机械工程材料第5章钢的热处理2—河北工业大学.ppt

第五章钢的热处理工艺 §5－3 钢的退火与正火 （二）退火种类及应用 又称重结晶退火，一般简称退火。它是把钢加热至Ac3以上30~50℃（ Ac3 + 30~50℃ ），保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。 应用：完全退火主要用于亚共析钢铸、锻件及热轧型材； 组织：退火后的组织为P+F。 目的：细化组织；HB↓；消除内应力。 加热温度：T＝AC3+(30℃～50℃) 适用钢种：适用于亚共析钢 优、缺点：工艺简单但生产周期较长，生 产效率低 完全退火举例 如：冷轧后的15钢板，为HB↓采用完全退 火工艺。 ZG35铸造齿轮为消除组织应力采用完全 退火工艺。 锻造过热的60钢坯为了细化晶粒，消除锻 造应力也可采用完全退火工艺，一般采用 正火。 等温退火 一般是将钢件加热到Ac3+（30~50）℃（亚共析钢）或Ac1+（30~50）℃（过共析钢）保温后，在Ar1以下某一温度等温，使奥氏体转变为珠光体型组织。 等温退火的目的与完全退火相同。 与普通退火相比的优点：1）由于珠光体转变在恒温下完成，易于控制，并能获得均匀的预期组织；2）对于某些奥氏体比较稳定的合金钢，由于等温处理前后可较快冷却，常可大大缩短退火周期。如图5-22给出了高速钢的等温退火与普通退火工艺。 组织：P型组织 等温退火工艺 球化退火工艺 定义：为使钢中碳化物球状化的热处理工艺。 目的：碳化物（Fe3CⅡ、P中的Fe3C）球状化，细化晶粒，HB↓利于切削加工。 加热温度：T＝Ac1+(30～50℃) 适用钢种：适用于共析及过共析碳钢或合金钢。 退火前的组织状态：细片状的P 退火后组织：细小均匀的球状渗碳体分布在连续的铁素体基体上。 球化退火工艺 球化退火工艺过程 将钢加热到略高于Acl的某一温度并保温较长时间，使钢中未溶碳化物（共析Fe3C与Fe3CⅡ）由片状变成球状，然后随炉缓冷或在略低于Ar1的一定温度等温，使A进行共析转变时，以未溶渗碳体粒子为核心形成球状Fe3C 。 扩散退火 （均匀化退火） 定义：是将钢加热到略低于固相线的温度，长时间保温（10~20 h），以消除成分偏析的热处理工艺。 加热温度；略低于固相线温度。 亚共析钢：T＝Ac3 + （150℃～300℃) 过共析钢：T＝Accm+（150℃～300℃) 目的：为了消除晶内偏析，使成分均匀化 实质：使合金元素的原子充分扩散。 适用于：合金钢铸铁和铸锭。 后续处理：保温10～20小时退火后晶粒较粗大，一般还须进行完全退火或正火处理。 扩散退火工艺 去应力退火 又称低温退火，是将钢加热至低于Ac1的某一温度（一般是500~650℃），保温后随炉缓冷至低于300~200℃出炉空冷的热处理工艺。 目的：不发生相变，常用于消除铸、锻、焊及机加工后工件的残余应力，以稳定尺寸，减少变形。 T=200 ℃～300 ℃保温缓冷弹簧去应力退火 再结晶退火，用于消除冷变形加工产生的加工硬化现象。其工艺过程是将这类工件加热到再结晶温度以上150~250℃，保温后缓慢冷却，其目的是消除残余应力、改善组织、降低硬度和提高塑性。 去应力退火 二. 钢的正火 正火：正火是将钢加热到Ac3（对于亚共析钢）或Accm（对于过共析钢）点以上30~50℃，保温一定时间，完全奥氏体化后在自由流动的空气中冷却从而得到珠光体类组织的的热处理工艺。 正火的主要应用 （一） （1）作为预先热处理； 可消除中碳结构钢铸、锻、焊等热加工产生的组织缺陷（如晶粒粗大、魏氏组织、带状组织等），细化晶粒，均匀化组织，消除内应力，为后序热处理作组织准备。 对过共析钢正火可消除或抑制网状二次渗碳体量的形成，为球化退火作组织准备。如：T12钢退火组织中的Fe3CⅡ网（连续网），球化退火前必须先进行正火以消除Fe3CⅡ网，得到片层状P然后再进行球化退火。 正火的主要应用 （二） （2）改善切削加工性。一般来说，钢的硬度为170~230 HB，组织中无大块铁素体时，切削加工性较好。对于低、中碳结构，正火可得到合适的硬度，改善切削加工性。 （3）作为最终热处理。 正火可以细化晶粒，均匀化组织，减少亚共析钢中的铁素体含量，从而增加珠光体含量；而由于冷却较快，正火组织中珠光体片层较细，提高了钢的强度和硬度。因此，对于机械性能要求不高的普通结构钢零件，可以用正火作为最终热处理。 退火与正火对比 1) 为↑35钢的硬度，采用正火以提高切削加工性能。 2) 为↑T8钢的切削加工性能采用球化退火，目的是↓HB。 3) T12钢中存在连续的网状Fe3CⅡ