第6章__钢的热处理工艺课件.ppt

6.4 钢的退火与正火 应用：铸、锻、焊毛坯的预备热处理，以及改善机械零件毛坯的切削加工性能; 性能要求不高的机械零件的最终热处理。 6.4.1 钢的退火 退火(annealing)：将钢件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。 性能变化： 降低硬度，提高塑性,以利于切削加工或继续冷变形；细化晶粒，消除组织缺陷，改善钢的性能，并为最终热处理作组织准备；消除内应力，稳定工作尺寸，防止变形与开裂。 方法分类：完全退火、球化退火、去应力退火等。 1．完全退火 定义：将钢加热到完全奥氏体化后，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的热处理工艺称为完全退火。 完全退火的加热温度：为Ac3以上30～50℃，保温时间按钢件的有效厚度计算。 保温时间:在箱式电炉中加热时，碳钢厚度不超过25毫米保温一小时，以后每增加25毫米厚度延长半小时；合金钢每20毫米保温一小时。 冷却方式:一般是关闭电源让钢件在炉中缓慢冷却，当冷至500～600℃时即可出炉空冷。 性能变化:降低钢的硬度，细化晶粒，充分消除内应力。 2．球化退火 定义：使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。 组织特征：获得由大致呈球形的渗碳体颗粒弥散分布于铁素体基体上的球状组织，称为球状珠光体，如右图所示。 工艺 加热：球化退火的加热温度为Ac1以上20～30℃，保温后的冷却有两种方式。 冷却：普通球化退火时采用随炉缓冷，至500～600℃出炉空冷；等温球化退火则先在Ar1以下20℃等温足够时间，然后再随炉缓冷至500～600出炉空冷。 机理：球化退火时，由于加热温度较低，渗碳体开始溶解但未全部溶解，层状碳化物断开为许多细小的点状碳化物，弥散分布在奥氏体的基体上。在随后的缓冷过程中，以未溶碳化物质点为核心，均匀地长成颗粒状的碳化物，形成球状组织。 性能特征 与层状珠光体相比，球状珠光体硬度低，塑性好，有利于切削加工; 在以后的淬火过程中，奥氏体晶粒不容易长大; 冷却时钢件产生变形和裂纹的倾向也小。 应用：球化退火主要用于共析钢和过共析钢的锻轧件。 3．去应力退火 定义：以消除内应力为目的热处理操作。 工艺：去应力退火的加热温度一般为500～600℃，保温后随炉缓冷至室温。 特点：由于加热温度在A1以下，退火过程中一般不发生相变。 应用：去应力退火广泛用于消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件以及机加工件中的残余应力，以稳定钢件的尺寸，减少变形，防止开裂。 6.4.2 钢的正火 定义：将钢件加热到Ac3(或Accm)以上30～50℃，保温，空冷的热处理工艺称为正火。 正火的目的与退火相比：正火冷却速度较快， 晶粒比较细小，强度、硬度比退火后要略高 。 正火的主要应用范围有： （1）消除过共析钢中的碳化物网，为球化退火作好组织准备； （2）作为低、中碳钢和低合金结构钢消除应力，细化组织，改善切削加工性和淬火前的预备热处理； (3) 对于力学性能要求不太高的普通结构零件，正火也可代替调质处理作为最终热处理使用。 6.4.3 退火和正火的选择 防止内应力，导致变形和裂纹， 采用退火。 缩短生产周期短， 尽量采用正火 。 6.5 钢的淬火 定义：将钢件加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保持一定时间，然后以适当的方式冷却获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火 。 6.5.1 钢的淬火工艺 1．淬火加热温度的选择 淬火温度：亚共析钢为Ac3+(30～100)℃，共析钢、 过共析钢为Ac1+(30～70)℃ 。 2．加热保温时间的选择 影响因素： 钢件的材料、有效厚度、加热介质、装炉方式、装炉量等具体情况而定。 计算： τ＝KαD 式中：τ——保温时间，min； K——装炉系数(通常取1～1.5)； α——加热系数，min／mm； D——钢件有效厚度，mm。 3．淬火介质 定义：钢件进行淬火冷却时所使用的介质称为淬火介质。 要求： 具有足够的冷却能力、良好的冷却性能和较宽的使用范围，同时还应具有不易老化、不腐蚀零件、不易燃、易清洗、无公害、价廉等特点。 理想淬火介质 ：过冷奥氏体在C曲线的鼻尖处（550℃左右）需要快冷，而在650℃以上或400℃以下并不需要快冷 。满足理想冷却曲线。 淬火介质种类： 水、水溶性的盐类和碱类、矿物油 。 6.5.2 淬火方法 1．单介质淬火法 浸入某一种淬火介质中连续冷却到室温的热处理。 2．双介质淬火法 先水后油、先水后空气 。 3．分级淬火法 分级淬火法是把加热好的钢件先放入温度稍