[工学]钢的热处理.ppt

第六章 钢的热处理 第一节概述 改善钢材性能的主要办法 1.在钢中特意加入一些合金元素，即合金化 2.钢的热处理 第二节 钢加热时的组织转变 由铁碳合金的相图可知，碳钢在缓慢加热或者冷却的过程中，经过PSK线、GS线、ES线时，组织都要发生变化，所以固态组织的临界点都可由这三条线确定。为了使用方便，常把PSK线称为A1线，GS线称为A3线，ES线称为Acm线。 为了区别，通常把实际加热时的各临界点用Ac1、Ac3、Accm表示；而冷却时的各临界点用Ar1、Ar3、Arcm表示。 一、转变温度 二、奥氏体的形成过程（以共析钢为例） 三、奥氏体晶粒的长大及影响因素 2、影响奥氏体晶粒长大的因素 1）加热温度、速度和保温时间 　加热温度↑ ，保温时间↑ → 晶粒尺寸↑ 当加热温度确定，加热速度越快，过热度越大，晶粒越细小 2）化学成分 ① C：含碳量上升，奥氏体晶粒长的越大，但是超过一定的界限，反倒会减小。 ② 合金元素 合金碳化物↑，Fe3C% ↑ → 晶粒尺寸↓ 四、加热时常见的缺陷 过热：晶粒粗大，可以消除(完全退火或等温退火或正火) 过烧：晶界局部熔化，无法消除 氧化 脱碳 第三节 钢在冷却时的转变一、过冷奥氏体的等温冷却转变 二、冷却转变后的组织和性能 1、珠光体（A1～550℃）转变 过冷奥氏体高温转变产物的形成温度和性能 2、贝氏体转变 上贝氏体的形成过程 下贝氏体的形成 3 、马氏体转变 马氏体的组织类型 针片状和板条状马氏体性能比较 三、影响C曲线的因素 四、过冷奥氏体的连续冷却转变 第四节 钢的退火与正火 一、退火和正火的目的 二、退火工艺及其应用 2、球化退火 把过共析钢加热到Ac1以上20-30℃，在保温过程中是片状渗碳体变成细小的点状渗碳体。 3、去应力退火（低温退火） 用于消除残余内应力 4、扩散退火 退火：将钢加热到预定温度，保温一段时间后缓慢冷却（通常是随炉冷却），获得接近平衡组织的热处理工艺。 第五节 钢的淬火 一、淬火的目的 获得马氏体组织 二、淬火的一般工艺 3.淬火冷却介质 三、常用的淬火方法 四、钢的淬透性 1.淬透性与淬硬性 2、影响淬透性的因素 3.淬透性的测定 4、淬火引起的变形 第六节 钢的回火 3．淬火钢在回火时的组织转变 （1）马氏体分解(100～200℃) （2）残余奥氏体转变 (200～300℃) （3）马氏体分解完成和碳化物的转变 （300～400℃） 4、淬火钢在回火时的性能变化 5．回火种类、组织、性能及应用 （1）低温回火(150～250℃) （2）中温回火(350～500℃) （3）高温回火(500～650℃) 6.回火脆性 例题1 例题2 第七节 钢的表面淬火 一、火焰加热表面淬火 二、感应加热表面淬火 第八节 钢的化学热处理 一、钢的渗碳 1．渗碳方法 （1）固体渗碳 （2）气体渗碳 2.气体渗碳工艺操作 3．渗碳后的成分、组织和厚度 厚度 4．渗碳后的热处理 1）直接淬火法 2）一次淬火法 渗碳淬火＋低温回火后的组织： 二、钢的渗氮1.气体渗氮 2.软氮化（氰化） 3.离子氮化 4、碳氮共渗 20CrMnTi钢的汽车变速箱齿轮热处理工艺曲线 正火工艺 渗碳工艺 练习 课堂讨论 1、直径为10ｍｍ的45钢和T12钢试样在不同热处理条件下得到的硬度如表所示，请分析说明： （1）不同热处理条件下的显微组织（填入表1的显微组织栏中）； （2）冷却速度，淬火加热温度、碳含量对钢硬度的影响及其原因； （3）回火温度对钢硬度的影响及其原因。 淬火+150～200℃低温回火，表面硬度58～62HRC 图3-43 直接淬火工艺示意图 180-200℃ 渗碳 900-930℃ 回火 温度/℃ 时间 淬火 A1 表层组织：M回＋粒状碳化物＋少量AR 硬度为58～62HRC 心部组织： 低碳钢 P类+F,硬度为10～15HRC 低碳合金钢 低碳M回＋F,硬度为35～45HRC 具有较高强度和足够高的韧性 一般渗碳件的加工工艺路线为： 锻造→正火→机加工→渗碳→淬火→低温回火→精磨 氮化的目的在于更大地提高钢件表面的硬度和耐磨性， 提高疲劳强度和抗蚀性。 渗氮在钢的临界温度以下进行，加热温度为550℃ 2NH3（氨）→3H2+2〔N〕 　　　　　　　　　 ↓ 渗入钢中 氮化零件的工艺路线如下： 锻造→退火→粗加工→调质→精加工→除应力→粗磨→氮化→精磨或研磨 氮化温度低，一般为500℃～600℃。工件变形小 。 氮化具有很