汽车工程材料教学课件作者王大鹏等第4章-金属材料热处理课件.pptVIP

2、目的：正火所达到的效果与材料的成分及组织状态有关。 （1）低C钢正火后，可得到较细的片状P，硬度较退火略高，由于利于切削加工，所得F晶粒较细，钢的韧性较好，板、管、带及型材等大多采用正火处理，以保证良好的力学性能的配合。 （2）●中C钢普通零件正火后组织细化，得到一定的力学性能，要求不高时，可代替调质处理作为最后热处理。 （3）铸钢件正火， 细化铸态组织（即细化铸件中粗大晶粒， 消除由于截面尺寸不同在结晶过程中产生的显微组织的不均匀性，如等轴晶-柱状晶-粗晶）。 盐水、碱水溶液（水中添加5～10%的盐、碱） 在高温区（650～550℃）的冷却能力约为水的10倍 缺点：①低温冷速仍很大。 ②对工件有腐蚀作用，淬火后必须清洗。 ③碱水对皮肤有刺激作用。 ∴碱水使用受到一定的限制。 适用范围：用于形状简单，尺寸较大的碳素结构钢件淬火，还可对大截面的碳素工具钢，低合金钢工件用盐-油双介质淬火。 适用：① 主要用于中碳碳素结构钢或低合金结构钢制造的各种机械结构零部件 ★结构钢淬火+高温回火，以获得综合机械性能为目的，称为调质处理，如发动机曲轴、连杆、螺栓，机床主轴等要求综合机械性能零件。 6.2 钢的化学热处理 化学热处理：通过活性元素原子的吸收和扩散改变钢的表层化学成分而改变钢的表层组织与性能的热处理工艺。 常用：（1）提高硬度：渗碳、渗氮、渗硼等 （2）提高抗高温氧化性：渗铝、渗铬等 （3）提高抗腐蚀性：渗硅、渗氮等 一、 钢的渗C（carburizing） 1、渗C的目的、分类及应用 定义—钢件 渗C介质 加热和保温， 表面含C量和一定C浓度梯度 应用最广泛的一种化学热处理工艺。 目的： 高的表面硬度（HRC58~63），耐磨性 高的接触σ-１，弯曲σ-1 高的冲击韧性等。 应用： 适用于承受磨损，交变接触应力或弯曲应力和冲击载荷的机器零件 如：轴，活塞销、齿轮、凸轮轴既表面要求高硬度，心部要求足够强度和韧性。 汽车、拖拉机、起重、坦克等设备中零件 分类 依渗C剂 聚集状态 渗C方法可分为： 固体渗C、 液体渗C、 气体渗C（和特殊渗C）。 板条M 一、淬火加热温度 l亚共析钢和共析钢:AC3+30～50℃？ 淬火后组织:均匀细小M l过共析钢:AC1+30～50℃？ 淬火后组织：均匀细小M +粒状渗碳体 二、淬火冷却介质 保证工件冷速V＞临界淬火冷速VC。 工件尺寸一定时，冷速越快： 1.获得较大的淬硬深度。 2.容易引起变形开裂。 水作为淬火介质 （1）650～550℃ :冷速＜200℃/s； M转变区(300～200℃），冷速：高达770℃/s 优点：冷却能力强，清洁、安全、价格低，不需清洗。 ∴在可能情况下应广泛使用。 缺点：M 转变区冷速大，易开裂 适用：形状简单，尺寸不大的碳钢件。 3）油(主要用矿物油) 特点：①低温冷速低，。 ②油高温冷却能力很小，只有水的1/3～1/6。) “C”鼻尖处冷速较低。截面较大的C钢及低合金钢不易淬硬， ∴主要用于形状复杂的中小型合金钢（A稳定性大，“C”曲线靠右→淬透性大）或尺寸小的碳钢。 ? 650~550℃ 300~200℃ 20℃静水 180℃/s 770℃/s 20℃循环水 360℃/s 770℃/s 10号机油 60℃/s 27℃/s 三?淬火冷却方法: （1）单介质淬火 （2）双介质淬火 （为减小淬火应力） （3）M分级淬火 （为减小淬火应力） （4）B等温淬火：为获得下贝氏体组织。 （5）冷处理：为获得最大量M，减少A B 时间 温度 A1 P M A Ms ① ② ③ ④ 室温 5.4 钢的回火 回火：淬火钢件加热至AC1以下某温度保温一定 时间，而后冷却的热处理工艺。 一、回火目的 （1） 减小或消除淬火应力，防零件变形和开裂。 （2） 稳定组织，防止组织转变引起的零件形状、尺寸和性能变化。 （3） 获得所需力学性能。 淬火 回火 二、回火时组织转变及力学性能变化 1、回火时组织转变 以碳钢为例： （1）马氏体开始分解（100～200℃）： 碳原子以ε-碳化物形式从马氏体中逐渐析出。 （2）残余奥氏体分解（200～300℃）： 残余奥氏体转变为回火马氏体或下贝氏体。 （3）渗碳体形成（250～400℃）： ε-碳化物转变为极细