金属热处理原理与工艺课件第一章金属热处理3.ppt

1.3金属热处理分类 表面热处理和化学热处理 1.4典型钢种及用途 按化学成分分类 可分为碳素钢和合金钢 碳素钢按含碳量多少可分为 低碳钢、中碳钢和高碳钢 合金钢按合金元素的含量又可分为 低合金钢 、中合金钢和高合金钢 合金钢按合金元素的种类可分为 锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等 按冶金质量分类 按钢中所含有害杂质硫、磷的多少，可分为： 普通钢（S%≤0.055%，P%≤0.045%） 优质钢（S%、P%≤0.040%） 高级优质钢（S%≤0.030%，P%≤0.035%） 按冶炼时脱氧程度，可将钢分为： 沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧较完全）和半镇静钢三类。 按用途分类按钢的用途可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢 结构钢又分为：工程构件用钢和机器零件用 工具钢分为：刃具钢、量具钢、模具钢 特殊性能钢分为：不锈钢、耐热钢等 按金相组织分类 按退火态的金相组织可分为：亚共析钢、共析钢、过共析钢三种。 按正火态的金相组织可分为：珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等四种。 1.4.2合金元素在钢中的作用 钢中常存杂质元素 合金元素在钢中的作用 合金元素在钢中的存在形式 两种形式存在：一是溶解于碳钢原有的相中（固溶体），另一种是形成某些碳钢中所没有的新相（化合物） 按与碳亲合力的大小，可将合金元素分为弱碳化物形成元素、强碳化物形成元素与非碳化物形成元素三大类 非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B；弱碳化物形成元素：Mn； 强碳化物形成元素：Cr、Mo、W、V、Ti、 Nb、Zr。 合金元素对钢的热处理的影响 合金元素对加热转变的影响  （1）大多数合金元素（ 除镍、钴以外）都减缓钢的奥氏体化过程 ； （2）几乎所有的合金元素（除锰以外）都能阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒。 合金元素对冷却转变的影响 （1）大多数合金元素（除钴以外），都能提高过冷奥氏体的稳定性，使C曲线位置右移，临界冷却速度减小，从而提高钢的淬透性。 合金元素对钢的热处理的影响 （2）除钴、铝外，多数合金元素溶入奥氏体后，使马氏体转变温度Ms和Mf点下降 ； 合金元素对淬火钢回火转变的影响 （1）对淬火钢回火稳定性的影响； （2）在回火过程中有二次硬化作用； （3）影响第二类回火脆性 。 1.4.3低碳钢 1.4.4中碳钢 1.4.5高碳钢 * * 什么是热处理？ 有三个基本参数： 分类 加热、保温、冷却。 热处理质量就是通过控制这三个工艺参数来保证的。 普通热处理： 4把火： 表面热处理： 表面淬火及化学热处理。 退火、正火、淬火、回火。 热处理 普通（整体）热处理 表面热处理 退火 正火 淬火 回火 固溶时效 表面淬火 表面化学热处理 感应加热表面淬火 火焰加热表面淬火 激光加热表面淬火等 渗碳 渗氮 碳氮共渗 渗金属等 常用热处理方法的工艺曲线示意图 一、退火 1. 退火 退火是将金属制件加热到高于或低于这种金属的临界温度，经保温一定时间，随后在炉中或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的一种热处理工艺。 退火的目的： a. 降低硬度，以利于切削加工； b. 细化晶粒，改善组织，提高机械性能； c. 消除内应力，为下一道热处理作好准备； d. 提高金属材料的塑性、韧性，便于进行冷 冲压或冷拉拔加工。 退火的缺点：占用设备；生产率低。 2. 正火 正火是将金属制件加热到高于或低于这种金属 的临界温度，经保温一定时间，随后在空气中冷 却，以获得更细组织的一种热处理工艺。 正火的作用与退火相似，与退火不同之处是： a. 正火是在空气中冷却，冷却速度快，所获 得的组织更细。 b. 正火后的强度、硬度较退火后的稍高，而 塑性、韧性则稍低。 c. 不占用设备；生产率高。 3. 淬火 淬火是将金属制件加热到这种金属的临界温度以上30～50℃，经保温一定时间，随后在水或油中快速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。 淬火的目的：提高金属材料的强度和硬度，增加耐磨性，并在回火后获得高强度和一定韧性相配合的性能。 4. 回火 回火是把淬火后的金属制件重新加热到某一温度，保温一段时间，然后置于空气或油中冷却的热处理工艺。 回火的目的：为了消除淬火时因冷却过快而产生的