中职课件-钢的热处理.ppt

钢的热处理;钢的热处理：将钢在固态下，通过加热、保温和冷却以获得预期组织和性能的工艺。 作用：可提高零件的强度、硬度、韧性、弹性、改善切削加工性能 分类 普通热处理：退火、正火、淬火、回火 表面热处理：表面淬火、化学热处理;一、钢在加热时的组织转变;共析钢完全转变成奥氏体，必须加热到Ac1以上； 亚共析钢，必须加热到Ac3以上； 应合理选定钢的加热温度和保温时间，形成晶粒细小、成分均匀的奥氏体，其不仅强度高，且塑性和韧性均较好。如果加热温度过高或保温时间过长，会引起奥氏体晶粒的急剧长大。 亚共析钢：0.021%＜碳质量分数＜0.77% 共析钢：碳质量分数=0.77% 过共析钢： 0.77%＜碳质量分数＜2.11%;二、钢在冷却时的组织转变 等温转变：指将奥氏体化的钢迅速冷却到A1以下某个温度，使过冷奥氏体在保温过程中发生组织转变，待转变完成后再冷却到室温。 等温转变曲线：经过改变不同温度、多次测试，绘制的曲线，形状类似C，称为C曲线。 ;一、退火 定义：将钢加热、保温，然后随炉或埋入灰中使其缓慢冷却的热处理工艺。 分类： ;（1）完全退火 将亚共析钢加热到Ac3以上30-50oC，保温后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织。 应用：用于铸钢件、重要锻件 功能：可降低硬度、改善切削加工性。 原理：钢件被加热到Ac3以上时，呈完全奥氏体状态。由于初始形成的奥氏体晶粒非常细小，待经过Ar3线缓慢冷却时，通过“重结晶”使钢件获得细小晶粒，并消除了内应力。 注意：必须严格控制退火加热温度，若加热温度过高，则奥氏体晶 粒将急剧长大，冷却后仍然是粗大晶粒。;（2）球化退火 原理：球化退火时，将钢加热到Ac1以上20～30℃，此时，初始形成的奥氏体内及其晶界上尚存有少量未完全溶解的渗碳体。在随后的冷却过程中，从奥氏体中经共析反应析出的渗碳体以未溶渗碳体为晶核，呈球状析出，分布在铁素体基体之上，这种组织称为球化体。它是人们对淬火前过共析钢最期望的组织，因为车削片状珠光体时，容易磨损刀具，而球状珠光体硬度低，节省刀具。 应用： 过共析钢经过锻造以后，其珠光体晶粒粗大，且存有少量网状二次渗碳体，致使硬度高、脆性大，进行切削加工时易磨损刀具，淬火时容易产生裂纹和变形，这些问题可通过球化退火予以解决。 降低硬度，改善切削加工性，并为淬火作好准备。;（3）去应力退火 原理：将钢加热到500~650oC，保温后缓慢冷却。 应用：主要用于部分铸件、锻件及焊接件，有时也用于精密零件的切削加工，使其消除内应力，防止钢件产生变形。;将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Accm（共析、过共析钢）以上30~50℃ ，保温后在空气中冷却的热处理工艺。 功能：与完全退火相似，钢加热到奥氏体区，重新结晶，形成索氏体，其比珠光体的强度、硬度稍高，韧性未下降。 应用： （1）用于改善低碳钢的切削加工性能； （2）取代部分完全退火； （3）用于普通结构件的最终热处理； （4）用于过共析钢，以减少或消除二次渗碳体呈网状析出。;;一、淬火 将钢加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温后在淬火介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。 淬火易产生裂纹或变形。;为防止淬火缺陷采用如下措施： （1）严格控制淬火加热温度 若淬火加热温度不足 硬度不足。 若淬火加热温度过高 脆性增加，致使工件产生裂纹、变形倾向。 （2）合理选择淬火介质 水的冷却速度大，易获得马氏体，用于碳素钢。 油的冷却速度较低，工件不易产生裂纹和变形，用于合金钢。;（3）正确选择淬火方法 生产中最常用的是单介质淬火法，它是在一种淬火介质中连续冷却到室温。单介质淬火法操作简单，便于实现机械化和自动化生产，故应用最广。 对于容易产生裂纹、变形的工件，有时采用先水后油的双介质淬火法或分级淬火等其它淬火法。;中频电炉感应圈;定义：将淬火钢重新加热到Ac1以下某温度，保温后冷却的热处理工艺，称为回火。 作用：消除淬火内应力，以降低钢的脆性，防止产生裂纹，同时使钢获得所需的力学性能。 ;原理：淬火所形成的马氏体是在快速冷却条件下被强制形成的不稳定组织，因而具有重新转变成稳定组织的自发趋势。回火时，由于被重新加热，原子活动能力加强，所以随着温度的升高，马氏体中过饱和的碳将以碳化物形式析出。总的趋势是回火温度愈高，析出的碳化物愈多，钢的强度、硬度下降，而塑性、韧性升高。;分类： (1)低温回火(150～250℃)： 目的：降低淬火钢的内应力和脆性，但基本保持淬火所获得的高硬度(56～64HRC)和高耐磨性。 应用：低温回火用途最广，主要用于工具钢的热处理，如各种刃具、模具、滚动轴承和耐磨件等。 (2)中温回火(350～500℃)