鋁合金在剛淬火后，強度和硬度并不高，塑性很好；但放置幾天后，強度和硬度會顯著提高，而塑性則明顯下降。鋁合金的這種淬火后力學性能隨時間延長而顯著提高的現象，稱為時效硬化現象，這一過程稱為時效。鋁沒有同素異構轉變，在近鋁端處亦沒有共析轉變，只有固態溶解度隨溫度變化的曲線。將鋁合金固溶處理時，高溫下的過飽和α固溶體被原封不動地保留到室溫。但是這種過飽和固溶體在室溫下處于不平衡狀態，有脫溶分解和析出強化相而趨于穩定的傾向。隨著時間的延長，強化相逐漸脫溶而使合金強度硬度提高，即所謂時效硬化。時效有自然時效和人工時效兩種方式。

不完全退火是將鋼加熱至Ac1~Ac3（亞共析鋼）或Ac1~Accm（過共析鋼）之間，經保溫后緩慢冷卻以獲得相近于平衡組織的熱處理工藝。由于加熱至兩相區溫度，因此基本上不改變先共析鐵素體或滲碳體的形態及分布。如果亞共析鋼原始組織中的鐵素體已均勻細小，只是珠光體片間距小，硬度偏高，內應力較大，那么只要進行不完全退火即可達到降低硬度，消除內應力的目的。由于不完全退火的加熱溫度低、時間短，因此對于亞共析鋼鍛件來說，若其鍛造工藝正常，鋼的原始組織分布合適，則可采用不完全退火代替完全退火。

許多機械零件如汽車、拖拉機齒輪，內燃機凸輪，活塞銷等工作條件比較復雜，一方面零件表面承受強烈的摩擦和交變應力的作用，另一方面又經常承受較強烈的沖擊載荷作用，這類零件要求鋼表面具有高硬度，心部要有較高的韌性和足夠的強度。為了滿足這樣的工作條件，常選用合金滲碳鋼。對合金滲碳鋼的基本性能要求是經滲碳、、淬火和低溫回火后，表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有足夠的強度和韌性。一般合金滲碳鋼碳的質量分數wc=0.10%~0.25%（也可適當提高至wc=0.3%），以保證滲碳零件心部有較高的塑性和韌性。合金滲碳鋼中，主加元素為鉻

不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的統稱。能抵抗大氣腐蝕的鋼稱為不銹鋼。而在一些化學介質（如酸類）中能抵抗腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。一般不銹鋼不一定耐酸，而耐酸鋼則一般都具有良好的耐蝕性。金屬的腐蝕是指金屬與周圍介質發生化學或電化學作用而引起其表層變質、損耗甚至破壞的現象。根據腐蝕過程進行的機理不同，可以將腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。電化學腐蝕是由金屬與周圍介質之間作用而引起的。電化學腐蝕的基本特點是：在金屬不斷受到破壞的同時還有電流產生。大部分金屬的腐蝕屬于電化學腐蝕。當兩種電極電位不同的金屬互相接觸，而且有電解質溶液存在時

可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵經熱處理得到的一種高強度鑄鐵，其石墨呈團絮狀，削弱了石墨對基體的割裂作用和應力集中效應，因此可鍛鑄鐵具有較高的強度，而且具有一定的塑性和韌性。由于塑性比灰鑄鐵好，又叫做展性鑄鐵或韌性鑄鐵，可鍛鑄鐵特別適宜于大量生產形狀復雜的薄壁小件，甚至可以鑄造質量為數十克和壁厚在2mm以下的鑄件?？慑戣T鐵可部分地代替鑄鋼、合金鋼和非鐵金屬材料，廣泛應用于許多工業部門?？慑戣T鐵化學成分的一般范圍見表1。從表中可見，其碳、硅的質量分數低，碳和硅在促進石墨化和改善鑄造性能方面的作用基本相似，都是強烈促進石墨化的元素

淬火碳鋼回火時，隨著回火溫度的升高和回火時間的延長，相應地要發生如下幾種轉變。(1)馬氏體中碳的偏聚  在80℃以下很低的溫度回火時，鐵原子和合金元素難以進行擴散遷移，碳原子也只能作短距離的遷移。板條馬氏體內存在大量的位錯，碳原子傾向于偏聚在位錯線附近的間隙位置，降低馬氏體的彈性畸變能。片狀馬氏體的亞結構主要是孿晶，除少量碳原子向位錯線偏聚外，大量碳原子將向垂直于馬氏體c軸的(100)面富集，形成小片富碳區。碳原子的偏聚現象不能用金相方法直接觀察到，但可用電阻法或內耗法間接證實，因為碳在馬氏體一

再結晶退火是將冷變形后的金屬加熱到再結晶溫度以上，保溫適當時間后，使變形晶粒重新轉變為新的均勻等軸晶粒，同時消除加工硬化和殘留應力的熱處理工藝。經過再結晶退火，鋼的組織和性能恢復到冷變形前的狀態。再結晶退火既可作為鋼材或其他合金多道冷變形之間的中間退火，又可作為冷變形鋼材或其他合金成品的最終熱處理。再結晶退火溫度與金屬的化學成分和冷變形量有關。當鋼處于臨界變形量(2%~10%)時，應采用正火或完全退火來代替再結晶退火。一般鋼材的再結晶退火溫度為650~700℃，保溫時間為1～3h，通常在空氣中冷卻。

正火后回火的目的一般是主要針對于大截面零件而言的有以下作用，非常重要：1、對于像電機軸、壓機容器等零件（材質一般為碳鋼或低合金結構鋼）而言，正火+高溫回火就是其最終熱處理，因此正火后及時回火處理能有效的穩定組織及尺寸，進一步消除工件內應力，對提高綜合力學性能有明顯作用；2、對于大型鍛件而言，正火后及時高溫回火（一般還在中間加一次過冷）除了能達到前面所述之目的外，還有擴氫的重要作用，特別是高淬透性鋼，（氫是產生白點的因素）而大鍛件若內部產生了白點的話一般都要報廢。所以重要零件（或特殊材料）正火+高溫回火是十分必要的。

低合金刃具鋼是在碳素工具鋼的基礎上為改進其淬透性差、淬火易變形、開裂和熱硬性不足等缺陷加入少量合金元素（一般質量分數不高于SU/o）發展而來的。主要用于制造尺寸精度要求較高且形狀、截面較復雜，但對熱硬性要求不太高的刃具，如鉸刀、絲錐、板牙及輕型模具等。低合金刃具鋼碳的質量分數為wc=0.8%~1.5%，用以保證高的硬度和耐磨性。常加入的合金元素有鉻、錳、硅等，以提高鋼的淬透性和耐回火性，使鋼在200～300℃時仍保持高的硬度（60HRC以上）。還有少量的鎢、釩、鉬等元素，可進一步改善鋼的硬度和耐磨性，細化晶粒，改善

合金調質鋼通常是指經調質處理后使用的合金鋼。主要用于制造承受很大變動載荷與沖擊載荷或各種復合應力的零件（如機床主軸、連桿、螺栓以及各種軸類零件等），這類零件要求鋼材具有較高的綜合力學性能，即強度、硬度、塑性、韌性有良好的配合。為了保證零件整個截面力學性能的均勻性，還要求鋼具有良好的淬透性。1、化學成分 合金調質鋼碳的質量分數一般在0.25%~0.5%之間。碳的質量分數過低，不易淬硬，回火后強度不足；若碳的質量分數過高，則韌性差，在使用過程中易產生脆性斷裂。因合金元素起了強化作用，相當于代替了一部分碳量，故

鋼在控制軋制變形過程中或變形之后，鋼組織的再結晶對鋼的控制軋制起決定性作用，其中控制軋制時變形溫度尤為重要。因此，根據鋼在控制軋制時所處的溫度范圍，將控制軋制分為以下三個階段。1)奧氏體再結晶區控制軋制（又稱Ⅰ型控制軋制）。如圖1a所示，奧氏體再結晶區控制軋制是將鋼加熱到奧氏體再結晶溫度以上進行軋制，使變形與再結晶（動態再結晶）同時進行，經過變形和再結晶的不斷交替發生，使奧氏體晶粒逐步細化，變形后急冷至室溫，以固定變形時形成的組織，然后進行回火或時效。為了不使再結晶后的奧氏體晶粒長大，要嚴格控制臨近終軋的幾個道次的

碳素工具鋼主要用于制作各種小型工具。它的碳質量分數為0. 65%～1. 35%。經過淬火及低溫回火處理后可獲得高硬度、高耐磨性。碳素工具鋼分為優質級(WS≤0. 03%，Wp≤0.035%)和高級優質級（Ws≤0.02%，Wp≤0. 03%）兩大類。這類鋼號命名的方法是“碳”的漢語拼音“T”加上碳質量分數的千分數。如T10，表示碳的質量分數千分之十即1. 0%的碳素工具鋼。對于高級優質的碳素工具鋼須在鋼號尾部加“A”，如

熱作模具鋼是指用來制造熱態（指熱態下固體或液體）下對金屬或合金進行變形加工的模具的鋼，如制造熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄型等。熱作模具工作時通過擠、沖、壓等迫使熱金屬迅速變形，模具工作時承受強烈的摩擦，并承受較高溫度和大的沖擊力，另外模膛還受到熾熱金屬和冷卻介質的交替反復作用而產生的熱應力，模膛表面容易產生熱疲勞裂紋。因此，要求熱作模具鋼在400~600℃應具有較高的強度、韌性，足夠的硬度和耐磨性，以及良好的淬透性、抗熱疲勞性和抗氧化性，同時還要求導熱性好，以避免模膛表面溫度過高。熱作模具鋼碳的質量分數在0.3%~0.6

感應淬火是利用電磁感應原理，在工件表面產生密度很高的感應電流，產生表面效應或趨膚效應，并使工件迅速加熱至奧氏體狀態，隨后快速冷卻（通常采用噴射冷卻法）獲得馬氏體組織的淬火方法。感應圈用純銅管制作，內通冷卻水。當工件表面在感應圈內加熱到相變溫度時，立即噴水或浸水冷卻，實現表面淬火工藝。感應淬火和普通加熱淬火相比具有加熱速度快，加熱效率高，淬火變形小，工件質量好，經濟環保等優點，因此得到廣泛應用。根據電流頻率，可將感應淬火分為三類：高頻感應淬火，常用電流頻率為80~1000kHz，可獲得的表面硬化層深度為0.5~2mm

鋼的均勻化退火是將鋼錠、鑄件或鍛坯加熱至略低于固相線的溫度長時間保溫，然后緩慢冷卻以消除化學成分不均勻現象的熱處理工藝，曾稱為擴散退火。其目的是消除鑄錠或鑄件在凝固過程中產生的枝晶偏析及區域偏析，使成分和組織均勻化。為使各元素在奧氏體中充分擴散，均勻化退火加熱溫度很高，通常為Ac3或Accm以上150~300℃，具體加熱溫度視偏析程度和鋼種而定。碳素鋼一般為1100~1200℃，合金鋼多采用1200~1300℃。保溫時間也與偏析程度和鋼種有關，通?？梢雷畲笥行Ы孛婊蜓b爐量大小而定，一般均勻化退火時間為10~15h。

鋁合金的物理處理方法是通過采用一些機械的方式對鋁合金表面進行預加工處理，使其獲得一種更加平整或粗糙的表面效果。在這里只有兩種情況才會采用物理加工方法：一是為了獲得平整而光滑的表面；二是為了獲得粗糙化的表面。前者是為了消除鋁合金材料或鋁合金工件在加工過程中所形成的各種表面缺陷，為后續加工提供一個合格的基準表面；后者可以通過粗糙化處理來掩蓋一些輕微的缺陷而得到一個可用于裝飾或功能用途的表面效果。鋁合金制品加工所用的材料可分為鑄造材料、鍛造材料及各種板材、型材、棒材等。其加工方法有鑄造法、壓鑄法、沖壓法、拉伸法、剪切法、

鑄鐵在結晶過程中的冷卻速度對石墨化的影響很大。若冷卻速度較大，因碳原子來不及擴散則石墨化難以充分進行，碳容易以滲碳體的形式存在，從而得到硬脆的白口組織；若冷卻速度較小，碳原子有充分的時間進行擴散，而有利于石墨化的進行。在鑄造生產中，冷卻速度的大小主要決定于澆注溫度、鑄件壁厚、鑄型材料等。澆注溫度較高，金屬液體在凝固前有足夠的熱量預熱鑄型，使鑄件在結晶過程中具有較低的冷卻速度，從而有利于石墨化的進行。對于薄壁鑄件，由于冷卻速度較快，容易得到白口組織，要獲得灰口組織就應增大壁厚或增加鑄鐵中碳、硅含量。相反厚大鑄件，為避

按對石墨化的作用不同，化學元素（主要是合金元素）可分為兩大類。第一類是促進石墨化的元素。如鑄鐵中的碳、硅等，其中碳、硅是強烈促進石墨化的元素。鑄鐵中碳、硅的含量越高，越有利于石墨化的進行。這是因為隨著碳的質量分數的增加，液態鑄鐵中石墨晶核數目增多，故促進了石墨化；而硅與鐵原子結合力較強，從而削弱了鐵、碳原子間的結合力，而且還會使共晶點的碳的質量分數降低，共晶轉變溫度升高，這都有利于石墨的析出。硅對石墨化的影響與其含量有關，鑄鐵中的硅質量分數在3.0%以下時，促進石墨化的作用比較強烈，特別是硅質量分數在1.0%~2.

火焰淬火法是將氧乙炔或氧煤氣的混合氣體燃燒的火焰，噴射在零件表面上，進行快速加熱，當達到淬火溫度后，立即噴水或用乳化液進行冷卻的一種方法，如圖所示?；鹧娲慊疬m用于碳質量分數為0. 3%~0.7%的鋼，常用的有35鋼、45鋼，以及合金結構鋼，如40Cr、65Mn等。如果含碳量太低，淬火后硬度低，而碳和合金元素含量過高，則容易淬裂?；鹧娲慊鸬拇阃笇由疃纫话銥?~ 6mm?；鹧娲慊鸬脑O備簡單、淬火速度快、變形小，適用于局部磨損的工件，如軸、齒輪、軌道、行車走輪等，用于特大件，更為經濟有利。但火焰淬火容易過熱，淬火效果不穩

正確選擇制造金屬型各部分的材料，是提高金屬型壽命及降低制造成本的主要手段。制造金屬型的材料一般應具有下列條件：1)具有足夠的高溫強度，即在高溫下不易被軟化、變形。2)具有一定的熱穩定性，包括高溫下組織的抗生長性、抗氧化性、耐蝕性及高溫下不與鑄造合金熔接等性能。3)具有一定的抗疲勞強度，即在交變溫度作用下內應力要小，不易產生翹曲、變形以及裂紋等缺陷。4)具有足夠的強度和韌性，能可靠地承受各種機械力的作用。5)鑄造性能及機械加工性能要好。6)材料來源廣泛，價格便宜。