材料的工艺性能表示材料加工的难易程度。便于加工是设计机械零件时也必须遵守的一个原则。零件是否便于加工直接关系到零件的成本和制造时间。金属材料的工艺性能主要包括以下几方面。(1)铸造性能。包括流动性、收缩性、疏松及偏析倾向、吸气性、熔点高低等。(2)压力加工性能。指材料的塑性和变形抗力等。(3)焊接性能。包括焊接应力，变形及晶粒粗化倾向，焊缝脆性，裂纹、气孔及其他缺陷倾向等。(4)可加工性。指切削抗力、零件表面粗糙度、排除切屑难易程度及刀具磨损量等。(5)热处理性能。指材料的热敏感性，氧化、脱碳倾向，淬透性，回火脆性

晶粒粗大常出现在退火和淬火板材，冲压成形时表面会出现“桔皮”状和开裂缺陷。淬火、退火温度过高，保温时间过长，特别是缓慢加热极易造成粗晶。不能通过热处理强化的防锈铝，退火温度稍高就会出现粗晶。材料成分不均匀，如Mn形成晶内偏析，使同一零件再结晶温度不一致，在相同退火温度下，Mn含量较高的区域成核率少，晶粒粗大。塑性变形在临界变形中，退火后的晶粒急剧长大。铝合金型材轧制温度过低，各处变形不均匀。变形量小的部位热处理后形成粗晶，变形量过小，使制品内外变形不一，形成局部或全部粗晶。对于挤压铝件，外表

中碳钢、中碳合金钢、高碳钢退火热处理后硬度过高的原因是奥氏体化温度低，保温时间短。以上原因使先共析相溶解不充分，炉冷速度过快、退火出炉温度高或空冷速度过快导致片状珠光体过多。同时，球化退火不充分，碳化物弥散度过大，也会使硬度偏高。等温退火的等温温度过低、保温时间短也会使零件硬度偏高。低碳钢、低碳合金钢的冷挤压件、冷镦件和冷铆件经常出现退火热处理后硬度偏高或冷挤冷镦开裂现象。可用低于Ac1以下20~30℃的温度保温3~6h来降低硬度，经过重复退火后，使硬度控制在130HBW以下，金相组织是均匀分布的球化体和铁素体。生

金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下四个方面：（1）切削加工性能：反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。（2）可锻性：反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度，例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低（表现为塑性变形抗力的大小），允许热压力加工的温度范围大小，热胀冷缩特性以及与显微组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热性能等。（3）可铸性：反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔

长期运行于高温、高速工况下的轴承，需要满足高可靠性要求。因此，这类轴承所用材料的清洁度远好于普通轴承钢。这种洁净钢材能抵抗起源于内部非金属夹杂物扩展导致的剥落，可获得更长的寿命。不幸的是，轴承并不总是使用洁净的油进行润滑，在污染润滑条件下轴承运行工况可能非常苛刻。在这种苛刻的工况下，内部剥落发生之前，污染物就会在轴承滚道上造成凹陷，而凹陷会为剥落提供扩展点。在这样苛刻的情形下，轴承寿命低于内部剥落扩展模式的寿命，而且会受污物数量以及污物尺寸和硬度等各种因素的影响。当轴承由于外部污物而失效，故障的发生总是很突然的、不

产品经淬火热处理后，通常会形成裂纹，主要有纵向裂纹、横向裂纹（弧形裂纹）、网状裂纹、剥离裂纹。下面就分别介绍如何控制淬火裂纹的形成。纵向裂纹：1．检查原材料的非金属夹杂物，带状组织，晶粒大小，锻造或轧制流线折叠，原材料缺陷超过标准时不宜继续淬火，淬火裂纹在金相组织观察中，裂纹两边应无脱碳现象。2．采用分级等温淬火，使工件不完全被淬透，以减少切向断裂应力，也可以用水淬油冷。3．避免淬裂敏感区的尺寸范围，碳钢一般为8~15mm，低合金钢油淬为25~40mm。横向裂纹：1．零件预热后，再加热到淬火温度淬火，淬火前预冷可减

球化退火工艺主要用于低碳钢、中碳钢、低碳合金结构钢中碳合金结构钢的冷镦、冷挤压前的预先热处理。其目的是降低硬度，增大基体塑性指标，防止冷镦和冷挤压时零件开裂。目前在螺纹紧固件和中小型渗碳件、碳氮共渗件的初始成形中运用较多。对于高碳钢及高碳合金工具钢，球化退火可用来降低硬度，便于切削加工，提高表面精度。并能减少最终热处理的变形开裂。球化不均匀的原因是：退火加热温度低，保温时间短，最终生成细片状珠光体和点状碳化物；加热温度高，加热时间过长，产生大颗粒碳化物及粗片状珠光体；球化退火前用正火消除网状组织或大块状碳化物。退火

铝合金热处理一般在硝盐炉或真空炉中进行。常常会引起零件表面的腐蚀、甚至出现黑点和孔洞。铝及铝合金的腐蚀形态主要是点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、剥层腐蚀等。不管是什么形态腐蚀，除了与材质本身有关外，都与热处理和环境因素有关。在硝盐浴中加热的铸件，表面常有疏松和腐蚀斑痕。常在铝件的螺纹、沟槽和小孔内形成腐蚀斑痕。因此要控制浴炉氯离子含量小于0.5%，硝盐浴的杂质总量小于2%，碱中碳酸钠总量小于1%。若发现零件有腐蚀现象，应向炉中加入占盐浴总质量的3%左右的重铬酸钾，将重铬酸钾与硝盐按1：5混合后烘干，在盐浴400℃左右加入

铁素体不锈钢的Cr的质量分数在17%~30%，它的主要缺点是脆性大，冷脆转化温度高、室温下冲击韧度很低。该类钢在400~540℃范围内长时间加热会提高钢的强度、硬度，冲击韧度和塑性指标则大大降低。最高脆化温度接近475℃，故又叫475℃脆性。产生脆性的原因是回火或时效时富铬相（80% Cr和20% Fe）析出，富铬相具有体心立方点阵，与母相保持共格关系。富铬相在母相{100}晶面析出，当产生塑性变形时产生孪晶，成为断裂的成核地点。高铬相常在位错上析出，阻止位错运动，使滑移难以进行、因而引起脆性。475℃脆性具有还原

    铜元素在地壳中的储量较小，但是铜及其合金却是人类史上应用最早的金属。历史学家曾以铜器具为标志来划分人类社会的发展阶段——铜器时代。现代工业上使用的铜及铜合金，主要有工业纯铜、黄铜和青铜，白铜应用较少。    工业纯铜（简称纯铜）呈玫瑰红色，表面氧化膜呈紫色，故又称紫铜，其纯度wCu=99. 5%~99. 9%，相对密度为8.96，熔点为1083℃，固态下具有面心立方晶格。纯铜具有仅次于银的优良导电性和导热性，是理想

冷作模具钢的性能要求与刃具钢相似，但要求热处理后的变形要小，而对热硬性的要求不高。因此，冷作模具钢的化学成分和热处理特点与刃具钢也相似。下面以Cr12钢为例介绍冷作模具钢的热处理特点。Cr12钢也属于莱氏体钢，因此，需要经过反复锻造来破碎网状共晶碳化物，并消除其分布的不均匀性。锻造后应进行等温球化退火。Cr12钢在不同温度淬火后，在不同温度下回火时，其硬度的变化不同。提高这种类型钢的硬度有两种热处理方法。(1)一次硬化法。采用较低的淬火温度和较低的回火温度。如Cr12钢加热到980℃保温后油中淬火，然后在170℃低

蠕墨铸铁是近些年迅速发展起来的一种新型铸铁材料。由于其石墨大部分呈蠕虫状，间有少量球状，其组织和性能介于球墨铸铁和灰铸铁之间，具有良好的综合性能。另外，蠕墨铸铁的铸造性能比球墨铸铁好，接近灰铸铁，并且具有较好的耐热性，因此形状复杂的铸件或高温下工作的零件可以用蠕墨铸铁制造。蠕墨铸铁是在铁液中加入一定的蠕化剂并经孕育处理生产出来的。蠕化剂的种类很多，我国广泛使用的是稀土硅铁合金，如SiFeRE21、SiFeRE27等。蠕墨铸铁生产中采用共晶附近的成分以有利于改善铸造性能，一般含wc=3. 0%~4.0%，薄件取上限值

高速钢的加工、热处理工艺较复杂，其要点如下。(1)高速钢的锻造。高速钢的含碳量一般wC≤1.0%，但因其含有大量的合金元素，属莱氏体钢，在钢的铸态组织中含有共晶碳化物，这种碳化物呈鱼骨状分布，使钢的脆性增大。它的分布不能依靠热处理改变，只能由锻造的变形来打碎。因此高速钢的锻造不仅是为了成形，而主要是为了将粗大的莱氏体中的碳化物破碎为比较细小和均匀分布的粒状碳化物。碳化物越粗大，分布越不均匀，则刃具的使用性能越差。大部分刃具的过早失效都与碳化物的粗大和分布不均匀有关，因此对高速钢锻后毛坯碳化物的不均匀性提出级别

铸件在冷却时，表面及薄壁部位有时会产生白口，在后续成分控制不当、孕育处理不足时会使整个铸件形成白口、麻口，使切削加工难以进行。石墨化退火是一种有效的补救措施，在高温下使白口部分的渗碳体分解，达到石墨化。石墨化退火是将铸件以70~100℃/h的速度加热至850~ 900℃，保温2～5h（取决于铸件壁厚），然后炉冷至400~ 500℃后空冷。若需要得到铁素体基体，则可在720~ 760℃保温一段时间，炉冷至250℃以下空冷。另外，也可以在950℃进行正火，得到珠光体基体，使铸铁保持一定的强度和硬度，提高铸铁的耐磨性。应

热锻模的预备热处理是退火，目的在于消除锻造应力，改善切削加工性能。退火后的组织为细片状珠光体与铁素体。5CrMnMo的退火温度为780~ 800℃（A3以上），保温4～5h后炉冷，硬度197~ 241HBW。最终热处理是淬火加回火，以获得所需力学性能。回火温度应根据模具大小确定，模具截面尺寸较大的，硬度应低些。因为大尺寸模具回火后还需切削加工，此外还应具有较高的韧性。对模具的模面与模尾也有不同的硬度要求。为了避免模尾因韧性不足而发生脆断，回火温度应高些；而模面是工作部分，要求硬度较高，相应回火温度应低些。热锻模采用

粉末冶金的生产工艺过程可分为以下五个阶段。1．制粉制粉是将原料制成粉末的过程。常用的制粉方法有机械法和氧化物还原法。1)机械法是利用球磨或利用动力（如气流或液流）使金属物料碎块间产生碰撞、摩擦获得金属粉末的方法。2)氧化物还原法是用固体或液体还原剂还原金属氧化物制成粉末的方法。2．混料混料是将各种所需的粉末按一定比例混合，并使其均匀化制成粉坯的过程。混料方法分为干式、半干式和湿式三种。1)干式用于各组元密度相近且混合均匀程度要求不高的情况。2)半干式用于各组元密度相差较大和要求均匀程度较高的情况。混料时要加入少量的

根据热处理目的的不同，球墨铸铁常用的热处理方法有以下几种：(1)高温退火和低温退火。退火的目的是为了获得铁素体基体球墨铸铁。浇铸后铸件组织中常会出现不同数量的珠光体和渗碳体，使切削加工变得较难进行。为了改善其加工性，同时消除铸造应力，需进行退火处理。当铸态组织为F+P+Fe3C+G（石墨）时，则进行高温退火，即将铸件加热至共析温度以上（约900~ 950℃），保温2～5h，然后随炉冷至600℃出炉空冷。当铸态组织为F+P+G（石墨）时，则进行低温退火，即将铸件加热至共析温度附近（约700~ 760℃），保温3～6h

铸件在冷却过程中，由于各部位冷却速度不同造成收缩不一致，形成内应力，这种内应力能通过铸件的变形得到缓解，但是这一过程一般是较缓慢的。因此，铸件在形成后都需要进行时效处理，尤其对一些大型、复杂或加工精度较高的铸件（如床身、机架等）。时效处理一般有两种方法，即自然时效和人工时效。自然时效是将成形铸件长期放置在室温下以消除其内应力，这种方法时间较长（半年甚至一年以上）。为缩短时效时间，现在大多数情况下采用人工时效（即时效退火）的方法来消除铸件内应力，其原理是将铸件重新加热到530~620℃，经长时间保温(2~6h)，利用

铝合金热处理后力学性能不合格的原因主要由以下几方面：首先是性能达不到技术条件规定的指标，其原因是化学成分有偏析。应采取铸件冶炼措施，使化学成分均匀，铸态的金相组织也应符合国家标准。零件塑性偏低的原因一般是退火温度不足和保温时间过短以及退火冷却速度过快所致的。应进行补充退火，退火后冷却速度一般控制在30℃/h，否则，硬度会升高。固溶时效后工件强度不足是由于固溶温度偏低，保温时间短，转移和冷却速度过慢造成的。人工时效时间不充分、沉淀析出不足、过时效或者出现回归现象都会使铝件强度降低，但可通过重新固溶时效来提高强度。时效

由于轴承零件应具备长寿命、高精度、低发热量、高速度、高刚性、低噪声、高耐磨等特性要求，因此要求轴承钢制零件硬度高、硬度均匀、弹性极限高、接触疲劳强度高、具有一定的韧性等。轴承钢还应具有一定的淬透性和耐蚀性能，轴承钢的洁净度高，要求含氧量在6×10-6以下，用真空重熔冶炼，使钢中的非金属夹杂物和磁化物细小而分布均匀。在热处理方面，提高球化退火质量，获得细小、均匀、球形的碳化物及缩短退火时间、连续球化退火热处理技术是轴承钢热处理发展的方向。GCr15SiMo轴承钢是我国开发的高淬透性和高淬硬性轴承钢，其淬硬