20140313金属工艺学第五章02.ppt

第五章 钢的热处理 一、钢的退火 1）完全退火 定义：将钢加热Ac3以上30- 50oC,完全奥氏体后，保温一定时间随之缓慢冷却到600oC以下，出炉空冷。 组织：细小而均匀的平衡 组织（铁素体+珠光体） 目的：细化晶粒，消除内应力，降低硬度，以利 于切削加工。 适用范围：亚共析钢型材。 2）球化退火 定义：将钢加热到Ac1以上20-30 oC，保温后随炉缓冷至600 oC，出炉空冷，使钢中碳化物呈球状的工艺方法。 组织：球状珠光体（渗碳体呈球形的细小颗粒弥 散分布在铁素体基体中） 目的：降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能。 适用范围：主要用于过共析钢、合金工具钢。 3）均匀化退火（扩散退火） 定义：将钢加热到Ac3以上150-300 oC，长时间 保温后随炉缓冷。 目的：使钢中的化学成分和组织均匀化 适用范围：主要用于质量要求高的合金钢铸锭、 铸件、锻坯。 4）去应力退火 定义：将钢加热到Ac1以下（一般约为500—600 oC），保温后随炉缓冷至200--300 oC出炉空冷，又称低温退火。 目的：消除铸件、锻件和焊接件 的内应力 。（没有发生组织变化） 适用范围：用于所有的钢。 5）再结晶退火---中间退火 二、钢的正火 2）对低、中碳钢（S+F ），可用正火作为预备热处理，可提高硬度和强度，改善切削加工性； 3）对高碳钢（S ），正火可抑制渗碳体网的形成，可为球化退火作准备 。 视频：正火工艺 三、钢的淬火 淬火：将钢件加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保温一定时间后，快速冷却的热处理工艺。 目的：为了获得马氏体（或贝氏体）组织，提高钢的硬度、强度和耐磨性，并保持足够的韧性 (一)淬火温度 1、碳钢 ⑴ 亚共析钢 总结 2、合金钢 （二）淬火介质 （三）淬火方法 视频：等温淬火法 （四）钢的淬透性 1、淬透性的概念 2、影响淬透性的因素: 钢的临界冷却速度，Vc越低，钢的淬透性越好钢的化学成分（增加过冷奥氏体稳定性，降低Vc，钢的淬透性越好） 3、淬透性的应用: 淬透性好的钢，经淬火回火后，截面上组织均匀一致，综合力学性能好。因此，钢的淬透性对提高大截面零件的力学性能，发挥材料潜力，具有重要的意义。 淬透性好的钢，在淬火冷却时可采用比较缓和的淬火介质，减小工件淬火的变形及开裂倾向。 淬透性的大小对钢的热处理后的力学性能的影响 （五）钢的淬硬性 淬硬性与淬透性之间的关系: 淬硬性与淬透性之间的区别: (六)淬火缺陷与防止措施 1、氧化与脱氧 氧化，是指铁的氧化，即在工件表面形成一层松脆的氧化铁皮。氧化不仅造成金属的损耗，还影响工件的承载能力和表面质量等。 脱碳，是指气体介质和钢表面的碳起作用而逸出，使材料表面含碳量降低。脱碳会降低工件表层的强度、硬度和疲劳强度，对于弹簧、轴承和各种工具、模具等，脱碳是严重的缺陷。 为了防止氧化和脱碳，对重要受力零件和精密零件，通常应在盐浴炉内加热。 2、过热和过烧 钢在淬火加热时，由于加热温度过高或高温下停留时间过长而发生奥氏体晶粒显著粗化的现象，称为过热。加热温度达到固相线附近，使晶界氧化并部分熔化的现象称为过烧。 工件过热后，晶粒粗大，不仅降低钢的力学性能（尤其是韧性），也容易引起变形和开裂。过热可以用正火处理予以纠正，而过烧后的工件只能报废。 为了防止工件的过热和过烧，必须严格控制加热温度和保温时间。 3、变形与开裂 淬火内应力是造成工件变形和开裂的原因。对于变形量小的工件可采取某些措施予以纠正，而变形量太大或开裂的工件只能报废。 为了防止变形和开裂的产生，可采用不同的淬火方法（如分级淬火或等温淬火等）或在设计上采取一些措施（如结构对称、截面均匀、避免尖角等）。 4、硬度不足 由于加热温度过低、保温时间不足、冷却速度过低或表面脱碳等原因造成的。一般情况下， 可采用重新淬火消除，但淬火前要进行一次退火或正火处理。 四、钢的回火 三、回火的种类 按回火温度的不同，回火可分以下三种： 1、低温回火（150-250）oC 组织： M回=α0.3%C+ε 目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火力，减少钢的脆性。硬度为58-64HRC。 应用：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬火件和表面淬火件. 3、高温回火（500-650）oC 组织：S回=F块+Fe3C球 目的：获得良好的综合力学性能。硬度为25-35HRC. 应用：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。 淬火 + 高温回火 = 调质处理 （四）回火脆性 视频：钢的回火 一、表面淬火 1、 定义：是一种不改变钢表层化学成分，但改变表层组织，且