工程材料第六章热处理.ppt

第六章 金属热处理概述 　　 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 钢的热处理工艺方法很多，常用的有普通热处理（退火、正火、淬火、回火）及表面热处理（表面淬火、化学热处理）等。任何一种热处理工艺过程，都由下列三个阶段组成。 把工件的加热、保温和冷却过程绘制在温度-时间坐标图上，就可以得到如图6-1所示的热处理工艺曲线。改变其加热温度和冷却方式，可以获得不同的热处理工艺。 第一节 钢的热处理工艺 常用的热处理方法有退火、正火、淬火和回火。 一、退火 将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺称为退火。退火的目的是为了降低硬度，便于切削加工；细化晶粒，改善组织，提高力学性能；消除内应力，稳定尺寸，减少淬火变形和裂纹；提高钢的塑性和韧性，便于成形加工。退火通常安排在冷加工或最终热处理前进行，作为预先处理工序。退火可分为完全退火、球化退火、去应力退火等。 （1）完全退火。是指将钢加热到Ac3以上30℃～50℃，保温一定时间，然后随炉缓冷的热处理工艺。完全退火主要用于亚共析钢的铸件、焊接件 、锻件和轧件等。 （2）球化退火。是指将钢加热到Ac1以上20℃～30℃，保温一定时间，随炉缓慢冷却的热处理工艺。球化退火主要用于高碳工具钢、模具钢、轴承钢。 （3）去应力退火。是将工件加热到500℃～600℃，经保温一定时间炉冷至300℃左右后空冷至室温，又称低温退火。 二、正火 正火是将工件加热到适当温度，保温一定时间，然后空冷的一种热处理工艺。正火与退火相比，由于冷速较快，其强度和硬度比退火高，而塑性和韧性稍有降低。生产中主要应用于改善低碳钢和某些低合金钢的切削加工性能；消除铸钢件内部粗大的晶粒，提高其力学性能；对要求不太高的普通构件，正火可作为最终热处理。 三、淬火 将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后进行快速冷却的过程叫做淬火。淬火的目的是提高钢的硬度和耐磨性或获得良好的综合机械性能。它是热处理强化中最重要的工序。 （1）淬火加热温度和保温时间的选择。淬火的加热温度主要取决于化学成份，不同钢种的淬火温度可在热处理手册中查到。 （2）淬火介质的选择 常用的淬火冷却介质是水、盐或碱的水溶液和各种矿物油、植物油。盐水或水溶液冷却速度快，一般用于形状简单的碳钢件；油的冷却速度较慢，一般用于形状复杂的合金钢件。 四、 回火 将淬火钢加热到某一温度保温一定时间，然后冷却到室温的热处理方法称为回火。 回火温度不同，可将回火分为低温回火、中温回火、高温回火。 常用回火方法及其应用 1）低温回火，150～250℃，高的硬度、耐磨性，刃具、量具、冷冲模、滚动轴承等，HRC58～64。 2）中温回火，350～450℃，高的弹性、韧性，弹簧及热锻模具等，HRC35～50。 3）高温回火，500～650℃，良好的综合力学性能，连杆、螺栓、齿轮及轴等，HRC20～30 第二节 常用热处理设备 一、加热设备 箱式电阻炉。箱式电阻炉类型很多。图6-2所示为中温箱式电阻炉结构示意图，炉子型号为RX60-9。 井式电阻炉。中低温井式电阻炉的结构如图6-3所示，炉子型号用字母加数字表示，如RJ36-6。 （3）盐浴炉。盐浴炉分外热式和内热式两种。内热式盐浴炉又叫电极式盐浴炉，如图 6-4所示。 图6-4 盐浴炉