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精密机械设计基础 第二章：机械工程常用材料及钢的热处理 第二章 机械工程常用材料及钢的热处理 精密仪器与光电子工程学院 主要内容 第一节 概述 第二节 金属材料的力学性能 第三节 常用的工程材料 第四节 钢的热处理 第五节 表面精饰 第六节 精密仪器材料选用原则 精密机械设计基础 第二章：机械工程常用材料及钢的热处理 * 钢的热处理 加热、保温、冷却?改变金属整体或表面组织，获得所需性能。 种类： 1、普通（整体）热处理： 退火、正火、淬火、回火 2、表面热处理和化学热处理： 感应加热、火焰加热、电接触加热、电解加热、 渗碳、氮化、碳氮共渗 3、其他热处理 精密机械设计基础 第二章：机械工程常用材料及钢的热处理 * 第四节 钢的热处理 Fe-Fe3C合金相图 Fe-Fe3C相图 * 精密机械设计基础 第二章：机械工程常用材料及钢的热处理 Fe-Fe3C相图 精密机械设计基础 第二章：机械工程常用材料及钢的热处理 * 冷却方法 ?b/Mpa ? s/Mpa ?（%） ? （%） HBW或HRC 炉内缓冷 530 280 32.5 49.3 160~200 空气冷却 670~7720 340 15~18 45~50 170~240 水冷却 1000 720 7~8 12~14 52~58HRC 45号钢加热到840?C，以不同方法冷却后的力学性能 奥氏体连续冷却时的组织转变 * 精密机械设计基础 第二章：机械工程常用材料及钢的热处理 返回 精密机械设计基础 第二章：机械工程常用材料及钢的热处理 * 退火：加热、保温、随炉冷却 目的：?硬度、?塑性、细化晶粒、消除内应力，改善切削加工性能。 一般安排在锻造、铸造之后，粗切削加工之前，以消除前一工序产生的某些缺陷，为后续工序做好组织准备。 正火：加热、保温、空气冷却 目的：同退火，更细的组织，更高的力学性能。 正火操作简便、生产周期短、效率高、成本低（相同性能要求优选正火）。 退火和正火为预备热处理，可以改善切削性能。对性能要求不高的普通结构钢零件，正火也可作为最终热处理。 第四节 钢的热处理 精密机械设计基础 第二章：机械工程常用材料及钢的热处理 * 淬火：加热，保温，水、油或盐水冷却 目的：提高零件的硬度和耐磨性，强化材料。但淬火后，出现内应力，材料变脆，易变形和开裂，须回火。 淬火是强化钢的最重要的方法。重要的结构件，特别是动载荷与摩擦力作用下的零件，以及各类工具都要进行淬火。 方法： 单介质淬火 淬透性差或内应力大，操作简单，应用广泛，主要用于形状简单工件。 双介质淬火 相对较高的淬透性和较小的内应力，操作复杂，主要用于中等复杂形状的高碳钢工件和较大尺寸的合金钢工件。 第四节 钢的热处理 回火：零件淬火后，加热至临界温度之下，保温，以一定速度冷却。 目的：消除内应力，降低脆性；稳定尺寸；调整性能。达到设计图纸要求的硬度。(常是热处理的最后一道工序) 回火工艺的种类： 低温回火（150～250?C） ?应力和脆性， ?韧性和塑性,保持高强度和耐磨性（58~64HRC） ；多用于工具、模具、轴承及表面淬火件。 中温回火（350～500?C） 高的弹性和屈服极限，?韧性，?硬度(35~45HRC)和耐磨性，?应力；多用于弹性元件。 高温回火（500～650?C） 完全消除淬火应力，具有良好的综合力学性能，硬度一般（25~35HRC）。 重要的尤其受交变载荷的零件的最终热处理，以及表面淬火件、某些精密零件和工具的预备热处理。 调质处理=淬火+高温回火 精密机械设计基础 第二章：机械工程常用材料及钢的热处理 * 第四节 钢的热处理 精密机械设计基础 第二章：机械工程常用材料及钢的热处理