第六章钢的热处理工艺优秀PPT.ppt
《第六章钢的热处理工艺优秀PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第六章钢的热处理工艺优秀PPT.ppt(58页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第六章钢的热处理工艺第六章钢的热处理工艺第一页,本课件共有58页n n钢的热处理工艺钢的热处理工艺:根据钢在加热和冷却过程中的转变规律制定的钢在热处理时具体的加加热、保温和冷却的工艺参数。热、保温和冷却的工艺参数。第二页,本课件共有58页热处理工艺热处理工艺第三页,本课件共有58页6.1 钢的普通热处理钢的普通热处理n n普通热处理:退火、正火、淬火和回火退火、正火、淬火和回火,热处理的“四把火”。n n退火退火 退火退火:将组织偏离平衡状态的钢加热到预定预定的某一温度的某一温度,保温后缓慢冷却保温后缓慢冷却(一般为随炉冷却或埋入石灰中),以获得接近平衡状态获得接近平衡状态组织组织的热处理工艺
2、。第四页,本课件共有58页n n退火分为:完全退火、等温退火、球化退火、退火分为:完全退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、去应力退火等再结晶退火、去应力退火等。n n完全退火完全退火n n 定义:定义:将钢件或毛坯加热到Ac3以上以上2030,保温一段时间,获得完全奥氏体后,缓慢冷却缓慢冷却(随炉冷却随炉冷却)到500600以下出以下出炉炉空冷。第五页,本课件共有58页n n完全退火的目的完全退火的目的(1)改善热加工造成的粗大、不均匀的组织;)改善热加工造成的粗大、不均匀的组织;(2)中碳以上碳钢和合金钢降低硬度,改善,中碳以上碳钢和合金钢降低硬度,改善,切削加工性能切削加工性能(170H
3、B230HB时易于切削加工);(3)消除铸件、锻件及焊接件的内应力。)消除铸件、锻件及焊接件的内应力。第六页,本课件共有58页n n适用范围适用范围n n 含碳量为0.250.77的亚共析成分的碳亚共析成分的碳钢、合金钢钢、合金钢和工程铸件、锻件和热轧型材。n n过共析钢过共析钢不宜采用不宜采用完全退火完全退火。?网状二次渗碳体的析出使钢的强度,韧性和冲击韧性显著降低缺点:需要很长的时间第七页,本课件共有58页n n等温退火等温退火将钢件或毛坯加热至Ac3(或或Acl)以上以上2030 ,保温一定时间后,较快地冷却至珠光体转变区保温,使奥氏体转变为珠光体后,再缓冷。n n等温退火的目的与完全退
4、火相同等温退火的目的与完全退火相同。n n等温退火时的转变容易控制等温退火时的转变容易控制,能获得均匀的能获得均匀的预期组织预期组织,适宜大型制件及合金钢制件,可缩短退火周期。缩短退火周期。第八页,本课件共有58页n n球化退火球化退火n n 球化退火:球化退火:将钢件或毛坯加热到略高于略高于Acl的温度(的温度(20-30),经长时间保温,使长时间保温,使钢中二次渗碳体自发转变为颗粒状钢中二次渗碳体自发转变为颗粒状(或称球或称球状状)渗碳体,渗碳体,然后以缓慢的速度冷却到室温的工艺方法。n n保温时间:2-4小时第九页,本课件共有58页n n1.球化退火的目的球化退火的目的 降低硬度,改善切
5、削加工性能改善切削加工性能;均匀组织,为淬火作组织准备。为淬火作组织准备。n n 2.球化退火的适用范围球化退火的适用范围 碳素工具钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和合碳素工具钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和合金工具钢等共析钢和过共析钢金工具钢等共析钢和过共析钢(含碳量大于含碳量大于0.77)。奥氏体化后碳浓度分布不均匀,过冷后渗碳奥氏体化后碳浓度分布不均匀,过冷后渗碳体形核,并长大,形成球状球状珠光体。体形核,并长大,形成球状球状珠光体。第十页,本课件共有58页n n扩散退火扩散退火扩散退火扩散退火(均匀化退火)n n将钢锭、铸件钢锭、铸件加热到加热到略低于固相线温度略低于固相线温度(钢的熔点以钢的熔
6、点以钢的熔点以钢的熔点以下下下下100200200),长时间保温并缓冷,长时间保温并缓冷,使钢锭等化,使钢锭等化学成分和组织均匀化。学成分和组织均匀化。n n加热温度高加热温度高 Ac3或者或者AccmAccm以上以上150-300n n退火时间:退火时间:退火时间:退火时间:t=8.5+Q/4(Q为装炉量),一般扩散退火为装炉量),一般扩散退火为装炉量),一般扩散退火为装炉量),一般扩散退火时间为时间为时间为时间为10-15小时。小时。n n扩散退火高温长时间加热奥氏体晶粒粗大,需要进行扩散退火高温长时间加热奥氏体晶粒粗大,需要进行扩散退火高温长时间加热奥氏体晶粒粗大,需要进行扩散退火高温长
7、时间加热奥氏体晶粒粗大,需要进行完全退火或正火来细化晶粒。或消除过热的缺陷完全退火或正火来细化晶粒。或消除过热的缺陷完全退火或正火来细化晶粒。或消除过热的缺陷完全退火或正火来细化晶粒。或消除过热的缺陷第十一页,本课件共有58页n n生产周期长,消耗能量大,成本高。所以只适用于优质合金钢,存在严重偏析的合金钢铸件。第十二页,本课件共有58页n n去应力退火、再结晶退火去应力退火、再结晶退火n n1.去应力退火去应力退火又称低温退火又称低温退火又称低温退火又称低温退火。它是将钢加热到500500650 650(Ac1(Ac1温温度以下度以下),保温一段时间,然后缓慢冷却到室温的工,保温一段时间,然
8、后缓慢冷却到室温的工艺方法。艺方法。目的目的目的目的:消除铸件、锻件和焊接件以及冷变形加工造成消除铸件、锻件和焊接件以及冷变形加工造成的内应力。的内应力。去应力退火温度低、去应力退火温度低、不改变工件原来的组不改变工件原来的组不改变工件原来的组不改变工件原来的组织。织。织。织。钢的保温时间为钢的保温时间为钢的保温时间为钢的保温时间为3min/mm3min/mm,铸铁:,铸铁:,铸铁:,铸铁:6min/mm6min/mm冷却过程要缓慢以免产生新的应力。冷却过程要缓慢以免产生新的应力。第十三页,本课件共有58页n n2.再结晶退火再结晶退火再结晶退火再结晶退火(1 1)消除冷变形加工)消除冷变形加
9、工(冷轧、冷拉、冷冲冷轧、冷拉、冷冲)产生的畸变产生的畸变组织;组织;(2 2)消除加工硬化)消除加工硬化)消除加工硬化)消除加工硬化。(3 3)加热温度为再结晶温度)加热温度为再结晶温度)加热温度为再结晶温度)加热温度为再结晶温度以上以上150 250 250 。(4)使冷变形后)使冷变形后被拉长的晶粒重新形核长大为等轴晶被拉长的晶粒重新形核长大为等轴晶被拉长的晶粒重新形核长大为等轴晶被拉长的晶粒重新形核长大为等轴晶,消除加工硬化效果。消除加工硬化效果。消除加工硬化效果。消除加工硬化效果。把冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保温适当时间,使新的等轴晶粒代替原来的变形晶粒,从而消除加工硬化的热
10、处理工艺。第十四页,本课件共有58页正火正火n n正火正火:将钢加热到Ac3(亚共析钢亚共析钢)和和Accm(Accm(过共析钢过共析钢过共析钢过共析钢)以上以上以上以上30305050,保温一段时间后,保温一段时间后,在在在在空气中或在强空气中或在强空气中或在强空气中或在强制流动的空气中制流动的空气中制流动的空气中制流动的空气中冷却到室温的工艺方法冷却到室温的工艺方法冷却到室温的工艺方法冷却到室温的工艺方法。得到珠光体组织。n n与完全退火相比:冷却速度较快,组织转变的温度也比与完全退火相比:冷却速度较快,组织转变的温度也比较低,相同钢材正火后获得的珠光体的组织细,硬度,较低,相同钢材正火后
11、获得的珠光体的组织细,硬度,强度高。强度高。n n保温时间同完全退火的保温时间。以工件烧透,心部达保温时间同完全退火的保温时间。以工件烧透,心部达到要求的温度。到要求的温度。第十五页,本课件共有58页n n正火的目的:正火的目的:正火的目的:正火的目的:n n 1 1作为最终热处理作为最终热处理作为最终热处理作为最终热处理n n(1 1)对强度要求不高的零件,正火可以作为最终热处理。对强度要求不高的零件,正火可以作为最终热处理。对强度要求不高的零件,正火可以作为最终热处理。对强度要求不高的零件,正火可以作为最终热处理。n n(2 2)正火可以)正火可以细化晶粒,使组织均匀化。细化晶粒,使组织均
12、匀化。细化晶粒,使组织均匀化。细化晶粒,使组织均匀化。n n(3 3)减少亚共析钢中铁素体含量,使珠光体含量增多并减少亚共析钢中铁素体含量,使珠光体含量增多并减少亚共析钢中铁素体含量,使珠光体含量增多并减少亚共析钢中铁素体含量,使珠光体含量增多并细化。细化。细化。细化。n n2 2作为预先热处理作为预先热处理作为预先热处理作为预先热处理 n n(1 1)截面较大的结构钢件截面较大的结构钢件截面较大的结构钢件截面较大的结构钢件,消除消除消除消除魏氏组织魏氏组织魏氏组织魏氏组织和带状组织和带状组织和带状组织和带状组织,获得细,获得细小均匀的组织,小均匀的组织,为淬火或调质处理作组织准备。为淬火或调
13、质处理作组织准备。为淬火或调质处理作组织准备。为淬火或调质处理作组织准备。n n(2 2)碳素工具钢和合金工具钢碳素工具钢和合金工具钢碳素工具钢和合金工具钢碳素工具钢和合金工具钢,消除网状渗碳体,为球化退消除网状渗碳体,为球化退消除网状渗碳体,为球化退消除网状渗碳体,为球化退火作组织准备。火作组织准备。火作组织准备。火作组织准备。n n 3 3改善切削加工性能改善切削加工性能改善切削加工性能改善切削加工性能n n正火可改善低碳钢正火可改善低碳钢正火可改善低碳钢正火可改善低碳钢(含碳量低于含碳量低于含碳量低于含碳量低于0.250.25)的切削加工性能。的切削加工性能。的切削加工性能。的切削加工性
14、能。低碳钢,退火后硬度过低,切削加工时低碳钢,退火后硬度过低,切削加工时容易容易容易容易“粘刀粘刀粘刀粘刀”,表面粗表面粗表面粗表面粗糙糙糙糙。通过正火使硬度提高至。通过正火使硬度提高至140HB140HB190HB190HB,改善切削加工性,改善切削加工性能。能。第十六页,本课件共有58页n n消除热加工缺陷n n消除过共析钢的网状碳化物,便于球化退火第十七页,本课件共有58页退火和正火的选用原则退火和正火的选用原则含碳量0.25%的低碳钢,采用正火取代退火。较快的冷去速度避免三次渗碳体的析出,从而提高强度。中碳钢0.25%-0.5%,用正火代替退火,正火成本低,生产率高。0.5%-0.75
15、%,采用完全退火,降低硬度,改善切削加工性。高碳钢0.75%采用球化退火综合考虑:使用性能和经济性能第十八页,本课件共有58页淬火与回火淬火与回火n n钢的热处理中最重要,应用最广泛n n为消除淬火应力,和得到不同强度,硬度和韧性需要进行回火处理,淬火与回火密不可分第十九页,本课件共有58页淬火淬火n n将钢加热到将钢加热到Ac3或或Ac1线以上线以上(3050)保温保温一段时间,然后以大于临界冷却速度冷却,一段时间,然后以大于临界冷却速度冷却,获得获得马氏体马氏体组织的热处理工艺称为淬火。组织的热处理工艺称为淬火。n n目的:获得尽量多的马氏体并结合不同温度目的:获得尽量多的马氏体并结合不同
16、温度的回火获得需要的性能:的回火获得需要的性能:弹簧钢弹簧钢经淬火经淬火+中中温回火可获得很高的弹性极限。温回火可获得很高的弹性极限。工具钢工具钢经淬经淬火火+低温回火可获得很高的硬度和耐磨性。低温回火可获得很高的硬度和耐磨性。第二十页,本课件共有58页n n淬火温度淬火温度亚共析钢淬火加热温度:亚共析钢淬火加热温度:Ac3以上以上3050;共析钢、过共析钢淬火加热温度:;共析钢、过共析钢淬火加热温度:Ac1以以上上3050。第二十一页,本课件共有58页n n1.亚共析碳钢:亚共析碳钢:n n在淬火温度加热,为晶粒细小的奥氏体,淬在淬火温度加热,为晶粒细小的奥氏体,淬火后为细小的马氏体组织。火
17、后为细小的马氏体组织。n n(1)加热温度过高)加热温度过高:奥氏体晶粒粗化,淬火得到粗大马氏体,钢脆化。钢脆化。n n(2)加热温度过低)加热温度过低:如在Ac1Ac3之间,加热时为奥氏体奥氏体+铁素体。铁素体。淬火后为马氏体马氏体+铁素体铁素体(+残余奥氏体残余奥氏体),淬火硬度不足,淬火硬度不足。第二十二页,本课件共有58页n n2.2.共析钢和过共析钢共析钢和过共析钢:n n在淬火加热之前在淬火加热之前球化退火球化退火球化退火球化退火,加热到加热到Acl以上以上305050不完全奥氏体化后,其组织:奥氏体不完全奥氏体化后,其组织:奥氏体不完全奥氏体化后,其组织:奥氏体不完全奥氏体化后,
18、其组织:奥氏体+部分未溶部分未溶的细粒状渗碳体颗粒。的细粒状渗碳体颗粒。n n淬火后,马氏体淬火后,马氏体+未溶渗碳体颗粒。未溶渗碳体颗粒。不降低淬火钢的硬度,提高它的耐磨性。n n(1 1)加热温度过高)加热温度过高)加热温度过高)加热温度过高(在Accm以上)以上):A A的含碳量增加,淬火残余奥氏体量增多的含碳量增加,淬火残余奥氏体量增多的含碳量增加,淬火残余奥氏体量增多的含碳量增加,淬火残余奥氏体量增多,降低钢的硬度降低钢的硬度降低钢的硬度降低钢的硬度与耐磨性。与耐磨性。与耐磨性。与耐磨性。A A晶粒粗大晶粒粗大。淬火后片状马氏体粗大淬火后片状马氏体粗大淬火后片状马氏体粗大淬火后片状马
19、氏体粗大,显微裂纹多显微裂纹多显微裂纹多显微裂纹多,增增增增加脆性。加脆性。加脆性。加脆性。淬火内应力增加,极易引起工件的淬火变形和开裂淬火内应力增加,极易引起工件的淬火变形和开裂淬火内应力增加,极易引起工件的淬火变形和开裂淬火内应力增加,极易引起工件的淬火变形和开裂。第二十三页,本课件共有58页n n淬火加热保温时间淬火加热保温时间n n 加热保温时间的影响因素加热保温时间的影响因素:加热炉的类型、钢种、工件尺寸大小等有关,一般根据热处理手册中的经验公式确定。第二十四页,本课件共有58页n n淬火过程中工件截面各部分冷却速度不同,只有冷却速度大于临界淬火速度才能得到马氏体,工件心部可能得到珠
20、光体,贝氏体等非马氏体组织。这就涉及到一个“淬透性”的问题。第二十五页,本课件共有58页n n淬火应力热应力(各部分冷却速度不同)组织应力(奥氏体,珠光体,贝氏体,马氏体)含碳量,合金元素,工件尺寸,淬火介质都影响着淬火应力的大小第二十六页,本课件共有58页n n淬火冷却方式淬火冷却方式n n冷却介质应保证工件得到马氏体,同时变形冷却介质应保证工件得到马氏体,同时变形小,不开裂。小,不开裂。第二十七页,本课件共有58页n n1.理想的淬火曲线理想的淬火曲线:650以上缓冷,降低热应力。650400快速冷却,保证奥氏体不分解。400 以下缓冷,减少马氏体转变时的相变应力 第二十八页,本课件共有5
21、8页n n常用的淬火冷却介质:(主要是水、油。)常用的淬火冷却介质:(主要是水、油。)常用的淬火冷却介质:(主要是水、油。)常用的淬火冷却介质:(主要是水、油。)n n(1 1)水:)水:)水:)水:n n水在水在650 650 550 550 高温区冷却能力较强,在高温区冷却能力较强,在300300 200 200 低低温区冷却能力也强,温区冷却能力也强,淬火零件易变形开裂。淬火零件易变形开裂。淬火零件易变形开裂。淬火零件易变形开裂。n n适用于形状简单、截面较大的碳钢零件的淬火。适用于形状简单、截面较大的碳钢零件的淬火。适用于形状简单、截面较大的碳钢零件的淬火。适用于形状简单、截面较大的碳
22、钢零件的淬火。n n水温升高,在高温区的冷却能力显著下降,低温区的冷却水温升高,在高温区的冷却能力显著下降,低温区的冷却水温升高,在高温区的冷却能力显著下降,低温区的冷却水温升高,在高温区的冷却能力显著下降,低温区的冷却能力仍然很强。能力仍然很强。能力仍然很强。能力仍然很强。n n淬火时水温不应超过淬火时水温不应超过淬火时水温不应超过淬火时水温不应超过3030。n n(2 2)盐水、碱水:(冷却能力比清水更强)盐水、碱水:(冷却能力比清水更强)盐水、碱水:(冷却能力比清水更强)盐水、碱水:(冷却能力比清水更强)n n例如浓度为例如浓度为例如浓度为例如浓度为1010NaClNaCl或或或或101
23、0NaOHNaOH的水溶液可使高温区的水溶液可使高温区的水溶液可使高温区的水溶液可使高温区(650(650 550 550 的冷却能力显著提高。的冷却能力显著提高。的冷却能力显著提高。的冷却能力显著提高。第二十九页,本课件共有58页n n(3 3)油:)油:)油:)油:n n油也是一种常用的淬火介质。如矿物油,如锭子油、机油等。油也是一种常用的淬火介质。如矿物油,如锭子油、机油等。油也是一种常用的淬火介质。如矿物油,如锭子油、机油等。油也是一种常用的淬火介质。如矿物油,如锭子油、机油等。n n优点优点优点优点:在:在300 300 200200低温区的冷却速度比水小得多,从而可低温区的冷却速度
24、比水小得多,从而可大大降低淬火工件的相变应力,减小工件变形和开裂倾向。大大降低淬火工件的相变应力,减小工件变形和开裂倾向。油在油在油在油在6500C6500C5500C5500C高温区间冷却能力低是其主要缺点。高温区间冷却能力低是其主要缺点。高温区间冷却能力低是其主要缺点。高温区间冷却能力低是其主要缺点。提高油温可以降低黏度,增加流动性,提高高温区间的冷却提高油温可以降低黏度,增加流动性,提高高温区间的冷却提高油温可以降低黏度,增加流动性,提高高温区间的冷却提高油温可以降低黏度,增加流动性,提高高温区间的冷却能力。能力。能力。能力。但是油温过高,容易着火,应控制在但是油温过高,容易着火,应控制
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第六 热处理 工艺 优秀 PPT
限制150内