第四章 钢的热处理及表面强化技术.ppt

第4章 钢的热处理及表面强化技术 概 述 1、钢在热处理时的冷却方式 4、奥氏体冷却转变的的（过程）组织和性能 1、珠光体型转变—高温转变（A1~ 550 ℃） A1 ~ 650 ℃ 片层珠光体 25HRC 650℃~ 600℃ 细片状珠光体（索氏体 S）25HRC~30HRC 600℃~ 550 ℃ 极细片状珠光体（托氏体 T）35HRC~40HRC 2.贝氏体型 ( B ) 转变 —中温转变( 550 ℃ ～MS ) 根据组织形态和转变温度不同，贝氏体一般可分为上贝氏体和下贝氏体两种 550 ~ 350 ℃ 羽毛状上贝氏体（B上） 40 ~50HRC 350 ~ Ms 黑色针叶状下贝氏体（B下） 45 ~55HRC 与B上比较， B下具有良好的综合力学性能，在生产中常用等温淬火来获得B下组织 3、马氏体型 ( M ) 转变 (Ms ～ Mf) 当奥氏体快速过冷至马氏体点（Ms）以下时则发生马氏体转变。与前两种转变不同，马氏体转变是在一定温度范围内（Ms ～ Mf之间）连续冷却时完成的 1）完全退火 定义：将钢加热Ac3以上30~50oC,完全奥氏体后， 保温一定时间随之缓慢冷却到600oC以下 ，出炉空冷。 组织：细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体） 目的：细化晶粒，消除内应力，降低硬度，以利 于切削加工。 适用范围：亚共析钢型材。 2）球化退火 定义：将钢加热到Ac1以上20~30 oC，保温后随 炉缓冷至600 oC，出炉空冷，使钢中碳化 物呈球状的工艺方法。 组织：球状珠光体（渗碳体呈球形的细小颗粒，弥散 分布在铁素体基体中） 目的：降低硬度、提高塑性、改善切削加工性 能。 适用范围：主要用于过共析钢、合金工具钢。 3）去应力退火 定义：将钢加热到Ac1以下（一般约为500— 600 oC），保温后随炉缓冷至200--300 oC 出炉空冷，又称低温退火。 目的：消除铸件、锻件和焊接件的内应力 。 （没有发生组织变化） 适用范围：用于所有的钢。 3 钢的淬硬性与淬透性 1．钢的淬硬性 2．钢的淬透性 1）淬透性:指在规定条件下，钢在淬火冷却时获得 马氏体组织深度的能力。 2）影响淬透性的因素: 钢的临界冷却速度，Vc越低，钢的淬透性越好 钢的化学成分 （增加过冷奥氏体稳定性，降低Vc，钢的淬透性越好） 3）淬透性的应用: 淬透性好的钢，经淬火回火后，截面上组织均匀一致，综 合力学性能好。因此，钢的淬透性对提高大截面零件的力 学性能，发挥材料潜力，具有重要的意义。 淬透性好的钢，在淬火冷却时可采用比较缓和的淬火介质， 减小工件淬火的变形及开裂倾向。 淬硬性：是指钢在理想条件下淬火成马氏体后所能 达到的最高硬度。 影响钢的淬硬性的因素 主要取决于钢含碳量。 低碳钢淬火的最高硬度值低，淬硬性差； 高碳钢淬火的最高硬度值高，淬硬性好。 淬硬性与淬透性之间的关系: 淬透性 淬硬性 钢 种 小 低 碳素结构钢 ( 20 ) 小 高 碳素工具钢( T10A ) 大 低 低碳合金结构钢 ( 18Cr2Ni4WA ) 大 高 高碳高合金工具钢 ( Cr12MoV ) 钢的最终热处理（二）——表面热处理 1 钢的表面淬火 1．概述 钢的表面淬火是指将钢件表层快速加热奥氏体化，并淬火成马氏体，而心部保持原有组织不变的表面热处理工艺。它主要用于表层要求较高的硬度（52～58HRC）和耐磨性，心部要求综合力学性能良好（22～28HRC）的表面淬火零件，如轴类、齿轮、曲轴等。 1 钢的表面淬火 2．表面淬火的常用方法 （1）感应加热表面淬火 （2）火焰加热表面淬火 2 钢的渗碳 1．概述 渗碳是将钢件在渗碳介质中加热至900℃～950℃保温，使渗碳介质分解释放出活性碳原子渗入钢件，以增加其表层WC的化学热处理工艺。它主要用于表面要求高硬度（58～64HRC）、高耐磨性，心部要求较高强韧性（相当于35～45HRC）渗碳零件，如工作条件恶劣的汽车齿轮、石油钻机齿轮、机车轴承等。 2．常用渗碳方法 （1）气体渗碳 （2）固体渗碳 * 1、热处理的定义: 钢的热处