热处理简介剖析.ppt

热处理时钢中组织转变的规律称为热处理原理。根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数称为热处理工艺。根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点的不同，将热处理工艺分类如下： 热处理术语简称 铁碳合金相图  钢铁材料是现代工业中应用最广泛的合金，其最基本组元是铁和碳两种元素。 铁碳合金系中，铁与碳既可以形成固溶体，也可以形成金属化合物； 铁碳合金相图  由于实际加热或冷却时，有过冷或过热现象，因此，将钢在加热时的实际转变温度分别为Ac1 、Ac3、Accm；冷却时转变温度分别为Ar1 、Ar3、Arcm； 钢在加热时候的转变 加热是热处理的第一道工序。加热分两种，一种是在Ar1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织这 一过程称为奥氏体化。 钢在冷却时候的转变 冷却是热处理更重要的工序，因为钢的常温性能与其冷却后的组织密切相关。钢在不同的过冷度下可转变为不同的组织，包括平衡组织相非平衡组织。 钢的正火 正火是指将亚共折钢加热到Ac3+(30—50℃)，共析钢加热到Ac1+(30—50℃)，过共析钢加热到Accm+(30—50℃)保温后空冷的热处理工艺。 钢材轧制 正火实例 钢的退火 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。退火后的组织接近于钢在平衡状态下的组织! 钢的淬火回火 淬火是指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。 淬火工艺的应用 淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用。机械中重要零件，尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处理。 按热处理的部位，有整体、局部淬火和表面淬火 冷却时相变的内容，有单介质淬火、双介质淬火、分级淬火和等温淬火等 。 单介质淬火：工件在一种介质中冷却，如水淬、油淬 双介质淬火：工件先在较强冷却能力介质中冷却到300℃左右，再在一种冷却能力较弱的介质中冷却，如：先水淬后油淬 分级淬火：工件在低温盐浴或碱浴炉中淬火，盐浴或碱浴的温度在Ms点附近，工件在这一温度停 留2min～5min，然后取出空冷 。 工件在等温盐浴中淬火，盐浴温度在贝氏体区的下部(稍高于Ms)，工件等温停留较长 时间，直到贝氏体转变结束，取出空冷。等温淬火用于中碳以上的钢，目的是为了获得下贝氏体 。 低温回火目的是在保持高的硬度和耐磨性的同时，降低内应力和脆性。 150℃ -250℃ 中温回火得到回火托氏体组织，具有较高的弹性极限和屈服强度，韧性也较高，主要用于弹簧和热锻模等的处理。 300℃ -500℃ 高温回火得到强度、塑性、韧性都较好的综合力学性能，—般习惯将淬火加高温回火得到索氏体的热处理称为调质处理。 500℃ -650℃ 淬回火实例 表面淬火 感应加热的基本原理：将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。 1. 热源在工件表层，加热速度快，热效率高 2. 工件因不是整体加热，变形小 3. 工件加热时间短，表面氧化脱碳量少 4. 工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大 提高。有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命 5. 设备紧凑，使用方便，劳动条件好 6. 便于机械化和自动化 7. 不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。 表面淬火 感应表面淬火 固溶处理 所谓固溶处理，是指将合金加热到高温奥氏体区保温，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。 主要是改善钢和合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理作好准备等。 使合金中各种相充分溶解，强化固溶体，并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工或成型。 固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ相等以得到均匀的过饱和固溶体，便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ’等强化相 固溶处理的温度范围大约在980~1250℃之间，主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择，以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。 钢的