热处理基本知识培训教程.docx
热处理根本学问 一、 热处理的定义 将固态金属或合金采纳适当的方式进展加热, 保温柔冷却以获得所需的组织构造及性能的工艺，称为热处理。热处理工艺在机械制造业中应用极为广泛，是机械器零件和工具制造中的重要工序之一。它能发挥材料的潜力，改善零件的运用性能，对提高产品质量和延长运用寿命起着重大作用。此外，热处理还可以改善工件的加工性能，提高加工质量，削减刀具磨损。所以，重要的机械零件绝大多数都要进展热处理。钢是金属和合金产品中运用热处理工艺最为广泛的金属材料，通过热处理，可变更钢材的内部组织构造，从而变更钢的性能。例如，将两块含碳量为0.77%的钢，加热至800保温，一块投入水中激冷至室温，另一块随炉缓冷至室温，然后测其硬度。水中冷却的那块钢，硬度可到达HRC64，随炉缓冷的那块钢，硬度不到HRC20。将它们做成试样在显微镜下视察，看到两种迥然不同的组织，由此可见，同一种材料，采纳不同的热处理工艺可得到不同的组织，不同的性能。因此，不同用途的零件，应当选择不同的材料和相应的热处理，才能满意零件的运用性能。二、 一般状况下，热处理工艺分为如下种类：退火, 正火, 淬火, 回火和调质淬火加高温回火。三、 预备热处理和最终热处理生产中，常把热处理分为预备热处理和最终热处理。为到达工件最终热处理的要求而取得须要的预备组织所进展的热处理，称为预备热处理。为使工件满意运用条件下的性能要求所进展的热处理，称为最终热处理。 退火和正火是生产上应用很广泛的预备热处理工艺，具有承上启下的作用。大局部机械零件及工, 模具的毛坯经退火和正火后，不仅可以消退铸件, 锻件及焊接件的内应力及成分和组织的不匀称性，而且能改善和调整钢的力学性能和工艺性能，为下道工序做好性能打算。对于一些受力不大, 性能要求不高的机械零件，退火和正火也可以作为最终热处理。四、 退火将金属或合金加热的适当温度，保持肯定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺，称为退火。其主要目的是匀称钢的化学成分及组织，细化晶粒，降低硬度，改善切消加工性能，去处内应力，并为淬火做好组织打算。五、 正火 将金属或合金加热的适当温度，保持肯定时间，在空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火冷却速度较快，组织转变温度较低，获得珠光体组织较细，钢的强度, 硬度较高。正火是一种操作简便，本钱较低和生产周期短的热处理工艺，因而它的应用较广泛。 正火主要应用于以下几个方面：1、 作为低中碳钢和低合金钢构造钢铸, 锻件消退应力，细化组织，改善切削加工性能和淬火前的预备热处理。含碳量低于0.25%的碳素钢和低合金钢，退火后硬度更低，切消加工时易于“粘刀，故常用正火来代替退火，将硬度提高至140HB190HB，从而改善钢的切削加工性，提高刀具的寿命和降低工件的外表粗糙度。2、 消退热加工缺陷。中碳构造铸件, 锻件及焊件在热加工后易出现粗大晶粒和其他组织缺陷。通过正火处理可以消退内应力的目的。3、 作为某些构造件的的最终热处理。一些受力不大, 性能要求不高的碳素钢和合金钢零件采纳正火处理，到达肯定的综合力学性能，可作为零件的最终热处理。退火和正火的选用退火和正火属于同一类型的热处理，要求到达的目的也根本一样，在生产实际中，终究选择退火还是正火，应从以下几个方面来考虑。1、 从可加工性能考虑 金属的切削性能包括硬度, 切削脆性, 加工后外表的粗糙度及对刀具的磨损。一般状况，金属硬度在170HB230HB 切削性能最好。硬度过高，不但难于加工，且刀具简单磨损，但硬度过底，切削加工中易“粘刀，使刀具发热磨损，增大了外表的粗糙度。故为了改善切削加工性能，对于含碳量低于0.5%低中碳钢,通常采纳正火, 对于含碳量为0.5%0.75%钢，通常采纳完全退火，对于含碳量大于0.75%钢,通常采纳球化退火。2、 从经济角度考虑 由于正火比退火周期短，效率高，本钱低，操作简便，在可能的条件下，优先采纳正火。六、 淬火将钢加热到适当温度，保持肯定时间，然后以适当的速度冷却获得马氏体和或贝氏体组织的热处理工艺。淬火的目的主要是将奥氏体化的钢转变为马氏体，然后及不同温度的回火相协作，获得所需的力学性能，更好地发挥钢材的性能潜力。淬火介质一般有水, 油, 盐水, 熔盐等。水和盐水的冷却实力最强，油的冷却实力最弱，为了获得更有效的冷却过程，工件淬火时淬火介质要进展搅动，一提高工件外表和淬火介质的传热速度，从而获得更有效的冷却过程。淬火缺陷1、 氧化及脱碳2、 硬度缺乏及软点3、 过热和过烧4、 淬火冷却畸变和开裂七, 回火 钢件淬硬后，再加热到某一适当的温度，保温肯定时间，然后再冷却至室温的热处理工艺称为回火。 回火的目的：1、 削减或消退淬火应力2、 获得所须要的力学性能3、 稳定组织, 稳定尺寸淬火钢在回火时组织, 性能的变更淬火钢的组织由淬火马氏体及剩余奥氏体组成，他们都是不稳定的组织，他们有自发向稳定组织转变的趋势。如马氏体中过饱和的碳要析出，剩余奥氏体要分解等。回火正是为了促进这种转变进展。因此，回火是一个非平衡组织向平衡组织转变的过程。温度越高，转变越快，反之，越慢。回火是最终热处理，依据钢在回火后组织和性能的不同，按回火温度范围可分为三种：低温回火 中温回火 高温回火 1、 低温回火淬火钢在250以下的回火叫低温回火。低温回火后得到回火马氏体组织，保持了淬火组织高的硬度和耐磨性，降低了内应力，减小了钢的脆性，韧性也有所提高。这种回火主要用于要求硬度HRC5864的高碳工具, 模具, 刃具钢。2、 中温回火 淬火钢在250500之间的回火叫中温回火。中温回火得到回火托氏体组织，具有较高硬度HRC4050和强度，并具有高的弹性极限和韧性，主要用于各种弹簧。3、 高温回火 淬火钢在高于500的回火叫高温回火。习惯上将淬火后再进展高温回火的热处理工艺叫调质。调质硬度一般为HRC2535。这种方法广泛用于受力较大的重要零配件。调质量处理的钢及正火相比，不仅强度高，而且塑性, 韧性也远高于正火钢。这是因为调质后钢的组织是回火索氏体，其渗碳体为粒状，而正火后钢的索氏体中渗碳体呈片状。因此，受力较的零配件需进展调质处理。
