第十章 钢的热处理举例.ppt

第十章 钢的热处理举例 齿轮热处理 轴承热处理 弹簧热处理 工具热处理 轴的热处理 1、工作条件－用于传递动力、改变方向或速度的重要零件，受力情况复杂。 2、常见失效形式 齿轮接触面磨损或齿面塑性变形（表面硬度不足）； 齿轮面剥落（疲劳损坏、点蚀）； 断齿（强度低或超载） 一.齿轮热处理 3.齿轮的技术要求 齿面高的硬度、接触疲劳、耐磨损性能； 齿轮根部及齿轮具有高的强度和韧性。 4.齿轮用钢 低、中碳 (1)正火 细化晶粒；调整硬度，便于切削加工 加热至Ac3+30～50℃,空冷, 组织细珠光体+(少量铁素体) (2)渗碳 提高表面含碳量 920～930℃保温3～9h (3)渗碳后淬火 获得马氏体，提高表面硬度 直接淬火或一次淬火 表面：高碳M+Ar+碳化物,过渡层:M+Ar, 心部:低碳M+F（少量） (4)回火 消除淬火应力，低温200℃，M→M回 20 CrMnTi 钢制造齿轮的 热处理工艺曲线 (1)正火(或完全退火） 细化晶粒，调整硬度 加热至Ac3+30～50℃,空冷, 细珠光体+(少量铁素体) (2)调质热处理 使心部具有良好强韧性 加热至Ac3+30～50℃后淬火+500～600℃高温回火, 回火索氏体 (3)表面感应淬火(表面火焰淬火) 提高表面硬度 表面加热至Ac3+30～50℃，心部没有加热。 淬火后表面获得马氏体+残余奥氏体, 过渡层马氏体+F＋残余奥氏体, 心部回火索氏体 (4)低温回火 消除淬火应力，低温200℃，M→M回 二、滚动轴承热处理 二、滚动轴承热处理 二、滚动轴承热处理 GCr15轴承钢制造轴承的工艺路线 二、滚动轴承热处理 5、热处理工艺 ①预备热处理: 正火：消除网状碳化物，细化晶粒 球化退火：降低硬度，提高韧性，为淬火组织准备 ②淬火:获得马氏体组织 810～860℃（温度偏高），让Cr尽量溶入A， 又不致于导致晶粒粗大，A含碳过高；油冷 ③冷处理:获得马氏体组织,减少Ar ④低温回火:消除残余应力，保持高硬度. 三、弹簧热处理 1、工作条件 储存能量和减轻震动,主要承受拉力、压力、扭力、交变载荷； 2、失效形式： 疲劳断裂，永久变形 3、性能要求： 高的强度极限、弹性极限、疲劳极限、成型加工性能（塑性成型、热处理性能） 4、常用材料 65、65Mn、60Si2Mn等中碳钢及中碳合金钢 5、热处理工艺 （一）冷成形弹簧（小弹簧） 由强化过的钢丝（铅淬冷拔、冷拔、淬火+回火的钢丝）冷卷成弹簧， 只需进行去应力退火（加热温度250 ～300℃ ），以消除变形过程中或淬火中形成的残余应力，稳定尺寸。 （二）热成形弹簧 采用热轧钢丝或钢板制成（如汽车板簧） 淬火——提高强度， 中温回火——消除应力，提高弹性极限。 淬火温度Ac3以上，回火温度350 ～450℃ ， 组织：回火屈氏体 工具一般包括刃具、模具、量具 常用钢包括： 碳素工具钢、 低合金工具钢、 高合金工具钢（高速钢等） 碳工钢热处理及组织 热处理：正火+球化退火+淬火+低温回火 球化退火目的： ① 降低硬度，便于加工； ② 为淬火作组织准备。 使用状态下的组织： M回+颗粒状碳化物+AR(少量) 刃具用钢 低合金工具钢： CrWMn、9SiCr 热处理及组织同碳素工具钢， 只是淬火介质为油（碳工钢为水）。 9 SiCr 钢板牙热处理工艺曲线 W18Cr4V的生产工艺及热处理 W18Cr4V钢的铸态组织 W18Cr4V钢的热处理过程示意图 特点 ⑴ 预备热处理组织为球化退火或调质处理组织。 ⑵ 下限温度淬火及冷处理，目的是减少A’。 ⑶ 长时间低温时效，以消除内应力，降低马氏体的正方度。 CrWMn钢制造块规退火后热处理工艺 受力－弯曲和扭转应力，且在轴的截面上分布是不均的，表面应力最大，中心应力为零。 性能－此类零件调质时不需要整个截面淬透，只要保证表面淬硬层为其半径的1/4即可。 选材－多用40、45钢，重要轴类用合金调质钢制造（40Cr、 35CrMo 、42Mn2V等） 轻载主轴：45，调质或正火 中载主轴：45，40Cr，调质，耐磨部位表面淬火 重载主轴：20CrMnTi，渗碳淬火 高精度主轴：38CrMoAlA，渗氮 球化退火:消除应力, 降低硬度，便于机加工, 调整组织,为淬火作好组织准备。