材料科学与工程基础教案第七章 钢的热处理1ppt课件.ppt

退火 退火的种类很多，常用的主要有如下几种类型： （1）完全退火 目的：清除铸造、轧制、锻造、焊接等造成的异常组织，均匀化学成分，消除内应力，细化组织，降低硬度和改善切削加工性。 工艺： 加热：Ac3以上20℃～30℃ 冷却：随炉缓慢冷却 组织：近于平衡组织。 用途：主要用于亚共析钢（ωc=0.3～0.6%） （2）球化退火 球化退火加热时由奥氏体及碳化物两相组成，在保温过程中其中的碳化物球化，在保温后的冷却过程中，尤其在共析温度附近的缓慢冷却过程中自奥氏体析出的碳化物进行球化。经球化退火的钢由铁素体及均匀分布的球状碳化物组成。经球化退火以后的工具，模具钢硬度降低，韧性提高，切削加工性能也变好，与此同时存在于钢内部的内应力得以消除。 目的：让共析或过共析的工模具钢中的碳化物球化（粒化）和消除网状的二次渗碳体，提高其切削加工性能 工艺： 加热：Ac1以上20℃～30℃ 冷却：随炉缓慢冷却 组织：铁素体基体＋粒状渗碳体 用途：主要用于共析或过共析钢（ωc≥0.8%） （3）去应力退火再结晶退火 为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的残余内应力而进行的退火称为去应力退火。钢的去应力退火加热温度范围较宽，但不超过Ac1点，一般在500℃～650℃之间。铸铁件去应力退火温度一般为500℃～550℃，超过550℃容易造成珠光体的石墨化。焊接工件的退火温度一般为500℃～600℃。去应力退火过程未发生相变。 （4）再结晶退火 再结晶退火是把冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当的时间，使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒而消除加工硬化的热处理工艺。 （5）扩散退火 扩散退火是将工件加热到略低于固相线的温度（亚共析钢通常为1050℃～1150℃），长时间（一般10～20小时）保温，然后随炉缓慢冷却到室温。扩散退火的主要目的是均匀钢内部的化学成分。主要适用于铸造后的高合金钢。 正火 正火是将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热处理工艺。亚共析钢的正火加热温度为Ac3＋30℃～50℃；而过共析钢的正火加热温度则为Accm＋30℃～50℃。 正火与退火的主要区别在于冷却速度不同，正火冷却速度较大，得到的珠光体组织很细，因而强度和硬度也较高。正火后的组织与材料的成分及原始组织有关，正火后的组织一般为片间距较小的索氏体，其强度和硬度都较好，韧性也较好，且先共析相（铁素体或渗碳体）的数量显著减少。对于含碳0.6%～1.4%的碳钢，正火后甚至不出现先共析相，而全部是伪索氏体。因此，钢经正火后的机械性能比退火后提高。 正火主要应用于以下几个方面： （1）消除网状二次渗碳体 所有的钢铁材料通过正火，均可使晶粒细化。而原始组织中存在网状二次渗碳体的过共析钢，经正火处理后可消除对性能不利的网状二次渗碳体，以保证球化退火质量。 （2）作为最终热处理 对于机械性能要求不高的结构钢零件，经正火后所获得的性能即可满足使用要求，可用正火作为最终热处理。 （3）改善切削加工性能 对于低碳钢或低碳合金钢，由于完全退火后硬度太低，一般在170HB以下，切削加工性能不好。而用正火，则可提高其硬度，从而改善切削加工性能。所以，对于低碳钢和低碳合金钢，通常采用正火来代替完全退火，作为预备热处理。 从改善切削加工性能的角度出发，低碳钢宜采用正火；中碳钢既可采用退火，也可采用正火；含碳0.45%～0.6%的高碳钢则必须采用完全退火；过共析钢用正火消除网状渗碳体后再进行球化退火。 三、钢的淬火 将亚共析钢加热到Ac3以上，共析钢与过共析钢加热到Ac1以上（低于Accm）的温度，保温后以大于Vk的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺叫淬火。马氏体强化是钢的主要强化手段，因此淬火的目的就是为了获得马氏体，提高钢的机械性能。淬火是钢的最重要的热处理工艺，也是热处理中应用最广的工艺之一。 淬火温度的确定 淬火温度即钢的奥氏体化温度，是淬火的主要工艺参数之一。选择淬火温度的原则是获得均匀细小的奥氏体组织。 亚共析钢的淬火温度一般为Ac3以上30℃～50℃，淬火后获得均匀细小的马氏体组织。 过共析钢的淬火温度为Ac1以上30℃～50℃，这个加热温度限制了奥氏体的含碳量，减少了淬火组织中的残余奥氏体数