工程材料 第六章 钢热处理.ppt

第六章 钢的热处理 一、热处理的概念及其在机械制造中的地位 二、热处理的分类 为什么弹簧状钢筋加热到红热急冷后变得又硬又脆？ 为什么再次加热和冷却后变得刚柔相济，成为真正的弹簧？ §6.1 钢的加热及组织转变 一、钢的相变点（临界温度） 二、奥氏体化过程及影响因素 三、奥氏体晶粒大小及其控制 四、加热易产生的缺陷 §6.2 钢的冷却及组织转变 一、过冷奥氏体的等温转变 （TTT曲线，简称C曲线） 三、影响奥氏体等温转变图的因素 连续冷却转变图（CCT图实线）与等温转变图（TTT图虚线） 过冷奥氏体连续冷却转变图（ CCT曲线）的应用 过冷奥氏体等温转变图（C曲线）在连续冷却中的应用 为什么退火与正火有着非常广泛的应用? 定义：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保 温一定时间，然后缓慢冷却（炉冷、坑冷、灰冷）， 以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做退火。 一、退火 应用范围：亚共析钢、共析钢，不适用于过共析钢。 答：因为加热到Accm 以上再缓慢冷却时得到平衡组织， 即在晶界处析出网状渗碳体，造成钢的脆化。 3. 球化退火 目的：获得粒状珠光体，降低硬度、均匀组织、改善切削性 能，为淬火作组织准备。 工艺：将工件加热到Ac1±10~20 ℃，保温后等温冷却或缓冷。 实质：通过球化退火，使层状渗碳体和网状渗碳体变 为球状渗碳体，球化退火后的组织是由铁素体和球状 渗碳体组成的球状珠光体。 一、退火 二、正火 二、正火 §6.4 淬火与回火 一、淬火 一、淬火 一、淬火 一、淬火 一、淬火 一、淬火 一、淬火 中国在春秋晚期已掌握冶 铁技术。战国时期，冶铁业已 逐渐盛行，到了晚期，不仅能 炼出高碳钢，并掌握了淬火技 术，于是开始进入以铁兵器代 替铜兵器的时代。战国晚期还 出现了铁制铠甲。 一、淬火 西汉《史记·天官书》中有“水与火合为淬”一说， 正确地说出了钢铁加热、水冷的淬火热处理工艺要点。 《汉书·王褒传》中记载有“清水淬其锋”的制剑技术。 明代科学家宋应星在《天工开物》一书中对钢铁的退火、淬火、渗碳工艺作了详细的论述。 一、淬火 一、淬火 一、淬火 三、回火（视频） 三、回火 三、回火 三、回火 三、回火 四、淬火、回火时工艺缺陷 四、淬火、回火时工艺缺陷 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 一、表面淬火 一、表面淬火（感应加热淬火） 一、表面淬火 一、表面淬火 火焰加热表面淬火 激光表面处理示例 电解液加热表面淬火 （二）钢的渗氮 机器制造用钢 按照热处理分为： 4. 感应加热淬火件的技术要求 wC = 0.4% ~ 0.5% 的中碳调质钢最适宜表面淬火。 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 一、表面淬火 5. 常用工艺路线： 锻造 → 退火或正火 → 粗机械加工 → 调质或正火→ 精机械加工 → 感应加热淬火 → 低温回火 → 磨削 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 一、表面淬火 6. 导轨底板45钢平面感应淬火 技术要求：如图所示。感应工序为最终热处理工序，淬火面平面翘曲度≤0.05mm。 传动轴淬火 斧子淬火 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 一、表面淬火 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 一、表面淬火 感应加热有什么其它用途？ （1）装配； （2）齿轮加工； （3）杆类锻件加热； （4）再结晶加热。 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 一、表面淬火 核电站阀门盖修复 船用阻尼套激光强化 齿圈激光淬火 齿弧激光表面处理 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 一、表面淬火 将工件淬火部位浸入电解液中，工件接阴极，电解槽接阳极。 接较高电压的直流电后，电解液发生电解，在阴极上生成氢气，围绕工件表面形成氢气膜，电流流经电阻大的氢气膜时产生大量的热量。迅速将浸入的工件表面层加热到淬火温度；断电后氢气膜消失，电解液变为冷却介质，使工件表面层淬火。 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 一、表面淬火 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 一、表面淬火 机件三大失效方式——磨损、腐蚀、开裂 （1）提高耐磨性：渗B、渗V、渗Ti、沉积TiN、喷涂陶瓷。 （2）提高耐蚀性、抗氧化性：渗Zn、渗Al、热喷涂Zn、 热喷涂Al、热镀Zn、热镀Al、电镀Zn等。 二、化学热处理 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 二、化学热处理 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺 二、化学热处理 渗C、C-N共渗：提高硬度、耐磨性及疲劳性能 渗N、B、Cr：显著提高硬度，同时显著提高耐磨性和耐