(5-2)钢的热处理.ppt

钢的热处理 金属材料的热处理是指金属材料在固态下，采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织结构，从而获得所需性能的一种工艺方法。 通过适当的热处理，可以充分发挥材料的潜力，显著提高材料的力学性能，延长零件的使用寿命，还可以消除铸、锻、焊等加工所引起的内应力和各种缺陷，为以后工序做好准备。 热处理工艺曲线的示意图 常见的热处理方法 知识要点 “四把火”（退火、正火、淬火、回火）的工艺过程； “四把火”对零件加工和使用的影响和作用。 1．退火 退火是将工件加热到钢加热到临界温度以上30～50K，保温一段时间后，然后再随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。 常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等。 2．正火 正火是将钢加热到临界温度以上30～50K，保温一定时间，出炉后在空气中冷却的热处理工艺； 正火后材料的硬度、强度、韧性都高于退火，且操作简便、周期短，故应优先考虑 ； 正火主要用途 ：作为普通结构钢零件的最终热处理 ；作为低、中碳结构钢零件的预备热处理。 退火和正火的选择 （1）从切削加工性上考虑 切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及对刀具的磨损等。 一般金属的硬度在HB170～230范围内，切削性能较好。高于它过硬，难以加工，且刀具磨损快；过低则切屑不易断，造成刀具发热和磨损，加工后的零件表面粗糙度很大。对于低、中碳结构钢以正火作为预先热处理比较合适，高碳结构钢和工具钢则以退火为宜。至于合金钢，由于合金元素的加入，使钢的硬度有所提高，故中碳以上的合金钢一般都采用退火以改善切削性。 （2）从使用性能上考虑 如工件性能要求不太高，随后不再进行淬火和回火，那么往往用正火来提高其机械性能，但若零件的形状比较复杂，正火的冷却速度有形成裂纹的危险，应采用退火。 （3）从经济上考虑 正火比退火的生产周期短，耗能少，且操作简便，故在可能的条件下，应优先考虑以正火代替退火。汽车工业,凡能用正火代替退火的零件,就不采用退火处理。 3．淬火 淬火是将钢加热到临界温度以上20～30K，保温一定时间，然后进行快速冷却的一种热处理工艺。 其目的： 1）提高工件的机械性能．工具钢具有高硬度和高耐磨性。中碳钢是为了提高强度和韧性．淬火是强化钢材的重要方法。 ２）改善某些特殊材料钢的物理性能或化学性能。 淬透性和淬硬性 ： 淬透性指钢在一定的淬火条件下，获得淬硬层深度的能力。 淬硬性指钢在理想条件下淬火所能达到最高硬度的能力。 4．回火 将淬火钢重新加热到临界温度以下某一温度，保温一定时间，然后空冷至室温的工艺称为回火。 目的是消除或减少淬火应力，降低脆性，防止零件变形开裂；稳定组织，从而稳定零件尺寸；调整力学性能，满足零件的性能要求。 常用回火方法有 ：低温回火 、中温回火 、高温回火 。 回火的方法及应用 （1）低温回火 　　　回火温度范围150～250℃。得到的组织：回火马氏体。内应力和脆性降低，保持了高硬度和高耐磨性。 　　　这种回火主要应用于高碳钢或高碳合金钢制造的工、模具、滚动轴承及渗碳和表面淬火的零件，回火后的硬度一般为HRC 58-64。 （2）中温回火 　　　回火温度范围为350～500℃，回火后的组织为回火屈氏体，硬度HRC35-45，具有一定的韧性和高的弹性极限及屈服极限。 　　　这种回火主要应用于含碳0.5-0.7%的碳钢和合金钢制造的各类弹簧。 （3）高温回火 　　　回火温度范围为500～650℃，回火后的组织为回火索氏体，其硬度HRC 25-35，具有适当的强度和足够的塑性和韧性。 　　这种回火主要应用于含碳0.3-0.5% 的碳钢和合金钢制造的各类连接和传动的结构零件，如轴、连杆、螺栓等。 　　　淬火后高温回火称调质处理。 　　　应用：在冲击负荷下工作的重要结构零件，连杆，螺栓，齿轮及轴类 二) 钢的表面热处理 1．表面淬火 仅对零件表层进行淬火的工艺称为表面淬火，根据加热方法不同分为感应加热、火焰加热、激光加热、电子束加热表面淬火等。 （１）火焰加热表面淬火 利用氧-乙炔火焰（或其他可燃气体）对零件表面进行加热，使其快速升温达到淬火温度，然后迅速喷水冷却的热处理工艺称为火焰加热表面淬火。淬硬层深度一般为2～6mm。 火焰加热表面淬火相对来说操作简单方便、成本低，但因其淬火质量不易控制、生产效率低使应用受到了限制，主要用于单件小批生产或中碳钢、中碳合金钢大型零件或复杂件的局部表面淬火。 （２）感应加热表面淬火 2．化学热处理 化学热处理是指将零件放入一定温度的活性介质中，使一种或几种元素渗入零件表面，以改变表层的化学成分、组织和性能的一种表面热处理工艺。 按渗入元素的不