金属工艺学（第2版）教学课件作者张兆隆第4章.ppt

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2019-10-14 发布于广东
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表 4 - 3 返回图 4 - 14 返回图 4 - 18 返回 * 第五节　淬火与回火（４）贝氏体等温淬火贝氏体等温淬火是指将钢件加热奥氏体化后，随即快冷到贝氏体转变温度区间（２６０℃～４００℃）等温，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺。贝氏体等温淬火可使工件获得较高的硬度、耐磨性及良好的强度和韧性，显著减少工件的淬火变形，避免淬火件的开裂，但生产周期较长。因此，常用于各种中、高碳和低合金钢制作的形状复杂、尺寸较小、韧性要求较高的各种模具和成型刀具等。５.钢的淬透性和淬硬性（１）淬透性淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。在相同的条件下淬火，获得的淬硬层越深，表明钢的淬透性越好。上一页下一页返回第五节　淬火与回火钢的临界冷却速度越低，钢的淬透性越好。凡是能降低临界冷却速度的因素（主要是钢的化学成分）都可以提高钢的淬透性，例如，合金钢的淬透性比碳钢好。临界冷却速度与淬透性的关系如图４－１３所示。实际生产中常用临界直径ｄｃ表示钢的淬透性。临界直径是指工件在某种介质中淬火后，心部能淬透（即心部获得全部或半马氏体组织）的最大直径，临界直径越大，钢的淬透性越好，几种常用钢的临界直径见表４－３。（２）淬透性的应用淬透性好的钢，在获得同样淬硬层深度的情况下，可以采用冷却能力较低的淬火介质，减小形状复杂的零件在淬火时的变形和开裂。上一页下一页返回第五节　淬火与回火淬透性对调质后钢的力学性能的影响如图４－１４所示。例如，对于大截面、形状复杂和在动载荷下工作的零件，以及承受轴向拉压的连杆、螺栓、拉杆、锻模等要求表面和心部性能均匀一致的零件，应选用淬透性良好的钢材，以保证心部“淬透”。（３）淬硬性淬硬性是指在一定条件下淬火后获得马氏体组织所能达到的最高硬度。钢的淬硬性主要取决于钢的含碳量。钢的淬硬性好并不代表淬透性就好，例如，高碳钢的淬硬性很高，但淬透性差。而低碳合金钢的淬透性相当好，但它的淬硬性却不高。上一页下一页返回第五节　淬火与回火６.淬火缺陷及预防措施（１）氧化与脱碳钢在加热时，表面形成一层松脆的氧化铁皮的现象称为氧化；脱碳指表面碳含量降低的现象。氧化和脱碳会降低钢件表层的硬度和疲劳强度，而且还影响零件的尺寸。为了防止氧化和脱碳，通常在盐浴炉内加热，要求更高时，可在工件表面涂覆保护剂或在保护气氛及真空中加热。（２）过热和过烧钢在淬火加热时，奥氏体晶粒显著粗化的现象称为过热。若加热温度过高，出现晶界氧化并开始部分熔化的现象称为过烧。上一页下一页返回第五节　淬火与回火工件过热后，不仅降低钢的力学性能（尤其是韧性），也容易引起淬火变形和开裂。过热组织可以用正火处理予以纠正，而过烧的工件只能报废。为了防止工件的过热和过烧，必须严格控制加热温度和保温时间。（３）变形与开裂工件淬火冷却时，由于不同部位存在温度差异及组织转变的不同时性所引起的应力称为淬火内应力。当淬火应力超过钢的屈服点时，工件将产生变形；当淬火应力超过钢的抗拉强度时，工件将产生裂纹，从而造成废品。上一页下一页返回第五节　淬火与回火为了防止变形和开裂的产生，可采用不同的淬火方法（如分级淬火或等温淬火等）和合理设计工艺（如结构对称、截面均匀、避免尖角）等措施，尽量减少淬火应力，并在淬火后及时进行回火处理。（４）硬度不足硬度不足是由于加热温度过低、保温时间不足、冷却速度不够大或表面脱碳等原因造成的，可采用重新淬火来消除（但淬火前要进行一次退火或正火处理）。二、回火回火是将淬火钢重新加热到Ａｃ１以下某一温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。回火的主要目的：上一页下一页返回第五节　淬火与回火１）改变强度、硬度高，塑性、韧性差的淬火组织；２）使不稳定的淬火组织马氏体和残余奥氏体转变为稳定组织，保证工件不再发生形状和尺寸的改变；３）消除淬火内应力，防止进一步变形和开裂。钢淬火后都必须进行回火处理，回火决定了钢在使用状态的组织和寿命。１.淬火钢的回火过程淬火钢在回火时，随着温度的升高，组织转变可分为四个阶段。第一阶段回火（８０℃～２００℃以下）：马氏体分解。上一页下一页返回第五节　淬火与回火马氏体在室温是不稳定的，随着回火温度的升高，马氏体开始分解，在中、高碳钢中沉淀出ε－碳化物，这种马氏体和ε－碳化物的回火组织称为回火马氏体。此阶段钢的淬火内应力减少，韧性改善，但硬度并未明显降低。第二阶段回火（２００℃～３００℃）：残余奥氏体转变。回火到２００℃～３００℃的温度范围，淬火钢中原来没有完全转变的残余奥氏体，此时将会发生分解，形成下贝氏体组织，这个阶段转变后的组织是下贝氏体和回火马氏体。淬火内应力进一步降低，但马氏体分解造成的硬度降低，被残余奥氏体分解引起的硬度升