(6)--4.3钢铁材料热处理工艺.ppt

《(6)--4.3钢铁材料热处理工艺.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(6)--4.3钢铁材料热处理工艺.ppt（43页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、4.2 钢的热处理原理总结010203总 结两种冷却方式三种转变类型 两个重要工具习题讨论习题讨论4.3 钢铁材料热处理工艺Heat treatment process of steels and cast irons一、退火与正火1、定义、目的退火钢加热到AC1(Accm)以上或以下，保温、炉中缓冷，以获得近于平衡组织结构的热处理工艺。正火钢加热到AC3(Accm)3050，保温，空冷。低温退火低温退火再结晶退火再结晶退火扩散退火扩散退火球化退火球化退火正火正火完全退火完全退火扩散退火扩散退火球化退火球化退火正火正火完全退火完全退火再结晶退火再结晶退火低温退火低温退火0.2 0.4 0.6

2、0.8 1.0 1.2 1.4WC/%50060070080090010001100温度温度/（a）加热温度加热温度（b）工艺规范工艺规范AC3AC1温度温度时间时间图图4-29 各种退火与正火工艺规范各种退火与正火工艺规范Fig.4.29 Specifications of various of annealing&normalizing正火与退火的主要区别：正火与退火的主要区别：冷却速度的不同冷却速度的不同晶粒细小空冷，冷却快，组织细小，力学性能好。炉冷，冷却慢。正火正火退火退火退火与正火的目的()调整硬度以便于切削加工；消除残余应力，防止钢件在淬火时产生变形或开裂；细化晶粒、改善组织以提

3、高钢的力学性能。为最终热处理作组织上的准备。正火是在（）中冷却。炉子空气水ABC提交单选题2分退火与正火由于冷却速度不同获得的晶粒度也不同，一般（）获得的晶粒更细。正火退火AB提交单选题2分2.退火的种类、工艺特点及应用Types,technology feature and application of annealing1）完全退火钢加热至AC3+3050，保温、缓冷至500出炉空冷。细化晶粒，降低硬度，改善切削性能，消除热加工组织缺陷、内应力等。应用：亚共析成分碳钢和合金钢铸件、锻件、焊件及热轧型材。2）球化退火钢加热到AC1+1020，保温24h使Fe3C球状化，随炉缓冷形成球化体组织

4、（F基体+球状或粒状Fe3C）。用于共析或过共析成分碳钢及合金钢。低温退火低温退火再结晶退火再结晶退火扩散退火扩散退火球化退火球化退火正火正火完全退火完全退火扩散退火扩散退火球化退火球化退火正火正火完全退火完全退火再结晶退火再结晶退火低温退火低温退火0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4WC/%50060070080090010001100温度温度/（a）加热温度加热温度（b）工艺规范工艺规范AC3AC1温度温度时间时间图图4-29 各种退火与正火工艺规范各种退火与正火工艺规范Fig.4.29 Specifications of various of annealing&nor

5、malizing3）等温退火钢加热到AC3+3050（亚共析）或AC1+1020（共析、过共析），保温，快冷到P区等温，获得P后空冷。可明显缩短工艺周期。用于合金工具钢、高合金钢等。4）均匀化退火（扩散退火)铸锭、铸件、锻坯加热至AC3150250，保温1015h，缓冷。消除枝晶偏析，成分均匀化。但晶粒粗大，需完全退火或正火细化组织。5）去应力退火钢加热到AC1以下100200(一般500650)，保温，缓冷至200300，空冷。消除铸、锻、焊、冷冲压及机加工残余应力，稳定尺寸，减小变形。6）再结晶退火加热A1以下（TR+150250），保温，炉冷或空冷。冷塑性变形加工件，消除加工硬化，提高塑

6、性。完全退火适用于（）成分的碳钢或合金钢。亚共析共析过共析ABC提交单选题2分球化退火适用于（）成分的碳钢或合金钢。亚共析共析过共析ABC提交多选题2分扩散退火的目的是（）。消除枝晶偏析消除加工硬化促进成分均匀化细化组织ABCD提交可为此题添加文本、图片、公式等解析，且需将内容全部放在本区域内。正常使用需3.0以上版本扩散退火不能细化组织，反而会造成晶粒粗大。多选题2分答案解析均匀化退火后晶粒粗大，通常需要进行（）来细化晶粒。正火完全退火球化退火去应力退火ABCD提交多选题2分3.正火的主要应用1）低、中碳钢的预先热处理，调整硬度，改善切削加工性，淬火作准备。2）消除网状Fe3C，为球化退火作

7、准备。3）普通零件最终热处理。工序安排：毛坯生产之后，粗、半精加工之前。正火在球化退火之前进行，目的是为消除（）。块状渗碳体AB提交网状渗碳体条状渗碳体C单选题2分二、淬火与回火quenching and tempering淬火钢加热到AC1或（AC3）以上，保温后以大于Vkc的速度冷却，获得M或B下组织的热处理工艺。回火将淬火钢加热到A A1 1下某一温度下某一温度后进行冷却的热处理工艺。C曲线向右移，上临界冷却速度减小，则钢的淬透性（）。增强降低不变ABC提交单选题2分1.淬火工艺特点1)1)淬火加热温度淬火加热温度亚共析钢（AC3+3050，粗大M，性能差，变形。A1EGPSQA3Acm

8、1100900700t/0.772.11Wc/%碳钢淬火加热温度范围碳钢淬火加热温度范围AA+Fe3CP+Fe3CF+PPF+A共析、过共析钢（0.77）AC1+3050淬火 M细+Fe3C少+AR少Accm，A含碳量增加，MS线降低,AR，硬度、耐磨性下降，钢的脆性增加。所有的钢进行淬火时都是先要加热到单一的奥氏体区。正确错误AB提交单选题2分2）淬火冷却介质(cooling medium of quenching)由C曲线知：650以上，缓冷；650400，速冷(Vk)，不产生P；300200，缓冷，减小应力、变形、开裂。MSA1时间时间 t温度温度/图图430 淬火理想冷却过程淬火理想冷

9、却过程常用冷却介质水及水溶液冷却能力强，成本低，应力大，易变形、开裂。油300200冷速小，减小变形、开裂。650500不易淬硬。3）淬火方法单液淬火：水、油双液淬火：水油分级淬火：MS附近等温淬火：MS以上冷处理：ARM -70-80MSA1时间时间 t温度温度/图图4-30 淬火理想冷却过程淬火理想冷却过程（1）（2）（4）（3）2、回火(Normalizing)1）目的降低脆性，减少或消除内应力，防止变形、开裂；获得要求的力学性能；稳定工件尺寸，M、AR易分解，产生变形；高淬透性钢，空冷M，高温回火软化。2）种类（）低温回火（550），S回性能：强度、硬度较高，塑性、韧性较好，综合的力学

10、性能。淬火高温回火，称为“调质”。应用：轴、齿轮、连杆、螺栓等，也可作为精密零件、量具的预备热处理。弹簧最终热处理时，淬火后应进行（）回火。高温低温中温ABC提交单选题2分低温回火中的组织具有很高的硬度，称为（）。回火索氏体回火托氏体回火马氏体ABC提交单选题2分244872960120Ak/JAk1002003004000500HBSHBS40020060080010001200b、S/MPab S12.525.037.550.0062.5、/%300300400400500500600600温度温度t/t/图图4 4-27 40-27 40钢回火温度与力学性能的关系钢回火温度与力学性能的关

11、系 随回火温度升高，钢的强度、硬度下降，塑性、韧性上升。3 3、淬火钢在回火时的转变、淬火钢在回火时的转变(P101)(P101)（1 1）回火过程中的性能变化回火过程中的性能变化100100 200200 300300 400400 500500 600600 700700回火温度回火温度t/t/50501001001501502002002502500 0冲击值冲击值a ak k/J/Jcmcm-2-2图图4 4-28 -28 回火温度与合金钢韧性的关系回火温度与合金钢韧性的关系（2）回火脆性（）1 1）低温回火脆性（第一类）低温回火脆性（第一类回火脆性）回火脆性）在250400回火，沿M

12、晶界析出Fe3C，冲击韧性下降。无法消除，不可逆,不在此温度范围回火。快冷快冷慢冷慢冷2 2）高温回火脆性（第二类回火脆性）高温回火脆性（第二类回火脆性）在450650范围内回火后缓慢冷却，某些杂质及合金元素在原A晶界偏聚，产生脆性。重新加热快速冷却，脆性消除可逆。可加入W、Mo等元素抑制晶界偏聚。淬火的钢在回火时，随回火温度升高，钢的强度、硬度会下降，塑性、韧性会上升。正确错误AB提交单选题2分三、钢的淬透性The hardenability of steels1、概念（）淬透性淬透性：钢淬火时获得淬透层深度的能力。由半马氏体区（50%的M组织）到表面的垂直距离。淬硬性淬硬性：钢在淬火后能达

13、到的最高硬度，即理想条件下形成M的最高硬度，主要取决于M的含碳量。2、淬透性对钢力学性能的影响淬透性高的钢，调质处理后从表层到心部都具有较高的强度和韧性；但淬透性低的钢，心部组织为片状P（或S），韧性较低。3、影响淬透性的因素1 1）化学成分）化学成分亚共析钢，WC，VK，淬透性；过共析钢，WC，VK，淬透性；除Co外，Me溶入A，C曲线右移，增加过冷A的稳定性，VK，淬透性。2 2）奥氏体化条件）奥氏体化条件温度越高、保温时间越长，A晶粒粗大，成分均匀，其稳定性增加，VK，淬透性提高。4.淬透性的测定与表示方法末端淬火法末端淬火法测量试样距末端长度方向上硬度分布曲线用 表示45 50%M，3mm40Cr 50%M，10.5mm淬透性：40Cr 45水水12.512.52830251003图图4-34 末端淬火法末端淬火法5.淬透性的应用1）大截面、形状复杂，承受动载荷和轴向受拉、压的零件，如连杆、螺栓、锻模、锤杆等，选淬透性好的材料；2）承受弯、扭的轴类、齿轮类零件，耐磨并受冲击，应力集中在表层，选差点；3）弹簧类，交变载荷，选淬透性好；4）焊接件，易开裂，选差一点。