工程材料与热加工基础第四章 钢的热处理.ppt

《工程材料余热加工基础》 第四章 钢的热处理 第五章 钢的热处理 概述 钢在加热时的组织转变 钢在冷却时的组织转变 钢的普通热处理工艺 钢的表面热处理工艺 机械制造过程中的热处理 第一节 概述 第二节 钢在加热时的组织转变 转变温度 奥氏体的形成 奥氏体晶粒度及对力学性能的影响 一.转变温度 三. 奥氏体晶粒度及对力学性能的影响 钢的本质晶粒度示意图 二)奥氏体晶粒大小对钢的力学性能的影响 第三节 钢在冷却时的组织转变 钢在热处理时的冷却方式 过冷奥氏体的等温冷却转变 过冷奥氏体的连续冷却转变 一.钢在热处理时的冷却方式 二.过冷奥氏体的等温冷却转变 共析碳钢 TTT 曲线建立过程示意图 三) 转变产物的组织与性能 珠 光 体 形 貌 像 索 氏 体 形 貌 像 屈 氏 体 形 貌 像 三) 转变产物的组织与性能 上贝氏体组织金相图 三) 转变产物的组织与性能 下贝氏体组织金相图 三) 转变产物的组织与性能 低碳板条状马氏体组织金相图 高碳针片状马氏体组织金相图 亚共析钢的TTT曲线 过共析钢的TTT曲线 四) 影响 TTT 曲线形状 与位置的因素 三.过冷奥氏体的连续冷却转变 一) 共析碳钢 CCT 曲线建立过程示意图 第四节 钢的普通热处理工艺 一.钢的退火 二.钢的正火 三.钢的淬火 四.钢的回火 回火马氏体组织金相图 第五节 钢的表面热处理工艺 表面淬火 化学热处理 一.表面淬火 1.感应加热表面淬火 2.火焰加热表面淬火 2)火焰加热表面淬火的特点: 二.化学热处理 ( Chemical Heat Treatment ) 1.钢的渗碳 ( Carburize of steel ) 固体渗碳法示意图 气体渗碳法示意图 7) 渗碳后的热处理工艺 7) 渗碳后的热处理工艺 8) 热处理后的组织 2.钢的渗氮 ( Nitridation of steel ) 渗碳与渗氮的工艺特点 3.钢的碳氮共渗---氰化处理 ( Carbonitriding of steel ) 工件淬硬层与冷却速度的关系 3.淬硬性与淬透性之间的关系: 淬透性 淬硬性 钢 种 小 低 碳素结构钢 ( 20 ) 小 高 碳素工具钢( T10A ) 大 低 低碳合金结构钢 ( 18Cr2Ni4WA ) 大 高 高碳高合金工具钢 ( Cr12MoV ) 4.淬透性的大小对钢的热处理后的力学性能的影响 未淬透钢 淬透钢 一)定义: 把淬火后的零件重新加温到 A1线以下某个温度,保温一段 时间,然后冷却到窒温。 二)目的: 消除淬火应力,降低脆性;稳定 工件尺寸;调整淬火零件的力 学性能。 耐磨件 M回=α0.3%C+ε 150～250 低温回火 弹簧等 T回=F针+Fe3C粒 350～500 中温回火 调质件 S回=F多+Fe3C球 500～650 高温回火 高合金钢 P回=F多+Fe3C粒 650～A1 高温软化 三) 工艺参数 淬火 + 高温回火 = 调质处理 用途 组 织 温度(℃) 名 称 淬火 + 高温回火 = 调质处理 工艺的核心:使零件具有“表硬里韧” 的力学性能。 一) 定义:是一种不改变钢表层化学成 分,但改变表层组织的局部热 处理工艺。 二) 工艺特征:通过快速加热使钢的表 层奥氏体化,然后急冷,使表层 形成马氏体组织,而心部仍保 持不变。 三)表面淬火用钢: 选用中碳或中碳低合金钢。40、45、40Cr、40MnB等。 四)表面淬火加工的方法: 感应加热( 高、中、工频 )、火 焰加热、电接触加热法等。 1)感应加热的基本原理: * 感应电流 --- 涡流 * 集肤效应 *淬火层深度(δ)与电流频率( f )的关系: δ = 500 / √ f （mm） 感应加热表面淬火示意图 集肤效应示意图 2)工艺要