二﹑热处理基础.ppt

熱 處 理 基 礎 知 識 一. 鋼材的熱處理原理 二. 鋼材的熱處理工藝 1. 熱處理的定義： 熱處理就是將鋼材在固態下加熱到預定的溫度，並在該溫度下保持一段時間，然後以一定的速度冷卻下來的一種熱加工工藝 一. 鋼材的熱處理原理 2. 熱處理的作用： a.改變鋼材的內部組織結構，即消除鑄， 鍛，焊等熱加工工藝造成的各種缺陷， 細化晶粒，消除偏析，降低內應力，使 鋼材組織和性能均勻﹔ b.改善鋼材表面的物理化學性能，使之具 有一定的抗磨性，耐腐蝕性等特殊性能﹔ 3，熱處理通常由加熱，保溫，冷卻三個階段組成。 3.1.加熱：就是鋼加熱到一定溫度而達到奧氏體狀態，此過程稱為鋼材的奧氏體化。 3.1.1.一般加熱時形成的奧氏體的化學成分，均勻化程度，以及晶粒大小直接影響鋼在冷卻後的組織和性能。 3.1.2.加熱的目的是為了得到均勻細小的奧氏體晶粒，奧氏體晶粒越細小，鋼熱處理後的強度越高，塑性越好，沖擊韌性越高。 3.2.保溫：就是鋼材在一定溫度下保溫，使 鋼材組織充分奧氏體化。 3.2.1.加熱溫度越高，保溫時間越長，則奧氏體晶粒越粗大。 3.2.2.同時控制好加熱溫度和保溫時間是鋼材奧氏體晶粒度的保證。 3.2.3.生產上采用短時快速加熱工藝是獲得超細化晶粒的重要手段之一。 3.3.冷卻：鋼材經過奧氏體化後，以不同的 冷卻方式可得到不同形態的金相組織。鋼材的性能最終取決於奧氏體冷卻轉變後的組織。 3.3.1.冷卻方式一般可以分為兩大類： a, 等溫冷卻﹔ b, 連續冷卻﹔ 3.3.2.冷卻後一般的組織轉變： a, 珠光體相變﹔ b, 貝氏體相變﹔ c, 馬氏體相變﹔ 3.3.3.等溫冷卻：將奧氏體化的鋼材快速冷卻到臨界點以下的某一溫度，在此溫度等溫一段時間，然後再冷卻到室溫。如等溫退火，等溫淬火，分級淬火。 3.3.4.連續冷卻：將奧氏體化的鋼材以一定速度連續冷卻到室溫。如淬火，退火，正火。 3.3.5.珠光體相變：鋼材在奧氏體狀態下快速冷卻，在較高溫度下發生的相變，即為珠光體轉變。珠光體組織是退火和正火鋼的重要組織組成物，它的形態，數量與分布情況對退火和正火鋼的性能有著直接影響。 3.3.6.馬氏體相變：鋼材從奧氏體化狀態下快速冷卻，在較低溫度下發生的相變叫做馬氏體相變。它是強化金屬，提高鋼的硬度和強度最主要的途徑之一。一般而言，鋼中馬氏體的硬度主要取決於含碳量。 3.3.7. 貝氏體相變：鋼材奧氏體化後，在珠光體轉變溫度以下，馬氏體轉變溫度以上的范圍內發生的相變為貝氏體相變，又稱為中溫轉變。它的轉變具有珠光體轉變和馬氏體轉變的某些共同特點。通常情況下，貝氏體組織具有較為優良的機械性能。 4.回火時的轉變 4.1. 鋼材淬火後進行回火，是為了消除或 減少內應力，防止變形或開裂，並獲 得穩定的組織和需要的性能。 4.2. 回火轉變： 馬氏體分解形成回火馬氏體﹔ 殘餘奧氏體轉變﹔ 碳化物轉變﹔ 4.3.淬火鋼材在回火時性能的變化總趨勢為，一 般情形下，隨著溫度的昇高，鋼材的硬度不 斷降低。 4.4.回火脆性：某些鋼材在一定溫度范圍內回火 時，其沖擊韌性顯著下降，這種脆化現象叫 做鋼材的回火脆性。 a.低溫回火脆性：在250℃~400℃溫度范圍內 出現的回火脆性，亦叫第一類回火脆性。 b.高溫回火脆性：在450℃~650℃溫度范圍內 出現的回火脆性，亦叫第二類回火脆性。 1.熱處理 鋼的熱處理就是將鋼在固態下施以不同的加 熱、保溫和冷卻，以改變其內部組織結構，獲 得所需性能的一種加工工藝。在大多數熱處理 工藝中，鋼加熱的目的主要是獲得奧氏體組織 ，因此習慣上把鋼從室溫組織加到奧氏體狀態 的過程稱為鋼的奧氏體化。其最基本的類型根 據加熱和冷卻方法不同，可分為退火、正火、 淬火、回火等四種。 2.退火 2.1.退火概念:所謂退火，就是將金屬或合金加熱到適當溫度，保溫一定時間,然後隨爐緩慢冷 卻的熱處理工藝，其實質是將鋼加熱奧氏體化后進行珠光體轉變。 2.2.退火目的: a. 降低鋼的硬度，提高塑性，以利於切削加工及冷變形加工;b.細化晶粒，消除因鍛、焊等 引起的組織缺陷，均勻鋼的組織成分，改善鋼 的性能或為以后的熱處理作準備;c.消除鋼中的 內應力，以防止變形或開裂; 2.3. 退