第五章 钢的热处理.ppt

第五章 钢的热处理 §5.1 钢在加热时的转变 §5.2 钢在冷却时的转变 §5.3 钢的退火和正火 为什么退火与正火有着非常广泛的应用? 一. 钢的退火 完全退火 等温退火 球化退火 去应力退火 扩散退火 二. 钢的正火 三. 退火和正火的选择 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。 加热温度：Ac3以上20-30度 应用范围：亚共折钢，共析钢， 不适用于过共析钢。 答：完全退火不能用于过共析钢，因为加热到Accm 以上再缓慢冷却时会得到平衡组织，即在晶界处析出网状渗碳体，造成钢的脆化。 目的：使Fe3C球化，降低硬度； 提高韧性，改善切削加工性； 为以后淬火做准备。 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。 球化退火工艺：Ac1以上20-40度保温，缓冷 正火：将工件加热到Ac3或Accm以上30～80℃，保温后从炉中取出在空气中冷却。 正火的应用 正火和退火工艺总结 §5.3 钢的淬火 淬火的定义和目的 钢的淬火工艺 钢的淬透性 概念：将钢件加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温一定时间，然后快速冷却（一般为油冷或水冷），从而得马氏体（或下贝氏体）的一种操作。 目的：获得马氏体（或下贝氏体） 。 　　　淬火加热温度是淬火工艺的主要参数。它的选择应以得到均匀细小的奥氏体晶粒为原则，以使淬火后获得细小的马氏体组织。为防止奥氏体晶粒粗化，淬火加热温度一般限制在临界点以上30一50℃范围。 　　为得到马氏体组织，淬火冷却速度必须大于临界冷却速度Vk。但这必然会产生很大的内应力，往往会引起工件变形和开裂，为此人们提出了理想的淬火冷却曲线 。 　　　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。 　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。 表面淬火方法 1. 　感应加热表面淬火　（１）　（２） 2. 　火焰加热表面淬火 3.　接触电阻加热表面淬火 4.　电解液加热表面淬火 5.　激光加热表面淬火 感应加热表面淬火 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 电接触加热表面淬火 钢的渗氮（气体氮化） 概念： 在一定温度(一般在AC1以下)使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺 目的： 提高工件表面硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度 钢的碳氮共渗 概念： 在一定温度下同时将碳、氮原子渗入工件表层的奥氏体中,并以渗碳为主的化学热处理工艺。 分类 中温气体碳氮共渗、低温气体碳氮共渗（气体软氮化） 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？ 特慢 慢 碱/硝盐浴 慢 慢 油 快 快 盐水 快 慢 水 慢 快 理想介质 低温区 （300-200oC） 高温区 （650-550oC） 淬火冷却介质 生产中常用的淬火介质 合金钢和小尺寸碳钢 油 截面不大、形状复杂、变形要求严格 的合金钢 碱/硝盐浴 盐水 形状简单、硬度要求高、变形度要求 不高的碳钢 水 应　　用 淬火冷却介质 单液淬火：是将奥氏体化后的钢件淬入一种介质中连续冷却获得马氏体组织的一种淬火方法 双液淬火：是先将奥氏体化后的钢件淬入冷却能力较强的介质中冷至接近MS点温度时快速转人冷却能力较弱的介质中冷却，直至完成马氏体转变。 分级淬火：是将奥氏体化后的钢件淬入稍高于MS点温度的盐浴中，保持到工件内外温度接近后取出，使其在缓慢冷却条件下发生马氏体转变。 等温淬火：是将奥氏体化后的钢件淬入高于MS点温度的盐浴中，等温保持，以获得下贝氏体组织的一种淬火工艺。 淬火冷却介质 亚共析钢 连续冷却转变 炉冷→ F + P 空冷→ F + S 油冷→ T +