高速钢的热处理及其性能.pptx

会计学1高速钢的热处理及其性能高速钢的热处理及其性能第1页/共17页高速钢的热处理高速钢的热处理高速钢的热处理高速钢的热处理n n由于高速钢中含有大量难熔的合金碳化物，其淬火加热温度必须足够由于高速钢中含有大量难熔的合金碳化物，其淬火加热温度必须足够由于高速钢中含有大量难熔的合金碳化物，其淬火加热温度必须足够由于高速钢中含有大量难熔的合金碳化物，其淬火加热温度必须足够高才可使合金碳化物溶解到奥氏体中，淬火后马氏体中的合金元素才高才可使合金碳化物溶解到奥氏体中，淬火后马氏体中的合金元素才高才可使合金碳化物溶解到奥氏体中，淬火后马氏体中的合金元素才高才可使合金碳化物溶解到奥氏体中，淬火后马氏体中的合金元素才足够高，而只有合金元素含量高的马氏体才具有高的红硬性。所以高足够高，而只有合金元素含量高的马氏体才具有高的红硬性。所以高足够高，而只有合金元素含量高的马氏体才具有高的红硬性。所以高足够高，而只有合金元素含量高的马氏体才具有高的红硬性。所以高速钢淬火时的加热温度相对其他钢材来说是比较高的，一般说来高速速钢淬火时的加热温度相对其他钢材来说是比较高的，一般说来高速速钢淬火时的加热温度相对其他钢材来说是比较高的，一般说来高速速钢淬火时的加热温度相对其他钢材来说是比较高的，一般说来高速钢的淬火温度在钢的淬火温度在钢的淬火温度在钢的淬火温度在1180118011801180 1230123012301230之间。在确保不发生过热的情况下，相之间。在确保不发生过热的情况下，相之间。在确保不发生过热的情况下，相之间。在确保不发生过热的情况下，相对说来，淬火温度越高，其红硬性也越好。对说来，淬火温度越高，其红硬性也越好。对说来，淬火温度越高，其红硬性也越好。对说来，淬火温度越高，其红硬性也越好。n n由于高速钢中含有大量的合金元素，导致高速钢的导热性很差，如果由于高速钢中含有大量的合金元素，导致高速钢的导热性很差，如果由于高速钢中含有大量的合金元素，导致高速钢的导热性很差，如果由于高速钢中含有大量的合金元素，导致高速钢的导热性很差，如果加热时直接把高速钢放入高温炉内加热，容易引起高速钢的变形和开加热时直接把高速钢放入高温炉内加热，容易引起高速钢的变形和开加热时直接把高速钢放入高温炉内加热，容易引起高速钢的变形和开加热时直接把高速钢放入高温炉内加热，容易引起高速钢的变形和开裂，所以对于大型工件加热时一般都需要预热，预热时一般分两个阶裂，所以对于大型工件加热时一般都需要预热，预热时一般分两个阶裂，所以对于大型工件加热时一般都需要预热，预热时一般分两个阶裂，所以对于大型工件加热时一般都需要预热，预热时一般分两个阶段进行，第一次预热温度在段进行，第一次预热温度在段进行，第一次预热温度在段进行，第一次预热温度在550650550650之间，第二次预热温度之间，第二次预热温度之间，第二次预热温度之间，第二次预热温度820820870870之间。之间。之间。之间。n n又由于高速钢的淬火温度很高，工件在加热炉内很容易氧化，所以高又由于高速钢的淬火温度很高，工件在加热炉内很容易氧化，所以高又由于高速钢的淬火温度很高，工件在加热炉内很容易氧化，所以高又由于高速钢的淬火温度很高，工件在加热炉内很容易氧化，所以高速钢的加热一般在盐浴内进行。速钢的加热一般在盐浴内进行。速钢的加热一般在盐浴内进行。速钢的加热一般在盐浴内进行。n n高速钢热处理前一般要进行球化退火处理，退火温度一般在高速钢热处理前一般要进行球化退火处理，退火温度一般在高速钢热处理前一般要进行球化退火处理，退火温度一般在高速钢热处理前一般要进行球化退火处理，退火温度一般在820820820820 900900900900之间，退火目的不仅是为了降低硬度，以利于切削加工，之间，退火目的不仅是为了降低硬度，以利于切削加工，之间，退火目的不仅是为了降低硬度，以利于切削加工，之间，退火目的不仅是为了降低硬度，以利于切削加工，更是为以后的淬火做组织上的准备。更是为以后的淬火做组织上的准备。更是为以后的淬火做组织上的准备。更是为以后的淬火做组织上的准备。第2页/共17页典型高速钢的热处理工艺曲线典型高速钢的热处理工艺曲线典型高速钢的热处理工艺曲线典型高速钢的热处理工艺曲线n nW6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2高速钢热处理工艺曲线高速钢热处理工艺曲线高速钢热处理工艺曲线高速钢热处理工艺曲线5506508208701190123010001050预冷400分级淬火5605605601h1h1h时间时间/t温度/第3页/共17页实验中所用实际热处理工艺曲线（考虑工件形状及其尺寸）实验中所用实际热处理工艺曲线（考虑工件形状及其尺寸）实验中所用实际热处理工艺曲线（考虑工件形状及其尺寸）实验中所用实际热处理工艺曲线（考虑工件形状及其尺寸）n nW6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2高速钢实际热处理过程高速钢实际热处理过程高速钢实际热处理过程高速钢实际热处理过程温温度度/时间/t11901230400分级淬火5605605601h 1h1h第4页/共17页实验设计思想概述实验设计思想概述实验设计思想概述实验设计思想概述n n实验共分实验共分实验共分实验共分6 6组进行组进行组进行组进行n n1 1组为退火后原始试样，打磨抛光后用组为退火后原始试样，打磨抛光后用组为退火后原始试样，打磨抛光后用组为退火后原始试样，打磨抛光后用4%4%硝酸酒精溶液腐蚀做显微金相硝酸酒精溶液腐蚀做显微金相硝酸酒精溶液腐蚀做显微金相硝酸酒精溶液腐蚀做显微金相照片照片照片照片n n2 2组做组做组做组做1000 1000 加热不完全淬火，用加热不完全淬火，用加热不完全淬火，用加热不完全淬火，用400400盐浴分级淬火，淬火后进行盐浴分级淬火，淬火后进行盐浴分级淬火，淬火后进行盐浴分级淬火，淬火后进行3 3次高温回火次高温回火次高温回火次高温回火n n3 3、4 4、5 5组为组为组为组为12001200加热，分为加热，分为加热，分为加热，分为400400分级淬、水淬、油淬三种方式淬火，分级淬、水淬、油淬三种方式淬火，分级淬、水淬、油淬三种方式淬火，分级淬、水淬、油淬三种方式淬火，然后进行三次高温回火然后进行三次高温回火然后进行三次高温回火然后进行三次高温回火n n6 6组加热到组加热到组加热到组加热到13001300过热，然后在过热，然后在过热，然后在过热，然后在400400盐浴分级淬火，然后进行三次高温盐浴分级淬火，然后进行三次高温盐浴分级淬火，然后进行三次高温盐浴分级淬火，然后进行三次高温淬火淬火淬火淬火n n淬火后将以上淬火后将以上淬火后将以上淬火后将以上5 5组试样做显微金相照片，比较金相组织的不同，并选取两组试样做显微金相照片，比较金相组织的不同，并选取两组试样做显微金相照片，比较金相组织的不同，并选取两组试样做显微金相照片，比较金相组织的不同，并选取两组试样测定回火后残余奥氏体含量组试样测定回火后残余奥氏体含量组试样测定回火后残余奥氏体含量组试样测定回火后残余奥氏体含量n n将以上所有将以上所有将以上所有将以上所有6 6组试样在洛氏硬度试验机上打硬度，比较不同热处理过程对组试样在洛氏硬度试验机上打硬度，比较不同热处理过程对组试样在洛氏硬度试验机上打硬度，比较不同热处理过程对组试样在洛氏硬度试验机上打硬度，比较不同热处理过程对于高速钢硬度的影响于高速钢硬度的影响于高速钢硬度的影响于高速钢硬度的影响n n将将将将3 3、4 4、5 5组另分为一小组，比较不同淬火方式对于高速钢热处理性能的组另分为一小组，比较不同淬火方式对于高速钢热处理性能的组另分为一小组，比较不同淬火方式对于高速钢热处理性能的组另分为一小组，比较不同淬火方式对于高速钢热处理性能的影响影响影响影响n n将将将将2 2、3 3、6 6组分为一小组，比较不同淬火加热温度对于高速钢热处理性能组分为一小组，比较不同淬火加热温度对于高速钢热处理性能组分为一小组，比较不同淬火加热温度对于高速钢热处理性能组分为一小组，比较不同淬火加热温度对于高速钢热处理性能的影响的影响的影响的影响第5页/共17页实验结果实验结果实验结果实验结果n n500 500 500 500 不完全退火态原始不完全退火态原始不完全退火态原始不完全退火态原始组织显微金相照片组织显微金相照片组织显微金相照片组织显微金相照片n n由图中可以看出，高由图中可以看出，高由图中可以看出，高由图中可以看出，高速钢退火态的组织为速钢退火态的组织为速钢退火态的组织为速钢退火态的组织为在铁素体机体上分布在铁素体机体上分布在铁素体机体上分布在铁素体机体上分布着弥散析出的球状碳着弥散析出的球状碳着弥散析出的球状碳着弥散析出的球状碳化物，图中白色点状化物，图中白色点状化物，图中白色点状化物，图中白色点状物质即为球状碳化物。物质即为球状碳化物。物质即为球状碳化物。物质即为球状碳化物。第6页/共17页1000 1000 1000 1000 不完全退火态原始组织显微金相照片不完全退火态原始组织显微金相照片不完全退火态原始组织显微金相照片不完全退火态原始组织显微金相照片第7页/共17页1000100010001000加热不完全淬火加热不完全淬火加热不完全淬火加热不完全淬火n n500500500500 不完全淬火显微金相照不完全淬火显微金相照不完全淬火显微金相照不完全淬火显微金相照片片片片 n n由图可以看出，高速由图可以看出，高速由图可以看出，高速由图可以看出，高速钢的不完全淬火金相钢的不完全淬火金相钢的不完全淬火金相钢的不完全淬火金相为大量的合金碳化物为大量的合金碳化物为大量的合金碳化物为大量的合金碳化物并没有溶解而是弥散并没有溶解而是弥散并没有溶解而是弥散并没有溶解而是弥散分布在淬火后的马氏分布在淬火后的马氏分布在淬火后的马氏分布在淬火后的马氏体基体上，图中白色体基体上，图中白色体基体上，图中白色体基体上，图中白色物质即为合金碳化物。物质即为合金碳化物。物质即为合金碳化物。物质即为合金碳化物。第8页/共17页1200120012001200加热加热加热加热400400400400盐浴分级淬火盐浴分级淬火盐浴分级淬火盐浴分级淬火n n500500 400 400 400 400 盐浴分级淬火显微金相照片盐浴分级淬火显微金相照片盐浴分级淬火显微金相照片盐浴分级淬火显微金相照片n n由图可以看出正常由图可以看出正常由图可以看出正常由图可以看出正常淬火状态下的金相淬火状态下的金相淬火状态下的金相淬火状态下的金相组织为马氏体组织为马氏体组织为马氏体组织为马氏体+残残残残余奥氏体余奥氏体余奥氏体余奥氏体+碳化物，碳化物，碳化物，碳化物，图中马氏体和碳化图中马氏体和碳化图中马氏体和碳化图中马氏体和碳化物清晰可见，灰色物清晰可见，灰色物清晰可见，灰色物清晰可见，灰色片状的为马氏体，片状的为马氏体，片状的为马氏体，片状的为马氏体，白色状物质为含碳白色状物质为含碳白色状物质为含碳白色状物质为含碳化合物。化合物。化合物。化合物。第9页/共17页高速钢高速钢高速钢高速钢1200120012001200加热水淬加热水淬加热水淬加热水淬n n500 500 500 500 高速钢水淬显微金相照片高速钢水淬显微金相照片高速钢水淬显微金相照片高速钢水淬显微金相照片n n由显微金相照片可以由显微金相照片可以由显微金相照片可以由显微金相照片可以看出，高速钢水淬看出，高速钢水淬看出，高速钢水淬看出，高速钢水淬所得的金相组织为所得的金相组织为所得的金相组织为所得的金相组织为马氏体马氏体马氏体马氏体+碳化物碳化物碳化物碳化物+残残残残余奥氏体。图中马余奥氏体。图中马余奥氏体。图中马余奥氏体。图中马氏体跟碳化物清晰氏体跟碳化物清晰氏体跟碳化物清晰氏体跟碳化物清晰可现。白色物质为可现。白色物质为可现。白色物质为可现。白色物质为含碳化合物。含碳化合物。含碳化合物。含碳化合物。第10页/共17页高速钢高速钢高速钢高速钢1200120012001200加热油淬加热油淬加热油淬加热油淬n n500 1200500 1200500 1200500 1200加热油淬显微金相照片加热油淬显微金相照片加热油淬显微金相照片加热油淬显微金相照片n n图中所的金相组图中所的金相组图中所的金相组图中所的金相组织为马氏体织为马氏体织为马氏体织为马氏体+碳碳碳碳化物化物化物化物+残余奥氏残余奥氏残余奥氏残余奥氏体，白色物质为体，白色物质为体，白色物质为体，白色物质为含碳化合物，灰含碳化合物，灰含碳化合物，灰含碳化合物，灰色针状物质为回色针状物质为回色针状物质为回色针状物质为回火马氏体。火马氏体。火马氏体。火马氏体。第11页/共17页1300130013001300过热过热过热过热400 400 400 400 盐浴分级淬火盐浴分级淬火盐浴分级淬火盐浴分级淬火n n500 500 500 500 高速钢过热淬火显微金相照片高速钢过热淬火显微金相照片高速钢过热淬火显微金相照片高速钢过热淬火显微金相照片n n由图可以看出由图可以看出由图可以看出由图可以看出高速钢过热组高速钢过热组高速钢过热组高速钢过热组织晶粒变得异织晶粒变得异织晶粒变得异织晶粒变得异常粗大，晶粒常粗大，晶粒常粗大，晶粒常粗大，晶粒与晶粒之间界与晶粒之间界与晶粒之间界与晶粒之间界面轮廓清晰，面轮廓清晰，面轮廓清晰，面轮廓清晰，甚至在晶界处甚至在晶界处甚至在晶界处甚至在晶界处还会发生局部还会发生局部还会发生局部还会发生局部熔化。图中所熔化。图中所熔化。图中所熔化。图中所示为晶粒间的示为晶粒间的示为晶粒间的示为晶粒间的三叉晶界。晶三叉晶界。晶三叉晶界。晶三叉晶界。晶界内为回火马界内为回火马界内为回火马界内为回火马氏体。氏体。氏体。氏体。第12页/共17页三次回火后试样中残余奥氏体量的测定三次回火后试样中残余奥氏体量的测定三次回火后试样中残余奥氏体量的测定三次回火后试样中残余奥氏体量的测定n n由表格中数据可知，由表格中数据可知，由表格中数据可知，由表格中数据可知，实验中高速钢正常淬实验中高速钢正常淬实验中高速钢正常淬实验中高速钢正常淬火和不完全淬火并火和不完全淬火并火和不完全淬火并火和不完全淬火并3 3 3 3次次次次回火后试样中残余奥回火后试样中残余奥回火后试样中残余奥回火后试样中残余奥氏体量仍高于理论值。氏体量仍高于理论值。氏体量仍高于理论值。氏体量仍高于理论值。为使残余奥氏体量继为使残余奥氏体量继为使残余奥氏体量继为使残余奥氏体量继续降低，我们可以再续降低，我们可以再续降低，我们可以再续降低，我们可以再次进行高温淬火，也次进行高温淬火，也次进行高温淬火，也次进行高温淬火，也可以进行一次可以进行一次可以进行一次可以进行一次-85-85-85-85下下下下的冷处理。但冷处理的冷处理。但冷处理的冷处理。但冷处理的冷处理。但冷处理一般在淬火冷却后立一般在淬火冷却后立一般在淬火冷却后立一般在淬火冷却后立即进行或在第一次回即进行或在第一次回即进行或在第一次回即进行或在第一次回火后进行。这样会起火后进行。这样会起火后进行。这样会起火后进行。这样会起到较好的冷处理效果。到较好的冷处理效果。到较好的冷处理效果。到较好的冷处理效果。试样试样 热处理方式热处理方式第第3 3次回火后残余奥氏体次回火后残余奥氏体量（量（%）3 3正常淬火正常淬火5.155.152 2不完全淬火不完全淬火8.618.61表一表一 回火后残余奥氏体量测定表回火后残余奥氏体量测定表第13页/共17页试样的洛氏硬度值的测定试样的洛氏硬度值的测定试样的洛氏硬度值的测定试样的洛氏硬度值的测定n n由硬度值表，我们可以看由硬度值表，我们可以看由硬度值表，我们可以看由硬度值表，我们可以看出出出出1200 1200 1200 1200 加热盐浴分级淬加热盐浴分级淬加热盐浴分级淬加热盐浴分级淬火的硬度值最高，水淬和火的硬度值最高，水淬和火的硬度值最高，水淬和火的硬度值最高，水淬和油淬次之，过热和不完全油淬次之，过热和不完全油淬次之，过热和不完全油淬次之，过热和不完全淬火态下的硬度再次之，淬火态下的硬度再次之，淬火态下的硬度再次之，淬火态下的硬度再次之，退火态下的硬度最小。这退火态下的硬度最小。这退火态下的硬度最小。这退火态下的硬度最小。这是因为分级淬火能够有效是因为分级淬火能够有效是因为分级淬火能够有效是因为分级淬火能够有效减少工件的变形和开裂，减少工件的变形和开裂，减少工件的变形和开裂，减少工件的变形和开裂，从而使强度、韧性提高。从而使强度、韧性提高。从而使强度、韧性提高。从而使强度、韧性提高。而过热和不完全淬火的工而过热和不完全淬火的工而过热和不完全淬火的工而过热和不完全淬火的工件，由于晶粒长大、晶界件，由于晶粒长大、晶界件，由于晶粒长大、晶界件，由于晶粒长大、晶界熔化或合金碳化物的不完熔化或合金碳化物的不完熔化或合金碳化物的不完熔化或合金碳化物的不完全溶解现象，都会影响晶全溶解现象，都会影响晶全溶解现象，都会影响晶全溶解现象，都会影响晶体间的结合力，进而影响体间的结合力，进而影响体间的结合力，进而影响体间的结合力，进而影响热处理质量和使用性能。热处理质量和使用性能。热处理质量和使用性能。热处理质量和使用性能。对于退火态工件硬度偏低对于退火态工件硬度偏低对于退火态工件硬度偏低对于退火态工件硬度偏低的的情况，这是由于工件的的情况，这是由于工件的的情况，这是由于工件的的情况，这是由于工件在退火前就已经是退火后在退火前就已经是退火后在退火前就已经是退火后在退火前就已经是退火后的原始组织，所以实验中的原始组织，所以实验中的原始组织，所以实验中的原始组织，所以实验中再次退火会降低工件的硬再次退火会降低工件的硬再次退火会降低工件的硬再次退火会降低工件的硬度值度值度值度值.表二表二表二表二 6 6 6 6个试样的洛氏硬度值测定表个试样的洛氏硬度值测定表个试样的洛氏硬度值测定表个试样的洛氏硬度值测定表试试试试样样样样热处理方热处理方热处理方热处理方式式式式硬度值（硬度值（硬度值（硬度值（HRCHRCHRCHRC）1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 平均硬平均硬平均硬平均硬度度度度（HRCHRCHRCHRC）3 3 3 3400400400400盐盐盐盐浴浴浴浴64 64.5 6464 64.5 6464 64.5 6464 64.5 6464.364.364.364.32 2 2 2不完全淬不完全淬不完全淬不完全淬火火火火56 57 5656 57 5656 57 5656 57 5656.356.356.356.34 4 4 4水淬水淬水淬水淬59.5 62 61.559.5 62 61.559.5 62 61.559.5 62 61.5616161615 5 5 5油淬油淬油淬油淬59.5 66.5 64.559.5 66.5 64.559.5 66.5 64.559.5 66.5 64.563.563.563.563.56 6 6 61300130013001300过过过过热盐浴热盐浴热盐浴热盐浴58 63 64.558 63 64.558 63 64.558 63 64.561.861.861.861.81 1 1 1退火退火退火退火22 21.5 1922 21.5 1922 21.5 1922 21.5 1920.820.820.820.8第14页/共17页谢谢大家！第15页/共17页