【2017年整理】武汉理工工程材料8二2.4.3-2.4.5.ppt

1. 退火 Annealing 定义：将工件加热到Ac3+20~30℃，保温后缓慢冷却的退火工艺。 完全退火又称为重结晶退火(recrystallization annealing)，简称退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢。 完全退火常作为某些工件的预先热处理，也可作为一些不重要工件的最终热处理工艺。 完全退火要点：加热温度 Ac3 + 20～30℃，缓冷，适合亚共析钢。 普通等温退火（简称等温退火） ：亚共析钢加热到Ac3+20~30℃，保温后快冷到Ar1以下某一温度等温保持，使奥氏体转变为珠光体组织，待相变完成后缓慢冷却或出炉空冷。 等温退火转变过程较易控制，还可缩短工件在炉内的停留时间，更适合孕育期长的合金钢。 球化退火(Soft Annealing) 将工件加热到低于AC1的某一温度（一般为500～600 ℃） ，保温后缓慢冷却。 去应力退火又称为低温退火，这种退火主要用来消除铸件、锻件、焊接件、热轧件、冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后或在随后的切削加工过程中产生变形或开裂。 举例：确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的及退火后获得的组织。 1、经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度。 2、ZG35的铸造齿轮。 3、锻造过热的60钢锻坯。 3、改善T12钢的切削加工性能。 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℃，保温适当的时间后 空冷（在自由流动的空气 中均匀冷却）的热处理工艺。 正火比退火冷却速度大。 目的是使钢的组织正常化， 又称为常化处理。 书中P123解释：减少亚共析钢中铁素体含量、减少过共析钢中Fe3CⅡ量，Why？ 答：空气中冷却较快，形成了伪珠光体组织。 钢在正火处理后的组织： w(c)0.6%时，组织为F+S； w(c)在0.6%-1.4%时，组织为S； w(c)?1.4%时，组织为S+Fe3CⅡ 。 退火与正火的选择 3. 淬火 Quenching 淬火是将钢件加热到相变温度以上，保温一定时间后以大于Vk的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。 淬火的三项基本原则 ①淬硬：目的是得到马氏体。马氏体硬度取决于马氏体中的碳含量。 ②淬透：目的是使零件内部与表面组织均匀一致，这样零件沿整个截面性能才能均匀一致。 ③冷速适当，只要ν＞νk即可。目的是避免过大的冷却速度，以免产生较大的淬火应力。淬火应力会导致零件的变形与开裂，从而使零件失去应有的性能和功能。 （1）淬火温度 亚共析钢 淬火温度为Ac3+30-50℃。 亚共析钢淬火组织： W(c)?0.6%时，为M（+ A’） W(c)?0.6%时，为M+A’ 亚共析钢在Ac1~ Ac3之间的加热淬火称为亚温淬火。 共析钢 淬火温度为Ac1+30-50℃；淬火组织为M+A’。 过共析钢 淬火温度为: Ac1+30-50℃。 淬火组织为: M+Fe3C颗粒+A’。 （过共析钢淬火前一般要先进行预备热处理——球化退火，组织为P球） 过共析钢淬火加热温度选在Ac1 + 30～50 ℃，Why？ 过共析钢淬火温度在Ac1 以上Accm 以下，好处有： ①组织中会保留少量二次渗碳体，有利于钢的硬度和耐磨性； ②降低奥氏体中碳含量，可以改变M的形态，板条M增多，降低M脆性； ③降低奥氏体中碳含量，可减少残余A量； ④淬火温度低， M细小，力学性能好； ⑤淬火温度低，淬火应力小，减少变形和开裂。 (2) 淬火介质 理想的冷却曲线应在C曲线鼻尖处快冷，而在高温、在Ms附近尽量缓冷，以达到既能获得马氏体组织，又可减小内应力的目的。 目前还没有找到这种理想的淬火介质。 水的冷却能力强， C曲线鼻尖处理想，但低温区冷却能力也太大，淬火应力大，适用于形状简单的碳钢件。 油在低温区冷却能力较理想，但C曲线鼻尖处冷却能力太小，常使用于合金钢和小尺寸的碳钢件。 熔盐作为淬火介质称为盐浴，冷却能力介于水和油之间，用于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。 双液淬火法（Double quenching ） 工件先在一种冷却能力强的介质中冷却，躲过鼻尖后，再在另一种冷却能力较弱的介质中发生马氏体转变，如水淬油冷，油淬空冷。优点是冷却速度理想，缺点是不易掌握，用于形状复杂的碳钢件及大型合金钢件。 分级淬火法（Step quenching） 先在Ms附近的盐浴或碱浴中淬火，待工件内外温度均匀后（与介质温度相同），再取出缓冷。优点