金属工艺学1-3钢的热处理PPT格式课件下载.ppt
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加热时-组织转变需过热度；
冷却时-组织转变需过冷度。
临界转变温度曲线：
加热时：
“c”下标如：
Ac1；
Ac3；
Accm冷却时：
“r”下标如：
Ar1；
Ar3；
Arcm,第一篇第三章钢的热处理,第一节概述,5、奥氏体的形成*以共析钢为例，室温P为（F+Fe3C）混合物F体心立方WC=0.0218%;
Fe3C密排六方WC=6.69%A面心立方WC=0.77%*奥氏体形成的过程是Fe、C原子的扩散过程*形成过程：
1、奥氏体的形核与长大2、剩余Fe3C的溶解3、奥氏体的均匀化*影响A形成的因素1、加热速度、温度的影响2、原始组织的影响3、化学成分的影响,奥氏体的形核与长大,0.77%,第一篇第三章钢的热处理,第二节退火和正火,一、退火,退火概念：
将工件加热到适当温度，保温后缓慢冷却的热处理工艺，称退火。
分：
完全退火、球化退火、低温退火（去应力退化、再结晶退火）等。
1、完全退火：
（1）工艺：
将工件加热到AC3+30-50完全奥氏体化，随炉缓慢冷却，获得接近平衡组织（P+F）的退火工艺
（2）目的：
细化晶粒，提高性能；
消除应力，防止变形；
降低硬度。
提高切削加工性。
（3）应用：
亚共析钢；
铸件；
锻件；
焊接件。
第一篇第三章钢的热处理,第二节退火和正火,一、退火,2、球化退火
（1）概念：
使工件中碳化物球状化而进行的退火工艺。
加热温度Ac1+3050
（2）目的：
HB，切削加工性（195HBS左右）；
为淬火做准备。
过共析钢，模具钢，合金工具钢。
3、低温退火
（1）去应力退火：
将工件加热到500-600左右，保温较长时间，随炉冷到200-300，再空冷的方法。
目的：
去除内应力，稳定尺寸，减少变形。
应用：
铸件，锻造件，焊接件，切削加工件。
（2）再结晶退火：
将工件加热到再结晶温度以上150-250，即650-750，保温后空冷的方法。
去除冷变形产生的加工硬化。
冷拔、冷轧、冷冲等。
第一篇第三章钢的热处理,第二节退火和正火,二、正火,1、概念：
将工件加热到奥氏体化状态，然后在空气中冷却的热处理工艺。
2、加热温度：
Ac3或Accm+30503、目的：
细化晶粒，调整硬度，消除网状Fe3C。
4、应用：
碳钢件。
*正火和完全退火相同点：
都是将钢加热到奥氏体区，使钢进行重结晶，从而解决铸钢件、锻件的粗大晶粒和组织不均问题。
不同点：
正火比退火的冷却速度稍快，所形成的（F+Fe3C）机械混合物比退火得到的珠光体片层更薄，这种细珠光体组织称为“索氏体”（S）。
索氏体的强度、硬度较珠光体高，但韧性并未下降。
第一篇第三章钢的热处理,第二节退火和正火,二、正火,优点：
占用设备时间短，生产率高，应尽量用正火取代退火（钢和含碳较低的中碳钢）。
缺点：
但含碳较高的钢的正火后硬度太高，加工困难，因此中碳合金钢、高碳钢及复杂件仍选用退火。
可用于过共析钢，以减少或消除网状二次渗碳体，为球化退火做准备。
*退火与正火的选择1、使用性能：
工件要求不高，用正火；
形状复杂、大件用退火。
2、可加工性：
WC0.45%碳钢用正火；
高碳钢用退火，HB。
3、经济性：
正火经济；
退火工艺繁杂；
第一篇第三章钢的热处理,第三节淬火和回火,一、淬火,（蘸火）quenching卒ZU（兵）CU（忽然）1、概念将工件加热到奥氏体化后以适当的方式冷却获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。
2、目的：
提高硬度，高弹性和耐磨性3、加热温度:
亚共析钢：
AC3+30-50过共析钢：
AC1+30-50太低：
奥氏体化不均匀，出现软点；
太高：
晶粒粗大4、保温时间：
太短奥氏体化不均匀，出现软点；
太长钢件晶粒粗大、表面出现氧化、脱碳。
第一篇第三章钢的热处理,第三节淬火和回火,一、淬火,5、淬火组织转变：
共析钢：
加热到Ac1以上A化，缓慢冷却时形成P。
水淬时，冷却速度非常快，A中的C原子来不及扩散形成Fe3C，仅发生-Fe向-Fe的转变，转变后-Fe处于低温状态，C原子也难以扩散形成Fe3C，这样就形成了C在-Fe中的过饱和固溶体，称作马氏体（M）。
*C在-Fe中的过饱和，致使体心立方的-Fe晶格发生严重畸变，增加了变形抗力，因此，M呈高硬度、高耐磨性，但塑性和韧性较差。
含碳量越高，晶格畸变越大，硬度越高。
第一篇第三章钢的热处理,第三节淬火和回火,6、淬火冷却介质水：
冷却较快，易变形开裂。
油：
冷却较慢，变形小于水淬，如10#、20#机油。
食盐水：
冷却能力提高，加10%NaCI。
7、淬火方法：
单介质、双介质、分级淬火等。
8、钢的淬透性和淬硬性
（1）淬透性获得硬度深度和硬度分布的能力。
硬度层越深，淬透性越好。
（2）淬硬性：
淬火后获得的最高硬度的能力。
取决于C、WC的含量；
注意：
淬火后硬度高的钢，不一定淬透性好；
淬火后硬度低的钢，也可能具有高的淬透性。
当WC0.7%，随WC，淬透性；
当WC0.7%，随WC，淬透性。
（3）对力学性能的影响：
淬透性好的钢，力学性能高；
淬透性差的钢，尤其是心部力学性能底，受力易变形.,第一篇第三章钢的热处理,第二节退火和正火,9、淬火工艺措施,-Fe的致密度比-Fe小，因此，马氏体的比容比奥氏体大，致使形成马氏体过程中将伴随看体积膨胀，造成淬火内应力。
同时，马氏体含碳愈高，脆性愈大，使工件在淬火时容易产生裂纹或变形。
因此，除选用适合的钢材和正确的结构外，在工艺上还应采取如下措施：
（1）严格控制淬火加热温度。
（2）合理选择淬火介质。
（3）正确选择淬火方法。
单介质淬火法操作简单，便于实现机械化和自动化生产，故应用最广。
第一篇第三章钢的热处理,第三节淬火与回火,二、回火,1、概念：
淬火后的工件，再加热到A1以下某一温度、保温一定时间，然后冷却到室温的工艺。
（1）使工件获得要求的力学性能；
（2）稳定工件尺寸；
（3）消除或减少内应力；
（4）改善工件的切削加工性。
3、回火方法、组织转变、性能、应用
（1）低温回火（150-250）获得M回组织；
58-65HRC；
用于高碳钢、工具钢（刀具、量具、模具）、滚动轴承钢。
（2）中温回火（350-500）获得T回组织；
b、s较高，内应力消除，ak较好。
用于弹簧钢、锻模。
第一篇第三章钢的热处理,第三节淬火与回火,二、回火,（3）高温回火（500650）回火组织S回；
特点是综合力学性能好，应用广泛，汽车、拖拉机、机车，承受较大载荷的结构零件，如：
轴、齿轮等。
淬火+高温回火称调质处理，简称调质。
说明：
回火组织与等温冷却转变组织的区别：
S回、T回是粒状，而S、T是片状；
正火与调质硬度很接近，但结构件一般经调质而不正火后用，因调质综合力学性能好。
4、回火脆性：
随回火温度，其、HB，、ak，但在250-350之间其ak的现象，称“回火脆性”。
碳化物沿着马氏体周围析出，形成脆性薄壳，受力易裂纹。
第一篇第三章钢的热处理,第四节表面淬火和化学热处理,一、表面淬火,1、概念：
表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火方法。
2、原理与目的：
将工件快速加热，表面达到淬火温度立即淬火（喷水），表面层获得M，而心部保持了原有的韧性、塑性，达到表面耐磨的工艺。
获得高硬度、高耐磨性的表层，而心部仍保持原有的良好韧性3、应用：
齿轮、凸轮、套筒、顶杆等，C=0.4%0.5%较好。
4、方法：
电感应加热、火焰加热、激光等。
第一篇第三章钢的热处理,第四节表面淬火和化学热处理,一、表面淬火,
（1）电感应加热表面淬火原理“集肤效应”高频加热：
200KHZ300KHZ；
0.3-2.5mm,小件；
轴；
齿轮。
加热快，应用最广泛。
中频加热：
1KHZ10KHZ；
2-10mm；
较大件，凸轮，曲轴。
工频加热：
50HZ；
硬度层10-20mm；
应用大件。
特点：
a、生产率高，加热速度快；
b、淬火后晶粒细、硬度高；
c、加热不氧化、不脱碳、不变形；
d、有较高疲劳强度；
e、缺点是设备投资大。
应用大批量生产小件，齿轮等。
（2）火焰加热用乙炔氧气混合气体燃烧的火焰。
操作简单，效率低；
表面层26mm，工作表面严重氧化，质量难以控制。
应用单件、小批生产。
第一篇第三章钢的热处理,第四节表面淬火和化学热处理,二化学热处理概念：
将工件置于一定的化学介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗人工件表层，以改变工件表层的化学成分和组织，从而获得所需的力学性能或理化性能。
化学热处理的种类：
渗碳、渗氮、碳氮共渗等工艺方法1、渗碳：
向工件表面深入碳原子过程，WC，渗碳层0.52mm.
（1）目的：
提高耐磨性；
此时心部有良好的韧性；
“外强里韧”。
（2）应用：
低碳钢，低合金钢。
（3）方法：
气体渗碳，固体渗碳。
（4）热处理：
渗碳、淬火+低温回火。
2、渗氮（氮化）：
向工件表面渗入活性氮原子形成硬度极高的合金氮化物。
（1）目的：
提高硬度、耐磨性，提高疲劳强度，耐蚀性。
含较高合金元素的钢，V、W、AI、Mo、Cu等（3）方法：
离子渗氮氨气,第一篇第三章钢的热处理,第四节表面淬火和化学热处理,作业：
1、退火、正火、淬火、回火简称“四把火”，“四把火”的概念、工艺、目的、性能、应用如何？
2、P32页第2、3、5、6题。
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