[精选]钢的热处理工艺技术11209.pptx

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1、结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺第五章钢的热处理工艺供应窄带钢行业热处理设备结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺教学内容5.1钢的退火与正火工艺5.2钢的淬火与回火5.3钢的表面热处理5.4钢的化学热处理一般要求 1.钢在加热和冷却时组织转变的机理；2.各种热处理的具体工艺过程；3.钢在加热和冷却过程中产生的缺陷.结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU

2、教程首页第五章钢的热处理工艺 1.钢在加热时组织转变的过程中及影响因素；2.本质晶粒度与实际晶粒度的含义，控制晶粒度大小的因素；3.共析钢奥氏体等温冷却曲线中各条线的含义。C曲线中种温度区域内奥氏体转变产物的组织形貌，性能特点。4.非共析钢C曲线与共析钢C典线的差别及影响C典线的因素；5.奥低体连续冷却转变曲线的特点，冷却速度对钢的组织变化和最终性能的影响；6.各种热处理的定义、目的、组织转变过程，性能变化，用途和适用的钢种，零件的范围。重点掌握结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 51 钢的退火与正

3、火工艺一、退火（将钢件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。）退火工艺曲线结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 1完全退火加热温度：Ac3以上20-30度组织：P+F目的：细化，均匀化粗大、不均匀组织接近平衡组织消除内应力应用范围：亚共折钢，共析钢，不适用于过共析钢。2球化退火（不完全退火）加热温度：Ac1以上20-40度应用范围：过共析钢，共析钢组织：球状P（F+球状Cem）目的：使Cem球化HRC，韧性切削性为淬火作准备结束放映下一页上一页本章首页 Engineering

4、MaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 1050-1150，10-20h,P+F或P+Fe3CII目的：消除偏析后果：粗大晶粒（应用完全退火消除）4再结晶退火加热温度：Ac1以下50-150度，或T再+30-50度目的：消除加工硬化5去应力退火500-650 3扩散退火（均匀化退火）结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺二、正火（空冷）Ac3或Accm+30-50 组织：S+（F或Fe3C）应用：（1）作最终热处理，普通结构钢零件目的：a.细化A晶粒，组织均匀化 b.减少亚共

5、析钢中F%P%，c.P细化强度，韧性、硬度（2）预先热处理 a.消除不均匀组织（魏氏组织，带状组织）；b.细化组织为淬火、调质作准备 c.使过共析钢中Fe3CII使其不形成连续网状，为球化作准备（3）改善切削加工性能（低碳钢）结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺以45#钢为例的正火工艺曲线：保温时间的经验公式:=KD(单位为min,式中,K加热系数,一般K=1.5-2.0m/min,若装炉量大则可延长保温时间,D工件有效厚度,单位为m)操作步骤如下：入炉保温出炉空冷结束放映下一页上一页本章首页

6、 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺三、退火、正火的选择正火：冷速快，材料组织细化，机械性能好1切削加工低碳钢正火中高碳钢完全退火高碳钢、合金工具钢正火球化退火2作为最终热处理正火3为最终热处理提供良好的组织状态4.正火可替代完全退火以提高效率结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 5.2 钢的淬火与回火一、淬火：加热到AC3、AC1相变温度以上，保温，快速冷却M+A1淬火温度的决定亚共析钢 Ac3+30-50 度共析钢 Ac1+30-50 度过共析

7、钢Ac1+30-50 度A、保留一定的CemHRC，耐磨性B、A 中C%M 中C%M 脆性A 中C%M过饱和度残余AC、防止A 粗大淬火温度过高A粗大M粗大力学性能，淬火温度过高A粗大M粗大淬火应力变形，开裂结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 2淬火介质理想：650 以上，慢，减小热应力650-400，快，避免C曲线400 以下，慢，减轻相变应力理想淬火冷却曲线示意图不同淬火方法示意图结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热

8、处理工艺以45#钢为例的淬火工艺曲线：入炉保温出炉油冷(或水冷)油冷MT结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺二、钢的淬透性1淬透性：淬火条件下得到M组织的能力，取决于VK（上临界冷却速度）2淬硬性：钢在淬火后获得硬度的能力，取决于M中C%，C%淬硬性结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 3影响淬透性的因素VK，C曲线C%亚共析钢C%淬透性，过共析钢C%淬透性奥氏体化温度 Tt 淬透性合金元素除Co%以外，

9、C 曲线右移，淬透性未溶第二相淬透性影响C曲线的因素结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺（1）根据服役条件，确定对钢淬透性的要求选材的依据（2）热处理工艺制定的依据（3）尺寸效应4淬透性的应用结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺三、回火a.消除淬火应力，降低脆性b.稳定工件尺寸，由于M，残余A不稳定c.获得要求的强度、硬度、塑性、韧性。2钢在回火时的组织转变a.马氏体分解（200 以下）：析出-Fe2.4C碳化物

10、（亚稳定）组织：回火马氏体M过饱和固溶体十亚稳定碳化物（极细的)作用：晶格畸变降低，淬火应力有所下降。b.残余A分解（200-300）：AM（或AB下）组织：回火马氏体Mc.回火屈氏体T形成（250-400）：Fe3C;F维持M外形组织：回火屈氏体T(F+Fe3C)d.碳化物的聚集长大，铁素体的回复与再结晶（400）组织：回火索氏体SF（等轴晶）+Fe3C（粒）1回火目的（淬火组织的问题）结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 3回火工艺组织性能关系（1）低温回火（150-250）回火马氏体M降低淬火应力，

11、提高韧性，保证高硬度（HRC58-64）和耐磨性高碳的工具、模具、滚动轴承，渗碳与表面淬火的零件（2）中温回火（350-500）回火屈氏体 T 高弹性极限和屈服强度，一定的韧性，硬度一般为HRC35-45 弹簧（3）高温回火（500-650）回火索氏体 S 淬火高温回火调质处理综合机械性能好(强度、韧性、塑性的配合)，硬度一般为HRC25-35 承受交变载荷，连杆、轴、齿轮等重要结构件最终热处理精密量具、模具预先热处理结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 45钢 400回火索氏体正火与调质处理的比较：

12、45钢 b(MN/m2)(%)ak(kJ/m2)HB 组织正火 700-800 12-20 500-800 163-220 细片S+F调质 750-850 20-25 800-1200 210-250 细粒S结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺硬度：200度以下，HRC不变。200-300度，M分解，残余A转变为马氏体，硬度降低不大，高碳钢硬度,有一定的升高。300度，HRC降低。韧性：400度开始升高，600度最高。弹性极限：在300-400度最高。塑性：在600-650度最高。1、高碳回火马

13、氏体：强度、硬度高、塑性、韧性差2、低碳回火马氏体：高的强度与韧性，硬度、耐磨性也较好。3、回火屈氏体：屈服强度与弹性极限高4、回火索氏体：综合机械性能。（4）回火温度与机械性能的关系结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺（5）回火脆性（1）低温回火脆性（250-400）碳化物片沿M晶界析出避免在此温度回火（3）高温回火脆性（450-650）P等元素在原A晶界偏聚，慢冷时Cr、Ni等促进偏聚Mo等抑制偏聚减少P等杂质元素，添加Mo等合金元素结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMater

14、ialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺回火类型回火温度组织性能及应用组织形态低温回火 150250回火M（M）保持高硬度，降低脆性及残余应力，用于工模具钢，表面淬火及渗碳淬火件过饱和a-Fe+e碳化物中温回火 350-500回火屈氏体（T）硬度下降，韧性、弹性极限和屈服强度，用于弹性元件保留马氏体针形F+细粒Fe3C高温回火 500-650回火索氏体（S）强度、硬度、塑性、韧性、良好综合机械性能，优于正火得到的组织。中碳钢、重要零件采用。多边形F+粒状Fe3C5回火工艺及其应用记注：淬火+高温回火调质处理结束放映下一页上一页本章首页 Engineering

15、MaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺以45#钢为例的调质工艺曲线：淬火+高温回火调质处理结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 5.3钢的表面热处理表面淬火：不改变表面化学成分，只改变其表面组织的局部热处理方法。目的：心部保持较高的综合机械性能，表面具有高硬度和耐磨性。一、感应加热表面淬火1原理交变磁场感应电流工件电阻加热，集肤效应表面加热2分类a.高频200-300KHz，淬硬深度0.5-2mm小工件b.中频2500-8000Hz淬硬深度2-5mm尺寸较大的工件c.低

16、频50Hz 淬硬深度10-15mm大型工件d.超音频30-40KHz3钢种中碳钢和中碳低合金钢磨损部位（高硬度，耐磨）结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 a.加热速度快几秒几十秒b.加热时实际晶粒组小，淬火得到极细马氏体，硬度，脆性c.残余压应力提高寿命d.不易氧化、脱碳、变形小e.工艺易控制，设备成本高4特点锻造退火或正火粗加工调质精加工表面淬火低温回火（粗磨时效精磨）5工艺路线结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处

17、理工艺 5.4钢的化学热处理一、渗碳：AC3以上；900950，低碳钢1目的及应用提高表面硬度，耐磨性，而使心部仍保持一定的强度和良好的塑性和韧性2钢种低碳钢，低碳合金钢3加工工艺路线锻造正火切削加工渗碳淬火（直接淬火、一次淬火，二次淬火）低温回火喷丸磨削结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺（1）直接淬火（如图a、b曲线）奥氏体晶粒大，马氏体粗，残余A多，耐磨性低，变形大。只适用于本质细晶钢或耐磨性要求低和承载低的零件。（2）一次淬火（如图c曲线）心部要求高时AC3以上表面要求高时AC1以上30-500（

18、3）二次淬火（如图d曲线）第一次，改变心部组织AC3以上30-500 第二次，细化表面组织AC1以上30-500 4渗碳工艺-组织-性能关系加热温度，保温时间渗碳层厚度结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺二、氮化（含Al,Cr,Mo，V的钢）它系指在一定温度（一般在AC1）以下，使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。其目的是使工件表面获得高硬度和良好的耐蚀性能，且因氮化温度低、变形小，因此在工艺中的应用也非常广泛。常用的氮化方法又气体氮化、离子氮化、氮碳共渗（软氮化）等。1、气体氮化气体氮化是将工件

19、放在密封的炉内加热，并通入氮气。渗碳的加热温度低（小于Ac1温度，钢的组织处于铁素体状态），因此工件变形小、氧化脱碳少。气体氮化的原理：氨气在300 以上是便可以受热分解出活性氮原子，即：2NH33H2+2N活性氮原子被钢的表面吸收，形成固溶体和化合物。结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺气体氮化的温度低500600 变形小，对心部调质组织影响小气体氮化的工艺路线：锻造退火机械粗加工调质半精加工去应力退火粗磨氮化精磨说明：为保证零件的心部具有良好的综合力学性能，氮化前要经过调质处理；为减少在氮化中的变形

20、，在切削加工后要进行去应力退火。氮化作为最后工序气体氮化的时间长3050h气体氮化的硬度高HV1000-1100高耐磨性，热硬性气体氮化高的疲劳强度和抗腐蚀性能结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺钢的氮化层显微组织400X钢的氮化层显微组织结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 A3钢多元共渗渗层X40042rMo钢多元共渗组织X400结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT

21、,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 B-AlB-Al共晶组织（菊花状）B-Al-W共晶组织（三角形）B-Al亚共晶组织（树枝状）结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 5.5其它热处理加热与保温过程中的氧化与脱碳一、可控气氛热处理二、真空热处理快速加热与冷却三、激光加热表面淬火形变与相变结合综合强化四、形变热处理结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 5.6表面处理加热与保温过程中的氧化与脱碳一、可控气氛热处理

22、二、真空热处理快速加热与冷却三、激光加热表面淬火形变与相变结合综合强化四、形变热处理结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 4合金元素对回火转变的影响a.提高回火稳定性b.回火稳定性：指钢在回火时，抵抗回火造成软化的能力c.增大回火脆性回火脆性：指随回火温度升高时，在250400 和450-650 两个区出现冲击韧性明显下降的脆化现象。b.产生二次硬化结束放映下一页上一页本章首页 EngineeringMaterialsMAT,SWJTU 教程首页第五章钢的热处理工艺 4合金元素对回火转变的影响二

23、次硬化效应：一些Mo、W、V含量较高的钢回火时，硬度并不随回火温度的升高单调降低，而是在某一温度（约400）后反而开始增大，并在另一更高温度（550）达到峰值。如图钼钢合金9、静夜四无邻，荒居旧业贫。5月-235月-23Tuesday,May23,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。23:51:3623:51:3623:515/23/202311:51:36PM11、以我独沈久，愧君相见频。5月-2323:51:3623:51May-2323-May-2312、故人江海别，几度隔山川。23:51:3623:51:3623:51Tuesday,May23,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。

24、5月-235月-2323:51:3623:51:36May23,202314、他乡生白发，旧国见青山。23五月202311:51:36下午23:51:365月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。五月2311:51下午5月-2323:51May23,202316、行动出成果，工作出财富。2023/5/2323:51:3623:51:3623May202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。11:51:36下午11:51下午23:51:365月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。5月-235月-23Tuesday,May23,202310、很多事情努

25、力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。23:51:3623:51:3623:515/23/202311:51:36PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。5月-2323:51:3623:51May-2323-May-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。23:51:3623:51:3623:51Tuesday,May23,202313、不知香积寺，数里入云峰。5月-235月-2323:51:3623:51:36May23,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。23五月202311:51:36下午23:51:365月-2315、楚塞

26、三湘接，荆门九派通。五月2311:51下午5月-2323:51May23,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/5/2323:51:3623:51:3623May202317、空山新雨后，天气晚来秋。11:51:37下午11:51下午23:51:375月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。5月-235月-23Tuesday,May23,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。23:51:3723:51:3723:515/23/202311:51:37PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。5月-2323:51:3723:51May-2323-May-2312、越是无

27、能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。23:51:3723:51:3723:51Tuesday,May23,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。5月-235月-2323:51:3723:51:37May23,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。23五月202311:51:37下午23:51:375月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。五月2311:51下午5月-2323:51May23,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/5/2323:51:3723:51:3723May202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。11:51:37下午11:51下午23:51:375月-23MOMODAPOWERPOINTLoremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.Fusceidurnablandit,eleifendnullaac,fringillapurus.Nullaiaculistemporfelisutcursus.感谢您的下载观看专家告诉

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