1.3钢的热处理.ppt

1.3 钢的热处理 一、概 述 钢的热处理就是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以改变钢的组织，从而获得所需性能的工艺方法。 热处理工艺曲线如右图所示。 热处理与其它加工方法 （如铸造、锻压、焊接、切削 加工等）不同，它只改变金属 材料的组织和性能，而不改变 其形状和尺寸。 1、确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织。 （1）锻造过热的60钢锻坯 （2）ZG270-500铸造齿轮 （3）片状渗碳体较多的T12钢 1.3 钢的热处理 热处理的工艺方法很多，常用的有如下几种： 1.3.1钢在加热时的组织转变 加热的目的：室温组织转变成均匀细小的奥氏体组织。 １、奥氏体的形成过程 1.3.1钢在加热时的组织转变 2、奥氏体晶粒的长大及其影响因素 晶粒度是用来表示晶粒尺寸大小的一种尺度。奥氏体的标准晶粒度通常分为十二级。级数愈高，则表示晶粒愈细，钢材的性能愈好。 影响因素： 1.3.2、钢在冷却时的组织转变 冷却是热处理三个阶段中最重要的阶段，因为钢的性能最终取决于奥氏体冷却转变后的组织。 常用的冷却方式有等温冷却和连续冷却两种。 四、钢的普通热处理工艺 五、表面热处理 ②渗碳方法 渗碳方法由气体渗碳法、固体渗碳法和液体渗碳法三种。生产中常用气体渗碳法。 气体渗碳法是将工件放在密闭的加热炉中（通常采用井式炉），通入渗碳剂（煤油、甲醇、丙酮等），并加热到900～930℃进行保温。渗碳剂在高温下分解成含有活性原子的渗碳气氛，活性原子被工件表面吸收，从而获得一定深度的渗碳层。 渗碳层的深度主要取决于保温时间，保温时间愈长，渗碳层愈厚。 气体渗碳法的优点是生产率高、劳动条件好、渗碳过程容易控制、容易实现机械化和自动化，适于大批量生产。 ③渗碳后的组织及热处理 低碳钢经渗碳缓冷后的显微组织如下图： 表面 心部 过共析层 共析层 亚共析过渡层 心部原始组织 　　最终组织为：表层为M回＋A残，硬度可达58～64HRC。心部组织取决于钢的淬透性，通常碳钢为F＋P，硬度约为10～15HRC，合金钢为低碳M或低碳M＋F，强韧性较好，硬度约为30～45HRC。 为了提高工件表层的硬度和耐磨性，渗碳后的工件必须进行淬火+低温回火处理。 常用的淬火方法有直接淬火法和一次淬火法两种。 直接淬火法是指从渗碳炉取出后直接淬硬，由于加热温度较高，晶粒易粗大，故主要用于细晶粒钢或性能要求不高的工件。 一次淬火法是指从渗碳炉取出后空冷，在加热到奥氏体化温度淬火，这样可使工件心部组织细化，从而获得较好的性能。 渗碳工件的一般工艺路线为：锻造→正火→机加工→渗碳→淬火+低温回火→精加工。 2、渗氮 　 ①气体渗氮 通常也是在井式炉内进行，渗氮介质为氨气，渗氮温度一般为500～560℃。与渗碳相比，渗氮处理具有以下特点： 　 a.工件不需再进行淬火处理便具有高的硬度和耐磨性，且在500～600℃时仍保持高的硬度（即红硬性）。 　 b.显著提高了工件的疲劳极限，且使工件具有良好耐蚀性。 　 c. 处理温度低，工件变形小。 　 d. 氮化所需时间长。 因此，渗氮广泛用于各种高速传动的精密齿轮、高精度机床主轴（如镗杆、磨床主轴）；在变动载荷工作条件下要求疲劳极限很高的零件（如高速柴油机曲轴）；以及要求变形很小和具有一定抗热、耐蚀能力的耐磨零件（如阀门等）。 退出 下一页 上一页 新余学院 李玉平制作 退出 下一页 上一页 南昌大学 京玉海制作 时间 温度 加热 保温 冷 却 时间 温度 加热 保温 冷 却 G S E P A1 A3 Acm ωc/% 温度/℃ 热处理 普通热处理 表面热处理 表面淬火 化学热处理 铁碳合金状态图中组织转变的临界温度曲线A1、A3、Acm，在实际的 和 条件下的变化如左图： 退火 正火 淬火 回火 渗碳 渗氮 碳氮共渗 加热 冷却 Ac3 Accm Ac1 Arcm Ar3 Ar1 奥氏体晶核的形成 奥氏体晶核的长大 残余渗碳体的溶解 奥氏体成分均匀化 A γ-Fe C→ α-Fe C P （ F + Fe3C ） F Fe3C A A 未溶Fe3C 未溶Fe3C A A ◆加热温度:T↑→晶粒长大倾向↑ ◆保温时间:t↑→晶粒长大倾向↑ ◆碳的质量分数