金属材料热处理 第九章 钢的热处理工艺 教案

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1、---------------------------------------------------------------------------------------------------09金属材料热处理第九章钢的热处理工艺教案第九章钢的热处理工艺本章教学目的：1介绍钢的常用热处理工艺及其应用。教学内容：（1）钢的退火、正火转变及应用；（2）钢的淬火工艺，钢的回火转变；（3）钢的淬透性、淬硬性的概念、影响因素及实际意义；（4）了解表面淬火及化学热处理。重点：（1）各类热处理（退火、正火、淬

2、火、回火）工艺—组织－性能－应用的规律和特点；（2）淬透性、淬硬性的概念与应用难点：淬透性、淬硬性的概念与应用钢的热处理工艺就是通过加热、保温和冷却的方法改变钢的组织结构以获得工件所要求性能的一种热加工技术。钢在加热和冷却过程中的组织转变规律为制定正确的热处理工艺提供了理论依据，为使钢获得限定的性能要求，其热处理工艺参数的确定必须使具体工件满足钢的组织转变规律性。根据加热、冷却方式及获得的组织和性能的不同，钢的热处理工——————————————————————————————————————————

3、—————---------------------------------------------------------------------------------------------------艺可分为普通热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热处理（表面淬火和化学热处理）及形变热处理等。按照热处理在零件整个生产工艺过程中位置和作用的不同，热处理工艺又分为预备热处理和最终热处理。§9-1的退火与正火退火和正火是生产上应用很广泛的预备热处理工艺。在机器零件加工过程中，退火和正火是一种先行工

4、艺，具有承上启下的作用。大部分机器零件及工、模具的毛坯经退火或正火后，不仅可以消除铸件、锻件及焊接件的内应力及成分和组织不均匀性，而且也能改善和调整钢的机械性能和工艺性能，为下道工序作好组织性能准备。对于一些受力不大、性能要求不高的机器零件，退火和正火亦可作为最终热处理。对于铸件，退火和正火通常就是最终热处理。一、退火目的及工艺退火是将钢加热至临界点Ac1以上或以下温度，保温以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。其主要目的是均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调节硬度，消除内应力，改善钢的

5、成形及切削加工性能，并为淬火做好组织准备等。退火工艺种类很多，按加热温度可分为在临界温度（Ac1或Ac3）以上或以下的退火。前者又称相变重结晶退火，包括完全退火、扩散退火、不完全退火和球化退火。后者包括再结晶退火及去应力退火。各种退火方法的加热温度范围如图10-1所示。按照冷却方式，退火———————————————————————————————————————————————--------------------------------------------------------------

6、-------------------------------------可分为等温退火和连续退火。（一）完全退火完全退火是将钢件或钢材加热至Ac3以上20～30℃，经完全奥氏体化后进行缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。它主要用于亚共析钢（ωc=0.3～0.6%），其目的是细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢加热至完全奥氏体化状态缓冷退火时，获得的片状珠光体，硬度偏高，切削加工性能不理想

7、，且较高碳量的过共析钢完全退火中还会有网状二次渗碳体析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低，故通常不采用完全退火。图10-1退火、正火加热温度示意图在中碳结构铸件、锻（轧）件中，常见的缺陷组织有魏氏组织、晶粒粗大和带状组织等。在焊接工件焊缝处的组织也不均匀，热影响区具有过热组织和魏氏组织，造成很大的内应力。魏氏组织和晶粒粗大能显著降低钢的塑性和冲击韧性。而带状组织使钢的机械性能出现各向异性，断而收缩率较低，尤其是横向冲击韧性很低。通过完全退火或正火，组织发生重结晶，使钢的晶粒细化、组织均匀，魏氏组织

8、难以形成，并能消除带状组织。完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1———————————————————————————————————————————————---------------------------------------------------------------------------------------------------以下较高温度范围内转变为珠光体，从而达到消除内应力、降低硬度和改善切削加