材料导论07.pptx

7.1 铁铁 碳碳 合合 金金 +ACDEF 过共晶过共晶白铸铁白铸铁1148G 9127272.114.3亚共晶亚共晶白铸铁白铸铁B0.53N0.17H139415381495d d+L+L+d dd d+Fe3C+Fe3CFe3C0.77QPSLL+Fe3CKFe 1 2 3 4 5 6 6.691227亚亚共共析析钢钢过过共共析析钢钢工工业业纯纯铁铁C wt%7.1.1 碳钢碳钢Fe-Fe3C相图相图0.02亚共析钢冷却过程7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.1 碳钢碳钢0.4 0.8 +Fe3C0.02727 C温度温度 C+Fe3C 珠光体珠光体(Fe3C以珠光体以珠光体的形式存在）的形式存在）100%FeC wt%过共析钢冷却过程7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.1 碳钢碳钢+Fe3C0.02727 C温度温度 C+Fe3C 珠光体珠光体100%FeC wt%0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 Fe3C (相相以珠光体以珠光体的形式存在）的形式存在）7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.1 碳钢碳钢铁铁素素体体：即即 相相。碳碳与与BCC铁铁形形成成的的间间隙隙固固溶溶体体。碳碳的的溶溶解解度度在在共共析析温温 度度(727 C)处处 最最 高高,为为0.022wt%,是是较软的合金。较软的合金。BCC（体心立方）晶胞刚（体心立方）晶胞刚球模型球模型奥奥氏氏体体：即即 相相。碳碳 与与FCC铁铁形形成成的的间间隙隙固固溶溶体体。共共析析温温度度的的最最高高溶溶解解 度度 为为0.8wt%，1148 C下下的的最最高高溶溶解解度度为为2.11wt%。渗碳体：即化合物渗碳体：即化合物Fe3C,具有三方晶体结构，硬且脆。具有三方晶体结构，硬且脆。FCC（面心立方）晶（面心立方）晶胞刚球模型胞刚球模型马氏体：马氏体：由由 相快速冷却（淬火）得到的亚稳相，四方体心结相快速冷却（淬火）得到的亚稳相，四方体心结构，相图上看不到。它保持了构，相图上看不到。它保持了 相时的碳含量，坚硬而脆。相时的碳含量，坚硬而脆。7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.1 碳钢碳钢片状马氏体（片状马氏体（C0.6%)针状马氏体针状马氏体 1000（C0.6%)珠光体：珠光体：与与Fe3C形成的间层结构。共析组成（形成的间层结构。共析组成（0.8wt%C）的）的 相经缓慢冷却得到。硬度高于相经缓慢冷却得到。硬度高于 相，但远低于马氏体。相，但远低于马氏体。粗珠光体粗珠光体 细珠光体细珠光体贝氏体：贝氏体：Fe3C微粒分散于微粒分散于 基体中的微观结构。硬度介于珠光基体中的微观结构。硬度介于珠光体与马氏体之间，具有良好的延展性与韧性。是最希望得到的体与马氏体之间，具有良好的延展性与韧性。是最希望得到的微观结构。微观结构。上上贝贝氏氏体体马氏体马氏体铁素体铁素体渗碳体渗碳体下贝氏体下贝氏体马氏体马氏体铁素体铁素体渗碳体渗碳体Spheroidite(球状贝氏体）球状贝氏体）珠光体或贝氏体在略低于共析温度下珠光体或贝氏体在略低于共析温度下(700 C)长长时间（时间（24小时）保温生成小时）保温生成7.1.1 碳钢碳钢共析组成的碳钢称共析钢，碳含量低于共析共析组成的碳钢称共析钢，碳含量低于共析点的碳钢为亚共析钢，高于共析点的为过共点的碳钢为亚共析钢，高于共析点的为过共析钢。析钢。共析点为奥氏体（共析点为奥氏体（相）相）可存在的最低点，可存在的最低点，这一点的组成为这一点的组成为99.2%Fe0.8%C。这一点发生的共析反应为：这一点发生的共析反应为：+Fe3C，形成称为珠光体的平行片状微，形成称为珠光体的平行片状微结构。结构。珠珠光光体体的的强强度度与与硬硬度度取取决决于于冷冷却却速速度度。较较快快冷却速度生成的片层较多且细，强度较高。冷却速度生成的片层较多且细，强度较高。含含碳碳量量低低于于0.8%的的碳碳钢钢成成为为亚亚共共析析钢钢。含含碳碳量量高高于于0.8%，低低于于2.1%的的碳碳钢钢成成为为过过共析钢。共析钢。400-450C，30minM +Fe3C7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.1 碳钢碳钢回火回火回火马氏体回火马氏体（淬冷）马氏体(M)800700600500400 300200100404143 50 55 57100 101 102 103 104 105 106 温度温度 C起始线起始线终止线终止线共析温度共析温度粗珠光体粗珠光体细珠光体细珠光体上贝氏体上贝氏体下贝氏体下贝氏体硬度硬度HRC S1S2S3 Ms+Fe3C Fe3CABCD马氏体马氏体DF1F2F31小时小时1天天时间时间(s)TTT图+1132384066贝贝氏氏体体是是非非常常有有用用的的微微观观结结构构，它它在在硬硬度度、强强度度、韧韧性性之之间间取取得得了了最最好好的的综综合合。由由于于贝贝氏氏体体的的重重要要性性，需需要要找找到到一一个个途途径径，得得到到100贝贝氏氏体体。我我们们可可以以设设计计冷冷却却路路线线D：先先用用盐盐水水浴浴将将样样品品冷冷却却到到略略高高于于Ms（马马氏氏体体生生成成）的的温温度度，不不与与起起始始线线相相交交，然然后后在在该该温温度度保保持持足足够够长长的的时时间间，直直至至与与终终止止线线相相交交。相相的的转转变变完完成成后后，可可以以用用任任何何冷冷却却方方式式冷冷却却到到室室温温。这这样样就就能能得得到到完完全全贝贝氏氏体体结结构构，这这种种热热处处理理方方法法称称为为奥奥氏氏回火回火。4)回回 火火 回火是将亚稳的马氏体转变为稳定产物回火是将亚稳的马氏体转变为稳定产物+Fe3C的热处理过程。的热处理过程。虽然马氏体硬度很高，但我们还是宁愿牺虽然马氏体硬度很高，但我们还是宁愿牺牲一些硬度和强度，以得到韧性更高的产牲一些硬度和强度，以得到韧性更高的产物。此时需要的反应是物。此时需要的反应是M+Fe3C。理。理论上，回火可以在共析温度之下任何温度论上，回火可以在共析温度之下任何温度进行，但在实际操作中，回火一般为在进行，但在实际操作中，回火一般为在400450处理处理30min30min。如果。如果需要较高的硬需要较高的硬度，可以在度，可以在200 进行处理。进行处理。回火的产物称为回火马氏体。回火之后马氏体回火的产物称为回火马氏体。回火之后马氏体就不再存在，只有就不再存在，只有+Fe3C。Fe3C颗粒非常细颗粒非常细微，与贝氏体中相似，区别仅在于贝氏体中的微，与贝氏体中相似，区别仅在于贝氏体中的Fe3C颗粒稍有取向倾向，而回火马氏体中的颗颗粒稍有取向倾向，而回火马氏体中的颗粒为无规分布，二者的硬度、强度和韧性都非粒为无规分布，二者的硬度、强度和韧性都非常接近。因此，我们又有了另一条取得所需结常接近。因此，我们又有了另一条取得所需结构的途径：淬火构的途径：淬火-回火。这一途径比奥氏回火更回火。这一途径比奥氏回火更容易操作。这就是马氏体作为中间产物的意义。容易操作。这就是马氏体作为中间产物的意义。奥氏回火：其处理温度与回火相当，且是由奥奥氏回火：其处理温度与回火相当，且是由奥氏体直接转变为贝氏体，故称奥氏回火。氏体直接转变为贝氏体，故称奥氏回火。7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.1 碳钢碳钢共析钢以不同方式冷却后的相态与微观结构共析钢以不同方式冷却后的相态与微观结构7.1 铁碳合金铁碳合金引入合金元素的理由：引入合金元素的理由：1.固溶强化固溶强化2.提高耐腐蚀性提高耐腐蚀性3.提高机加工性提高机加工性4.提高淬透性提高淬透性7.1.2 合金钢合金钢7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.2 合金钢合金钢含含碳碳量量与与淬淬透透性性的的关关系系 25 50 75 10060 50 40 30 20表面硬度HRC样品直径mm1095105010401030Jominy端部淬火法7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.2 合金钢合金钢5 10 15 20 25 冷却水冷却水奥氏体奥氏体样品样品离淬火端的距离离淬火端的距离mm样品上的硬度样品上的硬度高淬透性高淬透性低淬透性低淬透性硬度硬度HRC605040302010合金元素的主要作用合金元素的主要作用7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.2 合金钢合金钢7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.3 工具钢工具钢与合金钢与合金钢的主要区的主要区别在于加别在于加工方式工方式热加工钢热加工钢防震钢防震钢高速钢高速钢冷加工钢（模具）冷加工钢（模具）碳钢合金钢工具钢碳钢合金钢工具钢组成组成基本：基本：Fe+C+Mn Fe+C+MnFe+C+Mn可加：可加：S，P Cr,Ni,Mo,V,S,Pb,Al Cr,Ni,Mo,V,S,Pb,Al,Si,W,Co微观结构微观结构 硬相：马氏体硬相：马氏体 马氏体马氏体 马氏体马氏体 合金元素碳化物合金元素碳化物 软相：软相：铁素体珠光体铁素体珠光体 铁素体珠光体铁素体珠光体 铁素体碳化物铁素体碳化物 三类钢的异同三类钢的异同三类钢的异同碳钢合金钢工具钢碳钢合金钢工具钢MsMsMsMf淬透性淬透性硬度硬度耐磨性耐磨性温度温度HRC磨损磨损体积体积时间时间回火温度回火温度时间时间不锈钢是铁、铬与其它元素的合金，可以抵御许多环境的不锈钢是铁、铬与其它元素的合金，可以抵御许多环境的腐蚀。腐蚀。铁铬合金必须具备两个条件才能称为不锈钢。铁铬合金必须具备两个条件才能称为不锈钢。一是铬必须超过一是铬必须超过10.5%（质量分数），因为这是抵御腐蚀的（质量分数），因为这是抵御腐蚀的最低含量。最低含量。第二个条件是合金必须具有钝性。有些工具钢含铬量高达第二个条件是合金必须具有钝性。有些工具钢含铬量高达12，但由于碳含量太高，并不具备应有的钝性，也不能，但由于碳含量太高，并不具备应有的钝性，也不能称为不锈钢。称为不锈钢。不锈钢应定义为含铬量不低于不锈钢应定义为含铬量不低于10.5%，具有氧化环境钝性的，具有氧化环境钝性的钢。钢。7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.4 不锈钢不锈钢腐蚀速率与铬含量的关系7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.4 不锈钢不锈钢0 2 4 68 10 12 14 16 18 20wt%铬铬腐蚀速率腐蚀速率109cm3/年年140120100 80 6040207.1 铁碳合金铁碳合金7.1.4 不锈钢不锈钢五类不锈钢五类不锈钢铁素体：铁铁素体：铁-铬铬+低含量碳低含量碳马氏体：铁马氏体：铁-铬铬+高含量碳高含量碳奥氏体：铁奥氏体：铁-铬铬-镍镍+低含量碳低含量碳沉淀强化：铁沉淀强化：铁-铬铬+低含量碳低含量碳+沉淀元素沉淀元素二元：铁素体二元：铁素体+奥氏体奥氏体7.1 铁碳合金铁碳合金碳含量高于2%。只能用浇铸的方法，故名铸铁。钢中的碳或处于合金状态，或处于化合物Fe3C状态。铸铁碳或处于合金状态，或处于石墨的状态。+CDEF 过共晶过共晶白铸铁白铸铁1148G 9127272.114.3亚共晶亚共晶白铸铁白铸铁L+d d+Fe3C+Fe3CFe3C0.77QPSLL+Fe3CK1227亚亚共共析析钢钢过过共共析析钢钢工工业业纯纯铁铁Fe-Fe3C相图相图7.1.5 铸铁铸铁钢中的碳或处于合金状态，或处于钢中的碳或处于合金状态，或处于Fe3C状状态。而在铸铁中，碳或处于合金状态，或态。而在铸铁中，碳或处于合金状态，或处于石墨的状态。因此，铸铁中的碳可分处于石墨的状态。因此，铸铁中的碳可分为两部分，合金部分与石墨部分。而铸铁为两部分，合金部分与石墨部分。而铸铁本身也可视为一种复合材料，本身也可视为一种复合材料，石墨分散在石墨分散在钢的基体之中钢的基体之中，钢基的形态可以是铁素体、，钢基的形态可以是铁素体、珠光体或马氏体。铁素体基体的铸铁强度珠光体或马氏体。铁素体基体的铸铁强度较低，珠光体的强度较高，马氏体的最高。较低，珠光体的强度较高，马氏体的最高。Fe3C实际上是一种亚稳相，一定条件下能分解实际上是一种亚稳相，一定条件下能分解成铁和石墨：成铁和石墨：Fe3C 3 3FeC所以当合金中的碳含量超过溶解限度时，碳原所以当合金中的碳含量超过溶解限度时，碳原子可发展出两种结构，或是形成亚稳相子可发展出两种结构，或是形成亚稳相Fe3C，或是形成六方结构的石墨，这取决于加热或冷或是形成六方结构的石墨，这取决于加热或冷却的条件。却的条件。在钢的加工条件下，一般生成在钢的加工条件下，一般生成Fe3C，它也是钢，它也是钢材料所需要的。而在铸铁的加工过程中，一般材料所需要的。而在铸铁的加工过程中，一般需要碳从合金中析出形成石墨，这一过程称为需要碳从合金中析出形成石墨，这一过程称为石墨化。石墨化。合金中的碳含量超过溶解限度钢的加工条件铸铁加工过程形成亚稳相Fe3C石墨化7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.5 铸铁铸铁石墨硬度低且易于粉碎，使铸铁具有优异的切削性能石墨硬度低且易于粉碎，使铸铁具有优异的切削性能石墨在铸件凝固时产生的膨胀，减少了铸铁的体积收缩，石墨在铸件凝固时产生的膨胀，减少了铸铁的体积收缩，降低了铸件中的内应力降低了铸件中的内应力内润滑剂的作用内润滑剂的作用减振剂的作用减振剂的作用增韧的作用增韧的作用石墨赋予铸铁的特殊性能石墨赋予铸铁的特殊性能7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.5 铸铁铸铁可可根根据据石石墨墨在在基基体体中中的的形形态态对对铸铸铁铁进进行行分分类类。石石墨墨呈呈片片状状的的铸铸铁铁因因其其断断口口发发灰灰色色，称称灰灰口口铸铸铁铁或或灰灰铸铸铁铁；石石墨墨呈呈球球状状的的为为球球墨墨铸铸铁铁；石石墨墨呈呈蠕蠕虫虫状状的的称称蠕蠕墨墨铸铸铁铁；石石墨墨为为团团絮絮状状的的称称可可锻锻铸铸铁铁。还还有有一一种种铸铸铁铁不不经经热热处处理理，直直接接浇浇铸铸成成型型，材材料料中中不不含含石石墨墨，因因其其断断口口发发白白色色，称称为白铸铁。为白铸铁。(a)灰铸铁灰铸铁500 (b)球墨铸铁球墨铸铁200 (c)白铸铁白铸铁400 铁素体铁素体与渗碳体间与渗碳体间层结构层结构(d)可锻铸铁可锻铸铁(a)(b)(c)(d)7.1.5 铸铁铸铁灰铸铁中石墨的析出过程7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.5 铸铁铸铁 相相 1.39 2.11%冷却冷却2.11 0.77%二次石墨二次石墨L3.0 4.26%共晶共晶4.26 2.11%共晶石墨共晶石墨1.392.110.773.04.260.02共析共析0.77 0.02%共析石墨共析石墨石墨化的路线有两条石墨化的路线有两条：直接从液体和奥氏体中析：直接从液体和奥氏体中析出，或通过出，或通过Fe3C的分解获得。石墨的尺寸与分布的分解获得。石墨的尺寸与分布对铸铁的性能有较大影响，石墨的存在也赋予了对铸铁的性能有较大影响，石墨的存在也赋予了铸铁一些特殊性能：铸铁一些特殊性能：石墨硬度低且易于粉碎，使铸铁具有优异的切削石墨硬度低且易于粉碎，使铸铁具有优异的切削性能；性能；石墨在铸件凝固时产生的膨胀，减少了铸铁的体石墨在铸件凝固时产生的膨胀，减少了铸铁的体积收缩，降低了铸件的内应力；积收缩，降低了铸件的内应力；石墨起到内润滑剂的作用；石墨起到内润滑剂的作用；石墨起到减振剂的作用；石墨起到减振剂的作用；石墨起到增韧的作用。石墨起到增韧的作用。制备可锻铸铁的热处理过程7.1 铁碳合金铁碳合金7.1.5 铸铁铸铁温度温度缓慢加热临界温度渗碳体分解生成球墨奥氏体分解出碳与铁素体空气冷却或液体淬火时间7.2有色金属有色金属铝合金铝合金 铝是自然界蕴藏量最丰富的金属，地壳质量的铝是自然界蕴藏量最丰富的金属，地壳质量的8%为铝，许多岩石与矿物中都含有大量的铝。为铝，许多岩石与矿物中都含有大量的铝。作为一种金属材料，铝有三大优点：首先是质作为一种金属材料，铝有三大优点：首先是质量轻，比强度高；铝的相对密度为量轻，比强度高；铝的相对密度为2.72.7，除镁，除镁和铍以外，它是工程金属中最轻的。虽然强度和铍以外，它是工程金属中最轻的。虽然强度比铁合金低得多，但比强度却与之相仿；比铁合金低得多，但比强度却与之相仿；第第二二个个优优点点是是高高的的热热导导率率与与电电导导率率。其其电电导导率率为为铜铜的的6060，如如果果按按单单位位质质量量计计，铝铝的的电电导导率率则超过了铜；则超过了铜；第第三三个个优优点点是是耐耐腐腐蚀蚀性性。铝铝可可与与氧氧气气迅迅速速作作用用，在在表表面面生生成成一一层层极极薄薄的的氧氧化化膜膜，保保护护内内部部的的材材料不受环境侵害。料不受环境侵害。铝的缺点是疲劳极限不高，会在低应力下疲劳铝的缺点是疲劳极限不高，会在低应力下疲劳破坏，硬度低；容易磨损；熔点低，不能在高破坏，硬度低；容易磨损；熔点低，不能在高温下工作。温下工作。主要有色金属的性能与价格金属密度(Mg/m3)拉伸强度(MPa)比强度(m2/s2)价格($/kg)铝 2.70 570211000 1.30铍 1.85 380205000660.00铜 8.931300146000 2.45铅11.36 70 6000 0.80镁 1.74 380218000 3.00镍 8.901360153000 9.00钛 4.511350299000 12.15钨19.251030 54000 22.00锌 7.13 520 73000 1.25铁 7.872070263000 0.22铝合金与纯铝性能比较镁合金镁合金 镁通过从海水中的氯化镁电解得到，镁通过从海水中的氯化镁电解得到，比铝还轻，相对密度只有比铝还轻，相对密度只有1.74；熔点；熔点也略低于铝的也略低于铝的650650。镁镁虽虽然然强强度度低低于于铝铝，但但比比强强度度相相仿仿，因因而而广广泛泛应应用用于于航航空空工工业业，高高速速机机床床与运输业。与运输业。重要镁合金的性能典型铜合金的性能一些镍与钴合金的组成与性能超合金指能在1000C以上保持强度一些钛合金的性能密度4.54 883C以下：HCP（）以上：BCC（）钛合金的淬火温度温度 C1000 800 600 400 200 0Ti 20 40 60 80 V沉淀沉淀固溶处理固溶处理淬火淬火时效时效回火回火时效强化时效强化淬火与回火淬火与回火时时 间间 b bMs b bsswt%7.3 金属的加工金属的加工Wrought processing（锻）Joining(焊）Rolling（轧）Welding(电焊）Extrusion（挤）Brazing（铜焊）Forming（压）Soldering（锡焊）Stamping（冲）Powder metallurgy（粉末冶金）Forging（锻）Hot isostatic pressing（均匀热压）Drawing（拉）Superplastic forming（超塑性成型）Casting（铸）Rapid solidification（快速固化）Major Processing Methods for Metals（主要方法）（主要方法）粉末冶金粉末冶金预热预热烧结烧结冷却冷却充模充模压实压实顶出顶出绿坯绿坯成品成品绿坯绿坯外模外模焊上内模焊上内模装入粉末装入粉末加热脱气加热脱气用惰性气体均匀施压用惰性气体均匀施压脱去内模脱去内模均匀热压（均匀热压（HIP）超超塑塑性性加加工工7.4 表面工程表面工程v提高耐腐蚀性v提高磨擦性质v控制尺寸v改善物理性质，如反光、颜色、电导率、电阻率等改变材料表面性质的目的：改变材料表面性质的目的：7.4表面工程表面工程7.4表面工程表面工程7.4.1 镀层镀层AVA+电解质电解质电镀AB2.浸镀浸镀3.自催化镀自催化镀NiSO4+NaH2PO2+H2O Ni（镀层）（镀层）+NaHPO3+H2SO4难镀材料如铝、镁、塑料的底层难镀材料如铝、镁、塑料的底层例：从硫酸铜中沉淀铜例：从硫酸铜中沉淀铜7.4表面工程表面工程7.4.2 转化膜转化膜1.氧化膜氧化膜（钢表面氧化，防腐，微孔结构）（钢表面氧化，防腐，微孔结构）2.磷酸盐膜磷酸盐膜(1%磷酸处理钢表面形成磷酸盐）磷酸处理钢表面形成磷酸盐）3.铬酸盐膜铬酸盐膜(重铬酸钾或钠处理铝或锌表面）重铬酸钾或钠处理铝或锌表面）化学气相沉积装置7.4表面工程表面工程7.4.3 气相沉积法气相沉积法抽气泵H2物质流控制器蒸汽源控制器H2金属氯化物H2金属氯化物蒸发器CVD反应器视窗光学高温计热炉压力传感器被涂物洗涤塔真空泵控制阀控制压力的惰性气体三类沉积反应：还原反应（金属氯化物或氟化物的氢还原）：TiCl4(g)+2BCl3(g)+5H2(g)TiB2(s)+10HCl(g)热分解（羰基金属、氢化物、氯化物与有机金属）：Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)取代反应：SiCl4(g)+CH4(g)SiC(s)+4HCl(g)7.4 表面工程表面工程7.4.3 气相沉积法气相沉积法低反应物浓度和高扩散速率：纤维状的沉积；高浓度反应物与较低扩散速率：无规取向粒子堆积而成的柱状沉积物更高的原料浓度与更低的扩散速率：精细的等轴晶粒，这种结构具有最好的力学性能与断裂韧性。7.4表面工程表面工程7.4.3 气相沉积法气相沉积法物理气相沉积：电子蒸发电子蒸发7.4表面工程表面工程7.4.3 气相沉积法气相沉积法蒸汽蒸汽基底基底电子束电子束熔融池熔融池水冷坩埚水冷坩埚电子枪电子枪物理气相沉积7.4表面工程表面工程7.4.3 气相沉积法气相沉积法材料靶（）材料靶（）离子离子离子离子等离子等离子（）（）喷镀基底喷镀基底离子枪离子枪喷镀喷镀7.4表面工程表面工程 7.4.4 离子注入离子注入电源电源粉末粉末气体气体制件制件电弧电弧镀层镀层等离子等离子等离子喷镀等离子喷镀钨电极钨电极7.4 表面工程表面工程 7.4.5 扩散过程扩散过程封盖封盖石棉垫石棉垫钢容器钢容器活性碳活性碳制件制件包裹渗碳法包裹渗碳法加热到渗碳温度加热到渗碳温度（转变温度以上）（转变温度以上）CCCOCO7.4 表面工程表面工程 7.4.5 扩散过程扩散过程渗渗氮氮装装置置NH3流量计气体出口气体出口气体入口气体入口鼓泡鼓泡热炉热炉热釜热釜制件制件碳氮共渗工艺7.4表面工程表面工程 7.4.5 扩散过程扩散过程中性气中性气含碳气含碳气氨氨预热预热传送传送渗碳氮段渗碳氮段中性气中性气淬火淬火7.5 金属基复合材料金属基复合材料Metal Matrix CompositesAluminum Alloys（铝合金）：（铝合金）：Al-Cu-Mg，Al-Zn-Mg-Cu，Al-Li常用基体常用基体Titanium Alloys（钛合金）（钛合金）Density:4.5,Youngs modulus:115 GPa.melting point(1672C)Magnesium Alloys（镁合金）（镁合金）Density:1.74 Copper（铜）（铜）As a matrix material in niobium-based superconductors.Ni3Al with extremely small amounts of boron(0.06 wt.%),the ductility increases from about 2%to about 50%,shows a marked increase in strength up to 800C.MoSi2 has a high melting point and shows good stability at temperatures greater than 1200C in oxidizing atmosphere.The high oxidation resistance comes from a protective SiO2film that it tends to form at high temperatures.Intermetallic Compounds（中间金属化合物）（中间金属化合物）常用基体常用基体Ceramic particlesIngot-Grade AluminumSpecial TreatmentMeltExtrusion BilletFoundry IngotRolling BankDuralcan ProcessAgitatorWhisker and WaterDieWaterPistonFilterAgitationMoldingSqueezingWaterFiber PreformDryingSlurry压制法制备纤维预制件压制法制备纤维预制件SuctionAgitatorWhisker,Binder and WaterPreformFilterSuctionDemoldingFiber PreformDrying抽吸法制备纤维预制件抽吸法制备纤维预制件EjectionSolidificationPressurizationPouringMelt Infiltration熔体渗透浇入浇入 加压加压 固化固化 顶出顶出