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

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