中职教育金属工艺学--钢的热处理.ppt

钢的热处理Heat Treatment of Steel ——退火与正火 授课教师：陈黄怡 ①?消除钢的内应力（铸锻焊和其它加工的应力），以防止钢件变形和开裂。 ②细化晶粒、均匀组织，消除组织缺陷为后续热处理作准备。 ③?提高钢的塑性和韧性，降低钢的硬度，以利于切削加工。 2.考虑使用性能 正火比退火硬，正火优先；但当零件形状复杂，正火的冷却速度较快，有造成变形或开裂的危险时，则采用退火。对于亚共析钢来说，正火比退火具有较好的力学性能。 3.考虑经济性 正火生产周期短，生产效率高，成本较低，操作方便，故在可能条件下，应优先采用正火。 * * 导入新课 一、考一考 1、什么是钢的热处理？钢的热处理是怎么分类的？ 钢的热处理是指钢在固态范围内，通过加热、保温、冷却， 以改善其内部结构与性能的工艺方法。（ “一个条件，三个过程”） 根据工艺方法，热处理可分为两大类： 普通热处理：退火、正火、淬火、回火 表面热处理：表面淬火和表面化学热处理 2、图1中，不同区域的组织成分各是什么， Ac1线、 Ac3线、 Accm线各表示什么？ 图1 碳钢在加热和冷却的临界转变温度 Ac1——加热时，P转化成A的温度 Ac3——加热时，F转化成A的终了温度 Accm——加热时，Fe3C在A 中溶解的终了温度 找找教室中有哪些金属制件需要考虑它的性能的？须考虑哪些性能呢？ 二、找一找 工业生产实例：齿轮加工工艺路线 毛坯锻造——正火（退火）——机加工——热处理（调质、渗碳淬火、高频淬火等）——精加工---- 三、想一想 退火和正火一般是工件整个加工过程的中间热处理，以消除前一道工序（如铸造、锻压、轧制、焊接等）所带来的各种组织或性能上的缺陷，并为后一道工序（如切削加工、最终热处理）作准备，故也成为预备热处理。 一. 退火（Annealing）课本P55 将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（炉冷），以获得接近平衡组织的热处理工艺。 目的： 退火的种类： （1）完全退火 （2）球化退火 （3）去应力退火 （4）扩散退火 （1）完全退火：（主要用于亚共析钢） 把钢加热到AC3线以上30～50℃的温度，保温一定时间，然后随炉冷却的一种工艺。 组织分析：P＋F→A→A′→P＋F （重结晶退火） 注：1、保温时间与工件形状、材料质量、装炉量等有关； 2、实际生产中在炉中冷却到500℃左右即可出炉冷却。 （2）球化退火：（主要用于过共析钢） 把钢加热到AC1线以上20～30℃的温度，保温一定时间，然后随炉冷却的一种工艺。 组织分析：P＋Fe3C网→A＋Fe3C网→A′＋Fe3C球→P＋Fe3C球。 注： 1、实际生产中冷却到500℃以下时，组织转变完成，可取出空冷； 2、有些难于形成颗粒球状渗碳体的钢，可以多次并重复上述过程－循环退火（周期化退火）。 （3）去应力退火：（主要用于亚、共、过共析钢） 把钢加热到500～650℃，保温一定时间，然后随炉冷却的一种工艺。 组织分析：P＋F→？ P→？ P＋Fe3C网→？ **（4）扩散退火：（主要用于亚、过共析钢） 把钢加热到AC3线以上150～200℃、ACCm线以上150～200℃，保温一定时间，然后随炉冷却的一种工艺。 注：这种工艺是为了消除钢中的成分不均匀的现象。 二.正火（Normalizing） 将钢加热到AC3线或ACCm线以上30~50℃的温度,保温后在空气中冷却（空冷）的工艺。 ①提高低碳钢的硬度，以利于切削加工。 ②消除网状渗碳体组织，以利于后续球化退火。 ③细化晶粒、均匀组织，消除组织缺陷为后续热处理作准备。 目的： 因正火是在空气中冷却，得到的组织晶粒细小，且缩短了冷却时间，提高了生产率和设备利用率，是一种比较经济的方法，应用较广泛。 组织分析：P＋F→A→A′→S＋F（亚共析钢） P＋Fe3C网→A→A′→S＋Fe3C粒 （过共析钢） 三、退火和正火的选择 1、考虑切削性能（刀具最佳切削硬度170—230 HBS) 表\不同含碳量的钢在正火和退火后的硬度(HBS) 含碳量（％） ＜0.25 0.25～0.65 0.65－0.8 工具钢 退火硬度 ＜150 150－180 180－220 187—217 正火硬度 ＜156 156－228 228－280 230—340 可见中低碳钢采用正火，高碳钢和工具钢采用退火有利于切削。??????????????????????????? 本节小结： 一、几种退火与正火的工艺方法及其特点 二、退火与正火的选择方案