钢热处理原理(精品).ppt

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1、机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论第三章第三章 钢的热处理钢的热处理1 概概 述述热处理：热处理：将金属在固态下通过加热、保温和冷却的方式，改变合金的内部组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论2 钢的热处理基本原理钢的热处理基本原理一、钢在加热时的组织转变奥氏体的转变温度机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论奥氏体的形成奥氏体长大奥氏体形核剩余渗碳体溶解奥氏体均匀化机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论二、钢在冷却时的组织转变等温冷却 连续冷却 机机机机 械械械械 工工工工

2、 程程程程 导导导导 论论论论过冷奥氏体的等温转变C曲线机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论影响C曲线的因素：奥氏体中含碳量的影响合金元素的影响加热温度和保温时间的影响机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论3 钢的普通热处理钢的普通热处理一、退火目的降低钢的硬度，提高塑性消除钢中残余应力改善组织，细化晶粒将钢加热至适当温度，保温后缓慢冷却，以获得接近于平衡组织的热处理工艺。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论完全退火 首先将亚共析碳钢加热到Ac3以上3050，保温一段时间后

3、，随炉缓慢冷却到600度以下，再出炉在空气中冷却，最后到Fe-Fe3C相图上的平衡组织铁素体+珠光体。上述退火方法由于奥氏体进行了全部的重结晶,故称全部退火。主要用于共析碳钢和合金钢的铸、锻件。目的是细化晶粒,消除应力，使钢软化以便于随后的切削加工。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论等温退火 如果在对应于某钢C曲线上的珠光体形成温度使温度使奥氏体进行等温转变，便可在等温处理的前后以较快的速度进行冷却，则退火所需要的时间便可大大地缩短。这种退火方法称为等温退火。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论球化退火为使钢中碳化物球状化的热处理工艺称为球化退火。

4、目的是为了消除过共析钢中网状二次渗碳体，降低硬度，并为淬火作好组织准备。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论去应力退火去应力退火又称低温退火,它主要用于消除铸件,锻件,焊接件,冷冲压件以及机加工件中的残余应力。去应力退火工艺是将工件随炉缓慢加热至500650度(A1),保温一定时间后,随炉缓慢冷却至200度再出炉空冷。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论扩散退火 为了减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀性，将其加热到略低于固相线或液相线的温度，长时间保温并进行缓慢冷却的热处理工艺，称为扩散退火或均匀化退火。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程

5、 导导导导 论论论论二、正火目的作为普通结构零件的最终热处理 改善低碳钢和低合金结构钢的切削加工性能过共析钢球化退火前进行正火，可消除网状二次渗碳体，保证退火得到良好的珠光体组织将钢加热至Ac3或Accm以上3050C，保温适当时间，出炉后在空气中冷却的热处理工艺。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论三、钢的淬火1.单液淬火2.双液淬火3.分级淬火4.等温淬火将钢加热至Ac3或Ac1以上，保温一定时间，以适当速度冷却，以获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论1.单液淬火法：形状简单的工件。2.双液淬火法：技术要求高

6、，可以防止裂纹产生 3.分级淬火法：小截面零件。可以减少应力,减少变形与开裂 4.等温淬火法：获得下贝氏体组织，用于要求有较高强韧性的工模具和弹簧等零件。5.局部淬火法：局部要求高硬度的零件。6.冷处理 ：马氏体转变彻底，残余奥氏体的含量减少，钢的耐磨性、硬度和尺寸稳定性提高。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论淬透性淬硬性钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力。钢的淬硬性是指钢在淬火时的硬化能力，用淬火后马氏体所能达到的最高硬度表示，主要取决于马氏体的含碳量。淬透性好的钢其淬硬性不一定高。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论单液淬火法机机机机 械

7、械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论双液淬火法机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论等温淬火法机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论分级淬火法机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论四、淬水钢的回火目的消除或减少淬火应力 稳定工件尺寸，防止工件变形与开裂获得工件所需的组织和性能将淬火后的钢加热至Ac1以下某一温度，保温一定时间，冷至室温的热处理工艺。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论 根据回火温度可将钢的回火分为三类:1.低温回火（150250）回火马氏体2.中温回火（350500）回火屈氏体3.高温回

8、火（500650）回火索氏体 4.淬火加高温回火又称调质处理机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论4 钢的表面热处理钢的表面热处理一、表面淬火火焰加热表面淬火机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论感应加热表面淬火机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论二、钢的化学热处理将钢放入一定的活性介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表面，以改变表面化学成分、组织和性能的热处理工艺。1.分解 由介质中分解出所渗元素的活性原子2.吸收 工件表面对活性原子进行吸收。形成固熔体或形成化合物。3.扩散 在一定温度下，所吸附原子由表层往里迁移，形成一

9、定厚度的渗层。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论渗碳 渗碳是向低碳钢或低碳合金钢的表面层渗入碳原子的过程。常用的渗碳方法有气体渗碳和固体渗碳两种。低碳钢渗碳后，表面层含碳量以0.85-1.05为最好。渗碳层厚度一般为0.5-2.5mm。太薄易引起表面疲劳剥落，太厚抗冲击能力差。工件经渗碳后的淬火方法有两种：1.直接淬火 2.一次淬火机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论渗氮 氮化的主要氮化是向钢的表面层渗入氮原子以提高表层的硬度、耐磨性、疲劳强度及耐蚀性的化学热处理工艺也称为渗氮。钢的氮化分为气体氮化、离子氮化、气体软氮化和气体碳氮共渗。应用最广泛的氮化用钢为38CrMoAl，这些元素易形成硬度极高且非常稳定的氮化物。氮化厚表层的硬度为72HRC(Hv1100-1200)。渗氮后的缺点是生产周期长，0.3-0.5mm需要20-50小时。机机机机 械械械械 工工工工 程程程程 导导导导 论论论论5 钢的热处理新技术钢的热处理新技术一、可控气氛热处理二、真空热处理三、形变热处理四、表面处理和技术