重庆大学工程材料次实验课.PPTVIP

工程材料-钢的热处理 一、实验目的 （1）了解化学成分，热处理工艺对钢的组织和性能的影响。 （2）学习硬度测定了解常用的硬度指标。 二、概 述 1．热处理 热处理是将钢加热到一定温度， 经过一定时间的保温， 然后以一定速度冷却下来的操作， 通过这样的工艺过程钢的组织和性能将发生改变。 2、热处理分类 普通热处理：退火、正火、 淬火、回火 表面热处理：表面淬火 化学热处理 2.1 钢的退火 退火 定义：钢加热到适当温度，保温一定时间后缓慢随炉冷却或控制其冷速，获近平衡组织的工艺。 目的 均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，消除内应力和加工硬化，改善钢的成形及切削加工性能。 （1）高温退火 （2）低温退火 完全退火 不完全退火与球化退火 等温退火 扩散退火 去应力退火 再结晶退火 1) 完全退火 加热温度范围是AC3+20-30℃ 保温足够长的时间，使组织完全奥氏体化 缓慢冷却，得到近平衡组织 适用范围：亚共析钢（0.3%-0.6%）、合金钢的铸、锻、热轧、焊件的预备热处理 目 的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力，降低硬度和改善切削加工性能 组织：层片状珠光体 2) 不完全退火 加热温度范围是AC1 – AC3 （亚共析钢）或AC1 – Acm (过共析钢） 保温 缓慢冷却，得到近平衡组织 目的：消除内应力，降低硬度和改善切削加工性能 ★不完全退火用于过共析钢主要为了得到球状珠光体组织，故称为球化退火。实际上球化退火是不完全退火的一种。 3) 均匀化退火（扩散退火） 加热温度范围是略低于固相线（通常AC3或Acm以上150-300 ℃） 长时间保温 缓慢冷却，以消除化学成分的不均匀现象 目的：消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀 4) 去应力退火 加热温度范围是AC1 以下某个温度（钢的一般在500-650 ℃之间、铸铁在500-550 ℃ ） 保温一定时间 缓慢冷却 目的：消除铸件、锻件、焊接件及机械加工工件的残留内应力，以保证尺寸稳定 性，防止工件开裂。 5) 再结晶退火 再结晶温度以上 保温一定时间，使变形晶粒转化为均匀等轴晶粒 缓慢冷却 目的：消除加工硬化和残留内应力 2.2 正火 加热温度范围是AC1 或 Acm以上适当温度（30-50 ℃ ） 保温一定时间 空气中冷却，得到珠光体类组织 目的：改善低碳钢的切削加工性能 消除中碳钢的热加工缺陷 消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火 提高普通结构件的力学性能 与退火的区别： 加热温度较高； 冷却速度较快； 获得组织较细(索氏体) 2.3 淬火 加热温度范围是AC3 或AC1以上，奥氏体化 亚共析钢： AC3 +30~50℃ 过共析钢： AC1 +30~50℃ 保温一定时间 V冷 VC急剧冷却，获马氏体组织。 等温淬火——B下 常用淬火介质 水：冷却能力强；成本低 油： M 转变温区冷速小，不易变形 钢的淬透性 奥氏体化的钢在淬火时获得马氏体的能力 ——用钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度表示其大小。 2.4 回火 加热温度范围是AC1以下 转变成稳定的回火组织 适当的方式冷却到室温（空冷） 目的：减少或消除淬火应力，保证相应的组织转变，提高钢的塑性和韧性，获得 硬度、强度、塑性和韧性的适当配合，以满足各种用途工件的性能需求。 分类 1）低温回火：回火马氏体是低温回火（150～250℃）组织，保留了原马氏体形态特征 2）中温回火：回火屈氏体是中温回火（350～500℃）组织，是铁素体与粒状渗碳体组 成的极细混合物。 3）高温回火：回火索氏体是高温回火（500～650℃）组织，是铁素体与较粗的粒状渗碳体 所组成的机械混合物。 回火温度↑，内应力↓； 强硬度↓；塑韧性 3、硬度的测量方法 硬度是指材料对另一更硬物体（钢球或金刚石压头）压入其表面所表现的抵抗力。硬度的大小对于工件的使用性能及寿命具有决定性意义。 测量的方法不同常用的硬度指标有 布氏硬度(HB)：适用于硬度较