第05章钢的热处理全解.ppt

火焰加热表面淬火 一、表面淬火 集肤效应示意图 感应加热表面淬火示意图 火焰加热表面淬火 设备简单, 操作方便, 成本低； 淬火质量不稳定； 适于单件、小批量及大型零件的生产。 感应加热表面淬火 淬火件的质量好，工件变形小； 不易氧化及脱碳，淬火层容易控制； 生产率高，设备投资大； 不适于复杂形状零件和小批量生产。 二、化学热处理 化学热处理的基本过程: 分解: 化学介质在高温下释放出待渗的活性原子。 2CO→CO2 +〔C〕 吸收: 活性原子被零件表面吸收和溶解。 扩散: 活性原子由零件表面向内部扩散，形成一定的扩散层。 零件 渗碳剂 试棒 盖 泥封 渗碳箱 固体渗碳法 气体渗碳法 §3 钢的普通热处理 一般零件生产的工艺路线: 一、钢的退火 定义：将金属缓慢加热到一定温度，保温足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却)的一种金属热处理工艺 。 目的：使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件消除内应力、降低硬度、细化晶粒、均匀成分，为最终热处理作好组织准备。 扩散退火 扩散退火是将工件加热到AC3＋(150～250)℃，略低于固相线的温度（亚共析钢通常为1050℃～1150℃，合金钢为1050～1200℃ ），长时间（10～20小时）保温，然后随炉缓慢冷却到室温。 扩散退火的主要目的是使合金中的元素发生固态扩散，来减轻化学成分不均匀性（偏析），主要是减轻晶粒尺度内的化学成分不均匀性（晶内偏析或称枝晶偏析）。退火温度所以如此之高，是为了加快合金元素扩散，尽可能缩短保温时间。 主要适用于铸造后的高合金钢。 完全退火 完全退火是将钢件或钢材加热到Ac3+30～50℃ ，经完全奥氏体化后进行随炉缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。 完全退火主要用于亚共析钢，一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材，有时也用于它们的焊接构件。完全退火不适用于过共析钢，因为过共析钢完全退火需加热到Accm以上，在缓慢冷却时，渗碳体会沿奥氏体晶界析出，呈网状分布，导致材料脆性增大，给最终热处理留下隐患。 等温退火 等温退火是将钢加热到 Ac3（亚共析钢）或 Ac1（共析钢和过共析钢）以上一定的温度，保温一段时间，使钢奥氏体化，然后迅速移入温度在A1以下的另一炉内，等温保持直到奥氏体全部转变为珠光体为止，然后出炉空冷。 钢的等温退火的目的，与完全退火基本相同，但工艺操作和所需设备都比较复杂，所以通常主要是应用于过冷奥氏体在珠光体型相变温度区间转变相当缓慢的合金钢。因为若采用完全退火方法，往往需要数十小时，很不经济；采用等温退火则能大大缩短生产周期，并能使整个工件获得更为均匀的组织和性能。 球化退火 球化退火是将钢加热至Ac1以上、Accm以下的双相区，较长时间保温，并缓慢冷却的工艺。 目的在于使珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状渗碳体，均匀分布于铁素体基体中(这种组织称为球化珠光体)。具有这种组织的中碳钢和高碳钢硬度低、切削性好、冷形变能力大。 适用于共析钢与过共析钢。 T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500 ? 再结晶退火应用于经过冷变形加工的金属及合金的一种退火方法。目的为使金属内部组织变为细小的等轴晶粒，消除形变硬化，恢复金属或合金的塑性和形变能力（回复和再结晶）。 去应力退火：铸、锻、焊件在冷却时由于各部位冷却速度不同而产生内应力，金属及合金在冷变形加工中以及工件在切削加工过程中也产生内应力。若内应力较大而未及时予以去除，常导致工件变形甚至形成裂纹。去除应力退火是将工件缓慢加热到较低温度（钢是500～650℃），保温一段时间, 然后缓冷下来。去应力退火并不能将内应力完全去除，而只是部分去除，从而消除它的有害作用。  消除内应力 500～650℃ 去应力退火 消除加工硬化 TR +30～50 ℃ 再结晶退火 过共析、共析钢 ①使Fe3C球化→HRC↓， 韧性↑，切削性↑ ②为淬火作组织准备 Ac1 +20～30℃ 球化退火 亚共析钢、共析钢 ①细化晶粒，均匀化组织 ②降低硬度 → 切削性↑ ③消除内应力 Ac3 +30～50℃ 完全退火 高合金钢 均匀钢内部的化学成分 略低于固相线 扩散退火 适用钢种 退火目的 加热温度 退火工艺 二、钢的正火 正火是将钢加热到Ac3以上30～50℃（亚共析钢）或Accm以上30～50℃ （过共析钢），保温后空冷的热处理工艺。 正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其力学性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。 应用范围: 1.预备热处理:调整低、中碳钢的硬度;消除过共析钢