热处理工艺整体.pptx

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1、热电偶测温系统误差产生常见的原因1.补偿导线的极性与热电偶的极性接反。偏低或偏高2.补偿导线的绝缘层被磨破，造成信号回路接地。一般使显示值偏小3.接线盒内接线端子接触不良。无显示或超量程。4.补偿电阻故障。表现为温度缓慢上升或下降。作业3：查找热电偶及补偿导线的有关国家标准及IEC标准，设计在01000 测温范围，其误差在3 的测温系统。第1页/共75页加热过程中的变形和开裂工件加热不当，也会引起变形和开裂。引起变形和开裂的原因有二：高温使金属强度下降，如放置不当，会因压力或自重使工件变形；工件表面和心部之间温度差过大，导致胀缩不同而产生内应力：内应力 弹性极限变形、扭曲内应力 强度极限开裂第

2、2页/共75页造成内外温差过大产生内应力的原因：炉温过高金属导热系数小尺寸过大形状复杂加热速度过快生产中必须考虑工件在炉中的堆放形式，以防变形。低碳钢只会变形，不会开裂。大尺寸的高碳钢和合金钢工件，为了避免开裂，应采用缓慢加热（随炉）的方法。对导热性差、淬火温度高的高合金钢，要分段（阶梯）加热。第3页/共75页钢的氧化和脱碳1、氧化加热介质当中存在氧化性物质时会使钢材氧化。钢的氧化分为两种：一种是表面氧化，在钢的表面形成氧化膜；另一种是内氧化，在一定深度的表面层中发生晶界氧化。表面氧化影响工件的尺寸；内氧化影响工件表面层的性能。第4页/共75页表面氧化的产生：钢在570以下加热时，表面氧化膜由

3、表层为Fe2O3、内层是Fe3O4 的二层氧化物组成。这种氧化膜结构致密，与基体结合牢固，包围在钢的表面阻止氧的继续渗入，氧化速度很慢。因此这时可以不考虑防氧化的问题。钢在570以上加热时，表面氧化膜由Fe2O3、Fe3O4 和FeO 三层氧化物组成，它们的厚度之比约为1：10：100，所以主要是由FeO 构成的。FeO 是一种缺位固溶体，它的结构松散、与机体结合不牢固，容易剥落，这种氧化膜不起防护作用，氧很容易扩散穿过氧化膜继续向里面氧化，所以氧化膜中一旦出现FeO，氧化速度就会迅速加快。温度越高氧化越剧烈。第5页/共75页第6页/共75页钢的内氧化是在800以上较长时间加热时发生的，介质中

4、的氧除了进行表面氧化，还沿奥氏体晶界向里面扩散使奥氏体晶界氧化。钢中Me 如Cr、Si、Ti、Al 等与氧的亲和力远大于Fe，优先被氧化，使得晶界附近的合金元素减少，晶界性能变坏。第7页/共75页2、脱碳钢在含有 O2、CO2、H2O、H2 等的脱碳性气氛中加热时，钢材表层中的固溶碳将与这些介质发生化学反应，生成气体溢出钢外，使表面碳浓度降低，也即产生脱碳。表层脱碳以后，内层的碳便会向表层扩散，使脱碳层逐渐加深。加热温度越高，脱碳的速度越快；加热时间越长脱碳层也越深。第8页/共75页在一定的气氛当中，钢的脱碳和渗碳是一对可逆反应，反应向哪一个方向进行，取决于介质的碳势与钢中碳浓度的相对高低。气

5、氛中CO、CH4 含量多碳势就高，若气氛的碳势高于钢的碳浓度，钢就发生渗碳；相反O2、CO2、H2O、H2 等的浓度高碳势就低，若气氛的碳势低于钢的碳浓度，钢就发生脱碳。如果两者达到平衡，则既不渗碳也不脱碳。第9页/共75页3.防氧化和脱碳的措施从两方面着手：一是将加热零件与加热介质隔离；二是改变加热介质的成分。（1）空气加热介质 目前箱式炉和井式炉占40%，加热介质为空气，氧化和脱碳不可避免。可采取的措施有：涂料保护；埋在石英砂或装在密封箱中加热。第10页/共75页（2）保护气氛可控气氛 控制氧化性气体与还原性气体的比例，使化学反应处于平衡状态。氨分解气：氨加热后分解为氮气和氢气。其他气体：

6、氢气、氮气、氦气等。（3）盐浴加热（4）燃料气体（5）流动粒子（6）真空炉第11页/共75页2.6 加热节能措施热处理加热的节能潜力很大。在实际生产中，车间工艺员和操作人员的节能意识是实现高效、优质、低能耗热处理的主要影响因素。热处理加热节能的主要途径有:（1）加热的工艺措施；（2）加热设备的节能；（3）生产组织的合理化。加热节能的工艺措施 工艺节能潜力大，投入小，具有事半功倍的效果。但由于人们习惯成性，工艺节能往往被忽视。实现工艺节能，必须检讨以往的认识。改变传统观念。可能的途径见图2-11。第12页/共75页 合理计算升温与保温时间 缩短加热时间 采取提高炉温的快速加热 工艺参数的重新确定

7、 采取临界区加热的亚温淬火 降低加热温度 不均匀奥氏体化退火 以铁素体状态下的化学热处理代替 奥氏体状态的化学热处理 合理减薄深层深度 采取催渗措施节能途径 加速化学热处理过程 采用高温渗碳和真空渗碳 辉光离子化学热处理 以局部加热代替整体加热 以正火代替调质和退火 改变加热方式 以表面淬火代替渗碳淬火 感应淬火后自行回火 利用锻后余热淬火 利用前道工序的余热 利用铸后余热淬火 在铸造过程中实现表面改性(铸渗）图2-11 加热工艺的节能途径第13页/共75页加热设备的节能 加热设备的节能改造潜力十分巨大。从节能角度看，对过去所有的热处理加热设备绝大部分都必须进行改造。主要途径列于图8-12。合

8、理采用陶瓷纤维 减少炉衬蓄热 使用轻质耐火砖 炉壁少开孔 减少热损失 提高炉子密封性 盐炉、粒子炉加盖 提高热效率 合理选择炉子外形（圆型比方形节能7%）减少传动件热损失（尽可能在炉内传动）设备节能 减少料盘、料框重量 废热利用 用燃烧烟气加热余热锅炉 燃料炉节能 控制好燃烧系数、选择高效燃烧器 连续炉比周期式炉节能 炉型的合理选择 各种炉子的热效率顺序（高到低）：震底式炉、井式炉、输送带式炉、箱式炉 浮动粒子炉比盐炉升温快、能耗小 图2-12 加热设备的节能途径第14页/共75页第15页/共75页图3-13 燃气加热炉的余热利用（a）无余热利用（b）预热空气（或余热锅炉）(c)蓄热燃烧第16

9、页/共75页合理的生产管理 合理的生产管理是发挥节能技术措施潜力的前提保证。这里的管理是指生产批量的组织与安排。从管理角度首先应考虑的是保证加热设备的满负荷（达到额定装炉量）连续运转。为此，热处理的生产应有足够的批量，并根据批量合理地选用加热设备的类型、规格和大小，使之能实现均衡生产。例如，批量足够大时应尽可能选用连续加热设备（推杆炉、输送带式炉、震底炉、网带式炉等），而不用周期式炉。批量不足、设备选用不当会使设备负荷极低或经常临时性开炉，使大量的时间和热能浪费在炉子的升温过程。第17页/共75页第三章 钢的热处理工艺 3.1 钢的整体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组织转

10、变规律制定的钢铁在热处理时的具体加热、保温和冷却的工艺参数。整体热处理：对钢件整体进行热处理。分类：根据加热、冷却方式及获得组织和性能的不同，钢的热处理工艺主要有退火、正火、淬火（固溶处理）和回火（时效），简称四把火。第18页/共75页3.1.1 退火定义：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺，称为退火。分类：根据处理目的和要求不同，退火可分为扩散退火、完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、再结晶退火和去应力退火等。第19页/共75页一、扩散退火将钢锭、铸件或锻坯加热到略低于固相线的温度，长时间保温，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。又称均匀化退火。目的

11、：消除晶内偏析，使成分和组织均匀化。（实质是使钢中各元素的原子在奥氏体中进行充分扩散。所以扩散退火温度高，时间长。）钢锭、铸钢件的组织缺陷 钢锭、铸钢件中常见的缺陷是成分偏析、晶粒粗大和铸造应力。第20页/共75页成分偏析实际金属或合金在结晶时一般都是不平衡结晶，往往存在成分的晶内偏析、枝晶偏析、宏观偏析等。成分偏析都是在液态金属结晶时形成的。钢锭或铸钢件的截面积越大，成分偏析越严重，对工件的使用性能危害愈大。一些大型铸钢件，如汽轮机转子、发动机曲轴、冶金厂的大型冷、热轧辊等，由于凝固时的选择结晶和各部位冷却条件的不同，导致铸件的上下和内外成分的不均匀，尤以碳、硫、磷的偏析最为严重，当有合金元

12、素存在时，锰、硅、铜、铬、镍等也存在着偏析。第21页/共75页成分偏析的危害由于钢锭内偏析的存在，造成大型轧锻件各部分成分差异，从而相变不同，组织性能极不均匀，同时产生较大的组织应力。偏析会导致机械性能恶化，锻轧后形成带状组织，机械性能各向异性。夹杂物偏析，特别是脆性夹杂呈粗大、密集形式分布，将造成冷热加工变形及热处理时的废品。据统计，由夹杂物导致的大锻件报废率可达50%。消除偏析的方法扩散退火第22页/共75页扩散退火工艺规范：加热温度：Ac3或Acm+150300C或固相线下100200C。合金钢：12001300C，碳钢：11001200C。保温时间：根据最大截面厚度计算，3060min

13、/25mm或1.52.5min/1mm厚度。若装炉量较大，则按下列经验公式计算：t=8.5+Q/4（h)式中Q装炉量（t)一般不超过15小时。冷却：随炉冷，350C以下出炉。第23页/共75页扩散退火应用应用范围：优质合金钢及偏析严重的合金钢铸件。（周期长，热能消耗大，成本高。）扩散退火后，钢的晶粒十分粗大，要进行一次完全退火或正火来细化晶粒，消除过热缺陷。扩散退火不可能完全解决偏析问题。它的任务是消除消除枝晶偏析和碳化物偏析，改善某些可溶入固溶体的夹杂物的状态，从而使钢的组织和性能趋于均匀。扩散退火对于高硫、磷及偏析严重的宏观偏析无能为力，这些缺陷只能在浇铸时予以解决。第24页/共75页二、

14、完全退火完全退火：将钢完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺。又称重结晶退火。目的：A.细化晶粒，均匀组织，消除内应力和热加工缺陷。钢的热锻轧加热温度一般为11001200，处于钢的晶粒严重粗化的温度范围，加之钢锭、钢坯在均热炉或加热炉中停留时间较长，晶粒总是极为粗大。在热锻轧过程中，一边塑性变形，一边进行动态再结晶。锻轧加工停止后，由于停轧温度一般在900900以上，再结晶仍将进行，获得晶粒粗大而不均匀的组织，其综合机械性能较差。图3-1。B.降低硬度，改善切削加工性能。对中碳结构钢，由于珠光体晶粒粗大和不均匀，有时硬度偏高，难以机加工。表3-1。第25页/共75页图3-

15、1 45钢锻后及完全退火后的显微组织第26页/共75页表3-1 45钢锻造后与完全退火后的机械性能比较状态状态状态状态b/MPab/MPas/MPas/MPa5/%5/%/%/%k/KJk/KJ m-1m-1HBHB锻造后锻造后锻造后锻造后完全退火后完全退火后完全退火后完全退火后650670650670600700600700300400300400300350300350515515152015202040204040504050200400200400400600400600229229207207第27页/共75页完全退火工艺规范：加热温度：Ac3+20-30。保温时间：包括工件热透时间

16、和组织转变的时间。与钢的化学成分、工件形状和尺寸、加热设备类型、装炉量及装炉方式等有关。通常保温时间以工件的有效厚度来计算。对碳钢或低合金钢热轧锻件：（1）当装炉量不大时，在箱式炉中：t=KD式中 t保温时间（min）D工件有效厚度（mm)K加热系数，一般取1.5-2.0 min/mm第28页/共75页 完全退火保温时间：（2）若装炉量很大时：t=（34）+（0.20.5）Q 式中 t保温时间（h）Q装炉量（t）对大型铸钢件：t=K+0.25Q式中 t保温时间（h）Q装炉量（t）K常数（100mm,K=6;100mm,K=4)第29页/共75页冷却：退火后的冷却速度应缓慢，以保证奥氏体在Ar1

17、温度以下以不大的过冷条件下进行珠光体转变，避免硬度过高。碳钢200/h 低合金钢100/h 高合金钢50/h 一般是随炉冷，或是埋入石灰或沙子中。出炉温度在600 以下。第30页/共75页完全退火适用范围：完全退火主要用于亚共析钢。（过共析钢不宜采用，因为加热到Accm以上温度慢冷时，二次渗碳体会以网状形式沿奥氏体晶界析出，使钢的的韧性下降，并可能在以后的热处理中引起裂纹。）对锻、轧件：安排在锻、轧之后，切削加工之前。对焊、铸件：一般在焊、铸后。第31页/共75页三、等温退火将奥氏体化后的钢快速冷却至稍低于Ar1的温度等温，使奥氏体转变为珠光体，再空冷至室温的热处理工艺。目的：与完全退火相同。

18、但组织转变较易控制，能获得均匀的预期组织，对于奥氏体较稳定的合金钢，可大大缩短退火时间。如图3-2所示。工艺规范：加热温度与保温时间和完全退火相同，只是冷却方式不同。等温温度应根据要求的组织和性能，由被处理钢的C曲线来确定。等温温度距A1愈近，获得的珠光体组织愈粗，钢的硬度也愈低；反之，则硬度愈高。第32页/共75页图3-2 高速钢的等温退火与普通退火工艺曲线第33页/共75页四、不完全退火不完全退火是将钢加热至Ac1Ac3之间，保温后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。不完全退火主要应用于大批或大量生产的亚共析钢锻件。如果亚共析钢锻件的锻造工艺正常，原始组织中的铁素体已均匀细小，只是珠

19、光体片间距小、硬度较高、内应力较大，那么只要在Ac1Ac3之间进行不完全退火，即可使珠光体片间距增大，使硬度有所降低，内应力减小。与完全退火相比，加热温度低，保温时间短，因此，消耗热能少，生产效率高。对锻造工艺正常的亚共析钢锻件可用不完全退火代替完全退火。第34页/共75页五、球化退火球化退火是使钢中的碳化物球状化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。用途与目的：主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢，如工具钢（Wc=0.65-1.35%）。目的是使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化，以降低硬度，改善切削加工性能，以及获得均匀组织，改善热处理工艺性能，为以后的淬火做组织准备。图3-3工艺规范：加热温

20、度：Ac1+20-30，随炉加热。保温时间：24h。冷却：通常随炉冷（600 出炉）或Ar1-20 等温处理36h，再随炉降至600 出炉。原理：过共析钢加热至稍高于Ac1时，保留较多的未溶渗碳体粒子。当缓慢冷却时，共析渗碳体以未溶渗碳体粒子为核心，形成粒状渗碳体。第35页/共75页图3-3 T12钢球化退火后的显微组织第36页/共75页六、再结晶退火为消除材料或零件因冷变形而产生的加工硬化而进行的热处理，称为再结晶退火。目的：使冷变形钢通过再结晶而恢复塑性，降低硬度，以利于随后的再形变或获得稳定组织。工艺规范：加热温度:最低再结晶温度+100200C（钢650700C）保温时间：13小时。冷

21、却：空气中冷却。应用：主要用于冷轧低碳钢板和钢带。第37页/共75页作业4：头盔生产过程：冲压退火冲压退火。退火工艺：650680C，保温3小时，随炉冷却到300C出炉。问题：有一批头盔退火后再次冲压时出现开裂。请分析引起开裂的可能原因及解决办法。第38页/共75页七、去应力退火为消除铸造、焊接、机加工和冷变形等冷热加工在材料中造成的残留内应力而进行的低温退火，称为去应力退火。目的：提高工件尺寸稳定性，防止变形和开裂。工艺规范：加热温度：Ac1以下（钢500650C）。保温时间：钢件，3min/mm;铸件，6min/mm.冷却：缓慢冷却，200300C出炉。应用范围：用于焊接件、铸件、机加、冲

22、压。一般可以消除50-80%的内应力。见图3-4。第39页/共75页图3-4 去应力效果与温度和时间关系图第40页/共75页3.1.2 正火将钢加热到Ac3或Accm以上适当温度，保温适当时间后，在空气中冷却的热处理工艺。获得的组织：珠光体类组织（索氏体）目的：使钢的组织正常化。所以生产上将正火称为常化处理。工艺规范：加热温度：Ac3或Accm+3050加热时间：同完全退火冷却：空气中自然冷却，大件鼓风冷却第41页/共75页正火应用范围适应钢种：碳钢及低、中合金钢。（不适合于高合金钢，高合金钢的奥氏体非常稳定，即使在空气中冷却，也会获得马氏体组织。）与完全退火的区别：能获得更高的硬度和强度，生

23、产周期短，设备利用率高，节能，成本低。应用范围：改善低碳钢的切削加工性能消除中碳钢的热加工缺陷消除过共析钢的网状碳化物提高普通结构钢的机械性能第42页/共75页图3-5 钢各种退火和正火工艺规范示意图第43页/共75页3.1.3 淬火将钢加热到相变温度以上，保温一定时间，然后以大于上临界冷速快速冷却的热处理工艺称为淬火，通称蘸火。获得的组织：多数情况下为马氏体，有时为贝氏体，以及少量残余奥氏体和未溶的第二相。淬火后必须有回火与之配合。第44页/共75页淬火目的提高硬度和耐磨性。如刃具、量具、模具等。提高强度和韧性。各种机器零件。提高硬磁性。如用高碳钢和磁钢制造的永久磁铁。提高弹性。如弹簧钢。提

24、高耐蚀性和耐热性。不锈钢和耐热钢。淬火是钢最重要的强化方法。第45页/共75页一、淬火工艺参数（1）加热温度亚共析钢：Ac3+3050C过共析钢：Ac1+3050C对亚共析钢，若加热温度低于Ac3，组织中会保留一部分铁素体，使淬火后的强度和硬度都较低；若加热温度高，又容易引起奥氏体晶粒粗化，使淬火钢的机械性能变坏。对过共析钢，加热到Ac1+3050C，组织中会保留少量二次渗碳体，而有利于钢的硬度和耐磨性。并且，由于降低了奥氏体中的碳含量，不但可以改变马氏体形态（减少粗片状），降低脆性，而且还可减少淬火后残余奥氏体量，见图3-6，有利于钢的硬度提高和减少变形。第46页/共75页图3-6 奥氏体的

25、碳质量分数对参余奥氏体的影响第47页/共75页一、淬火工艺参数（2）保温时间淬火加热保温时间按下列经验公式估算：t=KD式中 t保温时间（min)保温时间系数（min/mm)气体中加热：1.01.5 盐浴中加热：0.30.5 K工件装炉方式修正系数 1.0 2.0 D工件有效厚度（mm)第48页/共75页一、淬火工艺参数（3）淬火冷却介质及方式 冷却是淬火工艺中最重要的工序，它关系到淬火质量的好坏，同时，冷却也是淬火工艺中最容易出问题的一道工序。为了获得马氏体组织，淬火时冷却速度必须大于上临界冷却速度，但是冷却速度过大又会使工件淬火应力增加，产生变形或开裂。解决这一矛盾的理想淬火冷却曲线如图3

26、-7所示。实际生产中根据不同情况选择不同的冷却方法和冷却介质来尽可能达到理想的目的.第49页/共75页图3-7 理想淬火冷却曲线示意图第50页/共75页（3）淬火冷却介质及方式（1）单介质淬火法钢件奥氏体化后，置于一种冷却介质中冷却的方法，叫做单介质淬火法。图3-8。碳钢一般用水冷却，合金钢用油冷却。优点：操作简单，易实现机械化，应用广。缺点：水淬变形开裂倾向大；油淬冷却速度小，大件淬不硬。应用：适于形状简单及小尺寸钢件的淬火。第51页/共75页图3-8 不同淬火方法示意图第52页/共75页（3）淬火冷却介质及方式（2）双介质淬火法钢件奥氏体化后，先在一种强冷却介质中冷却，当钢件冷却到400

27、以下时，迅速转入另一种弱冷却介质中冷却的方法。见图3-8曲线2。碳钢常先水冷后油冷,合金钢常先油冷后空冷。优点：马氏体转变时产生的内应力小，减少了变形和开裂的可能性。缺点：操作复杂，要求操作人员具有经验。第53页/共75页（3）淬火冷却介质及方式（3）分级淬火钢件奥氏体化后，迅速淬入稍高于Ms点的恒温盐浴中，保温适当时间，在发生贝氏体转变之前，并且钢件内外都达到盐浴温度后取出空冷的方法。见图3-8曲线3。常用硝盐（55%KNO3+45%NaNO3)作盐浴。优点：减少热应力和相变应力，从而降低钢件变形和开裂的倾向。缺点：盐浴冷却能力小，只能处理小件应用：形状复杂和截面不均匀的小件（刀具）。第54

28、页/共75页图3-8 不同淬火方法示意图第55页/共75页（3）淬火冷却介质及方式（4）等温淬火钢件奥氏体化后，迅速淬入稍高于Ms点的恒温盐浴中，保温足够长时间，直至奥氏体完全转变为下贝氏体，然后出炉空冷的方法。见图3-8曲线4。优点：大大降低了淬火内应力，减少了变形。缺点：生产周期长，生产效率低。应用：形状复杂和精度要求高的小件，如弹簧、螺栓、小齿轮、轴及丝锥等。高合金钢较大截面零件的淬火。第56页/共75页二、钢的淬透性（1）淬透层深度以零件表面至内部半马氏体区（50%M）的距离为淬透层深度淬透层深度。钢件实际淬火的淬透层深度，随钢的淬火临界冷速、钢件截面尺寸和淬火介质的冷却能力而变化。图

29、3-9淬火时零件截面各层冷速与显微组织的关系第57页/共75页图3-10 淬火试样断面上马氏体量和硬度的变化第58页/共75页（2）钢的淬透性及测定方法钢在淬火时形成马氏体的能力叫做钢的淬透性淬透性。其大小用钢在一定条件下淬火形成的淬透层深度来表示。淬透性一般用“末端淬火法”来测量，见图3-11。其淬透性值用J 表示。其中J表示末端淬火的淬透性，d表示距水冷端的距离，HRC为该处的硬度。GB225-88.淬透性是钢的固有属性，取决于钢的淬火临界冷速的大小。HRCd第59页/共75页图3-11 末端淬火法测定钢的淬透性第60页/共75页（3）淬透性与淬硬性、淬透层深度淬硬性是指钢淬火后能够达到的

30、最大硬度。淬硬性主要与钢的碳质量分数有关。见图3-12。淬透性虽然用淬透层深度表示，但与零件实际淬透层深度不同。淬透性是钢在规定工艺条件下的一种性能，是确定的，可以比较的。零件实际淬透层深度是变化的，除与钢的淬透性有关外，还与零件尺寸大小及冷却介质的冷却能力有关。第61页/共75页图3-12 碳含量对马氏体硬度的影响第62页/共75页（4）淬透性的实用意义零件承受纯拉伸或压缩载荷时（拉杆），因要求截面上的机械性能相同，所以应选用淬透性好的钢。承受弯曲或扭转载荷的零件（轴类），外层受力大，心部受力小，可用低淬透性的钢。焊接结构用钢，应选用低淬透性钢，以防止焊缝热影响区形成马氏体，增大焊接变形和开

31、裂的倾向。第63页/共75页三、淬火缺陷变形与开裂是淬火最常见的两种缺陷。缺陷产生原因是由淬火应力引起的。淬火应力包括热应力（钢件内部温度分布不均引起的内应力）和组织应力（马氏体转变时体积膨胀不均匀引起的内应力）。淬火应力超过钢的屈服极限时，引起钢件变形。淬火应力超过钢的强度极限时，引起钢件开裂。第64页/共75页3.1.4 钢的回火将淬火后（或正火后）的钢件重新加热至Ac1以下某一温度，保温一定时间，然后出炉冷却到室温的热处理工艺叫做回火。一、回火目的（1）消除淬火产生的内应力，防止钢件开裂。（2）使不稳定的马氏体和残余奥氏体转变成稳定 组织，防止钢件尺寸改变。（3）获得要求的综合机械性能，

32、主要是塑性和韧 性。第65页/共75页二、回火工艺（1）回火温度低温回火低温回火温度范围一般为150250。组织：回火马氏体（低过饱和度的固溶体+碳化物）+残余奥氏体。性能特点：显著降低了淬火应力和脆性，保持高硬度（5864HRC）和高耐磨性。应用：淬火高碳钢和高合金钢的模具、量具及工具。第66页/共75页思考题在“淬火+低温回火”的热处理工艺中，淬火时要尽可能减少残余奥氏体，因为奥氏体是硬度低的塑性相，过多残余奥氏体的存在会使硬度不足。那么，能获得完全无残余奥氏体的的马氏体吗？为什么？由于马氏体是不稳定相，其中的碳原子有自发析出的倾向，那么，在低温回火时，碳原子除了以/过度碳化物析出外，有没

33、有可能扩散进入残余奥氏体中而使残余奥氏体变得更稳定（因为碳含量升高，Ms点降低）？试着查找这样的资料。第67页/共75页（1）回火温度中温回火回火温度一般为350500。组织：回火屈氏体（针状相+细小粒状和片状渗碳体）性能特点：应力基本消除，硬度有所降低（3545HRC），但具有极好的弹性极限和屈服强度。应用：处理各种弹簧。第68页/共75页（1）回火温度高温回火回火温度：500650。组织：回火索氏体（多边形+粒状渗碳体）。性能：综合机械性能最好，即强度、塑性和韧性具有最佳的配合，硬度一般为2535HRC。应用：通常把淬火+高温回火称为调质处理调质处理。主要用于中碳钢和低合金结构钢制造的各种

34、机械结构件，如连杆、轴、齿轮等。第69页/共75页调质与正火的比较钢调质处理后的机械性能和正火相比，不仅强度高，而且塑性和韧性也较好，见表3-2。调质渗碳体为粒状，正火渗碳体为片状。粒状组织对阻止断裂发展比片状有利。表3-2 45钢（20-40mm）调质和正火后的机械性能比较工艺工艺机械性能机械性能组织组织b,MN/m2,%k,KJ/m2HB正火正火调质调质700-800750-85012-2020-25500-800800-1200163-220210-250细片状珠光体细片状珠光体+铁素体铁素体回火索氏体回火索氏体第70页/共75页调质、正火、等温淬火与亚温淬火调质：只有在完全淬透得到马氏

35、体组织的条件下，通过高温回火才能获得优良的性能。因此，不适合过大和形状复杂的零件。易变形和开裂，工艺复杂。正火：工艺简单，经济，在零件性能要求不是很高时，多采用正火处理。等温淬火：在飞机和航天工业，为了减少零件变形，简化最终热处理操作，通常采用等温淬火来代替调质，同样可获得优良的性能。亚温淬火:将亚共析钢在Ac1Ac3之间的温度进行奥氏体化或形变，此时组织中保留部分铁素体，然后快速冷却淬火，最终组织为网状铁素体包围珠光体和马氏体力学性能特点是塑性好，强度和硬度高。第71页/共75页钢亚温淬火组织抗拉强度MPa规定非比例延伸强度MPa延伸率%钢正火组织图3-13 亚温淬火与正火组织及性能比较第7

36、2页/共75页（2）回火保温时间钢件淬火后应尽快回火，以防开裂。一般回火时间为13小时。或按经验公式确定：th=Kh+AhD式中 th回火时间（min)Kh回火时间基数（min)Ah回火时间系数（min/mm)D工件有效厚度（mm)回火条件回火条件回火条件回火条件300300CC以下以下以下以下300-450300-450CC450450CC以上以上以上以上气体气体气体气体盐浴盐浴盐浴盐浴气体气体气体气体盐浴盐浴盐浴盐浴气体气体气体气体盐浴盐浴盐浴盐浴K Kh h1201201201202020151510103 3A Ah h1 10.40.41 10.40.41 10.40.4第73页/共75页（3）回火后的冷却一般在空气中冷却，特殊情况（产生回火脆性），缓冷或急冷。第74页/共75页感谢您的观看！第75页/共75页