热处理零件的结构工艺性和技术条件标注.优秀PPT.ppt

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1、第第4章金属材料热处理章金属材料热处理热处理分类热处理分类4.1退火与正火退火与正火4.2钢的淬火钢的淬火4.3钢的表面淬火钢的表面淬火4.4钢的回火钢的回火4.5钢的淬透性钢的淬透性4.6固溶处理与时效强化固溶处理与时效强化4.7钢的化学热处理钢的化学热处理4.8热处理零件的结构工艺性及技术条件标注热处理零件的结构工艺性及技术条件标注4.9热处理技术新进展热处理技术新进展本章小结本章小结热处理分类热处理分类加热加热冷却冷却普通热处理普通热处理:退火、正火、淬火、回火退火、正火、淬火、回火 表面淬火表面淬火:感应加热表面淬火、火焰加热淬火感应加热表面淬火、火焰加热淬火表面热处理表面热处理 化学

2、热处理化学热处理:渗碳、渗氮、渗金属渗碳、渗氮、渗金属其他热处理：形变热处理、超细化热处理、真空热处理其他热处理：形变热处理、超细化热处理、真空热处理 热处理工艺曲线热处理工艺曲线保温保温临界温度临界温度时间时间温度温度第第4章金属材料热处理章金属材料热处理 4.1退火与正火退火与正火4.1.1退火退火 1.完全退火完全退火 2.球化退火球化退火 3.扩散退火扩散退火(匀整化退火匀整化退火)定义、应用范围、后处理定义、应用范围、后处理 4.去应力退火去应力退火 定义、应用范围、目的定义、应用范围、目的4.1.2正火正火第第4章金属材料热处理章金属材料热处理完全退火与等温退火完全退火与等温退火第

3、第4章金属材料热处理章金属材料热处理定义：定义：应用范围：应用范围：目的：目的：工艺：工艺：等温退火等温退火高速钢等温退火与完全退火的比较高速钢等温退火与完全退火的比较球化退火球化退火第第4章金属材料热处理章金属材料热处理定义：定义：应用范围：应用范围：目的：目的：工艺：工艺：T10钢球化退火钢球化退火正火正火定义：将钢加热到定义：将钢加热到Ac3（亚共析钢）或（亚共析钢）或Accm（过共析钢）以上（过共析钢）以上3050，保温适当的时间后在静止空气中冷却的热处理叫正火。，保温适当的时间后在静止空气中冷却的热处理叫正火。应用范围：应用范围：目的：目的：（1）要求不高的结构件，可作为最终热处理。

4、）要求不高的结构件，可作为最终热处理。（2）改善低碳钢的切削加工性（以防粘刀）。）改善低碳钢的切削加工性（以防粘刀）。（3）共析钢、过共析钢正火后可消退网状二次渗碳体，为球）共析钢、过共析钢正火后可消退网状二次渗碳体，为球 化退火作组织准备。化退火作组织准备。各种退火及正火的加热温度范围各种退火及正火的加热温度范围第第4章金属材料热处理章金属材料热处理碳钢的硬度与热处理的关系碳钢的硬度与热处理的关系第第4章金属材料热处理章金属材料热处理各种退火及正火的加热温度范围各种退火及正火的加热温度范围第第4章金属材料热处理章金属材料热处理4.2钢的淬火钢的淬火定义、目的定义、目的淬火加热温度和加热时间淬

5、火加热温度和加热时间 淬火冷却介质淬火冷却介质淬火冷却方法淬火冷却方法 1.单介质淬火法单介质淬火法 2.双介质淬火法双介质淬火法 3.分级淬火法分级淬火法 4.等温淬火法等温淬火法 5.冷处理冷处理第第4章金属材料热处理章金属材料热处理421淬火加热温度和加热时间淬火加热温度和加热时间第第4章金属材料热处理章金属材料热处理碳钢的淬火加热温度范围碳钢的淬火加热温度范围合金钢的淬火加热温度稍合金钢的淬火加热温度稍微高一些，是临界点以上微高一些，是临界点以上50100。加热时间：加热时间：箱式炉：箱式炉：12min/mm盐浴炉：盐浴炉：041min/mm合金钢适当延长合金钢适当延长422淬火冷却介

6、质淬火冷却介质 第第4章金属材料热处理章金属材料热处理各种淬火方法示意图各种淬火方法示意图1单介质淬火法单介质淬火法2双介质淬火法双介质淬火法3分级淬火法分级淬火法4等温淬火法等温淬火法5冷处理冷处理423淬火冷却方法淬火冷却方法第第4章金属材料热处理章金属材料热处理4.3钢的表面淬火钢的表面淬火感应加热表面淬火感应加热表面淬火 火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火433激光加热表面淬火激光加热表面淬火第第4章金属材料热处理章金属材料热处理感应加热表面淬火感应加热表面淬火示意图示意图第第4章金属材料热处理章金属材料热处理高频高频 100500kHz 0.52.0mm中频中频 2.58kHz 210

7、mm工频工频 50Hz 1015mm特点：加热速度快、时间短、特点：加热速度快、时间短、氧化脱碳少、变形小、晶粒细氧化脱碳少、变形小、晶粒细小、硬度高，表面层具有较大小、硬度高，表面层具有较大的残余压应力，可提高疲惫强的残余压应力，可提高疲惫强度。但设备昂贵。淬火前调质度。但设备昂贵。淬火前调质或正火，淬后需低温回火。或正火，淬后需低温回火。火焰加热表面淬火示意图火焰加热表面淬火示意图第第4章金属材料热处理章金属材料热处理4.4钢的回火钢的回火4.4.1回火目的回火目的4.4.2回火组织转变及性能变更回火组织转变及性能变更4.4.3回火工艺及应用回火工艺及应用4.4.4回火脆性回火脆性第第4章

8、金属材料热处理章金属材料热处理441回火目的回火目的（1）消退或降低应力，防止变形或开裂。）消退或降低应力，防止变形或开裂。（2）调整性能（硬度）调整性能（硬度）（3）稳定组织，稳定形态和尺寸，保证精度。）稳定组织，稳定形态和尺寸，保证精度。第第4章金属材料热处理章金属材料热处理4.4.2回火组织转变及性能变更回火组织转变及性能变更1.钢在回火时的组织转变钢在回火时的组织转变 (1)马氏体的分解（马氏体的分解（200以下）以下）(2)残余奥氏体分解残余奥氏体分解(200300)(3)渗碳体的形成渗碳体的形成(250400)(4)渗碳体的聚集长大渗碳体的聚集长大(400以上以上)2.回火后的组织

9、和回火后的组织和性能性能 (1)回火马氏体回火马氏体(250 以下以下)(2)回火托氏体回火托氏体(350450)(3)回火索氏体回火索氏体(500650)第第4章金属材料热处理章金属材料热处理淬火钢回火时的变更过程淬火钢回火时的变更过程第第4章金属材料热处理章金属材料热处理40钢回火后的力学性能与回火温度的关系钢回火后的力学性能与回火温度的关系第第4章金属材料热处理章金属材料热处理4.4.3回火工艺及应用回火工艺及应用1.低温回火低温回火(150250)2.中温回火中温回火(350500)3.高温回火高温回火(500650)第第4章金属材料热处理章金属材料热处理4.4.4回火脆性回火脆性第第

10、4章金属材料热处理章金属材料热处理第一类回火脆性第一类回火脆性第二类回火脆性第二类回火脆性防止和减弱第二类回火脆性防止和减弱第二类回火脆性的措施的措施:合金钢回火时合金钢回火时,加热到加热到500650)快速冷却快速冷却;大大型零件在钢中加型零件在钢中加Mo、W、Nb等合金元素等合金元素;提高合金提高合金的纯度的纯度,减少减少N、O、P等杂质等杂质元素含量元素含量;采用变形热处理采用变形热处理或二次淬火或二次淬火,避免杂质的偏聚避免杂质的偏聚.钢的韧性与回火温度的关系钢的韧性与回火温度的关系4.5钢的淬透性钢的淬透性第第4章金属材料热处理章金属材料热处理淬硬层深度概念：淬硬层深度概念：淬透性概

11、念淬透性概念:淬透性的影响因素：淬透性的影响因素：(1)钢的含碳量钢的含碳量 (2)合金元素合金元素 (3)钢中未溶物质钢中未溶物质淬硬性概念：淬硬性概念：淬透性与选材的关系淬透性与选材的关系:(1)动载和交变载荷下动载和交变载荷下;(2)弹簧类零件弹簧类零件 (3)轴类零件轴类零件 (4)工具类零件工具类零件工作截面的不同冷却速度工作截面的不同冷却速度4.6固溶处理与时效强化固溶处理与时效强化第第4章金属材料热处理章金属材料热处理固溶处理固溶处理:时效强化时效强化:时效需满足的条件时效需满足的条件:举例举例:铝合金时效强化铝合金时效强化特点特点:Wc为为4%的的Al-Cu合金的时效曲线合金的

12、时效曲线4.7钢的化学热处理钢的化学热处理 定义定义:钢的化学热处理是将金属或合金工件置于确定温度的钢的化学热处理是将金属或合金工件置于确定温度的活性介质中保温活性介质中保温,使一种或几种元素渗入表层使一种或几种元素渗入表层,以变更其化学成分以变更其化学成分组织和性能的热处理工艺组织和性能的热处理工艺.化学热处理的基本过程化学热处理的基本过程:(1)活性原子的产生活性原子的产生 2CO 2C+O2 2NH3 2N+3H2 (2)活性原子的吸取活性原子的吸取 (3)活性原子的扩散活性原子的扩散举例举例:钢的渗碳钢的渗碳第第4章金属材料热处理章金属材料热处理钢的渗碳钢的渗碳1.渗碳方法渗碳方法 气

13、体渗碳、固体渗碳、液体渗碳气体渗碳、固体渗碳、液体渗碳2.渗碳工艺参数渗碳工艺参数 渗碳温度渗碳温度:900950 渗层表面含碳量渗层表面含碳量:0.85%1.05%渗层厚度渗层厚度:与渗碳时间有关与渗碳时间有关,与工件的尺寸有关与工件的尺寸有关3.渗碳后的热处理渗碳后的热处理 干脆淬火法、一次淬火法、二次淬火法干脆淬火法、一次淬火法、二次淬火法 渗碳件淬火后应进行低温回火渗碳件淬火后应进行低温回火(150200),以削减应力和脆性以削减应力和脆性.回火后的组织是马氏体和回火后的组织是马氏体和 渗碳体渗碳体,硬度达硬度达5864HRC.第第4章金属材料热处理章金属材料热处理钢的气体渗碳钢的气体

14、渗碳第第4章金属材料热处理章金属材料热处理 定义定义:工件在气体渗碳剂中进工件在气体渗碳剂中进行渗碳的工艺行渗碳的工艺,称为气体渗碳称为气体渗碳.活性碳原子的获得活性碳原子的获得:通入煤气、通入煤气、液化石油气等液化石油气等,或滴入易分解的或滴入易分解的液体有机物液体有机物,如煤油、甲醇、丙如煤油、甲醇、丙酮等酮等.CnH2n nC+NH2 2CO C+CO2 CO+H2 C+H2O 特点特点:渗碳过程、渗层厚度容渗碳过程、渗层厚度容易控制易控制,渗碳时间短渗碳时间短,生产效率高生产效率高质量好质量好.风扇电动机风扇电动机废气火焰废气火焰炉盖炉盖砂封砂封电阻丝电阻丝耐热罐耐热罐工件工件炉体炉体

15、气体渗碳示意图气体渗碳示意图4.8热处理零件的结构工艺性和热处理零件的结构工艺性和技术条件标注技术条件标注4.8.1热处理零件的结构工艺性热处理零件的结构工艺性 (1)力求避开尖角、棱角力求避开尖角、棱角 (2)截面厚薄尽量匀整截面厚薄尽量匀整 (3)形态尽量对称和封闭形态尽量对称和封闭 (4)接受组合结构接受组合结构4.8.2热处理技术条件的标注热处理技术条件的标注第第4章金属材料热处理章金属材料热处理避开尖角设计避开尖角设计第第4章金属材料热处理章金属材料热处理避开厚薄悬殊避开厚薄悬殊第第4章金属材料热处理章金属材料热处理接受对称结构接受对称结构第第4章金属材料热处理章金属材料热处理接受封

16、闭结构接受封闭结构第第4章金属材料热处理章金属材料热处理 5 热处理技术条件的标注热处理技术条件的标注附加分类附加分类工艺代号工艺代号加工方法加工方法工艺名称工艺名称工艺类型工艺类型热处理热处理基础分类基础分类工艺代号工艺代号第第4章金属材料热处理章金属材料热处理表表4.6热处理工艺分类及代号热处理工艺分类及代号工艺工艺名称名称代代号号工艺工艺类型类型代代号号 工艺名称工艺名称代代号号 加热方加热方 法法代代号号 热热 处处 理理 5 整整 体体 热热 处处 理理 1退火退火1 加热炉加热炉 感应感应 1 2正火正火2淬火淬火3淬火和回火淬火和回火4调质调质5稳定化处理稳定化处理6 火焰火焰

17、3固溶热处理固溶热处理;水韧处理水韧处理7固溶处理和时效固溶处理和时效8续表续表4.6热处理工艺分类及代号热处理工艺分类及代号工艺工艺名称名称代代号号工艺工艺类型类型代代号号 工艺名称工艺名称代代号号 加热方加热方 法法代代号号 热热 处处 理理 5 表表 面面 热热 处处 理理 2表面淬火和回火表面淬火和回火1 电阻电阻 激光激光 4 5物理气相沉积物理气相沉积2化学气相沉积化学气相沉积3等离子体等离子体2气相沉积气相沉积4续表续表4.6热处理工艺分类及代号热处理工艺分类及代号工艺工艺名称名称代代号号工艺工艺类型类型代代号号 工艺名称工艺名称代代号号 加热方加热方 法法代代号号 热热 处处

18、理理 5 化化 学学 热热 处处 理理3渗碳渗碳 1 电子束电子束等离子体等离子体 6 7碳氮共渗碳氮共渗 2渗氮渗氮 3氮碳共渗氮碳共渗 4渗其他非金属渗其他非金属 5渗金属渗金属 6 其他其他 8多元共渗多元共渗 7熔渗熔渗 8热处理技术条件标注举例热处理技术条件标注举例第第4章金属材料热处理章金属材料热处理45钢钢轴轴 45钢摇杆表面淬火标注实例钢摇杆表面淬火标注实例4.9热处理技术新进展热处理技术新进展4.9.1形变热处理形变热处理 1.高温形变热处理高温形变热处理 2.低温形变热处理低温形变热处理4.9.2超细化热处理超细化热处理4.9.3真空热处理真空热处理 1.真空退火真空退火

19、2.真空淬火真空淬火 3.真空渗碳真空渗碳4.9.4离子轰击热处理离子轰击热处理4.9.5激光热处理激光热处理4.9.6电子束热处理电子束热处理4.9.7计算机协助热处理生产计算机协助热处理生产第第4章金属材料热处理章金属材料热处理本章小结本章小结 热处理支配在各种加工工序之间，既可用于消退上一道工艺所热处理支配在各种加工工序之间，既可用于消退上一道工艺所产生的缺陷，也可为下一道工艺创建条件，更重要的是可以充分产生的缺陷，也可为下一道工艺创建条件，更重要的是可以充分发挥钢材的潜力，提高工件的运用性能，提高产品的质量，延长发挥钢材的潜力，提高工件的运用性能，提高产品的质量，延长工件的运用寿命。因此，热处理是强化钢材的重要工艺之一。工件的运用寿命。因此，热处理是强化钢材的重要工艺之一。热处理的方法很多，他们都是由加热、保温、冷却三个阶段组热处理的方法很多，他们都是由加热、保温、冷却三个阶段组成，因此，应重点驾驭各种热处理在以上三阶段的组织变更。成，因此，应重点驾驭各种热处理在以上三阶段的组织变更。第第4章金属材料热处理章金属材料热处理