AIAG金属材料和热处理基本概念及基础知识training解析.ppt

AIAG 金属材料和热处理基础概念及基础知识 热处理工艺介绍 固溶热处理 . 将合金加热到相变温度，保温一段时间，使溶质组元充分溶解，然后快速冷却以获得一种饱和固溶体，这一工艺过程称为固溶热处理，其目的是把合金中最大量实际可溶解的硬化元素溶于固溶体中。 . 提高铝合金强度、硬度的热处理工艺包括三个步骤： - 固溶热处理—可溶相的溶解 - 淬火—过饱和固溶体的形成 - 时效—在室温下或升温下溶质原子的沉淀析出 AIAG 金属材料和热处理基础概念及基础知识 热处理工艺介绍 固溶热处理的工艺参数 - 淬火温度：取决于合金成分和共晶温度（不宜过高或过低，加热炉的误差控制不超过5℃） - 固溶处理时间：取决于热处理前显微组织、加热方式、零件的尺寸及加工状态、合金的成分、装炉量多少 - 淬冷延迟：零件转移到淬火槽时间，不超过10s-15s 冷却速度：取决于淬火介质的种类与温度及零件的有效厚度越快越好，一般用水作淬火介质（60-80℃） AIAG 金属材料和热处理基础概念及基础知识 热处理工艺介绍 时效处理 . 将过饱和固溶体合金在室温或加热到一定温度，保持相当长的时间，使溶质组元富集或析出第二相以获得强化的工艺过程，即铝合金淬火后的强度和硬度随时间增长而显著提高的现象，时效在常温下发生，称为自然时效，在某一温度范围（如100-200℃）内发生，称人工时效。 AIAG 金属材料和热处理基础概念及基础知识 热处理工艺介绍 时效处理 - 从淬火到人工时效的停留时间（2h） - 合金的化学成分（能溶解） - 固溶处理工艺（温度高、时间长） - 最适宜的时效温度 AIAG 金属材料和热处理基础概念及基础知识 热处理工艺介绍 时效的工艺参数 一般考虑加热温度和保温时间，加热速度和冷却速度的影响较小，不予考虑 自然时效：一般不少于4昼夜 人工时效：一般150-180℃，6-12h 可采用多级人工时效 具体参见铝合金工艺规范 AIAG 金属材料和热处理基础概念及基础知识 热处理工艺介绍 淬硬性 . 指钢在正常淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体能够达到的最高硬度，以淬火加热时熔于钢的高温奥氏体中含碳量及淬火后所得到的马氏体组织数量来具体决定，用HRC硬度来表示。 . 淬硬性主要与钢中的含碳量有关，固溶在奥氏体中的含碳量愈多，淬火后所得到的马氏体组织的数量越多，淬火后的硬度值也愈高。 . 实际操作中由于工件尺寸、冷却介质的冷却速度以及加热时所形成的奥氏体晶粒度的不同影响淬硬性。 AIAG 金属材料和热处理基础概念及基础知识 热处理工艺介绍 淬透性 . 淬透性，也叫可淬性，是指钢在淬火时能够得到的淬硬层深度。是衡量各个不同钢种接受淬火能力的重要指标之一。 . 淬硬层深度，也叫淬透层深度，是指由钢的表面量到钢的半马氏体区（组织中马氏体占50%线，其余50%为珠光体类型组织）组织处的深度（也有个别钢种如工具钢、轴承钢需要量到90%或95%的马氏体区组织处）。钢的淬硬层深度越大，就表明这种钢的淬透性越好 . 测定钢的淬透性方法很多，通常有三种方法：（1）结构钢末端淬透性试验法，（2）碳素工具钢淬透性试验法， （3）计算法 AIAG 金属材料和热处理基础概念及基础知识 热处理工艺介绍 淬透性 . 淬透性主要与钢的临界冷却速度有关，临界冷却速度愈低，淬透性一般也愈高。值得注意的是：淬透性好的钢，淬硬性不一定高，而淬透性低的钢也可能具有高的淬硬性钢的淬透性指标。 . 淬透性考核钢件经热处理后的综合机械性能，能否满足使用性能的要求；另一方面供热处理工艺人员在淬火过程中，能否保证不形成裂纹及减少变形等方面，提供理论根据。 AIAG 金属材料和热处理基础概念及基础知识 热处理工艺介绍 淬火变形与开裂 . 钢件的内应力（包括机械加工应力和热处理应力）达到或超过钢的屈服强度时，钢件发生变形（包括尺寸和形状的改变），而钢件的内应力达到或超过钢的破断抗力时，钢件将发生裂纹或导致钢件破断。 . 淬火变形是热处理的必然趋势，而开裂则往往是可能趋势。如果钢材原始成分及组织质量良好、工件形状设计合理、热处理工艺得当，则可减少变形及避免开裂。 AIAG 金属材料和热处理基础概念及基础知识 热处理工艺介绍 氧化 . 当零件在空气中加热，如在空气炉中，或者在含有O2 ，CO2，H2O等其它介质中加热，钢中的铁原子、合金元素会与上述氧化性介质发生化学反应，生成氧化物，叫氧化 2Fe + O2 →2FeO Fe + CO2 ←→FeO +CO Fe + H2O ←→FeO + H2 FeO可以继续发生化学变化生成Fe2O3、Fe(OH)2 等，这