第一章 钢的加热.ppt

一、金属加热的物理过程 1. 加热热量的传递方式 传导: 热量直接由工件的一部分传递给另一部分，或由加热介质把热量传递到与其相邻的工件，无需媒介质点移动的加热过程。 对流： 依靠工件四周气体或液体相对移动，将受热质点传导给较冷金属表面进行加热。 辐射: 靠电磁波来传递热量的过程。 2. 加热方式及加热介质 直接加热：利用金属内部电能----热能转换 电磁----热能转换 低能粒子轰击能量----热能转换 不需要加热介质 间接加热：利用媒介（如固体、液体、气体或真空度10-3mm稀薄气体），以对流、传导、辐射方式向工件表面传递热量方式。 三、加热工艺规范选择原则 加热温度T 加热时间τ 加热速度V * * 热处理的定义：通过在固态下加热、保温和冷却， 使钢材内部的组织结构发生变化， 获得所需性能的一种工艺方法。 第一章 钢的加热 2. 加热方式及加热介质 二、加热目的与要求 热处理的第一道工序一般都是把钢加热到临界点以 上，目的是为了得到奥氏体组织。 加热质量的好坏，是否形成缺陷，不仅关系到整个 热处理的成败，而且还直接影响到工件的加工工艺 和使用性能。 评定加热质量的好坏，一般有如下指标： ① 奥氏体的碳浓度和合金浓度 ② 奥氏体成分的均匀性 ③ 奥氏体的晶粒度 ④ 第二相的数量、大小和分布 ⑤ 表面氧化、脱碳或增碳的程度 ⑥ 变形开裂的程度 不同钢种、不同工件、不同的热处理工艺，对上述指标的要求是不同的。 例如，淬火加热时，要求奥氏体的碳浓度要适当，合金浓度尽可能高，成分尽可能均匀，晶粒尽可能细小；不允许表面氧化、脱碳或增碳；要严防变形，不允许开裂。 球化退火时，则要求奥氏体的碳浓度与合金浓度要低，成分不能太均匀，要保留大量的未溶的碳化物质点，并弥散分布在奥氏体中，晶粒不粗大即可。 γ α T℃ C Fe ⑴ 加热温度 基本依据：材料相变的临界点 各种钢的加热温度， 都是根据钢的 临界点Ac1、Ac3和Accm来确定的 三、加热工艺规范选择原则 γ α T℃ C Fe 在生产实践中，已经总结出一套加热温度的经验公 式，这些公式主要适用于碳钢及低合金钢。 正火：亚共析AC3＋30～50℃ 过共析ACcm＋30～50℃ 退火：亚共析AC3＋20～40℃ 过共析AC1＋20～30℃ 淬火：亚共析AC3＋30～50℃ 过共析AC1＋30～50℃ ?? 一般不限制加热速度（考虑经济性） ?? 对合金含量高、大型铸、锻件需特别规定—— 分级等温、控制加热速度。 ⑵ 加热速度 定义：τ＝ τ升＋τ透＋τ保 ?? τ升：加热工件到要求的温度(实为零件表面温度)所需时间为升温时间。它主要取决于加热速度，具体涉及到炉子热功率、加热介质、装炉量、零件尺寸、加热制度(随炉升温、到温入炉、高温入炉、高温入炉到温出炉、阶梯加热)； ?? τ透：是工件表面与心部都达到要求的温度所需时间。取决于零件截面尺寸、材料导热性、炉温高低； τ保：取决于一定的热处理工艺要求（消除内应力、均匀化、溶解难溶碳化物等）。 ⑶ 加热时间 （1）过热和过烧 过热：钢加热时由于加热温度过高或加热时间 过长引起奥氏体晶粒粗大的现象。 四、金属加热时的常见缺陷 后果：钢的塑性、韧性、强度降低，同时工件热处理后变形加大，还可能导致热处理裂纹、使工件报废。 补救措施：正火或退火。 过热的工件一般可再在较低温度加热，重新使奥氏体晶粒细化，予以补救。 （1）过热和过烧 过烧：加热时，由于加热温度过高，造成晶界 氧化或局部熔化的现象。 四、金属加热时的常见缺陷 欠热、加热不足： 导致奥氏体化不充分、第二相溶解不充分、缺陷组织（偏析、铁素体或魏氏组织、网状碳化物）不能消除、淬火不足等。 后果：处理的工件很脆，如果锻造一锻即裂。 过烧的工件只能报废，无法挽救。 （2）氧化和脱碳 氧化 ---- 二、金属加热时的常见缺陷 3Fe + 2O2 Fe3O4（保护性）