热导率,是表征金属材料热传导速度的物理量。符号为λ,单位为W/(m·K)。
热扩散率 thermal diffusion coefficient
反映温度不均匀的物体中温度均匀化速度的物理量。表征不稳定导热过程的速度变动特性。它正比于热导率。符号为α,单位为。
线膨胀系数 coefficent of linear expansion
金属温度每升高1℃时所增加的长度与原来长度的比值,称为线膨胀系数。它是衡量材料热膨胀性大小的性能指标。符号为α1。,单位为。
长度为1m、截面积的导体所具有的电阻值为电阻率,是表示材料通过电流时阻力大小的指标,是反映介质材料绝缘性能的参数。符号为P,单位为Ω·m。
导体维持单位电位梯度(即电位差)时,流过单位面积的电流称为电导率,它是反映导体中电场
和电流密度关系的物理量,是衡量导体导电性能的指标,与电阻率互为倒数。符号为γ,单位为S/m。
单位重量的铁磁材料在动态磁化条件下,由于磁滞和涡流效应而消耗的能量称为铁损,它包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。符号为P,单位为W/kg。
磁感应强度与磁场强度的比值称为磁导率。是衡量磁性材料磁化难易程度的性能指标。符号为μ,单位为H/m。
磁感应强度 magnetic induction strength
磁场中某一点的磁场强度,等于放在那一点与磁场方向垂直的通电导线所受的磁场作用力与导线中的电流强度和导线长度乘积的比值,它是衡量磁性材料磁性强弱的重要指标。磁感应强度亦称为磁通量密度,符号为B,单位为T。
磁性材料经过一次磁化并去处除磁场强度后,磁感应强度并不消失,仍保留一定的剩余磁感应强度,即剩磁。为消除磁感应强度而施加的反向磁场强度的绝对值即为铁磁体的矫顽磁力或简称为矫顽力。是衡量磁性材料退磁和保磁能力的性能指标。符号为Hc
物体受外力作用后所导致物体内部之间的相互作用力称为内力,单位面积上的内力称为内应力。
不考虑几何不连续性(如孔、沟、圆角等)所产生的影响而按简单理论计算的净截面上一点的应力。
垂直于力作用平面的应力分量,有拉应力和压应力两种,规定拉应力为正、压应力为负。
由外力所引起的物体原始尺寸或形状的相对变化,通常以百分数表示。
em
物体在外力作用下改变其形状和尺寸,当外力卸除后物体又回复到原始形状和尺寸,这种特性称为弹性。
m
试样拉断前承受的最大标称拉应力。对于塑性材料,它表征材料最大均匀塑性变形的抗力;对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料,它反映了材料的断裂抗力。符号为Rm
t) proof strength of total extension
试样标距部分的总伸长(弹性伸长加塑性伸长)达到规定的原始标距百分比时的应力。表示此应
t0.5
r
试样卸除拉伸力后,其标距部分的残余伸长达到规定原始标距百分比时的应力。表示此应力的符号应附以角注说明所规定的百分比。例如:Rr0.2
p) proof strength of non-proportional elongation
试样标距部分的非比例伸长达到规定原始标距百分比时的应力。表示此应力的符号应附以角注说明所规定的百分比。例如: Rp0.1
有明显屈服现象的材料试样在拉伸试验过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长(变形)时的应力。
eH
eL
断裂前材料发生不可逆永久变形的能力,常用的塑性判据是伸长率和断面收缩率。
一些金属在特定组织状态下(主要是超细晶粒),特定温度范围内和一定变形速度下表现出极高
的塑性,其伸长率可达百分之几百甚至百分之几千,这种现象称为超塑性。
断后伸长率 (A) percentage elongation after fracture
断面收缩率 (Z) percentage reduction of area
金属薄板试样轴向拉伸到产生均匀塑性变形时,试样标距内宽度方向的真实应变与厚度方向的真实应变之比。
应变硬化指数 strain hardening exponents
εn中的指数n。用假定对数真实应力和对数真实应变之间成线性关系的斜率来评定。表征材料在塑性变形过程中形变强化能力的一种量度。
真实应力为工程应力σ和工程应变εε)
试样压至破坏前承受的最大标称压应力。只有材料发生破裂情况才能测出抗压强度。
试样在扭断前承受的最大扭矩,按弹性扭转公式计算的试样表面最大切应力。
金属材料在室温下能承受弯曲变形而不破坏的能力。出现裂纹前能承受的弯曲程度越大,则材料的冷弯性越好。弯曲程度一般用弯曲角度和弯芯直径对材料厚度的比值来表示。
金属板、带、线(丝)材或金属覆盖层承受反复弯曲而不产生裂缝的能力。
冲压性
材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的抗力,是衡量金属软硬的判据。
在规定的静态试验力下将压头压入材料表面,用压痕深度或压痕表面积评定的硬度。
布氏硬度值
用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示的硬度值,符号为HB。用钢球(或硬质合金球)试
验时的布氏硬度值,可表示为HBS(HBW)。布氏硬度值按下式计算
残余压痕深度增量 permanent increase of depth of indentation
洛氏硬度试验中,在卸除主试验力并保持初始试验力的条件下测量的深度方向塑性变形量,用e
洛氏硬度值
用洛氏硬度相应标尺刻度满量程值与残余压痕深度增量之差计算的硬度值。
e
洛氏硬度标尺
标尺洛氏硬度(HRA),是用圆锥角为的金刚石压头,在初始试验力为98.07N、总试验力
标尺洛氏硬度(HRB),是用直径为的钢球,在初始试验力为98.07N、总试验力为
标尺洛氏硬度(HRC),是用圆锥角为的金刚石压头,在初始试验力为98.07N、总试验力
表面洛氏硬度值 Rockwell superficial hardness number
用表面洛氏硬度相应标尺刻度满量程值与残余压痕深度增量之差计算的硬度值,即100-e。
维氏硬度值
用正四棱锥形压痕单位表面积上所承受的平均压力表示的硬度值。维氏硬度值按下式计算
努氏硬度值
用菱形压痕投影单位面积承受的平均压力表示的硬度值。其计算公式为
用冲头弹起的高度和规定高度的比值与肖氏硬度系数的乘积表示的硬度值。其计算公式为
(6)
用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定速度冲击试样表面,用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度值。计算公式如下
金属在断裂前吸收变形能量的能力,称为韧性。金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而减小。
冲击吸收功
规定形状和尺寸的金属试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功,符号为AK
冲击试样缺口底部单位横截面积上的冲击吸收功,符号为αK
应变时效冲击吸收功 strain aging impact absorbing energy
KS
应变时效冲击韧度 strain aging impact toughness
试样缺口底部单位横截面积上的应变时效冲击吸收功,符号为αKS
应变时效敏性系数 strain aging sensitivity factor
未经受应变时效与经受应变时效试样的冲击吸收功平均值之差,除以未经受应变时效试样的冲击吸收功平均值所得的值,用百分数表示。
韧脆转变温度 tonghness-brittleness transition temperature
在一系列不同温度的冲击试验中,冲击吸收功急剧变化或断口断裂形貌急剧转变的温度区域。
无塑性转变温度NDT nil-ductivity transition temperature NDT
断裂形貌转变温度FATT fracture apperance transition temperature FATT
在一系列不同温度下,用夏比“V”形缺口试样进行冲击试验,根据断口的脆性面积(结晶状面积)与断口总面积的比值确定材料的韧脆转变温度。常用50%的面积比表示材料的韧脆转变温度,即。也有的用20%的面积比表示材料的韧脆转变温度,即。
在规定温度和恒应力作用下,材料塑性变形随时间而增加的现象。广义的蠕变按温度可分为三种:在0~0.15Tm(Tmmmmm
蠕变激活能
控制稳态蠕变速率的热激活能。在不同温度下,有不同的热激活机制控制着蠕变速率。
拉伸蠕变试验中试样单位时间的变形,即给定时间内蠕变曲线的斜率,或称蠕变速度。
蠕变第一阶段
蠕变第二阶段
蠕变第三阶段
在规定温度下使试样在规定时间内产生的蠕变总伸长率或稳态蠕变速率不超过规定值的最大应
力,它表征金属材料抵抗蠕变变形的能力。符号为上标T表示试验温度(℃),下标V表示规定的蠕变速度。单位为MPa。例如:,表示在蠕变试验第二阶段,温度为600℃,蠕变速度为%/h时的蠕变极限为4.9MPa。
试样在规定的温度下达到规定的试验时间而不致断裂的最大应力,表征金属材料抗高温蠕变断裂的能力。符号为,上标T表示试验温度(℃),下标t表示持续时间。单位为MPa。例如: 表示580℃时,10万h的持久强度极限为8.8MPa。
持久塑性
材料在一定温度及恒定试验力作用下的塑性变形。用蠕变断裂后试样的延伸率和断面收缩率表示。
持久断后伸长率 percentage elongation of stress-rupture
持久断面收缩率 percentage reduction of area of stress-rupture
持久试样断裂后,在室温下横截面积最大缩减量与原始横截面积的百分比。
持久缺口敏感系数 stress rupture notch sensitivity factor
在缺口试样与光滑试样试验应力相同的条件下,持久断裂时间的比值。
在规定温度及初始变形或位移恒定的条件下,材料中的应力随时间而减小的现象。
应力松弛试验中任一时间试样上所减少的应力,即初始应力与剩余应力之差。
应力松弛曲线
应力松弛速度
应力松弛第一阶段 the first stage of stress relaxation
应力松弛第二阶段 the second stage of stress relaxation
材料在循环应力和应变作用下,在一处或几处产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数后产生裂纹或突然完全断裂的现象。
材料在低于其屈服强度的循环应力作用下,经以上循环次数而产生的疲劳,其循环频率通常高于20Hz。
金属材料在超过其屈服强度的循环应力或超过其屈服应变作用下,经~次循环而产生的疲劳。也称塑性疲劳或应变疲劳,其循环频率通常低于10Hz。
高温疲劳
狭义的高温疲劳是指金属材料在再结晶温度以上发生的疲劳;广义的高温疲劳是指金属材料在高于室温的温度下发生的疲劳。
热机械疲劳 thermal mechanical fatigue
材料在循环接触应力作用下,产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数后,接触表面发生麻点,浅层或深层剥落的损伤过程。
在规定的循环应力或应变作用下,材料失效时所经受的循环次数。符号为N。
将在同一试验条件下所试一组试样的疲劳寿命观测值,按大小顺序排列时,处于正中间的一个数值。即具有50%存活率的疲劳寿命。当试样为偶数时,为处于正中的两个数的平均值。
%存活率的疲劳寿命%
给定载荷下母体的P%达到或超过的疲劳寿命的估计值。中值疲劳寿命的观测值为估计50%存活率的疲劳寿命。P%存活率的疲劳寿命可以从个体疲劳寿命估计。P可以是95、90等。
次循环的疲劳强度 fatigue strength at N cycles
从S-N曲线上所确定的恰好在N次循环时失效的估计应力值。此值的使用条件必须与用来确定它的S-N曲线的测定条件相同。此值一般是指在平均应力为零的条件下,给定一组试样的50%能经受N次应力循环时的最大应力,或应力幅,亦即所谓的N次循环的中值疲劳强度。
次循环的中值疲劳强度 median fatigue strength at N cycles
母体的50%能经受N次循环的应力水平的估计值。由于试验不能直接求得N次循环的疲劳强度频率分布,故中值疲劳强度乃由疲劳寿命分布特点导出。
N次循环的P%存活率的疲劳强度%
母体的P%经受N次循环而不失效的应力水平的估计值。P可以是95、90等。
%存活率的疲劳极限%
理论应力集中系数 theoretical stress concentration factor
按弹性理论计算所得缺口或其他的应力集中部位的最大应力与相应的标称应力的比值。符号为Kt
在相同条件和在N次循环的相同存活率下,无应力集中试样的疲劳强度与有应力集中试样的疲劳强度之比。符号为Kf。规定该系数时,应注明试样的几何形状、应力幅、平均应力和疲劳寿命值。
疲劳缺口敏感度
ftf-1)/(Kt-1)
应力与疲劳循环周次的关系曲线,表示规定平均应力、应力比和规定存活率下的S-N关系曲线。N通常采用对数标尺,而S则采用线性标尺或对数标尺。
50%存活率的S-N曲线%
在各应力水平下拟合中值疲劳寿命的曲线。它是所加应力与50%的母体能够尚存的破坏循环数之间关系的一种估计量。
%存活率的S-N曲线%
在各应力水平下拟合P%存活率疲劳寿命的曲线。它是所加应力与P%母体能够尚存的破坏循环数之间关系的一种估计量。P可以是95、90等。
以应力为纵坐标,以存活率P的疲劳寿命为横坐标所绘出的曲线,即存活率-应力-疲劳寿命关系曲线。作图时,疲劳寿命采用对数标尺,或者应力与疲劳寿命均采用对数标尺。
等寿命疲劳图 constant life fatigue diagram
通常用直角坐标表示的一族曲线,其每条曲线分别对应一疲劳寿命。等寿命图表达给定疲劳寿命下的应力幅与平均应力,或最大应力与最小应力之间的关系。
循环硬化与软化 cyclic hardening and cyclic softelling
在控制应变循环下,应力峰值随循环数的增加而上升,或在控制应力循环下,应变幅度随循环数的增加而减少的现象称为循环硬化;反之则称为循环软化。
应力强度因子范围ΔK The range of stress indensity factor
max-Kmin。
疲劳裂纹扩展速率α/dN fatigue crack growth rates dα
载荷循环一次的疲劳裂纹扩展量,是裂纹尖端应力强度因子范围ΔK的函数。
th fatigue crack growth threshold th
在疲劳试验中,疲劳裂纹扩展速率接近于零或裂纹停止扩展时所对应的裂纹尖端应力强度因子范围,即当ΔK降至ΔKth时疲劳裂纹停止扩展。工程中定义疲劳裂纹扩展速率等于周所对应的应力强度因子范围值为ΔKth
利用宏观力学原理,定量研究含裂纹部件裂纹开始扩展的条件和扩展规律的一门科学。它是以材料内部不可避免存在原始裂纹为前提,根据线弹性理论和弹塑性理论,分析裂纹体受载后裂纹尖端的应力场和应变场,提出描述裂纹尖端附近应力场的力学参量和裂纹失稳扩展的力学判据,确定材料性质、裂纹尺寸和试件几何形状、工作应力之间的定量关系,从而建立新的断裂判据,为合理选材、建立无损探伤验收标准以及进行强度设计提供理论依据。断裂力学分为两部分,其一是建立在线弹性力学基础上的线弹性断裂力学;其二是建立在弹性力学基础上的弹塑性断裂力学。
线弹性断裂力学 linear elastic fracture mechanics
用固体线弹性理论分析固体中已存在裂纹附近的应力场,基本原则是从分析线弹性均匀和各向同性连续体中个别裂纹(假定构件只含有一个裂纹且其顶端只有一个塑性区)行为出发,得到的是各向同性的二维弹性理论的结果,因其对裂纹顶端进行的力学分析符合线性条件,故称线弹性断裂力学。
应力强度因子
均匀线弹性体中特定型式的理想裂纹尖端应力场的量值。根据受力情况可分为Ⅰ型(张开型)、
Ⅱ型(剪切型)和Ⅲ型(撕裂型)应力强度因子三种。分别用符号KⅠ、KⅡ和KⅢ表示,单位为。
含裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展(从而导致构件断裂)的能力,是量度裂纹扩展阻力的通用术语。
平面应变断裂韧度 plane-strain fracture toughness
满足平面应变条件的裂纹试样在Ⅰ型加载条件下,裂纹尖端的应力强度因子KⅠ达到临界值K时,裂纹发生失稳扩展,K叫材料的平面应变断裂韧度。单位为。
裂纹尖端张开位移 (CTOD) crack tip opening displacement
弹塑性体受Ⅰ型(张开型)加载时,原始裂纹尖端由于弹性和塑性变形而引起的裂纹张开位移。
特征CTOD值 characteristic value of TCOD
启裂、失稳或最大载荷的CTOD值。表征材料抵抗裂纹的启裂或扩展的能力。
表观启裂CTOD值 apparent crack initiation CTOD
条件启裂CTOD值 conditional crack initiation CTOD
脆性启裂CTOD值 brittle crack initiation CTOD
稳定裂纹扩展量Δα脆性失稳断裂点或突进点所对应的CTOD值。
脆性失稳CTOD值
稳定裂纹扩展量Δα脆性失稳断裂点或突进点所对应的CTOD值。
最大载荷CTOD值
围绕裂纹前缘从裂纹的一侧表面至另一侧表面的线积分或面积分的数学表达式,用来表征裂纹前缘周围地区的局部应力-应变场。符号为J,单位为。
表观启裂韧度 apparent crack initiation toughness
延性断裂韧度 ductile fracture toughness
按GB 2038标准方法测定的J值定义为延性断裂韧度。它与裂纹开始扩展时的J值接近,是裂纹起始稳定扩展时J的工程估计量。符号为J,单位为。
物体表面相接触并作相对运动时,材料自该表面逐渐损失以致表面损伤的现象。
耐磨性 wearing-resistance property
材料表面因受空气或润滑剂中氧的作用形成氧化膜,然后氧化膜又不断地被磨去而使材料损耗的现象,属腐蚀磨损的一种。
腐蚀机械磨损
以化学或电化学反应与滑动、滚动或重复冲击的机械联合作用而产生的材料损失。如空气预热器管组的磨损。
两表面间由于振幅很小的相对振动所产生的磨损。一般发生在紧密配合的轴颈,汽轮机和压汽机叶片配合处,受振动影响的螺栓等连接件的接合面等部位。
由于循环交变应力引起疲劳而使材料表面脱落造成的磨损。主要产生在滚动接触的机械零件如滚动轴承等的表面。
材料的微观体积受循环接触应力作用,产生重复变形,导致裂纹和分离出微片或颗粒的磨损。如轴承轴瓦、主油泵以及汽轮机叶片根部等的磨损。
通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件达到结合的一种方法。
指特定的焊接方法,如埋弧焊、气体保护焊等,其含义包括该方法涉及的冶金、电、物理、化学及力学原则等内容。
为增大或恢复焊件尺寸,或使焊件表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接。
在美国焊接协会(AWS)中单为增大或恢复尺寸的堆焊称为熔敷堆焊(buildup),为满足耐热、耐蚀的堆焊称为复层堆焊(cladding),为满足耐磨要求的堆焊称为耐磨堆焊(hardfacing),为调整表面成分起隔离作用的称为隔离层堆焊(buttering)。
药芯焊丝电弧焊
依靠药芯焊丝在高温时反应形成的熔渣和气体保护焊接区进行焊接的方法,也有另加保护气体的。
气体保护电弧焊 gas metal arc welding(GMAW)
用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊,简称气体保护焊。
惰性气体保护焊;inertgas shielded arc welding
钨极惰性气体保护焊 gas tungsten arc welding(GTAW)
熔化极惰性气体保护焊
由两种或两种以上气体,按一定比例组成的混合气体作为保护气体的气体保护焊。
氩弧焊 argon shielded arc welding
脉冲氩弧焊 argon shielded arc welding-pulsed arc
利用基值电流保持主电弧的电离通道,并周期性地加一同极性高峰值脉冲电流产生脉冲电弧,以熔化金属并控制熔滴过渡的氩弧焊。
钨极脉冲氩弧焊 gas tungsten arc welding-pulsed arc
熔化极脉冲氩弧焊 gas metal arc welding-pulsed arc
等离子弧焊
借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用,获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。
利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。根据使用的电极形状,可分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔嘴电渣焊等。
利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。
厚板对接接头,焊前不开坡口或只开小角度坡口,并留有窄而深的间隙,采用气体保护焊或埋弧焊的多层焊完成整条焊缝的高效率焊接法。
使一个不转动的部件与一个转动的部件在恒定或逐渐增加的压力下保持接触,直到接触面达到焊接温度,然后停止转动,使部件焊接在一起。
将两个焊件组合后置于两电极之间,施以压力并通以电流,利用焊接表面的接触电阻热进行焊接。
采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,低于母材熔点温度,利用液态钎料润湿母材填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。
为修补部件(铸件、锻件、机械加工件或焊接结构件)的缺陷而进行的焊接。
母材金属;
由两个或两个以上部件要用焊接组合或已经焊合的接点。检验接头性能应考虑焊缝、熔合区、热影响区甚至母材等不同部位的相互影响。
两部件表面构成大于或等于,小于或等于夹角的接头。
焊接或切割过程中,材料因受热(但未熔化)的影响而发生金相组织和力学性能变化的区域。
角焊缝的横截面中,从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离。
构成焊缝的金属。一般指熔化的母材和填充金属凝固后形成的那部分金属。
在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的区域。熔焊时,由焊缝表面和熔合线所包围的区域。电阻焊时,指焊后形成的熔合部分。
材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力。焊接性受材料、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素的影响。
把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换算成碳的相当含量。可作为评定钢材焊接性的一种
制造焊件所有有关的加工方法和实施要求,包括焊接准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作、要求等。
焊接工艺评定 welding procedure assessment
为确保焊接接头的性能能够满足产品设计的要求,按相关的焊接工艺评定规程,对拟定的焊接工艺进行评定的工艺过程。
焊接工艺规范(程) welding procedure specification
制造焊件所有有关的加工和实践要求的细则文件,可保证由熟练焊工或操作工操作时质量的再现性。
焊接时,为保证焊接质量而选定的各项参数(例如:焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等
焊接后立即对焊件的全部(或局部)进行加热或保温,使其缓冷的工艺措施。
焊后热处理
焊后为改善焊接接头的组织和性能或消除焊接残余应力而进行的热处理。
评定母材焊接性的试验。例如:焊接裂纹试验、接头力学性能试验、接头腐蚀试验等。
由于焊接加热和冷却不均匀而引起的焊件和接头尺寸和外形上的变化。
焊接残余变形 welding residual deformation
衡量焊接接头刚性大小的一个定量指标。拘束度有拉伸和弯曲两类。拉伸拘束度是焊接接头根部间隔产生单位长度弹性位移时,焊缝每单位长度上受力的大小;弯曲拘束度是焊接接头产生单位弹性弯曲角变形时,焊缝每单位长度上所受弯矩的大小。
涂料;
在焊条制造过程中,由各种粉料、粘结剂,按一定比例配制的待压涂的药皮原料。
焊接过程中用于保护金属熔滴、熔池及焊缝区的气体,使高温金属免受外界气体的侵害。
焊接时,能够熔化形成熔渣和气体,对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种物质。用于埋弧焊的为埋弧焊剂。
焊接过程中,焊(钎)剂和非金属夹杂互相熔解,经化学变化形成覆盖于焊(钎)缝表面非金属物质。
根据设计或工艺需要,在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。
使用石墨棒或碳棒与工件间产生的电弧使金属熔化,并用压缩空气将其吹掉,实现在金属表面上加工沟槽的方法。
焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。
未焊透 incomplete joint penetration
焊接时接头根部未完全熔透的现象。对于对接焊缝也指焊缝深度未达到设计要求的现象。
未熔合;
熔焊时,焊道与母材之间或焊道与焊道之间,未完全熔化结合的部分。
由于焊接冶金反应产生的,焊后残留在焊缝金属中的微观非金属杂质(如氧化物、硫化物等)。
焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。气孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。
由于焊接参数选择不当,或操作方法不正确,沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。
焊接过程中,熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。
单面熔化焊时,由于焊接工艺不当,造成焊缝金属过量透过背面,而使焊缝正面塌陷,背面凸起的现象。
在焊接应力及其他致脆因素共同作用下,焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。
焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。包括结晶裂纹、
在焊缝金属结晶后期,由于低熔点共晶形成的液态薄膜削弱了晶粒间的联结,在稍高于固相线的温度区间产生的沿奥氏体晶界开裂的裂纹。
在固相线以下再结晶温度区间,由晶格缺陷发生移动和聚集而形成的二次边界处于低塑性状态,
在焊接热循环峰值温度作用下,在焊接热影响区和多层焊的层间发生重熔,在固相线以下稍低温度和焊接应力作用下产生的沿晶裂纹。
s
焊接接头冷却到室温后,在淬硬组织、氢和拘束应力作用下,并经一定时间(几小时、几天、甚
淬硬脆化裂纹
低塑性脆化裂纹
在较低温度下(约以下),由于被焊材料的塑性储备不足而产生的裂纹。
厚钢板焊接结构,于600℃~ 进行消除应力热处理时,在热影响区的粗晶区产生的沿晶裂纹。
消除应力裂缝
焊件在一定温度范围内再次加热时,由于高温及残余应力共同作用而产生的晶间裂纹。
焊接时,在焊接构件的热影响区附近,沿钢板轧层形成的呈阶梯状的一种裂纹。
将熔融状态的喷涂材料,通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上,形成喷涂层的一种金属表面加工方法。
利用氧乙炔气混合的爆炸能量产生的冲击波,将粉末材料以极高的速度冲击到材料的基体表面。
由于速度高、冲击力大,形成的涂层十分坚硬、光洁、致密、结合强度高。
超音速喷涂是爆炸喷涂的一种,其差异在于超音速喷涂的设备简便,粉末冲击到材料的基体表面的速度高于爆炸喷涂。
采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却,以获得预期的金属组织与性能的工艺。
钢加热和冷却时发生相转变的温度。α铁加热到以上就变成为γ铁,如果再冷却到以下又变为α铁,此转变温度称为A3转变温度,对于碳含量小于0.77%铁碳合金,该转变温度随碳含量的增加而降低;碳含量为0.77%时的转变温度称为转变温度;碳含量大于0.77%时的转变温度称为 AcmC1C3r1r3代表冷却时的转变温度。这些转变温度简称为临界点,或叫临界温度。有时还把AC3
C1C3以上以获得部分或全部奥氏体组织的过程。进行奥氏体化的保温温度和保温时间分别称为奥氏体化温度和奥氏体化时间。奥氏体化大致分为四个阶段,即奥氏体晶核的形成,奥氏体长大直至全部形成奥氏体,残余碳化物的溶解,奥氏体的均匀化。
过冷奥氏体转变图 transformation diagram of super-cooled austenite
描述钢经奥氏体化后,冷却到相变点以下温度区域时,过冷奥氏体向珠光体、贝氏体、马氏体转变开始和结束与温度(纵坐标)、时间(横坐标)关系的综合动力学曲线图。
过冷奥氏体等温转变 isothermal transformation of super-cooled austenite
r1r3)以下某一温度,然后在该温度保持等温,使奥氏体过冷至该温度并在该温度下发生的转变。
过冷奥氏体等温转变曲线 isothermal transformation curve of super-cooled austenite
过冷奥氏体在不同温度等温保持时,温度、时间与奥氏体转变产物的类型及其所占百分数(转变开始及转变终止)之间的关系曲线。等温转变曲线纵坐标为温度,横坐标为时间(对数坐标)故又称为时间一温度转变曲线,即TTT曲线(time temperature transformation curve)。由于等温转变曲线通常呈S形状,故又称为S曲线。
过冷奥氏体连续冷却转变曲线 continuous cooling transformation curve of super-cooled austenite
工件奥氏体化后连续冷却过程中,过冷奥氏体开始转变及转变终止的时间、温度及转变产物与冷却速度之间的关系曲线,又称CCT曲线。
奥氏体稳定化处理 austenite stabilization treatment
使溶质原子从固溶体中以化合物形式充分析出,以减少材料的室温时效硬化倾向,增加尺寸稳定性和抗晶间腐蚀性的热处理方法。通常用于不锈钢的处理。
将固溶度随温度的升高而增大的合金,加热到单相固溶体相区内的适当温度,保温适当时间,以使原组织中的脱溶(析出)相溶入固溶体。有时人们把此工序与随后的急冷处理合并在一起,统称为固溶处理。
交货金属材料的最终塑性变形加工或最终热处理的状态。可分为经热处理交货和不经热处理交货两大类。经热处理交货的,按其最终热处理方式又分为退火、正火和高温回火等多种状态;不经热处理交货的,按其最终塑性变形加工方式可分为热轧(锻)、冷轧(拉)等多种状态。
化学热处理
将工件置于适当的活性介质中加热、保温,使一种或几种元素渗透入它的表层,以改变其化学成分、组织和性能的热处理。
表面热处理
局部热处理;
预备热处理
为调整原始组织,以保证工件最终热处理或(和)切削加工质量,预先进行热处理的工艺。
工件在真空炉中加热,使其表面基本不氧化,表面保持光亮的热处理。
保护气氛热处理 heat treatment in protective gases
高能束热处理 high energy heat treatment
利用激光、电子束、等离子弧、感应涡流或火焰等高功率密度能源加热工件的热处理工艺的总称。
稳定化处理;
为使工件在长期服役条件下,形状和尺寸变化能保持在规定范围内的热处理。
形变热处理 thermomechanical treatment
将金属材料的塑性变形和热处理结合,以提高工件力学性能的复合处理工艺。
将多种热处理工艺合理组合,以便更有效地改善工件使用性能的复合工艺。
恢复热处理 restoration heat treatment
指对长期运行后的热处理件(工件)在尚未发生不可恢复的损伤之前,通过一定的热处理工艺,
使其组织结构得以改善,使用性能或(和)几何尺寸得以恢复,服役寿命得以延长的热处理技术。
为减少畸变、避免开裂,在工件加热至最终温度前进行的一次或数次阶段性保温的过程。
加热速度;
工件或加热介质在工艺规定温度下恒温保持一定时间的操作。恒温保持的时间和温度分别称保温时间和保温温度。
热处理冷却过程中,在某一指定温度区间或某一温度下,工件温度随时间下降的速率。前者称为平均冷却速度,后者称为瞬时冷却速度。
工件在热处理炉中加热保温后,切断炉子能源,使工件随炉冷却的方式。
工件在热处理炉中加热保温后,切断炉子能源,使工件在空气中冷却的方式。
将钢加热到临界点以上30℃~,保温一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的一种热处
C3线以上30℃~,完全奥氏体化后缓慢冷却,获得接近平衡组织的一种退火。
不完全退火;
C1C3(C1Cm(
将钢加热到或线以上30℃~,并保持一定时间,随后快速冷却到稍低于线的温度(约640℃~),并在此温度下再保持一定时间(约2h~4h),使奥氏体全部转变为珠光体、贝氏体类组织后在空气中冷却的一种退火。
球化退火;
将钢加热到稍高于的温度(约740℃~),随后冷却到稍低于约680℃~700℃)的温度,再升温到稍高于的温度(约740℃~),随后再冷却到稍低于线的温度(约640℃~),如此重复冷却和加热数次,将工件中碳化物球状化一种退火。
扩散退火;
将工件加热到高于以上200℃~(约1050℃~)的温度,并经过长时间保温(约10h~15h),使元素扩散均匀以减轻或消除化学成分及显微组织(枝晶)偏析,达到均匀化目的的一种退火,又称为均匀化退火。
去应力退火;
为去除工件塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力及铸件内存在的残余应力,将钢加热到,线以下某一温度(约500℃~)经保温后随炉缓慢冷却的退火。
将经冷加工变形后的金属部件加热到适当温度并保温后,金属内形成新晶粒并长大,从而获得没有内应力和加工硬化的组织的软化过程。
再结晶退火 recrystallization annealing
将冷加工变形过的工件加热到再结晶温度以上,经一定时间保温后,通过再结晶使冷变形过程中产生的晶体学缺陷基本消失,重新形成均匀的等轴晶粒,以消除形变强化效应和残余应力的退火。
工件在可控气氛、惰性气体或真空中加热,使工件表面基本不被氧化、表面保持光亮的退火工艺。
预防白点退火
为防止工件在热变形加工后的冷却过程中,因氢呈气态析出而形成发裂(白点),在形变加工完结后直接进行的退火,其目的是使氢扩散到工件之外。
在工件组织不发生变化的条件下,通过低温加热、保温,使工件内的氢向外扩散进入大气中的退火。
中间退火;intermediate annealing;
为消除工件形变强化效应,改善塑性,便于实施后续工序而进行的工序间退火。
为使含钛或铌的不锈钢工件中形成碳化钛或碳化铌以代替碳化铬的一种热处理工艺。例如某些奥氏体不锈钢在附近进行稳定化退火,沉淀出TiC、NbC、TaC,以防止耐晶间腐蚀性能降低。
晶粒粗化退火
将工件加热到比正常退火较高的温度,保持较长时间,使晶粒粗化以改善材料切削加工性能的退火。
石墨化退火
为使铸件内莱氏体中的渗碳体或(和)游离渗碳体分解而进行的退火。
晶粒细化处理
将钢加热到AC3Cm以上~,使钢全部奥氏体化,并保温一定时间,随后在空气中冷却,使之得到珠光体型组织的热处理。
r1
工件(主要是铸锻件)进行两次或两次以上的正火,也叫两次正火或多重正火。
工件加热奥氏体化后,采用强制吹风快冷到珠光体转变区的某一温度,并保温以获得珠光体型组织,然后在空气中冷却的正火。
淬火;
将工件加热到临界温度以上保持一定时间,使奥氏体化并均匀化后,放入水、盐水或油中(个别
材料在空气中)急冷下来以获得马氏体或(和)贝氏体组织的一种热处理操作过程。
工件加热奥氏体化后,快冷到贝氏体转变温度区间等温保持一段时间,使奥氏体转变为贝氏体的淬火,亦称为贝氏体等温淬火。
C1Cm之间的某一温度,保温一定时间,然后保留一定数量未溶颗粒状碳化物,使淬火后钢具有最大的硬度和耐磨性的淬火。
将工件加热到临界温度以上保持一定时间后,先在稍高于马氏体转变温度的溶盐中冷却,并在此温度停留一段时间使工件温度均匀一致后,在贝氏体转变未开始前,再移入另一种冷却介质(油或空气)中冷却至室温的淬火,又称为马氏体分级淬火。
单液淬火
将钢件加热到临界温度以上保持一定时间后,在一种淬火剂中冷却的热处理操作过程。
双液淬火;
工件加热奥氏体化后,先在冷却能力强的淬火剂中冷却,在组织即将发生马氏体转变时,迅速地将钢件转移到冷却能力较弱的淬火剂中冷却(如先水后油)的热处理操作过程。
将工件表面迅速加热到临界温度以上,然后用水或乳状液喷射工件表面的淬火。其中包括感应淬火、火焰淬火、电子束淬火等。
电子束淬火
激光淬火;laser transformation hardening
火焰淬火;
利用温度高达3200℃左右的氧乙炔火焰快速将工件表面加热到临界温度以上(AC3
)
将工件放入铜制的线圈里,然后线圈通以高频交流电(频率为10kHz~500kHz),依靠工件表面
产生的感应电流使工件表面迅速达到淬火温度,随后快速冷却,仅使工件表面发生马氏体相变,使工件表面淬硬的淬火。
电解液淬火
将工件预淬硬部位浸入电解液中接阴极,电解液槽接阳极,通电后由于阴极效应而将浸入部位加热奥氏体化,断电后被电解液冷却的淬火。
光亮淬火;
工件在可控气氛、惰性气体或真空中加热,并在适当的介质中冷却,或盐浴加热后在碱浴中冷却,以获得光亮或光洁金属表面的淬火。
工件热加工成形后,直接由高温淬冷的淬火。常用的是锻造余热淬火。
冷处理;
将淬火后的钢件立即置于O℃以下的低温介质~)中继续冷却,然后在空气中恢复
到室温,使淬火工件的残余奥氏体转变为马氏体的一种热处理操作过程。
指钢在正常淬火条件下,以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度来表征的材料特性,也叫可硬性。
表征钢在淬火时能够得到的淬硬层深度,也称可淬性,是衡量不同钢种接受淬火能力强弱的重要指标。为便于用金相和硬度鉴别,人为规定以50%马氏体处为淬硬层深度。
淬硬层;
有效淬硬深度
从淬硬的工件表面量至规定硬度值(一般为550HV)处的垂直距离。
C1以下的某一温度,并保持一定时间,随后在油中或空气中冷却到室温的一种热处理操作过程。
低温回火;
将淬火后的工件重新加热到~,并保持一定时间,随后在空气或油中冷却的回火。
中温回火 medium temperature tempering
将淬火后的工件重新加热到~,并保持一定时间,随后在空气或油中冷却的回火。
高温回火 high temperature tempering
将淬火后的工件重新加热到~,并保持一定时间,随后在空气或油中冷却的回火。9.5.5
s点较高而白发地发生回火的现象。低碳钢在淬火冷却时就会发生这种现象。
淬硬钢在回火过程中抵抗硬度值下降即抵抗软化的能力,又称抗(或耐)回火性。
调质 quenching and high temperature tempering
将工件加热到比淬火温度高1O℃~,保温后进行淬火,然后在~下进行高温回火,即淬火后随即进行高温回火的一种复合热处理操作过程。
含一种或数种足够浓度钨、钼、钒、铬等强碳化物形成元素的合金钢,经过淬火和回火处理后,
当回火温度上升到450℃~,出现材料硬度下降趋势显著减缓或重新上升的现象。这种硬化现象是由于碳化物弥散析出和(或)残留奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致。
工件经固溶处理或淬火后,在室温或高于室温的适当温度下保温,以达到沉淀硬化的目的一种热处理操作过程。耐热钢或耐热合金制的高温部件在长期运行过程中,从过饱和固溶体内析出一些强化相质点而使金属的性能(主要是力学性能和蠕变极限等)随时间发生变化的现象,也称时效。它是固溶体脱溶过程或脱溶分解的简称。
将工件长时期(半年至一年或更长时间)放置在室温或露天条件下发生的时效。
将钢加热到O℃~并长期保温(10h~20h)后随炉或取出在空气中冷却到室温的时效。
在塑性变形时或变形后钢中的溶质组元(如碳、氮)与位错交互作用而引起钢的性能变化过程。
性能的变化发生在变形之后的称为静态应变时效,性能的变化与塑性应变同时发生的称为动态应变时效。
工件经固溶处理后,用比能获得最佳力学性能高得多的温度或长得多的时间进行的时效处理。
化学表面热处理
将钢件放在活性介质中,加热到一定温度并保温足够时间后,使钢件的表面层渗入活性元素,以改变钢件表面层的化学成分、组织和性能的一种热处理操作过程。
渗碳;
为提高工件表层的含碳量并形成一定的碳含量梯度,将工件在渗碳介质中加热、保温,使碳原子渗入工件表层的化学热处理工艺。
将工件装入密闭的渗碳炉内,通入气体化学剂或液体化学剂,在高温下分解出活性碳原子渗入到工件表面,以获得高碳表面层的一种渗碳工艺。
固体渗碳;solid carburizing;box carburizing;
将工件放在填充粒状渗碳剂的密闭渗碳箱中,再将箱放入加热炉中加热到渗碳温度并保持一定时间,使活性碳原子渗入到工件表面的一种渗碳工艺。
渗碳层;
渗碳层深度;
由渗碳工件表面向内至碳含量为规定值(一般为0.4%C)处的垂直距离。
渗氮;
在一定温度和一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺,亦称氮化。
在奥氏体状态下,同时将碳和氮渗透入工件表层,并以渗碳为主的化学热处理工艺。
疲劳裂纹扩展速率α/dN fatigue crack growth rates dα
载荷循环一次的疲劳裂纹扩展量,是裂纹尖端应力强度因子范围ΔK的函数。
th fatigue crack growth threshold th
在疲劳试验中,疲劳裂纹扩展速率接近于零或裂纹停止扩展时所对应的裂纹尖端应力强度因子范围,即当ΔK降至ΔKth时疲劳裂纹停止扩展。工程中定义疲劳裂纹扩展速率等于周所对应的应力强度因子范围值为ΔKth
利用宏观力学原理,定量研究含裂纹部件裂纹开始扩展的条件和扩展规律的一门科学。它是以材料内部不可避免存在原始裂纹为前提,根据线弹性理论和弹塑性理论,分析裂纹体受载后裂纹尖端的应力场和应变场,提出描述裂纹尖端附近应力场的力学参量和裂纹失稳扩展的力学判据,确定材料性质、裂纹尺寸和试件几何形状、工作应力之间的定量关系,从而建立新的断裂判据,为合理选材、建立无损探伤验收标准以及进行强度设计提供理论依据。断裂力学分为两部分,其一是建立在线弹性力学基础上的线弹性断裂力学;其二是建立在弹性力学基础上的弹塑性断裂力学。
线弹性断裂力学 linear elastic fracture mechanics
用固体线弹性理论分析固体中已存在裂纹附近的应力场,基本原则是从分析线弹性均匀和各向同性连续体中个别裂纹(假定构件只含有一个裂纹且其顶端只有一个塑性区)行为出发,得到的是各向同性的二维弹性理论的结果,因其对裂纹顶端进行的力学分析符合线性条件,故称线弹性断裂力学。
应力强度因子
均匀线弹性体中特定型式的理想裂纹尖端应力场的量值。根据受力情况可分为Ⅰ型(张开型)、
Ⅱ型(剪切型)和Ⅲ型(撕裂型)应力强度因子三种。分别用符号KⅠ、KⅡ和KⅢ表示,单位为。
含裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展(从而导致构件断裂)的能力,是量度裂纹扩展阻力的通用术语。
平面应变断裂韧度 plane-strain fracture toughness
满足平面应变条件的裂纹试样在Ⅰ型加载条件下,裂纹尖端的应力强度因子KⅠ达到临界值K时,裂纹发生失稳扩展,K叫材料的平面应变断裂韧度。单位为。
裂纹尖端张开位移 (CTOD) crack tip opening displacement
弹塑性体受Ⅰ型(张开型)加载时,原始裂纹尖端由于弹性和塑性变形而引起的裂纹张开位移。
特征CTOD值 characteristic value of TCOD
启裂、失稳或最大载荷的CTOD值。表征材料抵抗裂纹的启裂或扩展的能力。
表观启裂CTOD值 apparent crack initiation CTOD
条件启裂CTOD值 conditional crack initiation CTOD
脆性启裂CTOD值 brittle crack initiation CTOD
稳定裂纹扩展量Δα脆性失稳断裂点或突进点所对应的CTOD值。
脆性失稳CTOD值
稳定裂纹扩展量Δα脆性失稳断裂点或突进点所对应的CTOD值。
最大载荷CTOD值
围绕裂纹前缘从裂纹的一侧表面至另一侧表面的线积分或面积分的数学表达式,用来表征裂纹前缘周围地区的局部应力-应变场。符号为J,单位为。
表观启裂韧度 apparent crack initiation toughness
延性断裂韧度 ductile fracture toughness
按GB 2038标准方法测定的J值定义为延性断裂韧度。它与裂纹开始扩展时的J值接近,是裂纹起始稳定扩展时J的工程估计量。符号为J,单位为。
物体表面相接触并作相对运动时,材料自该表面逐渐损失以致表面损伤的现象。
耐磨性 wearing-resistance property
材料表面因受空气或润滑剂中氧的作用形成氧化膜,然后氧化膜又不断地被磨去而使材料损耗的现象,属腐蚀磨损的一种。
腐蚀机械磨损
以化学或电化学反应与滑动、滚动或重复冲击的机械联合作用而产生的材料损失。如空气预热器管组的磨损。
两表面间由于振幅很小的相对振动所产生的磨损。一般发生在紧密配合的轴颈,汽轮机和压汽机叶片配合处,受振动影响的螺栓等连接件的接合面等部位。
由于循环交变应力引起疲劳而使材料表面脱落造成的磨损。主要产生在滚动接触的机械零件如滚动轴承等的表面。
材料的微观体积受循环接触应力作用,产生重复变形,导致裂纹和分离出微片或颗粒的磨损。如轴承轴瓦、主油泵以及汽轮机叶片根部等的磨损。
通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件达到结合的一种方法。
指特定的焊接方法,如埋弧焊、气体保护焊等,其含义包括该方法涉及的冶金、电、物理、化学及力学原则等内容。
为增大或恢复焊件尺寸,或使焊件表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接。
在美国焊接协会(AWS)中单为增大或恢复尺寸的堆焊称为熔敷堆焊(buildup),为满足耐热、耐蚀的堆焊称为复层堆焊(cladding),为满足耐磨要求的堆焊称为耐磨堆焊(hardfacing),为调整表面成分起隔离作用的称为隔离层堆焊(buttering)。
药芯焊丝电弧焊
依靠药芯焊丝在高温时反应形成的熔渣和气体保护焊接区进行焊接的方法,也有另加保护气体的。
气体保护电弧焊 gas metal arc welding(GMAW)
用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊,简称气体保护焊。
惰性气体保护焊;inertgas shielded arc welding
钨极惰性气体保护焊 gas tungsten arc welding(GTAW)
熔化极惰性气体保护焊
由两种或两种以上气体,按一定比例组成的混合气体作为保护气体的气体保护焊。
氩弧焊 argon shielded arc welding
脉冲氩弧焊 argon shielded arc welding-pulsed arc
利用基值电流保持主电弧的电离通道,并周期性地加一同极性高峰值脉冲电流产生脉冲电弧,以熔化金属并控制熔滴过渡的氩弧焊。
钨极脉冲氩弧焊 gas tungsten arc welding-pulsed arc
熔化极脉冲氩弧焊 gas metal arc welding-pulsed arc
等离子弧焊
借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用,获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。
利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。根据使用的电极形状,可分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔嘴电渣焊等。
利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。
厚板对接接头,焊前不开坡口或只开小角度坡口,并留有窄而深的间隙,采用气体保护焊或埋弧焊的多层焊完成整条焊缝的高效率焊接法。
使一个不转动的部件与一个转动的部件在恒定或逐渐增加的压力下保持接触,直到接触面达到焊接温度,然后停止转动,使部件焊接在一起。
将两个焊件组合后置于两电极之间,施以压力并通以电流,利用焊接表面的接触电阻热进行焊接。
采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,低于母材熔点温度,利用液态钎料润湿母材填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。
为修补部件(铸件、锻件、机械加工件或焊接结构件)的缺陷而进行的焊接。
母材金属;
由两个或两个以上部件要用焊接组合或已经焊合的接点。检验接头性能应考虑焊缝、熔合区、热影响区甚至母材等不同部位的相互影响。
两部件表面构成大于或等于,小于或等于夹角的接头。
焊接或切割过程中,材料因受热(但未熔化)的影响而发生金相组织和力学性能变化的区域。
角焊缝的横截面中,从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离。
构成焊缝的金属。一般指熔化的母材和填充金属凝固后形成的那部分金属。
在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的区域。熔焊时,由焊缝表面和熔合线所包围的区域。电阻焊时,指焊后形成的熔合部分。
材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力。焊接性受材料、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素的影响。
把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换算成碳的相当含量。可作为评定钢材焊接性的一种
制造焊件所有有关的加工方法和实施要求,包括焊接准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作、要求等。
焊接工艺评定 welding procedure assessment
为确保焊接接头的性能能够满足产品设计的要求,按相关的焊接工艺评定规程,对拟定的焊接工艺进行评定的工艺过程。
焊接工艺规范(程) welding procedure specification
制造焊件所有有关的加工和实践要求的细则文件,可保证由熟练焊工或操作工操作时质量的再现性。
焊接时,为保证焊接质量而选定的各项参数(例如:焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等
焊接后立即对焊件的全部(或局部)进行加热或保温,使其缓冷的工艺措施。
焊后热处理
焊后为改善焊接接头的组织和性能或消除焊接残余应力而进行的热处理。
评定母材焊接性的试验。例如:焊接裂纹试验、接头力学性能试验、接头腐蚀试验等。
由于焊接加热和冷却不均匀而引起的焊件和接头尺寸和外形上的变化。
焊接残余变形 welding residual deformation
衡量焊接接头刚性大小的一个定量指标。拘束度有拉伸和弯曲两类。拉伸拘束度是焊接接头根部间隔产生单位长度弹性位移时,焊缝每单位长度上受力的大小;弯曲拘束度是焊接接头产生单位弹性弯曲角变形时,焊缝每单位长度上所受弯矩的大小。
涂料;
在焊条制造过程中,由各种粉料、粘结剂,按一定比例配制的待压涂的药皮原料。
焊接过程中用于保护金属熔滴、熔池及焊缝区的气体,使高温金属免受外界气体的侵害。
焊接时,能够熔化形成熔渣和气体,对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种物质。用于埋弧焊的为埋弧焊剂。
焊接过程中,焊(钎)剂和非金属夹杂互相熔解,经化学变化形成覆盖于焊(钎)缝表面非金属物质。
根据设计或工艺需要,在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。
使用石墨棒或碳棒与工件间产生的电弧使金属熔化,并用压缩空气将其吹掉,实现在金属表面上加工沟槽的方法。
焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。
未焊透 incomplete joint penetration
焊接时接头根部未完全熔透的现象。对于对接焊缝也指焊缝深度未达到设计要求的现象。
未熔合;
熔焊时,焊道与母材之间或焊道与焊道之间,未完全熔化结合的部分。
由于焊接冶金反应产生的,焊后残留在焊缝金属中的微观非金属杂质(如氧化物、硫化物等)。
焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。气孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。
由于焊接参数选择不当,或操作方法不正确,沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。
焊接过程中,熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。
单面熔化焊时,由于焊接工艺不当,造成焊缝金属过量透过背面,而使焊缝正面塌陷,背面凸起的现象。
在焊接应力及其他致脆因素共同作用下,焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。
焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。包括结晶裂纹、
在焊缝金属结晶后期,由于低熔点共晶形成的液态薄膜削弱了晶粒间的联结,在稍高于固相线的温度区间产生的沿奥氏体晶界开裂的裂纹。
在固相线以下再结晶温度区间,由晶格缺陷发生移动和聚集而形成的二次边界处于低塑性状态,
在焊接热循环峰值温度作用下,在焊接热影响区和多层焊的层间发生重熔,在固相线以下稍低温度和焊接应力作用下产生的沿晶裂纹。
s
焊接接头冷却到室温后,在淬硬组织、氢和拘束应力作用下,并经一定时间(几小时、几天、甚
淬硬脆化裂纹
低塑性脆化裂纹
在较低温度下(约以下),由于被焊材料的塑性储备不足而产生的裂纹。
厚钢板焊接结构,于600℃~ 进行消除应力热处理时,在热影响区的粗晶区产生的沿晶裂纹。
消除应力裂缝
焊件在一定温度范围内再次加热时,由于高温及残余应力共同作用而产生的晶间裂纹。
焊接时,在焊接构件的热影响区附近,沿钢板轧层形成的呈阶梯状的一种裂纹。
将熔融状态的喷涂材料,通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上,形成喷涂层的一种金属表面加工方法。
利用氧乙炔气混合的爆炸能量产生的冲击波,将粉末材料以极高的速度冲击到材料的基体表面。
由于速度高、冲击力大,形成的涂层十分坚硬、光洁、致密、结合强度高。
超音速喷涂是爆炸喷涂的一种,其差异在于超音速喷涂的设备简便,粉末冲击到材料的基体表面的速度高于爆炸喷涂。
采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却,以获得预期的金属组织与性能的工艺。
钢加热和冷却时发生相转变的温度。α铁加热到以上就变成为γ铁,如果再冷却到以下又变为α铁,此转变温度称为A3转变温度,对于碳含量小于0.77%铁碳合金,该转变温度随碳含量的增加而降低;碳含量为0.77%时的转变温度称为转变温度;碳含量大于0.77%时的转变温度称为 AcmC1C3r1r3代表冷却时的转变温度。这些转变温度简称为临界点,或叫临界温度。有时还把AC3
C1C3以上以获得部分或全部奥氏体组织的过程。进行奥氏体化的保温温度和保温时间分别称为奥氏体化温度和奥氏体化时间。奥氏体化大致分为四个阶段,即奥氏体晶核的形成,奥氏体长大直至全部形成奥氏体,残余碳化物的溶解,奥氏体的均匀化。
过冷奥氏体转变图 transformation diagram of super-cooled austenite
描述钢经奥氏体化后,冷却到相变点以下温度区域时,过冷奥氏体向珠光体、贝氏体、马氏体转变开始和结束与温度(纵坐标)、时间(横坐标)关系的综合动力学曲线图。
过冷奥氏体等温转变 isothermal transformation of super-cooled austenite
r1r3)以下某一温度,然后在该温度保持等温,使奥氏体过冷至该温度并在该温度下发生的转变。
过冷奥氏体等温转变曲线 isothermal transformation curve of super-cooled austenite
过冷奥氏体在不同温度等温保持时,温度、时间与奥氏体转变产物的类型及其所占百分数(转变开始及转变终止)之间的关系曲线。等温转变曲线纵坐标为温度,横坐标为时间(对数坐标)故又称为时间一温度转变曲线,即TTT曲线(time temperature transformation curve)。由于等温转变曲线通常呈S形状,故又称为S曲线。
过冷奥氏体连续冷却转变曲线 continuous cooling transformation curve of super-cooled austenite
工件奥氏体化后连续冷却过程中,过冷奥氏体开始转变及转变终止的时间、温度及转变产物与冷却速度之间的关系曲线,又称CCT曲线。
奥氏体稳定化处理 austenite stabilization treatment
使溶质原子从固溶体中以化合物形式充分析出,以减少材料的室温时效硬化倾向,增加尺寸稳定性和抗晶间腐蚀性的热处理方法。通常用于不锈钢的处理。
将固溶度随温度的升高而增大的合金,加热到单相固溶体相区内的适当温度,保温适当时间,以使原组织中的脱溶(析出)相溶入固溶体。有时人们把此工序与随后的急冷处理合并在一起,统称为固溶处理。
交货金属材料的最终塑性变形加工或最终热处理的状态。可分为经热处理交货和不经热处理交货两大类。经热处理交货的,按其最终热处理方式又分为退火、正火和高温回火等多种状态;不经热处理交货的,按其最终塑性变形加工方式可分为热轧(锻)、冷轧(拉)等多种状态。
化学热处理
将工件置于适当的活性介质中加热、保温,使一种或几种元素渗透入它的表层,以改变其化学成分、组织和性能的热处理。
表面热处理
局部热处理;
预备热处理
为调整原始组织,以保证工件最终热处理或(和)切削加工质量,预先进行热处理的工艺。
工件在真空炉中加热,使其表面基本不氧化,表面保持光亮的热处理。
保护气氛热处理 heat treatment in protective gases
高能束热处理 high energy heat treatment
利用激光、电子束、等离子弧、感应涡流或火焰等高功率密度能源加热工件的热处理工艺的总称。
稳定化处理;
为使工件在长期服役条件下,形状和尺寸变化能保持在规定范围内的热处理。
形变热处理 thermomechanical treatment
将金属材料的塑性变形和热处理结合,以提高工件力学性能的复合处理工艺。
将多种热处理工艺合理组合,以便更有效地改善工件使用性能的复合工艺。
恢复热处理 restoration heat treatment
指对长期运行后的热处理件(工件)在尚未发生不可恢复的损伤之前,通过一定的热处理工艺,
使其组织结构得以改善,使用性能或(和)几何尺寸得以恢复,服役寿命得以延长的热处理技术。
为减少畸变、避免开裂,在工件加热至最终温度前进行的一次或数次阶段性保温的过程。
加热速度;
工件或加热介质在工艺规定温度下恒温保持一定时间的操作。恒温保持的时间和温度分别称保温时间和保温温度。
热处理冷却过程中,在某一指定温度区间或某一温度下,工件温度随时间下降的速率。前者称为平均冷却速度,后者称为瞬时冷却速度。
工件在热处理炉中加热保温后,切断炉子能源,使工件随炉冷却的方式。
工件在热处理炉中加热保温后,切断炉子能源,使工件在空气中冷却的方式。
将钢加热到临界点以上30℃~,保温一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的一种热处
C3线以上30℃~,完全奥氏体化后缓慢冷却,获得接近平衡组织的一种退火。
不完全退火;
C1C3(C1Cm(
将钢加热到或线以上30℃~,并保持一定时间,随后快速冷却到稍低于线的温度(约640℃~),并在此温度下再保持一定时间(约2h~4h),使奥氏体全部转变为珠光体、贝氏体类组织后在空气中冷却的一种退火。
球化退火;
将钢加热到稍高于的温度(约740℃~),随后冷却到稍低于约680℃~700℃)的温度,再升温到稍高于的温度(约740℃~),随后再冷却到稍低于线的温度(约640℃~),如此重复冷却和加热数次,将工件中碳化物球状化一种退火。
扩散退火;
将工件加热到高于以上200℃~(约1050℃~)的温度,并经过长时间保温(约10h~15h),使元素扩散均匀以减轻或消除化学成分及显微组织(枝晶)偏析,达到均匀化目的的一种退火,又称为均匀化退火。
去应力退火;
为去除工件塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力及铸件内存在的残余应力,将钢加热到,线以下某一温度(约500℃~)经保温后随炉缓慢冷却的退火。
将经冷加工变形后的金属部件加热到适当温度并保温后,金属内形成新晶粒并长大,从而获得没有内应力和加工硬化的组织的软化过程。
再结晶退火 recrystallization annealing
将冷加工变形过的工件加热到再结晶温度以上,经一定时间保温后,通过再结晶使冷变形过程中产生的晶体学缺陷基本消失,重新形成均匀的等轴晶粒,以消除形变强化效应和残余应力的退火。
工件在可控气氛、惰性气体或真空中加热,使工件表面基本不被氧化、表面保持光亮的退火工艺。
预防白点退火
为防止工件在热变形加工后的冷却过程中,因氢呈气态析出而形成发裂(白点),在形变加工完结后直接进行的退火,其目的是使氢扩散到工件之外。
在工件组织不发生变化的条件下,通过低温加热、保温,使工件内的氢向外扩散进入大气中的退火。
中间退火;intermediate annealing;
为消除工件形变强化效应,改善塑性,便于实施后续工序而进行的工序间退火。
为使含钛或铌的不锈钢工件中形成碳化钛或碳化铌以代替碳化铬的一种热处理工艺。例如某些奥氏体不锈钢在附近进行稳定化退火,沉淀出TiC、NbC、TaC,以防止耐晶间腐蚀性能降低。
晶粒粗化退火
将工件加热到比正常退火较高的温度,保持较长时间,使晶粒粗化以改善材料切削加工性能的退火。
石墨化退火
为使铸件内莱氏体中的渗碳体或(和)游离渗碳体分解而进行的退火。
晶粒细化处理
将钢加热到AC3Cm以上~,使钢全部奥氏体化,并保温一定时间,随后在空气中冷却,使之得到珠光体型组织的热处理。
r1
工件(主要是铸锻件)进行两次或两次以上的正火,也叫两次正火或多重正火。
工件加热奥氏体化后,采用强制吹风快冷到珠光体转变区的某一温度,并保温以获得珠光体型组织,然后在空气中冷却的正火。
淬火;
将工件加热到临界温度以上保持一定时间,使奥氏体化并均匀化后,放入水、盐水或油中(个别
材料在空气中)急冷下来以获得马氏体或(和)贝氏体组织的一种热处理操作过程。
工件加热奥氏体化后,快冷到贝氏体转变温度区间等温保持一段时间,使奥氏体转变为贝氏体的淬火,亦称为贝氏体等温淬火。
C1Cm之间的某一温度,保温一定时间,然后保留一定数量未溶颗粒状碳化物,使淬火后钢具有最大的硬度和耐磨性的淬火。
将工件加热到临界温度以上保持一定时间后,先在稍高于马氏体转变温度的溶盐中冷却,并在此温度停留一段时间使工件温度均匀一致后,在贝氏体转变未开始前,再移入另一种冷却介质(油或空气)中冷却至室温的淬火,又称为马氏体分级淬火。
单液淬火
将钢件加热到临界温度以上保持一定时间后,在一种淬火剂中冷却的热处理操作过程。
双液淬火;
工件加热奥氏体化后,先在冷却能力强的淬火剂中冷却,在组织即将发生马氏体转变时,迅速地将钢件转移到冷却能力较弱的淬火剂中冷却(如先水后油)的热处理操作过程。
将工件表面迅速加热到临界温度以上,然后用水或乳状液喷射工件表面的淬火。其中包括感应淬火、火焰淬火、电子束淬火等。
电子束淬火
激光淬火;laser transformation hardening
火焰淬火;
利用温度高达3200℃左右的氧乙炔火焰快速将工件表面加热到临界温度以上(AC3
)
将工件放入铜制的线圈里,然后线圈通以高频交流电(频率为10kHz~500kHz),依靠工件表面
产生的感应电流使工件表面迅速达到淬火温度,随后快速冷却,仅使工件表面发生马氏体相变,使工件表面淬硬的淬火。
电解液淬火
将工件预淬硬部位浸入电解液中接阴极,电解液槽接阳极,通电后由于阴极效应而将浸入部位加热奥氏体化,断电后被电解液冷却的淬火。
光亮淬火;
工件在可控气氛、惰性气体或真空中加热,并在适当的介质中冷却,或盐浴加热后在碱浴中冷却,以获得光亮或光洁金属表面的淬火。
工件热加工成形后,直接由高温淬冷的淬火。常用的是锻造余热淬火。
冷处理;
将淬火后的钢件立即置于O℃以下的低温介质~)中继续冷却,然后在空气中恢复
到室温,使淬火工件的残余奥氏体转变为马氏体的一种热处理操作过程。
指钢在正常淬火条件下,以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度来表征的材料特性,也叫可硬性。
表征钢在淬火时能够得到的淬硬层深度,也称可淬性,是衡量不同钢种接受淬火能力强弱的重要指标。为便于用金相和硬度鉴别,人为规定以50%马氏体处为淬硬层深度。
淬硬层;
有效淬硬深度
从淬硬的工件表面量至规定硬度值(一般为550HV)处的垂直距离。
C1以下的某一温度,并保持一定时间,随后在油中或空气中冷却到室温的一种热处理操作过程。
低温回火;
将淬火后的工件重新加热到~,并保持一定时间,随后在空气或油中冷却的回火。
中温回火 medium temperature tempering
将淬火后的工件重新加热到~,并保持一定时间,随后在空气或油中冷却的回火。
高温回火 high temperature tempering
将淬火后的工件重新加热到~,并保持一定时间,随后在空气或油中冷却的回火。9.5.5
s点较高而白发地发生回火的现象。低碳钢在淬火冷却时就会发生这种现象。
淬硬钢在回火过程中抵抗硬度值下降即抵抗软化的能力,又称抗(或耐)回火性。
调质 quenching and high temperature tempering
将工件加热到比淬火温度高1O℃~,保温后进行淬火,然后在~下进行高温回火,即淬火后随即进行高温回火的一种复合热处理操作过程。
含一种或数种足够浓度钨、钼、钒、铬等强碳化物形成元素的合金钢,经过淬火和回火处理后,
当回火温度上升到450℃~,出现材料硬度下降趋势显著减缓或重新上升的现象。这种硬化现象是由于碳化物弥散析出和(或)残留奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致。
工件经固溶处理或淬火后,在室温或高于室温的适当温度下保温,以达到沉淀硬化的目的一种热处理操作过程。耐热钢或耐热合金制的高温部件在长期运行过程中,从过饱和固溶体内析出一些强化相质点而使金属的性能(主要是力学性能和蠕变极限等)随时间发生变化的现象,也称时效。它是固溶体脱溶过程或脱溶分解的简称。
将工件长时期(半年至一年或更长时间)放置在室温或露天条件下发生的时效。
将钢加热到O℃~并长期保温(10h~20h)后随炉或取出在空气中冷却到室温的时效。
在塑性变形时或变形后钢中的溶质组元(如碳、氮)与位错交互作用而引起钢的性能变化过程。
性能的变化发生在变形之后的称为静态应变时效,性能的变化与塑性应变同时发生的称为动态应变时效。
工件经固溶处理后,用比能获得最佳力学性能高得多的温度或长得多的时间进行的时效处理。
化学表面热处理
将钢件放在活性介质中,加热到一定温度并保温足够时间后,使钢件的表面层渗入活性元素,以改变钢件表面层的化学成分、组织和性能的一种热处理操作过程。
渗碳;
为提高工件表层的含碳量并形成一定的碳含量梯度,将工件在渗碳介质中加热、保温,使碳原子渗入工件表层的化学热处理工艺。
将工件装入密闭的渗碳炉内,通入气体化学剂或液体化学剂,在高温下分解出活性碳原子渗入到工件表面,以获得高碳表面层的一种渗碳工艺。
固体渗碳;solid carburizing;box carburizing;
将工件放在填充粒状渗碳剂的密闭渗碳箱中,再将箱放入加热炉中加热到渗碳温度并保持一定时间,使活性碳原子渗入到工件表面的一种渗碳工艺。
渗碳层;
渗碳层深度;
由渗碳工件表面向内至碳含量为规定值(一般为0.4%C)处的垂直距离。
渗氮;
在一定温度和一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺,亦称氮化。
在奥氏体状态下,同时将碳和氮渗透入工件表层,并以渗碳为主的化学热处理工艺。
液体碳氮共渗;
气体碳氮共渗;
工件在空气-水蒸气或化学药物的溶液中在室温或加热到适当温度,在工件表面形成一层蓝色或黑色氧化膜以改善其耐蚀性和外观的表面处理工艺,也叫发黑。
以400kPa~600kPa的压缩空气将砂粒高速喷射到工件的表面上,以清除工件表面的氧化皮和粘附物的一种操作。为减少喷砂粉尘对环境和人体的危害,现多采用液体喷砂。
利用喷丸器或喷嘴将钢丸高速射向工件表面,以清除工件表面的氧化皮和粘附物的一种操作。如果抛射速度足够大,可在工件表面形成压应力,达到提高工件疲劳强度的目的。
工件表面的金属原子与介质中的氧、二氧化碳和水蒸气等发生化学反应而生成氧化物的现象。
高温氧化 high temperature oxidization
工件加热时,介质中的氧沿工件表层的晶界向内扩散,发生晶界合金元素氧化的过程。
金属材料在室温或高温下抵抗氧化的能力。可采用失重法或增重法测定,以试样在氧化过程中,
在一定时间内金属的重量变化或厚度变化量来表示。钢的抗氧化性一般分为5级。
表面氧化层厚度
在被观察的时间间隔内金属表面生成的氧化层(腐蚀产物的薄膜)的平均厚度。
金属材料在室温或高温条件下,抵抗各种腐蚀介质对其进行化学侵蚀的能力,主要为耐腐蚀性和抗氧化性。
金属与周围介质直接起化学作用而产生的腐蚀。其特点是腐蚀过程不产生电流,且腐蚀产物沉积在金属表面上。它包括气体腐蚀和金属在非电解质中的腐蚀两种形式。
电化学腐蚀
金属与酸、碱、盐等电解质溶液接触时发生作用而引起的腐蚀。其特点是腐蚀过程中有电流产生,腐蚀产物不覆盖在作为阳极的金属表面上,而是在距离阳极金属的一定距离处。
在金属材料的整个暴露表面或大面积上均匀地发生化学或电化学反应,金属宏观变薄的现象,被称为均匀腐蚀。又叫一般腐蚀或连续腐蚀。
与环境接触的金属表面局限于某些区域发生的腐蚀。按腐蚀形态可分为点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀等。
金属的大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微,而局部被腐蚀成为一些小而深的点孔的腐蚀现象,
又称为孔蚀。它常在静止的介质中发生,且通常沿重力方向发展,其危害较大。
当构件具有缝隙或覆盖沉积物表面暴露在腐蚀介质中时,在缝隙局部范围内发生的腐蚀。如金属铆接处、螺栓连接处和金属表面沉积物下面的腐蚀等。
当两种不同金属或合金在介质中相偶接时,由于腐蚀电池的作用,电位较负的金属腐蚀速度加大,而电位较正的金属受到了保护。这种腐蚀被称为电偶腐蚀,又称接触腐蚀或异种金属腐蚀。
晶间腐蚀
金属材料在某些腐蚀介质(如 NaOH)中,沿着或紧靠金属晶粒边界发生腐蚀的现象。发生晶间
腐蚀后,金属的外形尺寸几乎不变,大多数仍能保持金属光泽,但金属的强度和延性显著下降,其危害很大。
合金中某些组成元素或某组织在腐蚀过程中不按其在合金中所占比例进行反应所发生的合金腐
金属或它的氧化物与含有微量硫及其他一些杂质的烟气、燃气相接触,在其表面形成一层溶盐灰分的膜,在氧化气氛中引起金属的加速氧化,称为金属的热腐蚀。
由于氢的存在使材料产生不可逆损伤、塑性下降,以及低应力下的滞后断裂,总称为氢脆,也称为氢损伤。
金属在持久拉应力(包括外加载荷、热应力及冷加工、热加工或焊接后的残余应力等)和特定的
腐蚀介质联合作用下出现的腐蚀现象。由应力腐蚀导致构件的脆性断裂称为应力腐蚀断裂。
在大气环境下,通过金属表面液膜的扩散发生氧化极化的电化学腐蚀为大气腐蚀。按金属表面电解液膜层的存在和状态不同可分为干大气腐蚀、潮大气腐蚀和湿大气腐蚀三类。
水介质中腐蚀 corrosion in aqueous environment
金属材料在水介质中发生的腐蚀,属电化学腐蚀,通常受阴极过程控制。
锅炉用金属,由于局部区域出现碱性介质(如氢氧化钠溶液)的浓缩,使之在拉应力区产生沿晶-穿晶型腐蚀裂纹的现象,但金属组织并未发生变化。苛性脆化也称为碱致脆化。
由冲刷和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。即在腐蚀流体高速作用下,金属以溶解的离子状态脱离表面或生成固态腐蚀产物,然后受机械冲刷而脱离金属表面的过程。
指将试样置于试验介质中,经一定时间后,通过测量其质量变化可求得材料的全面腐蚀(即均匀
腐蚀)速度。可以用单位时间、单位面积上的质量损失来表示,也可以用年腐蚀深度来表示。
由腐蚀和气泡联合作用而产生的材料破坏过程,又叫空泡腐蚀。由于气泡在压强高的区域破裂时产生很大的冲击压强,使气泡破裂处的金属表面膜破坏,发生塑性变形或使金属脆性开裂。
凝汽器铜管在使用过程中,接触冷却水的内壁,锌优先被腐蚀溶于水中,使铜管表面遗留下海棉状纯铜的过程。可分为均匀层状脱锌、点状脱锌和晶界脱锌三种。
金相检验 metallographic examination
泛指对金属的宏观组织和微观组织进行的检验。检验方法见GB/T 13298。
光学金相显微分析 optical microscopic structure inspectio
用光学显微镜观察、鉴别和分析金属的显微组织及显微缺陷的方法。显微组织包括相的组成、数量、形态、大小和分布。显微缺陷包括各种非金属夹杂物、裂纹、显微孔洞、珠光体球化程度、石墨化程度、脱碳、过烧、过热等。
将预制的复型材料与经过研磨、抛光和浸蚀并显示出显微组织的金属表面贴合的方法取得部件金属组织形貌的复型(负面)的技术。复型材料有有机玻璃和醋酸纤维纸(AC纸)等。检验方法见