第3章钢的热处理工艺与实践.ppt

第3章 钢的热处理工艺与实践 熟练掌握钢的普通热处理工艺特点及应用；掌握钢的化学热处理； 了解钢的表面热处理； 熟悉各种常用热处理工艺，加深对热处理原理的理解 钢的普通热处理工艺 3.1 钢的退火与正火 机械零件的一般加工工艺为：毛坯（铸、锻）→预 一、退火 将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却 (炉冷) 的热处理工艺叫做退火。 1、退火目的 3.1.1 第一类退火 进行第一类退火的目的，可以是：使钢的成分均匀化；进行再结晶，降低硬度；消除残余应力等。 进行第一类退火的加热温度，可能高于相变温度（A1和A3临界点），也可能低于相变温度，这要取决于进行退火的目的。 第一类退火中包括：均匀化退火（扩散退火）；再结晶退火；高温回火；消除残余应力退火。 1. 均匀化退火（扩散退火） 为了降低树枝偏析，晶内偏析，合金钢铸锭要进行扩散退火。偏析（成分的不均匀性）的存在，钢锭在压力加工时，有可能产生脆性断裂，性能的各向异性，产生层状断口，白点（细小裂纹）等缺陷。 扩散退火的加热温度是1100~1200℃ 扩散退火将得到粗大的晶粒，要在随后钢锭的压力加工中或随后的热处理过程中再消除这种缺陷。 2 ．再结晶退火 先将迸行过冷塑性变形的钢加热到高于再结晶开始温度，在这个温度下保温，随后冷却，这种处理过程称为“再结晶退火”。再结晶退火经常用于冷变形工序之间，是为了消除冷作硬化的一种中间工序。 3.为了降低硬度的高温回火（高温软化） 高温回火通常指的是淬火后的一道工序，它不是退火。 在冶金厂，为了降低硬度，轧制型材要迸行650~700 ℃ 的高温回火。 对高合金钢来说，实际上不存在珠光体，高温回火是唯一能够降低其硬度的热处理方法。 4 消除残余应力退火 消除应力退火用于铸件，焊接件，切削加工后的零件等，在进行前一道工序的过程中，在零件中由于不均匀的冷却，不均匀的塑性变形等产生了残余应力。 3.1.2第二类退火工艺 1.完全退火 2. 等温退火 亚共析钢加热到Ac3+30~50℃, 共析、过共析钢加热到Ac1+30~50℃，保温后快冷到Ar1以下的某一温度下停留，待相变完成后出炉空冷。等温退火可缩短工件在炉内停留时间，更适合于孕育期长的合金钢. 3.球化退火（不完全退火） 球化退火是将钢中渗碳体球状化的退火工艺。 球化退火的组织为铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体的组织，称球状珠光体, 用P球表示。 3.1.3正火 正火是将亚共析钢加热到Ac3+30~ 50℃，共析钢加热到Ac1+30~50℃，过共析钢 加热到Accm+30~ 50℃保温 后空冷的工艺。 正火比退火冷却速度大。 1、正火后的组织： ● 0.6%C时，组织为F+S； ● ?0.6%C时，组织为S 。 正火 2、正火的目的 ⑴ 对于低、中碳钢(≤0.6C%)，目的与退火的相同。 ⑵ 对于过共析钢，用于消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。 3.2 钢的淬火 淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速 3.2.1淬火温度 1、碳钢 ⑴ 亚共析钢 亚共析钢淬火组织： ?0.5%C时为M ?0.5%C时为M+A’。 在Ac1~ Ac3之间的加热淬火称亚温淬火。 ⑵ 共析钢 淬火温度为Ac1+30-50℃；淬火组织为M+A’。 ⑶ 过共析钢 淬火温度: Ac1+30-50℃. 温度高于Accm，则奥氏体晶粒粗大、含碳量高,淬火后马氏体晶粒粗大、A’量增多。使钢硬度、耐磨性下降，脆性、变形开裂倾向增加。 淬火组织: M+Fe3C颗粒+A’。(预备组织为P球) 2、合金钢 由于多数合金元素(Mn、P除外)对奥氏体晶粒长大有阻碍作用，因而合金钢淬火温度比碳钢高。 ⑴ 亚共析钢淬火温度为Ac3+ 50~100℃。 ⑵ 共析钢、过共析钢淬火温度为Ac1+50~100℃。 3.2.2 钢奥氏体化的加热时间 总加热时间等于热透到最终温度的时间加上在这个温度下等温的时间。 在实践中，经常使用经验数据，电炉加热时，亚共析钢工件的截面或壁厚每1mm采用45~75秒，而在盐炉加热则采用15~20秒。 3.2.3淬火介质 理想的冷却曲线应只在C曲线鼻尖处快冷，而在Ms附近尽量缓冷，以达到既获得马氏体组织，又减小 油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小，使用于合金钢和小尺寸的碳钢件。 熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间,用于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。 聚乙烯醇、硝盐水溶液等也是