汽車、拖拉機(jī)齒輪主要分裝在變速器和差速器中。在變速器中，通過齒輪改變發(fā)動機(jī)、曲軸和主軸齒輪的速比；在差速器中，通過齒輪來增大扭轉(zhuǎn)力矩并調(diào)節(jié)左右兩車輪的轉(zhuǎn)速，通過齒輪將發(fā)動機(jī)的動力傳到主動輪，驅(qū)動汽車、拖拉機(jī)運(yùn)行。汽車、拖拉機(jī)齒輪的工作載荷比機(jī)床齒輪要大得多，因此對其耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度和沖擊韌度等方面的要求均比機(jī)床齒輪高。實踐證明，汽車、拖拉機(jī)齒輪選用滲碳鋼制造并經(jīng)滲碳處理后使用是較為合適的。以JN-150型載貨汽車（載重量為8000kg）變速器中第二軸的二、三檔齒輪為例進(jìn)行分析。(1)選擇用鋼。汽車、拖拉機(jī)

過共析碳鋼，高碳合金工具鋼在退火熱處理時加熱溫度過高，冷卻速度太慢，會沿奧氏體晶界析出網(wǎng)狀滲碳體（碳化物）。毛坯始鍛溫度太高，鍛后冷卻速度太慢也會出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物。在目前生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)控加熱溫度和冷卻速度。出現(xiàn)網(wǎng)狀組織可加熱到Accm以上保溫，然后空冷后正火消除，若正火后晶粒還粗大，應(yīng)進(jìn)行球化退火。也可以在調(diào)質(zhì)后重新退火消除。亞共析鋼網(wǎng)狀鐵素體也是由于加熱溫度高，緩冷時在晶界析出而形成。45鋼完全退火時若溫度高，時間過長，鐵素體會沿晶界分布，同時還會有針狀或塊狀鐵素體向晶界內(nèi)分布，形成魏氏組織狀態(tài)的網(wǎng)狀組織。除采取工藝措

材料的工藝性能表示材料加工的難易程度。便于加工是設(shè)計機(jī)械零件時也必須遵守的一個原則。零件是否便于加工直接關(guān)系到零件的成本和制造時間。金屬材料的工藝性能主要包括以下幾方面。(1)鑄造性能。包括流動性、收縮性、疏松及偏析傾向、吸氣性、熔點高低等。(2)壓力加工性能。指材料的塑性和變形抗力等。(3)焊接性能。包括焊接應(yīng)力，變形及晶粒粗化傾向，焊縫脆性，裂紋、氣孔及其他缺陷傾向等。(4)可加工性。指切削抗力、零件表面粗糙度、排除切屑難易程度及刀具磨損量等。(5)熱處理性能。指材料的熱敏感性，氧化、脫碳傾向，淬透性，回火脆性

晶粒粗大常出現(xiàn)在退火和淬火板材，沖壓成形時表面會出現(xiàn)“桔皮”狀和開裂缺陷。淬火、退火溫度過高，保溫時間過長，特別是緩慢加熱極易造成粗晶。不能通過熱處理強(qiáng)化的防銹鋁，退火溫度稍高就會出現(xiàn)粗晶。材料成分不均勻，如Mn形成晶內(nèi)偏析，使同一零件再結(jié)晶溫度不一致，在相同退火溫度下，Mn含量較高的區(qū)域成核率少，晶粒粗大。塑性變形在臨界變形中，退火后的晶粒急劇長大。鋁合金型材軋制溫度過低，各處變形不均勻。變形量小的部位熱處理后形成粗晶，變形量過小，使制品內(nèi)外變形不一，形成局部或全部粗晶。對于擠壓鋁件，外表

中碳鋼、中碳合金鋼、高碳鋼退火熱處理后硬度過高的原因是奧氏體化溫度低，保溫時間短。以上原因使先共析相溶解不充分，爐冷速度過快、退火出爐溫度高或空冷速度過快導(dǎo)致片狀珠光體過多。同時，球化退火不充分，碳化物彌散度過大，也會使硬度偏高。等溫退火的等溫溫度過低、保溫時間短也會使零件硬度偏高。低碳鋼、低碳合金鋼的冷擠壓件、冷鐓件和冷鉚件經(jīng)常出現(xiàn)退火熱處理后硬度偏高或冷擠冷鐓開裂現(xiàn)象。可用低于Ac1以下20~30℃的溫度保溫3~6h來降低硬度，經(jīng)過重復(fù)退火后，使硬度控制在130HBW以下，金相組織是均勻分布的球化體和鐵素體。生

金屬對各種加工工藝方法所表現(xiàn)出來的適應(yīng)性稱為工藝性能，主要有以下四個方面：（1）切削加工性能：反映用切削工具（例如車削、銑削、刨削、磨削等）對金屬材料進(jìn)行切削加工的難易程度。（2）可鍛性：反映金屬材料在壓力加工過程中成型的難易程度，例如將材料加熱到一定溫度時其塑性的高低（表現(xiàn)為塑性變形抗力的大小），允許熱壓力加工的溫度范圍大小，熱脹冷縮特性以及與顯微組織、機(jī)械性能有關(guān)的臨界變形的界限、熱變形時金屬的流動性、導(dǎo)熱性能等。（3）可鑄性：反映金屬材料熔化澆鑄成為鑄件的難易程度，表現(xiàn)為熔化狀態(tài)時的流動性、吸氣性、氧化性、熔

長期運(yùn)行于高溫、高速工況下的軸承，需要滿足高可靠性要求。因此，這類軸承所用材料的清潔度遠(yuǎn)好于普通軸承鋼。這種潔凈鋼材能抵抗起源于內(nèi)部非金屬夾雜物擴(kuò)展導(dǎo)致的剝落，可獲得更長的壽命。不幸的是，軸承并不總是使用潔凈的油進(jìn)行潤滑，在污染潤滑條件下軸承運(yùn)行工況可能非常苛刻。在這種苛刻的工況下，內(nèi)部剝落發(fā)生之前，污染物就會在軸承滾道上造成凹陷，而凹陷會為剝落提供擴(kuò)展點。在這樣苛刻的情形下，軸承壽命低于內(nèi)部剝落擴(kuò)展模式的壽命，而且會受污物數(shù)量以及污物尺寸和硬度等各種因素的影響。當(dāng)軸承由于外部污物而失效，故障的發(fā)生總是很突然的、不

產(chǎn)品經(jīng)淬火熱處理后，通常會形成裂紋，主要有縱向裂紋、橫向裂紋（弧形裂紋）、網(wǎng)狀裂紋、剝離裂紋。下面就分別介紹如何控制淬火裂紋的形成。縱向裂紋：1．檢查原材料的非金屬夾雜物，帶狀組織，晶粒大小，鍛造或軋制流線折疊，原材料缺陷超過標(biāo)準(zhǔn)時不宜繼續(xù)淬火，淬火裂紋在金相組織觀察中，裂紋兩邊應(yīng)無脫碳現(xiàn)象。2．采用分級等溫淬火，使工件不完全被淬透，以減少切向斷裂應(yīng)力，也可以用水淬油冷。3．避免淬裂敏感區(qū)的尺寸范圍，碳鋼一般為8~15mm，低合金鋼油淬為25~40mm。橫向裂紋：1．零件預(yù)熱后，再加熱到淬火溫度淬火，淬火前預(yù)冷可減

球化退火工藝主要用于低碳鋼、中碳鋼、低碳合金結(jié)構(gòu)鋼中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的冷鐓、冷擠壓前的預(yù)先熱處理。其目的是降低硬度，增大基體塑性指標(biāo)，防止冷鐓和冷擠壓時零件開裂。目前在螺紋緊固件和中小型滲碳件、碳氮共滲件的初始成形中運(yùn)用較多。對于高碳鋼及高碳合金工具鋼，球化退火可用來降低硬度，便于切削加工，提高表面精度。并能減少最終熱處理的變形開裂。球化不均勻的原因是：退火加熱溫度低，保溫時間短，最終生成細(xì)片狀珠光體和點狀碳化物；加熱溫度高，加熱時間過長，產(chǎn)生大顆粒碳化物及粗片狀珠光體；球化退火前用正火消除網(wǎng)狀組織或大塊狀碳化物。退火

鋁合金熱處理一般在硝鹽爐或真空爐中進(jìn)行。常常會引起零件表面的腐蝕、甚至出現(xiàn)黑點和孔洞。鋁及鋁合金的腐蝕形態(tài)主要是點蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、剝層腐蝕等。不管是什么形態(tài)腐蝕，除了與材質(zhì)本身有關(guān)外，都與熱處理和環(huán)境因素有關(guān)。在硝鹽浴中加熱的鑄件，表面常有疏松和腐蝕斑痕。常在鋁件的螺紋、溝槽和小孔內(nèi)形成腐蝕斑痕。因此要控制浴爐氯離子含量小于0.5%，硝鹽浴的雜質(zhì)總量小于2%，堿中碳酸鈉總量小于1%。若發(fā)現(xiàn)零件有腐蝕現(xiàn)象，應(yīng)向爐中加入占鹽浴總質(zhì)量的3%左右的重鉻酸鉀，將重鉻酸鉀與硝鹽按1：5混合后烘干，在鹽浴400℃左右加入

鐵素體不銹鋼的Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在17%~30%，它的主要缺點是脆性大，冷脆轉(zhuǎn)化溫度高、室溫下沖擊韌度很低。該類鋼在400~540℃范圍內(nèi)長時間加熱會提高鋼的強(qiáng)度、硬度，沖擊韌度和塑性指標(biāo)則大大降低。最高脆化溫度接近475℃，故又叫475℃脆性。產(chǎn)生脆性的原因是回火或時效時富鉻相（80% Cr和20% Fe）析出，富鉻相具有體心立方點陣，與母相保持共格關(guān)系。富鉻相在母相{100}晶面析出，當(dāng)產(chǎn)生塑性變形時產(chǎn)生孿晶，成為斷裂的成核地點。高鉻相常在位錯上析出，阻止位錯運(yùn)動，使滑移難以進(jìn)行、因而引起脆性。475℃脆性具有還原

    銅元素在地殼中的儲量較小，但是銅及其合金卻是人類史上應(yīng)用最早的金屬。歷史學(xué)家曾以銅器具為標(biāo)志來劃分人類社會的發(fā)展階段——銅器時代。現(xiàn)代工業(yè)上使用的銅及銅合金，主要有工業(yè)純銅、黃銅和青銅，白銅應(yīng)用較少。    工業(yè)純銅（簡稱純銅）呈玫瑰紅色，表面氧化膜呈紫色，故又稱紫銅，其純度wCu=99. 5%~99. 9%，相對密度為8.96，熔點為1083℃，固態(tài)下具有面心立方晶格。純銅具有僅次于銀的優(yōu)良導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，是理想

冷作模具鋼的性能要求與刃具鋼相似，但要求熱處理后的變形要小，而對熱硬性的要求不高。因此，冷作模具鋼的化學(xué)成分和熱處理特點與刃具鋼也相似。下面以Cr12鋼為例介紹冷作模具鋼的熱處理特點。Cr12鋼也屬于萊氏體鋼，因此，需要經(jīng)過反復(fù)鍛造來破碎網(wǎng)狀共晶碳化物，并消除其分布的不均勻性。鍛造后應(yīng)進(jìn)行等溫球化退火。Cr12鋼在不同溫度淬火后，在不同溫度下回火時，其硬度的變化不同。提高這種類型鋼的硬度有兩種熱處理方法。(1)一次硬化法。采用較低的淬火溫度和較低的回火溫度。如Cr12鋼加熱到980℃保溫后油中淬火，然后在170℃低

蠕墨鑄鐵是近些年迅速發(fā)展起來的一種新型鑄鐵材料。由于其石墨大部分呈蠕蟲狀，間有少量球狀，其組織和性能介于球墨鑄鐵和灰鑄鐵之間，具有良好的綜合性能。另外，蠕墨鑄鐵的鑄造性能比球墨鑄鐵好，接近灰鑄鐵，并且具有較好的耐熱性，因此形狀復(fù)雜的鑄件或高溫下工作的零件可以用蠕墨鑄鐵制造。蠕墨鑄鐵是在鐵液中加入一定的蠕化劑并經(jīng)孕育處理生產(chǎn)出來的。蠕化劑的種類很多，我國廣泛使用的是稀土硅鐵合金，如SiFeRE21、SiFeRE27等。蠕墨鑄鐵生產(chǎn)中采用共晶附近的成分以有利于改善鑄造性能，一般含wc=3. 0%~4.0%，薄件取上限值

高速鋼的加工、熱處理工藝較復(fù)雜，其要點如下。(1)高速鋼的鍛造。高速鋼的含碳量一般wC≤1.0%，但因其含有大量的合金元素，屬萊氏體鋼，在鋼的鑄態(tài)組織中含有共晶碳化物，這種碳化物呈魚骨狀分布，使鋼的脆性增大。它的分布不能依靠熱處理改變，只能由鍛造的變形來打碎。因此高速鋼的鍛造不僅是為了成形，而主要是為了將粗大的萊氏體中的碳化物破碎為比較細(xì)小和均勻分布的粒狀碳化物。碳化物越粗大，分布越不均勻，則刃具的使用性能越差。大部分刃具的過早失效都與碳化物的粗大和分布不均勻有關(guān)，因此對高速鋼鍛后毛坯碳化物的不均勻性提出級別

鑄件在冷卻時，表面及薄壁部位有時會產(chǎn)生白口，在后續(xù)成分控制不當(dāng)、孕育處理不足時會使整個鑄件形成白口、麻口，使切削加工難以進(jìn)行。石墨化退火是一種有效的補(bǔ)救措施，在高溫下使白口部分的滲碳體分解，達(dá)到石墨化。石墨化退火是將鑄件以70~100℃/h的速度加熱至850~ 900℃，保溫2～5h（取決于鑄件壁厚），然后爐冷至400~ 500℃后空冷。若需要得到鐵素體基體，則可在720~ 760℃保溫一段時間，爐冷至250℃以下空冷。另外，也可以在950℃進(jìn)行正火，得到珠光體基體，使鑄鐵保持一定的強(qiáng)度和硬度，提高鑄鐵的耐磨性。應(yīng)

熱鍛模的預(yù)備熱處理是退火，目的在于消除鍛造應(yīng)力，改善切削加工性能。退火后的組織為細(xì)片狀珠光體與鐵素體。5CrMnMo的退火溫度為780~ 800℃（A3以上），保溫4～5h后爐冷，硬度197~ 241HBW。最終熱處理是淬火加回火，以獲得所需力學(xué)性能。回火溫度應(yīng)根據(jù)模具大小確定，模具截面尺寸較大的，硬度應(yīng)低些。因為大尺寸模具回火后還需切削加工，此外還應(yīng)具有較高的韌性。對模具的模面與模尾也有不同的硬度要求。為了避免模尾因韌性不足而發(fā)生脆斷，回火溫度應(yīng)高些；而模面是工作部分，要求硬度較高，相應(yīng)回火溫度應(yīng)低些。熱鍛模采用

粉末冶金的生產(chǎn)工藝過程可分為以下五個階段。1．制粉制粉是將原料制成粉末的過程。常用的制粉方法有機(jī)械法和氧化物還原法。1)機(jī)械法是利用球磨或利用動力（如氣流或液流）使金屬物料碎塊間產(chǎn)生碰撞、摩擦獲得金屬粉末的方法。2)氧化物還原法是用固體或液體還原劑還原金屬氧化物制成粉末的方法。2．混料混料是將各種所需的粉末按一定比例混合，并使其均勻化制成粉坯的過程。混料方法分為干式、半干式和濕式三種。1)干式用于各組元密度相近且混合均勻程度要求不高的情況。2)半干式用于各組元密度相差較大和要求均勻程度較高的情況。混料時要加入少量的

根據(jù)熱處理目的的不同，球墨鑄鐵常用的熱處理方法有以下幾種：(1)高溫退火和低溫退火。退火的目的是為了獲得鐵素體基體球墨鑄鐵。澆鑄后鑄件組織中常會出現(xiàn)不同數(shù)量的珠光體和滲碳體，使切削加工變得較難進(jìn)行。為了改善其加工性，同時消除鑄造應(yīng)力，需進(jìn)行退火處理。當(dāng)鑄態(tài)組織為F+P+Fe3C+G（石墨）時，則進(jìn)行高溫退火，即將鑄件加熱至共析溫度以上（約900~ 950℃），保溫2～5h，然后隨爐冷至600℃出爐空冷。當(dāng)鑄態(tài)組織為F+P+G（石墨）時，則進(jìn)行低溫退火，即將鑄件加熱至共析溫度附近（約700~ 760℃），保溫3～6h

鑄件在冷卻過程中，由于各部位冷卻速度不同造成收縮不一致，形成內(nèi)應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力能通過鑄件的變形得到緩解，但是這一過程一般是較緩慢的。因此，鑄件在形成后都需要進(jìn)行時效處理，尤其對一些大型、復(fù)雜或加工精度較高的鑄件（如床身、機(jī)架等）。時效處理一般有兩種方法，即自然時效和人工時效。自然時效是將成形鑄件長期放置在室溫下以消除其內(nèi)應(yīng)力，這種方法時間較長（半年甚至一年以上）。為縮短時效時間，現(xiàn)在大多數(shù)情況下采用人工時效（即時效退火）的方法來消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，其原理是將鑄件重新加熱到530~620℃，經(jīng)長時間保溫(2~6h)，利用