工程材料与成形技术基础第2版教学课件ppt作者庞国星第三章钢的热处理3第二节钢的普通热处理与第三节钢的表面热处理课件.ppt

第二节 钢的普通热处理 钢最基本的热处理工艺有退火、正火、淬火和回火。 机械零件的一般加工工艺为：毛坯（铸、锻）→预备热处理→机加工→最终热处理。 一、钢的退火 将钢加热至适当温度保温， 然后缓慢冷却（炉冷）的 热处理工艺叫做退火。 1、退火目的 ⑴ 调整硬度，便于切削加 工。适合加工的硬度为170-250HB。 ⑵ 消除内应力，防止加工中变形。 ⑶ 细化晶粒，为最终热处理作组织准备。 2、退火工艺 退火的种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火。 ⑴ 完全退火 ⑵ 等温退火 亚共析钢加热温度 Ac3+30~50℃ 共析、过共析钢加热温度 Ac1+30~50℃ 保温后快冷到略低于Ar1的温度停留，待相变完成后出炉空冷。等温退火可缩短工件在炉内停留时间。 ⑶ 球化退火 球化退火是将钢中渗碳体球状化的退火工艺。 球化退火的组织： 在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体，称球状珠光体，用P球表示。 对于有网状二次渗碳体的过共析钢，球化退火前应先进行正火，以消除网状。 二、钢的正火 正火是将亚共析钢加热到Ac3+30~ 50℃，共析钢加热到Ac1+30~50℃，过共析钢 加热到Accm+30~ 50℃，保 温后空冷的工艺。 正火比退火冷却速度大。 1、正火后的组织： ● 0.6%C时组织 F+S ● ?0.6%C时组织 S 2、正火的目的 ⑴ 对于低、中碳钢(≤0.6C%)，目的与退火的相同。 ⑵ 对于过共析钢，用于消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。 ⑶ 普通件最终热处理。 三、钢的淬火 淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。 （一）淬火温度 1、碳钢 ⑴ 亚共析钢 淬火温度：Ac3+30-50℃。 预备热处理组织：退火(F+P)或正火组织(F+S或S)。 亚共析钢淬火组织： ?0.5%C时为M ?0.5%C时为M+A’。 在Ac1~ Ac3之间的加热淬火称亚温淬火。 亚温淬火组织为F+M 强硬度低，但塑韧性好。 ⑵ 共析钢 淬火温度 Ac1+30-50℃ 淬火组织 M+A’。 ⑶ 过共析钢 淬火温度 Ac1+30-50℃ 温度高于Accm，奥氏体晶粒粗大、淬火后马氏体晶粒粗大；M含碳量高， A’量增多。使钢硬度、耐磨性下降，脆性、变形开裂倾向增加。 2、合金钢 由于多数合金元素(Mn、P除外)对奥氏体晶粒长大有 （二）淬火介质 理想的冷却曲线应只在C曲线鼻尖处快冷，而在Ms附近尽量缓冷，以达到既获得马氏体组织，又减小内应力的目的。但目前还 油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小，用于合金钢和小尺寸的碳钢件。 熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间，用于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。 （三）淬火方法 采用不同的淬火方法可弥补介质的不足。 1、单介质淬火法 加热工件在一种介质中连续冷却到室温的淬火方法。 操作简单，易实现自动化。 2、双介质淬火法 工件先在一种冷却能力强的介质中冷却，躲过鼻尖后，再在另一种冷却能力较弱的介质中发生马氏体转变的方法。如水淬油冷，油淬空冷。 优点是冷却理想，缺点是 3、分级淬火法 在Ms附近的盐浴或碱浴中淬火，待内外温度均匀后再取出缓冷。 可减少内应力 用于小尺寸工件。 4、等温淬火法 将工件在稍高于Ms的盐浴或碱浴中保温足够长时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。 经等温淬火零件具有良好的综合力学性能，淬火应力小。 适用于形状复杂及要求较高的小型件。 四、钢的回火 回火是指将淬火钢加热到A1以 下的某温度保温后冷却的工艺。 （一）回火的目的 1、减少或消除淬火内应力，防 止变形或开裂。 2、获得所需要的力学性能。淬火钢一般硬度高，脆性大，回火可调整硬度、韧性。 3、稳定尺寸。回火可使非平衡M与A’转变为平衡或接近平衡的组织，防止使用时变形。 4、高淬透性钢的软化，这类钢空冷即可淬火，如采用回火软化既能降低硬度，又能缩短软化周期。 （二）回火的种类 1、低温回火 回火温度： 150~250℃ 组织转变： 从马氏体中 这种在马氏体基体上分布着细片状碳化物的组织称为回火马氏体，用M回表示。 低温回火的目的是在保留淬火后高硬度、 2、中温回火 回火温度：350-500℃ 组织转变：?-碳化物溶解于铁素体中,同时从铁素体中析出Fe3C。到350℃, 马氏体中的 回火托氏体组织具有较高的弹性极限和屈服极限，并具有一定的韧性，硬度一般为35~45HRC。 3、高温回火 回火温度：500-650℃ 组织转变：Fe3C发生聚集长大，铁素体发生多边形化。 回火索氏体组织具有良好的综