热处理工艺基本知识详解.ppt

第九章 钢的热处理工艺 钢的退火和正火 钢的淬火和回火 其它热处理 9.1 钢的退火与正火 9.1.2 正火 9.2 钢的淬火 9.2.1 淬火加热温度 9.2.2 淬火冷却介质 9.2.3 淬火方法 9.2.4 淬火组织缺陷 9.2.5 钢的淬透性 9.3 钢的回火 9.3.5 回火种类及其应用 9.4 钢的表面热处理 9.4.1 表面淬火 9.4.2 化学热处理简介 9.4.3 渗 碳 4. 基本原理 9.4.4 其它化学热处理 9.5 铸铁的热处理 本章小结 退火、正火、调质 淬火、回火、淬透性和淬硬性 表面热处理和化学热处理 6. 渗碳后的热处理 为保证表层的硬度，渗碳后必需进行淬火＋低温回火。淬火方法通常有： 利用渗碳加热的温度出炉直接淬火或在空气中稍停留(预冷) 。用于简单、要求不高的工件。 渗碳后期将炉温调节到合适的温度进行控制预冷保温，工件内外温度都降低到某一水平，取出直接淬火。增加保温阶段，产品质量更好一些，主要用于淬透性好的低碳合金钢，在保证表面得到高硬度马氏体的同时，心部得到高韧性的低碳马氏体。 渗碳后出炉空冷(正火)，重新加热到Ac1＋(30－50 ℃)，保温出炉淬火。用于渗碳时晶粒长的较大的钢，正火细化晶粒，防止表面出现网状碳化物，淬火后心部原亚共析钢因加热温度不足、淬透性低转变为铁素体＋屈氏体。 氮化(渗氮)：在570℃利用NH3分解气氛渗氮。也可以用辉光等离子进行氮化。表层生成氮化物有极高的硬度，处理稳定低，工件变形小，渗层一般薄，用于精密、高耐磨工件。 碳氮共渗（高温）与氮碳共渗（低温） 铸铁的基体与钢基本相同，但含有性能接近于空洞的石墨，热处理仅改变基体的组织，石墨的存在状态不发生变化。铸铁热处理转变过程和方式与钢基本相同。但由于石墨的存在，加热保温的温度对奥氏体的含碳量有明显的影响。 　　 球墨铸铁因石墨球化，影响程度弱一些，热处理后有明显好的效果，可以进行与钢相同的各种热处理。 灰铸铁中石墨对性能的影响强烈，热处理的作用不明显，一般不进行热处理。为改善铸造时的某些不利影响，常用： 　去应力退火 　软化退火 消除尖角、薄壁、表层因快冷而出现的白口。 　表面淬火 提高硬度和耐磨性，用于机床导轨。 * 9.1.1 退火操作及其应用 退火：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却(例如随炉冷却)，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做“退火”。 1．完全退火 方法：将亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃，保温一定时间缓慢冷却(随 炉冷却或埋入石灰、干沙中自然冷却)到500℃以下，取出空冷。 目的：先得到均匀的奥氏体，缓慢冷 却转变基本接近相图描述转变过程，得到接近平衡组织，降低硬度，便于加工，消除内应力。 用途：碳钢和合金钢的锻、铸、轧制型材，可作为一般要求工件的最终热处理，大多为重要零件的预先热处理。 适用对象：0.3~0.6%C。低碳或过共 析钢不适用。 保温时间：t=KD (min)，D为工件有效厚度(mm)，一般K=1.5~2.0min/mm。 2．等温退火 完全退火需要的时间很长，尤其是过冷奥氏体比较稳定的合金钢，可以采用等温退火工艺取代完全退火。 方法：加热方法同上(将亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃，保温一定时间)，在温度到珠光体转变开始前快速冷却(打开炉门，甚至吹风)到珠光体转变温度区保温到珠光体转变完毕后，取出空冷。 目的和用途同完全退火，效率和组织控制较好。 3. 球化退火 方法：将过共析钢加热到Ac1以上30~50℃，保温2-4h，时间，冷却到Ar1温度附近时要足够慢的冷却(保温冷却，比随炉冷却还要缓慢)。 目的：最终组织为铁素体的基体上均匀分布颗粒状的渗碳体，称为球状珠光体。 用途：降低过共析钢材料的硬度，保证足够的韧性，便于进行机械加工，均匀组织为以后淬火作好组织准备。 4. 去应力退火 方法：将钢较慢(100~150℃/hr)加热到500－650℃(低于A1)，保温后随炉慢冷(50~100℃/hr)到200~300℃以下出炉。 目的：无相变发生，组织没有明显变化，可完全消除残余内应力。 如果材料原始有大的弹性应变能存在，可发生再结晶，组织也会有对应的变化。 用途： 锻造冷却未全恢复塑性变形，铸件的冷却热应力，焊接构件的热应力，拉、拔、挤压的加工硬化等都会存在残余内应，利用去应力退火可以消除变形或其它原因产生的内应力。 将钢加热到Ac3和Accm以上30~50℃，保温得到均匀的奥氏体后，从炉中取出自然空冷，发生珠光体型转变的热处理工艺称为