05-钢的热处理【荐】.ppt

《工程材料余热加工基础》 第五章 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 概述 钢在加热时的组织转变 1、转变温度 2、奥氏体的形成 3、奥氏体晶粒度及对力学性能的影响 1.转变温度 3、 A晶粒度及对力学性能的影响 钢的本质晶粒度示意图 A晶粒大小对钢的力学性能的影响 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.钢在热处理时的两种冷却方式 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 珠光体转变：Fe 、C的扩散性相变 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 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 说明：亚共析钢的C曲线 说明：过共析钢的C曲线 四) 影响 C 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 钢的普通热处理工艺 一.钢的退火 完全退火：亚共析钢Ac3+30-50℃，缓冷到 600℃时空冷，得到 F+P； 等温退火：同完全退火，可节省时间； 球化退火：过共析钢Ac1+20-30℃，消除网状 碳化物，使之成为球状。 去应力退火：500-650℃炉冷至200℃后空 冷，消除应力。 均匀化退火：Ac3+150-200℃，获得均匀组织 晶粒粗大 二.钢的正火 三.钢的淬火： 淬火方法 单液淬火：直冷，简单易操作 双液淬火：先快后慢，降低应力 分级淬火：快-恒-快，应力极低 等温淬火：得到B下〔工模具、弹簧〕 局部淬火：量具等的局部区域 冷 处 理：-70～-80℃，降低A残%，稳定尺寸 补充：局部淬火方法 影响淬透性的因素(vK) 淬透性的测定(临界直径测定法) 四.钢的回火（淬火后必须回火） 回火的分类及应用 低温回火（150～250℃） 回火M(低过饱和F针＋ε-Fe2.4C) 保证高硬度，用于工模具等 HRC58~62 中温回火（350～500℃） 回火屈氏体，F针＋Fe3C极细粒状 HRC35~45，用于各种弹性元件 高温回火（500～650℃） 回火索氏体，F多边形＋Fe3C细粒状 HRC25~35 淬火+高温回火——调质 淬火钢的回火转变 马氏体分解（100～350℃） 回火M(低过饱和α＋ε-Fe2.4C) 残余奥氏体的分解（200～300℃） B下 碳化物的转变（250～400℃） ε-Fe2.4C转变为Fe3C 渗碳体的聚集长大和α相再结晶（400℃） 成为粒状Fe3C，600℃后粗化 回火马氏体组织金相图 第五节 钢的表面处理 表面淬火 化学热处理 例如：汽车、拖拉机上的传动齿轮，其表面硬度要求为58～62HRC，而心部硬度则要求为33～38HRC；精密镗床主轴，要求其与滑动轴承配合的表面硬度不低于900HV，而心部硬度为248～286HBS。 一.表面淬火 1.感应加热表面淬火 3）感应加热表面淬火的分类 高频70～1000KHz，常用200～300KHz，淬硬深度为0.5～2mm。中小模数齿轮、轴类零件等。 中频500～10000Hz，常用2500～8000Hz，淬硬深度2～10mm，直径较大的轴类和较大模数的齿轮等。 工频50Hz，淬硬深度达10～15mm。直径大于300mm的轧辊及轴类零件等。 超音频20～40KHz，(音频20KHz)，淬硬深度在2mm以上，适用于模数为3～6的齿轮及链轮、花键轴、凸轮等。 火焰加热表面淬火的特点: 激光加热表面淬火 能量密度104～108W/cm2 淬硬深度0.3～0. 5mm 形状复杂、盲孔等均可 二.化学热处理 ( Chemical Heat Treatment ) 1.钢的渗碳 ( Carburize of steel ) 气体渗碳法示意图 方法：滴注式渗碳 介质：苯、醇、煤油等液体 工艺：将工件装在密封的渗碳炉中，加热到900～950℃(常用930℃)，向炉内滴入煤油、苯、甲醇、丙酮等有机液体，在高温下分解成CO、CO2、H2及CH4等气体组成的渗碳气氛，在高温下与工件接触时便在工件表面进行下列反应，生成活性碳原子。 优点：生产率高，劳动条件好，渗碳