哈工大崔忠圻老师金属学与热处理第九章钢的热处理工艺材料.ppt

第九章 钢的热处理工艺 本章目的： 介绍钢的常用热处理工艺及其应用。 本章重点： （1）各类热处理（退火、正火、淬火、回火）工艺—组织－性能－应用的规律和特点； （2）淬透性、淬硬性的概念与应用 金属材料加工过程： 冶炼→铸造 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 形变热处理：控制轧制 §9-1 钢的退火与正火 一 退火 1 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，获平衡组织的工艺~。 参见教材“高于或低于AC1” 2 分类 （1）高温退火 （相变重结晶退火） T加热AC1 （2）低温退火 T加热AC1 3 退火目的 总体：改善组织，提高性能 ① 降低硬度，改善切削加工性能； 适合机加工的硬度范围：150~250HB ② 细化晶粒；均匀组织； ③ 消除内应力. 注：当为目的 ② 时，往往用正火代替退火 45钢锻造后与完全退火后机械性能 T12钢球化退火与完全退火的性能比较： 球化退火的强硬度更低，塑韧性更好，碳化物对基体的分割更均匀、彻底，更利切削加工 二 正火目的、用途和工艺 1 定义：钢加热到AC3 或ACm以上的A区域，保持一定时间后在空气中冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺。 ——常化 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) ——强硬度与塑韧性较高； 生产效率较高 正火与退火态45钢机械性能 2 目的： ① 细化晶粒，消除铸锻焊件组织缺陷； ② 提高低碳钢硬度，改善切削加工性能； ③ 消除高碳钢网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备； ④ 型材或大型复杂铸钢件的最终热处理 三 正火与退火的选用 C%0.25%的低碳钢 —— 多用正火； 提高硬度 C%: 0.25~0.5% —— 可正火、可完全退火； C%: 0.5~0.75% —— 完全退火； C%0.75% —— 球化退火 C%0.9% —— 有网状碳化物 ┗ 正火(消网)＋球化退火 1 退火与正火—珠光体类型组织的应用 2 能用正火处则不用退火。正火可作为大件或不重要工件的最终热处理，而退火一般不作为最终热处理 §9-2 钢的淬火与回火 淬火：AC3 或AC1以上，奥氏体化， V冷 VC急剧冷却，获马氏体组织。 等温淬火——B下 低合金钢： AC3 或AC1 +50~100 ℃ 高合金钢： AC3 或AC1 +300~400 ℃ 3 淬火介质 （1） 淬火介质的要求 ① 鼻点冷速大, MS附近冷速小； ② 稳定，成本低； ③ 安全：无毒；不腐蚀工件。 ② 油： Vmax ： 100~250 ℃/S ，400~500℃； 鼻 温：60~70℃/S；Ms：50 ℃/S。 优： M 转变温区冷速小，不易变形； 缺点：鼻温区冷速过小，淬不透。 应用：合金钢件 二 钢的淬透性 1 概念：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。 硬度测量法： 50%M的硬度 ← C% 淬透性与实际条件下淬透层深度的差别 影响淬透性的因素： 与影响 C 曲线因素一致 与钢种、奥氏体化条件 实际淬透层深度： 与淬透性、工件大小、淬火介质等有关 2 淬透性与淬硬性 淬硬性：钢淬火时的硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。 ——取决于马氏体中的 C% 。 淬透性: 钢的临界冷却速度—合金元素 例：T10、15MnVB 3 淬透性测定方法 （1）顶端淬火法 （2）临界淬火直径 临界淬火直径：钢在某种淬火介质中能完全淬透的最大直径(Dk) 三 淬火方法 三 淬火方法 四 钢的回火工艺 1 回火工艺参数的选择 回火温度的选择： （1） 零件使用性能→硬度→回火温度 （2）应力消除