钢的热处理——钢的淬火与回火.ppt

亚共析碳钢为什么要加热到Ac3以上完全Ａ化后淬火呢？ 若加热温度选在Ac1～Ac3之间，组织中有一部分铁素体存在，在随后的淬火冷却中，由于铁素体不发生变化而保留下来，它的存在是钢的淬火组织中存在软点，降低了淬火钢的硬度，同时它的存在还会影响钢的均匀性，影响机械性能，加热Ac3以上太高也不行，钢的氧化脱碳严重，另一方面Ａ晶粒粗大，淬火后Ｍ粗大，钢的性能变坏。 过共析钢的淬火加热温度为什么选择在Ac1～Ac3之间？ 首先过共析钢在淬火加热以前，都要经过球化处理，加热到Ac1～Acm之间时组织为Ａ和一部分未溶化的Ｆe3C,，淬火后，Ａ—M，Ｆe3C被保留下来，Ｆe3C硬度很高，它的存在，可以提高钢的硬度和耐磨性。 (1)理想介质冷却速度 高温T＞650℃,慢冷,可以减少热应力。 中温650℃～400℃ ,快冷,避开C曲线的鼻尖,保证全部获得M。 低温400℃以下，特别是300～200℃ 发生M转变时要求慢冷，↓M转变时的组织应力 (2)理想冷却速度示意图 有物态变化的（以水为例） 冷却三阶段： ① 蒸汽膜阶段 ② 沸腾阶段 ③ 对流阶段 (1):蒸汽膜阶段： ??? 灼热钢件投入淬火介质中，一瞬间就在工件表面产生大量过热蒸汽，紧贴工件形成连续的蒸汽膜，使工件和液体分开。由于工件是不良导体，这阶段的冷却主要靠辐射传热，因此，冷却速度较慢。 （2):沸腾阶段： ??? ? 进一步冷却时，工件表面温度降低，工件放出热量愈来愈少，蒸汽膜厚度减薄并在越来越多的地方破裂，以致使液体在这些地方和工件直接接触，形成大量气泡溢出液体，由于介质的不断更新，带走大量热量，所以这阶段的冷却速度较快 （3):对流阶段： ??? 当工件表面的温度降低至介质的沸点或分解温度以下时，工件的冷却主要靠介质的对流形成，随着工件与介质的温度降低，冷却速度也逐渐降低。 钢的淬透性的应用 钢的淬透性是机械设计中选材时应予考虑的重要因素之一。 大截面零件、承受动载的重要零件、承受拉力和压力的许多重要零件（螺栓、拉杆、锻模、锤杆等），要求表面和心部力学性能一致，故应选择淬透性高的材料； 心部力学性能对使用寿命无明显影响的零件（承受弯曲或扭转的轴类），可选用淬透性低的钢，获得1/2~1/4淬硬层深度即可； 焊接件、承受强力冲击和复杂应力的冷镦凸模等，不能或不宜选择淬透性大的材料。 （一）临界直径法 顶端淬火法 5 钢淬火时发生变形和开裂的原因是什么？何为热应力和组织应力？解释为什么分级淬火和等温淬火可以减小变形和开裂？ 6 有一45钢制造的齿轮，要求表面耐磨，其工艺流程为： 锻造——热处理1——切削加工（成型）——热处理2——成品， 试问热处理1、2各采取什么样的热处理工艺？说明原因？ 生产中也常用临界淬火直径表示钢的淬透性。 临界淬火直径——圆棒试样在某介质中淬火时所能得到的最大淬透直径（即心部被淬成半马氏体的最大直径），用Do表示。 在相同冷却条件下，Do越大，钢的淬透性越好。 4 淬透性的实验测定方法 油淬 水淬 M 非M （2）顶端淬火法 — 端淬法 该法为乔迈奈等于1938年建议采用的，因而国外常称为“Jominy‘’端淬法． 端淬曲线、端淬曲线带 各种钢的淬透性曲线可以参考《合金钢手册》 φ 25×100 ， 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0 0 10 20 30 40 50 60 70 距端面距离/ mm HRC 40Cr 45 §8-4 淬火方法 1 单液淬火：尺寸小、形状简单碳钢件、合金钢件。 2 双液淬火 （水淬油冷）尺寸较大碳钢件。 3 分级淬火：稍高于Ms，盐浴；小尺寸模具、变形小精密件。 4 等温淬火：淬火热应力、组织应力小，变形小；形状复杂、尺寸精密件。 5 冷处理 ① 减小残A，提高硬度；②稳定尺寸； §8-4 淬火方法 单液淬火 双液淬火 分级淬火 等温淬火 时间 温度 Ms A1 单液淬火 将加热后的零件投入一种冷却剂中冷却至室温。 优点：操作简单，容易实现自动化 缺点：易产生淬火缺陷， 水中淬火易产生变形和 裂纹，油中淬火易产生硬度不足或硬度不均匀等现象。 应用：碳钢一般用水作冷却介质，合金钢可用油作冷却介质。 双液淬火 将加热的工件先投入一种冷却能力强的介质中冷却，然后在接近Ms点温度（钢的组织还未开始转变时迅速取出），马上浸入另一种冷却能力弱的介质中使之发生马氏体转变的淬火，称为双介质淬火。 优点：内应力小，