金属学及热处理课件：钢的热处理.pptx

钢的热处理;[目标]

1.了解钢的热处理分类、化学热处理、热处理新技术；

2.掌握钢热处理原理：加热、保温、冷却过程及组织、性能转变规律；

3.掌握钢的正火、退火、淬火、回火的热处理工艺和应用；钢的表面热处理的特点和应用；

4.淬透性、淬硬性概念及其影响因素。

[重点]

1.钢在冷却时的转变过程和组织、性能；

2.钢正火、退火、淬火、回火的热处理工艺和应用；

3.钢的表面热处理的特点和应用。

[难点]

1.钢在冷却时的转变过程和组织；

2.钢的表面热处理。;;6.1钢在加热时的组织转变;2.奥氏体的形成;6.1.2奥氏体晶粒的长大及其影响因素;A;6.2钢在冷却时的组织转变;（TTT曲线、;;;2）C曲线概述;AF正常溶解度;A1～650℃粗片珠光体（P）≈20HRC;C不能析出;马氏体硬度和碳含量的关系;;在不断降温的过程中形成。如冷却中途停止，M转变即停止；

高速长大；

转变不彻底；

当?c＞0.6％时，Mf降至0℃以下，室温冷却时将有残余A（Ar/A＇）；

?c↑→Ar↑→HRC↓稳定性↓精度↓

（高精度件需冷处理：干冰-78℃，液氮-196℃）

体积膨胀；产生较大内应力，变形、开裂。;;550～350℃B上≈45HRC碳化物短杆状塑韧性差;共析钢三种产物组织示意图;;;6.2.3影响TTT曲线的因素;合金元素;课堂练习：分析等温冷却组织转变;6.2.4过冷奥氏体连续冷却转变;800;课堂练习;时间;;渗碳、渗氮

碳氮共渗;细化晶粒、改善组织：优化力学性能，为最终热处理（淬火回火）做好组织准备；

消除残余应力：稳定尺寸，防止变形、开裂；

调整硬度：改善材料切削加工性能，160~230HBW；

最终热处理：用于普通零件;6.3.1钢的退火;1.完全退火;2.球化退火;主要用于合金钢铸件消除铸造枝晶偏析，使钢成分均匀。

加热至Ac3或Acm+150～250℃，保温10～15h，

随炉冷至350℃，出炉空冷。;6.3.3钢的正火;正火的应用;正火;2.选用原则2（参考）;6.4钢的淬火与回火;6.4钢的淬火与回火;加热保温时间过长，A晶粒易长大，且零件氧化、脱碳倾向增大；反之，奥氏体化不充分。

确定零件的加热保温时间时应考虑加热方法、钢的种类、工件形状尺寸和装炉方式等因素。

详见各类热处理工艺手册;生产中接近理想冷却曲线的实际操作;①单介质淬火：形状简单小件；应力大

碳钢—水合金钢—油

②双介质淬火:形状复杂、大件；应力↓

水—油油—空气

如：浴以五牲之溺，淬以五牲之脂---唐《北齐书》

③分级淬火：精密件，应力↓↓

④等温淬火：尺寸小、精度高的强韧性件（B下）应力↓↓↓;6.4.2钢的回火;回火的原因;马氏体的分解（80～200℃）

过饱和碳以极细小片状过渡碳化物Fe2.4C形式部分析出。

过饱和针状铁素体+Fe2.4C（Mˊ）。

残余奥氏体的转变（200～300℃），B下

渗碳体的形成（250～450℃）

Fe2.4C向更稳定的、弥散、细小的Fe3C转变，碳化物充分析出。

平衡成分的针状铁素体+颗粒状Fe3C（Tˊ）。

渗碳体球化、长大及铁素体形态变化（450℃）

渗碳体集聚长大球化为细粒状；铁素体发生再结晶，由针状转变为细小等轴状晶粒。

等轴状（粒状）铁素体+颗粒状Fe3C（Sˊ）;（1）马氏体的分解（80～200℃）

（2）残余奥氏体的转变（200～300℃）

（3）渗碳体的形成（250～450℃））

（4）渗碳体球化、长大及铁素体形态变化（450℃）;3.淬火钢回火时的性能变化;回火获得不同组织和性能;4.回火的种类及应用;第一类(低温回火脆性)：不可逆

250～350℃：M界面上析出薄片状碳化物。与冷速无关，无法消除，应避免该温度;6.4.3淬火钢的冷处理;6.5钢的淬硬性和淬透性;6.5.2钢的淬透性;1.临界淬透直径——dc

心部也被淬硬时的最大直径

;是钢中的合金元素及其含量。;（1）大工件：淬透性↑心部淬透↑性能一致

（2）同一工件：淬透性↑冷速↓应力↓;课堂思考2：如何根据零件受力状况选择淬透性;6.6钢的表面热处理;6.6钢的表面热处理;电流

频率;2.火焰加热表面淬火;6.6.2化学热处理;2.渗碳