钢的退火与正火.pptVIP

* * §4.1钢的退火与正火 一、退火和正火的目的 1.降低或提高硬度，便于进行切削加工消除残余应力. 2.细化晶粒，改善组织以提高钢的力学性能，为最终热处理作好组织准备. 二、退火的定义 §4.1.1退火 将钢材加热到适当温度，保温一定时间，随后缓慢冷却以 获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 三、退火的分类 按物理冶金过程分：第一类退火和第二类退火。 (1)第一类退火：不以组织转变为目的的工艺，通过控制加热 温度和保温时间使冶金和冷热加工过程中产生的不平衡状态 过渡到平衡状态。分为扩散退火、再结晶退火、去应力退火。 a.扩散退火(均匀化退火) 将钢锭等加热至略低于固相线温度(AC3+(150~200℃))下长时 间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理 工艺。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏 析及区域偏析，使成分和组织均匀化。 b.再结晶退火 把冷变形后的金属加热到再结晶温度(T再 +(100~250℃)))以上 保持适当的时间，使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时 消除加工硬化和残留内应力的热处理工艺。经过再结晶退火， 钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。 c.去应力退火 为了消除铸件、锻件、焊接件及机械加工工件中的残留内应力 ，以提高尺寸稳定性，防止工件变形和开裂，在精加工或淬火 之前将工件加热到Ac1以下某一温度(Ac1 -(100~200℃))，保温 一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。 (2)第二类退火：以改变组织和性能为目的的工艺方法，通过 控制加热温度、保温时间以及冷却速度等参数，来改变钢中 的珠光体、铁素体和碳化物等组织形态和分布，从而改变其 性能。包括完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火。 a.完全退火 将亚共析钢加热至(AC3+(30～50℃))，保温足够时间奥氏体化 后，随炉缓慢冷却，从而得到接近平衡的组织。 b.不完全退火 将过共析钢加热至(AC1+(30～50℃))，经保温后缓慢冷却以获 得近于平衡组织的热处理工艺。 c.等温退火 将亚共析钢加热至(AC3+(30～50℃))或将共析钢和过共析钢 加热至(AC1+(30～50℃))，保温后等温冷却(稍低于Ar1)。 d.球化退火 将钢加热到AC3+(10～20℃)或AC1-(20～30℃)，保温后等温冷 却或缓冷,球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的 一种热处理工艺。 §4.2.1正火 将钢加热到AC3(或Acm)以上30～50℃ ，保温适当时间，在静 止的空气中冷却的热处理工艺。 正火的适用范围： a.正火可以作为预备热处理，为机械加工提供适宜的硬度，又能细化晶粒，消除应力,为最终热处理提供合适的组织状态。 b.正火还可作为最终热处理，为某些受力较小、性能要求不高的碳素钢结构零件提供合适的力学性能。 c.正火还能消除过共析钢的网状碳化物，为球化退火作好组织准备。 d.对于大型工件及形状复杂或截面变化剧烈的工件，用正火代替淬火和回火可以防止变形和开裂。 e.改善低碳钢的切削加工性能 §4.3钢的淬火与回火 一、一些重要的概念 a.过冷奥氏体 b.珠光体转变 c.贝氏体转变 d.马氏体转变 e.C曲线 二、淬火的定义 将钢件加热到AC1(或AC3)以上30～50℃，保温一定时间， 然后以大于临界冷却速度冷却来获得马氏体或贝氏体组织 的热处理工艺。 1.淬火质量的决定因素 加热温度、保温时间、冷却速度。 (1)淬火加热温度：主要取决于钢的成分。 (2)淬火冷却介质及冷却方法 钢从奥氏体状态冷至Ms点以下所用的冷却介质叫做淬火介质。介质冷却能力越大，钢的冷却速度越快，越容易超过钢的临界淬火速度，则工件越容易淬硬，淬硬层的深度越深。但是，冷却速度过大将产生巨大的淬火应力，易于使工件产生变形或开裂。因此，理想淬火介质的冷却能力应当如图4-1曲线所示。 图4-1 钢的理想淬火冷却曲线 淬火冷却方法 选择适当的淬火方法同选用淬火介质一样，可以保证在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减小淬火应力，减少工件变形和开裂倾向。 1.单液淬火法 2.双液淬火法 3.马氏体分级淬火法 4.贝氏体等温淬火法 图4-2 各种淬火方法冷却曲线示意图 （3）钢的淬硬性和淬透性 a.淬硬性：钢在理想条件下淬火硬化所达到的最大硬度。 b.淬透性：指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力， 其大小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分 布来表示。一定尺寸的工件在某介质中淬火，其淬透层的 深度与工件截面各点的冷却速度有关。 二、淬火钢的回火 回火：钢件淬硬后，再加热到AC1以下某一温度，保温 一定时间后冷却到室温的热处理工艺。 回火的分类： a.低温回火 低温回火温度约为150～250℃，回