北京机械工程师复习材料《热处理》.ppt

热 处 理 热处理工艺—钢的热处理 改善钢的性能主要有两个途径 调整钢的化学成分 钢的热处理 钢的热处理——将钢在固态下加热到一定的温度后保温一定时间，再以适当的冷却速度进行冷却，从而改变钢的内部组织，提高钢的性能，延长机器的使用寿命的热加工工艺。 热处理工艺有许多种，但主要是由加热、保温和冷却三个阶段 构成。 热处理的基本目的 消除铸、锻毛坯中的缺陷，改善内部组织及工艺性能 ，为后续工序作好组织上的准备。 提高钢的力学性能，从而充分发挥钢材的潜力，延长机械零件的使用寿命。 第一页，共三十二页。 热处理工艺 热处理工艺的分类 常规热处理：退火、正火、淬火、回火 火焰加热表面淬火 表面淬火 感应加热表面淬火 表面热处理 渗碳 化学热处理 渗氮（氮化） 碳氮共渗 第二页，共三十二页。 热处理工艺 热处理原理概念 热处理原理 工件经过不同热处理工艺之后，性能将会发生显著变化。零件热处理质量的高低对成品的质量往往具有决定性的影响。因此要制定正确的热处理工艺规范，改变金属内部组织，保证热处理质量，必须了解钢在不同加热（包括保温）和冷却过程中它的组织变化规律，这就是热处理的原理。 第三页，共三十二页。 热处理工艺 钢在加热和冷却时的转变 铁碳合金平衡相图 Fe-Fe3c合金相图中的临界点(A1、 A3 、Acm)是正确选择热处理加热和冷却时组织变化的主要依据。 钢在加热时的转变 获得较高力学性能的细晶粒组织的方法 1、采用高温、短时的加热方法。如高频感应加热淬火。 2、在钢中加入微量合金元素（如Al、Ti、V、W、Mo、Ni等）可阻碍 奥氏体晶粒度长大。 钢在冷却时的转变 冷却的方式： 1、等温冷却——把加热到奥氏体状态的钢件，快速冷却到相变点以下的某一 温度 内等温，使奥氏体发生的转变，然后再冷却到室温。 2、连续冷却——把加热到奥氏体状态的钢件，以不同冷却速度（如炉冷、空 冷、油冷、水冷等）连续冷却到室温。 第四页，共三十二页。 热处理工艺 钢在回火时的转变 钢在回火时的组织转变 钢的回火是将钢件淬硬后加热到相变温度以下，保温一定时间，然后冷却在到室温的热处理工艺。工件淬火后的组织一般为马氏体+残余奥氏体，在不同温度下回火时组织将发生变化。 1、 200 ℃以下转变为回火马氏体； 2、 200-300 ℃时残余奥氏体转变为回火马氏体； 3、 300-400 ℃转变为回火托氏体； 4、 400 ℃-A1转变为回火索氏体。 钢在回火时力学性能的变化 淬火钢随回火温度的升高强度和硬度降低，塑性和韧性提高。 第五页，共三十二页。 热处理工艺 常规热处理 常规热处理：即常说的“四火”，包括退火、正火、淬火和回火。 第六页，共三十二页。 常规热处理 退火的概念、目的和种类 退火——将钢（金属或合金）加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（如炉冷）的热处理工艺。 目的 降低硬度以利于切削加工 细化晶粒，改善组织，提高力学性能 消除零件中的内应力，防止变形与开裂 为最终热处理（淬火与回火）做好组织准备 种类 完全退火——将钢件完全奥氏体化后缓慢冷却，获得平衡组织的退火工艺。适用于中碳钢和中碳合金钢的铸、焊、轧制件等。 等温退火——将钢件随炉加热至Ac3（或Ac1）温度，保持适当时间后，较快冷却到珠光体转变温度并等温保持，使奥氏体转变为珠光体组织后在空气中冷却的退火工艺。适用于中碳合金钢和某些高合金钢的大型铸、锻件及冲压件。 球化退火——为使钢件中的碳化物球状化而进行的退火工艺。主要用于共析或过共析成分的碳钢和合金钢的锻、轧件。 均匀化退火（