工程第4章讲义.ppt

第4章金属材料热处理;图4.1热处理工艺曲线;　　根据工序位置，热处理可分为预备热处理和最终热处理。 　　根据热处理的目的要求和工艺方法的不同，热处理可分为三大类： ;4.1.1退火 　　退火是将钢加热到预定温度，保温一定时间后缓慢冷却，获得接近于平衡组织的热处理工艺。 　　退火的目的是： （1）降低硬度，改善切削加工性。 （2）消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与开裂倾向。 （3）细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。;　　根据钢成分和退火的目的不同，退火可分为完全退火、球化退火、扩散退火和去应力退火。 1.完全退火　 　　将钢加热到Ac3以上30℃ ～50℃ ，保温一定时间后随炉冷却到500℃以下再出炉空冷的热处理工艺。;2.球化退火 　　将钢加热到Ac1以上10℃～30℃，保温较长时间缓慢冷却到600℃以下，再出炉空冷的热处理工艺。;3.扩散退火（均匀化退火）;4.去应力退火　;4.1.2正火　 　　正火是将钢加热到Ac3或Ac㎝以上30℃～50℃，保温适当时间后在静止空气中冷却的热处理工艺。;图4.3碳钢的硬度与热处理关系;图4.5碳钢的淬火加热温度范围;1-单介质淬火法；2-双介质淬火法； 3-马氏体分级淬火法；4-贝氏体等温淬法 图4.7各种淬火方法示意图;45号钢在水中, 油中,空气中冷却后得到组织及硬度: ;　　表面淬火方法是将淬火零件迅速加热至相变温度以上，而心部未被加热，然后迅速冷却，使零件表层获得马氏体而心部仍为原始组织的“外硬内韧”状态。 一、感应加热表面淬火 二、火焰加热表面淬火;4.4钢的回火;4.4.2回火组织转变及性能变化 ?　　回火时的加热、保温将促使淬火马氏体和残余奥氏体向稳定组织转变，可分为四个阶段：马氏体的分解；残余奥氏体的分解；渗碳体的形成；渗碳体聚集长大。 　　淬火钢回火时硬度和强度随温度升高而下降，其塑性和韧性相应提高。;4.4.3回火工艺及应用 　　钢淬火回火后的组织和性能取决于回火温度，根据回火温度不同，回火方法分为三种： 低温回火（150℃～250℃）；中温回火（350℃～500℃）；高温回火（500℃～650℃）。 　　;回火规范主要用于碳钢和低合金钢，对含合金元素多的合金钢则应适当提高回火温度。 4.4.4回火脆性 　　淬火钢在某些温度区间回火，或从回火温度缓慢冷却通过该温度区，产生的组织冲击韧性显著降低，这现象称为回火脆性;脱硫泵泵体裂纹;4.5钢的淬透性;　钢的淬硬层深度是指从淬硬的工件表面量至规定硬度值处的垂直距离。;　影响钢的淬透性的因素：与钢的临界冷速有关，临界冷速越小，钢的淬透性越大。;4.5.2淬透性的测试方法 　　常用的测定方法有临界直径法和端淬试验法。;1 对承受交变载荷和动载荷下, 整体界面受力均匀, 应力状态较复杂的零件,拉杆、锻模、锤杆等工件，应选用淬透性好的钢。;3 受弯曲和扭转应力的轴类零件，受力时应力分布不均匀，可选用淬透性较低的钢。;4 工具类零件，为保证强度，硬度均匀一致，要求高强度，高硬度，高耐磨性，高淬透性。;4.6固溶热处理与时效强化? 　　固溶热处理是将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以达到过饱和固溶体的工艺。;　　时效处理是合金工件经固溶热处理后在室温和稍高于室温保温，在金属的过饱和固溶体中形成溶质原子偏聚区和由之脱溶出微粒弥散分布于基体中导致硬化，达到沉淀硬化的目的。;1-风扇电动机；2-废气火焰；3-炉盖；4-砂封；5-电阻丝；6-耐热罐；7-工件；8-炉体 图4.9气体渗碳示意图;一、渗碳　1、气体渗碳　2、固体渗碳 二、渗氮　也称为氮化处理 三、碳氮共渗 四、渗硼 五、渗金属;图4.10 避免尖角设计;（4）零件各部分可采用组合结构 ;图4.13 45钢Ⅱ轴;表1热处理工艺分类及代号;作业: 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5