退火与正火工艺.ppt

　1. 钢的退火与正火 完全退火不能用于过共析钢，因为加热到Accm以上再缓慢冷却时会析出网状渗碳体，使钢的机械性能变坏。 3、 球化退火 使钢中碳化物呈球状化，以降低硬度，改善切削加工性能，并为以后的淬火做好组织准备。 球化退火中的珠光体变化 过共析钢的球化退火 为了便于球化过程的进行，对于网状严重的过共析钢，应在球化退火之前进行一次正火，以消除网状渗碳体。 5、 去应力退火 去应力退火工艺曲线及其特点 由于退火（主要指完全退火）与正火在组织上有着差异，因而性能也有所不同。 表4-1 正火与退火的40Cr钢的机械性能 正火与退火相比较，正火的强度与韧性较高，塑性基本相同。 但对于过共析钢，完全退火的钢中因为有网状渗碳体的存在，其硬度、韧性均低于正火的。 而球化退火的钢，因其所得组织是球状P，故其综合性能优于正火的。 退火与正火的选用 ωC ≤0.25%的低碳钢，正火代替退火； ωC=0.25~0.5%的中碳钢，也可正火代替退火； ωC=0. 5~0.75%的中高碳钢，用完全退火； ωC≥0.5%的高碳钢或工具钢，用球化退火。如有网状二次渗碳体，则应先正火消除。 2.5退火、正火缺陷 碳素/低合金工具钢在退火后虽硬度很低，但脆性却很大，断口呈灰黑色，故称“黑脆”。主要原因是退火温度过高，保温时间过长，冷却缓慢，珠光体转变按Fe-C进行即碳石墨化。 （发生黑脆的工具不能返修） （3）粗大魏氏组织：主要是由于加热温度过高。魏氏组织不仅晶粒粗大，而且由于铁素体针片形成的脆面，使金属的韧性急剧下降。 （4）反常组织：亚/过共析钢在Ar1附近冷却缓慢，结果在亚共析钢中形成非共析渗碳体，再过共析钢中形成游离的铁素体或渗碳体。 （5）网状组织：由于加热温度过高，冷却速度过慢引起的。网状铁素体或渗碳体降低钢的机械性能，特别是网状渗碳体。一般重新正火可消除。 （6）球化不均匀：由于退火前没有消除网状渗碳体，在球化退火时聚集而成。可通过正火和一次球化退火消除。 （7）硬度过高：退火时加热温度过高，冷却速度过快，使硬度高于规定的范围，重新退火即可。 a) b） 图4-8 反常组织 a)0.5%C,加热温度为850℃； b）1.2%C，加热温度为970℃ 淬火是指将将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。因此，淬火的目的就是为了获得马氏体，提高钢的力学性能。淬火是钢的最重要的强化方法，也是应用最广的热处理工艺之一。 淬火温度 淬火温度即钢奥氏体化温度，是淬火的主要工艺参数之一。碳钢的淬火温度可利用合金相图来选择（如下图所示）。 对于亚共析钢，淬火温度为Ac3 +30～50℃。当含碳量不高于0.5%时，淬火后组织为马氏体，当含碳量大于0.5%时，淬火后组织为马氏体与少量残余奥氏体 ?亚共析钢在Ac1～Ac3之间加热淬火后的组织为马氏体加铁素体，由于组织中有自由铁素体存在，使钢的强度和硬度降低，但可改善韧性，这种淬火称为亚温淬火，如处理得当，亚温淬火也可作为一种强韧化处理方法。? 对于共析钢和过共析钢，淬火温度为Ac1+（30-50）℃。共析钢淬火后的组织为马氏体和少量残余奥氏体。过共析钢由于淬火前经过球化退火，因而淬火后组织为细马氏体加颗粒状的渗碳体和少量残余奥氏体，如下图所示。分散分布的颗粒状渗碳体对提高钢的硬度和耐磨性有利。如果将过共析钢加热到Accm以上，则由于奥氏体晶粒粗大，含碳量提高，使淬火后马氏体晶粒也粗大，且残余奥氏体量增多，这将使钢的硬度、耐磨性下降，脆性和变形开裂倾向增加。 对于合金钢，由于大多数合金元素（Mn、P除外）有阻碍奥氏体晶粒长大的作用，因而淬火温度比碳钢高，一般为临界点以上50-100℃。 常用的淬火介质是水和油： 水是经济的且冷却能力较强的淬火介质，水的缺点是在650-550℃范围内的冷却能力不够强，而在300-200℃范围内冷却能力又太大，因此生产上主要用于形状简单、截面较大的碳钢件的淬火。 油在低温区冷却能力较理想，但在高温区冷却能力太低，因此主要用于合金钢和小尺寸的碳钢件的淬火。大尺寸碳钢件油淬时，由于冷却不足，会出现珠光体型分解。 熔融的碱和盐也常用作淬火介质，称为盐浴或碱浴。这类介质只适用于形状复杂及变形要求严格的小型件的分级淬火和等温淬火。?? 淬火方法 采用适当的淬火方法可以弥补冷却介质的不足，常用的淬火方法如图所示。 ?1）单介质淬火方法 将加热工件在一种介质中连续冷却到室