第八讲金属热处理工艺.pptVIP

第八讲 钢的热处理工艺 主讲：曹光明 * * 钢的热处理工艺 一、退火 1、完全退火 2、等温退火 3、球化退火 4、扩散退火 5、去应力退火 6、再结晶退火 二、正火 三、淬火 1、淬火温度 2、淬火介质 3、淬火方法 4、钢的淬透性 五、回火 六、钢的表面热处理 1、表面淬火 2、表面化学热处理 1、回火的对象 2、回火的目的 3、回火分类、组织及性能 4、回火后的力性 钢的热处理工艺 一、钢的退火 什么是退火？ 退火的分类。 1、完全退火 ① 工艺： 加热至Ac3以上20~30℃，保温后炉冷。 ②目的： 细化组织，消除应力，降低硬度，便于切削加工。 ③适于钢种： 亚共析钢（包括合金钢）的铸、锻、焊件。低碳钢及过共析钢不宜。 ④组织： 珠光体P 2、等温退火 除冷却方式外，其他均与完全退火相同 将钢A化后快冷至Ar1以下的珠光体转变区某一温度等温，使A→P后空冷。 与完全退火相比，退火时间缩短，组织更均匀 钢的热处理工艺 3、球化退火 ①工艺： ②目的： 降低硬度，改善切削性能，为淬火作好准备。 ③适于钢种： （过）共析碳钢及合金钢。 ④组织： 球状P。 说明球化过程： 若退火前有严重的Fe3CⅡ网，先施以正火，再行球化退火。 4、扩散退火 ①工艺： 加热至Ac3+（150~300℃）， 长时间保温 ， 然后炉冷。 ②目的： 消除成分偏析。 ③适于钢种： 合金钢铸件及锻坯。 ④组织： 不变。 但可能出现过热 ，且工件烧损严重。 钢的热处理工艺 5、去应力退火 ①工艺： ②目的： 去应力，以防钢件的变形及开裂。 ③适于工件：铸、锻、焊接件及冷加工件。 ④组织： 不变。 6、再结晶退火 ①工艺： 加热加热至T再+150~250℃， 保温后空冷。 ②目的： 消除加工硬化，恢复原来的组织。 ③适于钢件： 冷扎、冷拉、冷冲等冷加工件。 加热至Ac1以下100~200℃，保温，炉冷至200℃以下空冷。 钢的热处理工艺 二、钢的正火 定义： 完全A化后空冷。 （1）工艺： 加热， Ac3+100~150℃ 将钢加热至临界点以上30~50℃或更高， 低碳钢： 中碳钢： Ac3+50~100℃ 高碳钢： Accm+30~50℃ 冷却： 空冷。 （2）组织及性能 P组织， 但比退火的更细。 σb、HR↑， αk↑， ψ、δ不下降。 （3）正火应用 ①作为普通结构零件的最终热处理。 ②作为低、中碳结构钢的预先热处理， 可获得合适硬度，便于切削加工。 ③用于过共析钢消除网状的Fe3CⅡ， 为球化退火做好组织准备。 钢的热处理工艺 三、钢的淬火 定义： 以大于临界冷速的速度进行冷却， 以得到M组织的热处理工艺。 把钢加热至A化后， 1、淬火温度 一般在临界点以上30~50℃。 亚共析钢： Ac3+（30~50℃）， 过高，M粗大， 钢件易变形开裂； 过低， 容易出现淬火软点。 组织主要为M板。 （过）共析钢： Ac1+（30~50℃）， 合金钢淬火温度可适当提高， 组织为M+Fe3C。 加热至Accm以上完全A化反而有害: ①Ar↑，钢的耐磨性、硬度↓； ②A粗化，淬后M粗大，使钢的性能下降； ③氧化、脱碳； ④淬火应力↑，工件易变形、开裂。 钢的热处理工艺 2、淬火介质 淬火难操作 矛盾 为得到M需要快冷； 快冷又导致很大的内应力，使钢件易变形和开裂。 解决此矛盾，方法有二： 一是选择理想的淬火介质 （具有理想冷速的淬火介质）。 一是改进淬火的冷却方法。 什么是理想冷速？ 常用的淬火介质： （1）水。 冷速快， 但和理想冷速相反， 主要用于小尺寸形状简单碳钢工件的淬火。 （2）盐水。 冷速更快， 较为理想： 在C曲线的鼻温附近冷速快， 但300℃以下仍很快，钢件易变形及开裂。 （3）油。 冷却能力差， 在300℃以下冷速低， 有利于减少变形与开裂， 主要用于形状复杂的中小合金钢工件的淬火。 （4）碱浴和盐浴。 主要用于尺寸小、形状复杂、对变形要求严格的工模具钢工件的淬火。 钢的热处理工艺 3、淬火的方法 ①单液淬火法。 ②双液淬火法。 ③分级淬火法。 适用于形状复杂的对变形要求严格的小尺寸合金钢工件（C钢也可）。 ④等温淬火法。 适用于各种形状复杂，尺寸要求精确，且硬、韧性要求高的冷热冲模及成型刃具等。 钢的热处理工艺 4、钢的淬透性 （1）定义： （2）影响淬透性的因素。 钢的淬透性与钢的临界冷速有关。 νc↓，淬透性↑； （3）淬透性对钢的力学性能的影响 钢淬火后获