机械基础——第二节黑色金属、第三节有色金属及其合金讲解.ppt

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机械基础——第二节黑色金属、第三节有色金属及其合金讲解

普通碳素结构钢:;复习提问;复习提问;复习提问;复习提问;; (一)钢的热处理原理   1.概述    热处理是将钢在固态加热到一定温度,并在此温度保持一定时间,然后以选定的冷却速度冷却,以改变钢的内部组织,从而获得所需要性能的一种金属加工工艺。   根据热处理的目的和工艺方法的不同,热处理可分为:;  热处理方法虽然很多,但任何一种热处理工艺都是由加热、保温、和冷却三个阶段所组成的。热处理工艺过程可用在温度一时间坐标系中的曲线图表示,这种曲线称为热处理工艺曲线。;  2.钢在加热时的转变   在热处理工艺中,钢的加热目的是为了获得奥氏体,奥氏体是钢在高温状态时的组织,其强度及硬度高,塑性良好,晶粒的大小、成分及其均匀化程度,对钢冷却后的组织和性能有重要影响。因此,钢在加热时,为了得到细小均匀的奥氏体晶粒,??须严格控制加热温度和保温时间,以求在冷却后获得高性能的组织。    3.钢在冷却时的转变   冷却是热处理的关键工序,成分相同的钢经加热获得奥氏体组织后,以不同的速度冷却时,将获得不同的力学性能。;  (二)钢的退火与正火   1.退火与正火的目的 退火与正火常作为中间热处理,主要目的是: 降低硬度,以利切削; 消除残余应力,防变形、开裂; 细化晶粒、改善组织,为最后的热处理作好准备。 2、退火工艺及应用    钢的退火是将钢件加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却,以获得接近平衡组织状态的热处理工艺。 钢的退火方法很多,常用的有完全退火、球化退火和去应力退火。;(1)完全退火 将钢加热到Ac3以上20~60℃,保温后随炉缓冷到600℃以下,再出炉空冷到室温。;(2)球化退火 将钢加热到Ac1以上20~40℃,缓冷到600℃出炉空冷到室温。;(3)去应力退火 将钢加热到Ac1以下温度(一般500~650℃),保温后随炉缓冷到200~300℃出炉空冷到室温。; 3、正火工艺及应用 正火是指将钢件加热到Ac3(亚共析钢)或Accm(过共析钢)以上30~50℃,经保温后在空气中冷却的热处理工艺。;(三)淬火    1.淬火    淬火是将钢的组织加热到Ac3或Acm以上30~50℃以上,保温一定时间后在水、盐水或油中快速冷却的热处理工艺。 淬火的目的是获得马氏体组织,使钢具有高硬度和高耐磨性。 (1)淬火工艺 1) 淬火加热温度 对于亚共析钢,淬火温度 一般为Ac3以上30~50℃;对 于共析钢或过共析钢,淬火 加热温度为Ac1以上30~50℃。 在实际生产中,还需根据工件形状、尺寸、淬火介质等综合考虑。; 2)淬火加热时间 包括升温和保温时间。 3) 淬火冷却介质 生产中,常用的冷却介质是水、油、碱或盐类水溶液。; 3)分级淬火法 将加热钢件先放入盐浴或碱浴中冷却,停留一段时间,待其心部与表面的温差减小后再取出放在空气中冷却。 此法比双质介淬火容易控制,能防止钢件变形和开裂,而且硬度也较均匀。 适用于形状复杂、尺寸较小、要求精密的零件。 4)等温淬火法 将加热钢件放到温度稍高于230℃的盐浴中,停留较长时间后,取出在空气中冷却。 此法淬火后的钢件硬度较低,但能在获得高强度的同时还具有良好的塑性;应力和变形都很小,但生产周期长、效率低。 主要用于形状复杂、强度和韧性要求较高的钢件。; 2、钢的淬透性与淬硬性 淬透性是指钢在一定条件下淬火时淬硬层所能进入的深度。 如果某种材料的淬硬层深,我们就说它的淬透性好。 淬硬性指钢在理想条件下淬火所能达到最高硬度的能力。 淬透性好的钢,其淬硬性不一定高。 3、淬火缺陷及防止方法 (1)硬度不足 原因:加热温度过低,保温时间不足或冷却速度太慢。 消除办法:正火后重新淬火。;(2)过热或过烧 过热或过烧,使钢脆性增加、强度低、塑性和韧性变差。 原因:加热温度过高或保温时间过长。 消除办法:正火或退火后重新淬火。 (3)变形或开裂 原因:钢件在加热或冷却时,工件表层与心部温差较大。 解决办法:变形可校正,开裂只能报废。;(四)回火    钢的回火是指将淬火后的钢,在组织转变为奥氏体的临界温度以下加热,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。 1、淬火钢件回火的目的 ① 消除或减少淬火应力,降低脆性,防止工件变形开裂。 ② 稳定组织,从而稳定工件的尺寸。 ③调整硬度、强度,提高塑性,使工件获得较好的力学性能。 2.回火种类 常用的回火

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