金属材料及热处理ppt课件

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1、第四章退火与正火ChapterIVAnnealingandNormalizing将金属及其合金加热、保温和冷却，使其组织结构达到或接近平衡状态的热处理工艺称为退火或正火。退火一般是在炉内缓冷，正火一般是空冷。主要应用于各类铸、锻、焊工件的毛坯或半成品，消除冶金及热加工过程中产生的缺陷，并为以后的机械加工及热处理准备良好的组织状态。因此，通常把退火及正火称为预先热处理。此外，通过正火可以细化组织，适当提高强度，也可作为某些钢件的最后热处理工艺。钢的退火与正火工艺需遵循奥氏体形成和珠光体转变的基本规律。§4.2

2、正火工艺概念目的与应用组织与性能工艺缺陷§4.1退火工艺§4.2正火工艺§4.3退火、正火后的组织性能及工艺缺陷将亚共析钢加热到Ac3以上(30～50)℃、过共析钢加热到Acm以上（30～50）℃，保温一定时间后在空气中冷却的热处理工艺方法。加热温度要足够高，一般要求得到均匀的单相奥氏体组织，工件透热均温后再于空气中自然冷却。过冷奥氏体在空冷中发生共析转变，在亚共析及过共析钢中还将析出先共析产物——铁素体或Fe3C。目的与应用：⑴改善切削加工性金属的最佳切削加工硬度为170~230HBS。wC<0.25%，

3、退火后硬度过低，粘刀，表面粗糙，正火→细片P，140~190HBS；同时F晶粒较细，钢的韧性较好，因此，用低碳钢制造的板、管、带及型材等多采用正火处理，保证较好的力学性能组合。⑵提高力学性能对于受力不大、性能要求不高的普通结构零件可作为最终热处理代替调质处理，操作简单，减少工序，节约能源，提高生产效率。目的与应用：⑶消除过共析钢中的网状碳化物过共析钢在淬火前进行球化退火，以便于进行机械加工，并为淬火作好组织准备。但当钢中存在严重的网状K时，球化退火效果不好。正火在空气中冷却速度较快，二次渗碳体不能像退火时那

4、样沿晶界完全析出形成连续网状，可以抑制或消除网状二次渗碳体的形成，有利于球化退火。⑷改善冶金及热加工过程中造成的某些组织上的缺陷中碳结构钢的轧、锻、铸及焊件，热加工后容易出现晶粒粗大的过热组织如魏氏组织和带状组织，正火可细化晶粒、均匀组织、消除内应力，可作为最终热处理之前的预备热处理。⑸避免淬火时的变形和开裂中、高碳钢及中高碳合金钢大型锻件，淬火易出现变形开裂，常采用正火作为最终热处理，正火后需进行高温回火（550～600）℃，以消除应力得到良好的综合力学性能。§4.3退火、正火后的组织性能及工艺缺陷组织特

5、点：钢经退火或正火得到先共析相（F或K）+P。伪共析组织：冷却速度快，使共析成分不是一点而是一个范围，随冷却速度提高，这个范围变大。因此，退火或正火后得到的P量比按平衡相图计算的要多。钢在退火、正火后的组织及性能与钢的成分、原始组织状态、工艺规范等因素有关。对于化学成分较均匀的轧材，锻件在不同退火或正火制度下能够得到的组织和硬度可以从钢的过冷奥氏体转变曲线上来判断。经完全退火与正火后的组织有以下区别：（1）正火的珠光体比退火状态的片层间距小，领域也较小。（2）亚共析与过共析钢由于正火的冷却速度较快，因此先共

6、析产物（自由铁素体、Fe3C）不能充分析出，即先共析析出相数量较平衡冷却时较少。同时，由于奥氏体的成分偏离共析成分而出现伪共析组织。对于过共析钢而言，退火后的组织为珠光体+网状碳化物。正火时网状碳化物的析出受到抑制，从而得到全部细珠光体组织，或沿晶界仅析出一部分条状碳化物（不连续网状）。（3）合金钢由于合金钢中网状碳化物更稳定，不易充分固溶到奥氏体中，因此，在退火后不易形成层状珠光体而呈粒状珠光体。而在正火后由于粒状索氏体或屈氏体硬度较高，故合金钢很少将正火作为切削加工前的预备组织。（4）过热正常规范下通过

7、退火、正火均使钢的晶粒细化。但如果加热温度过高，使奥氏体晶粒粗大，在正火后极易形成魏氏组织，在退火后则形成粗晶粒的组织。性能：F：强度低，塑性和韧性好P：强度较高，塑性和韧性较F差；力学性能强烈依赖于P片间距或K颗粒的间距。随片间距减小或颗粒间距减小，强度、塑性提高。组织与性能间的关系：对于亚共析钢，正火与退火后强度可由下式表达：钢中珠光体含量越多，强度、硬度越高，韧性下降，临界脆化温度提高。当wC<0.2％时，正火与退火钢的机械性能相近，当wC升高时，正火比退火组织的硬度、强度都高，但塑性较低。珠光体中碳

8、化物被球化后，可在强度变化不大的条件下改善钢的塑性和韧性。常见工艺缺陷：3.1硬度偏高/highhardness常在wC>0.45％的中、高碳钢锻件中出现退火时A化T低，冷却过快，球化不充分或K弥散度较大。也往往与装炉量过大、炉温不均匀有关。可通过第二次退火改善。3.2过热/Overheat加热T过高，保温t过长及炉内T不均匀等均可造成局部过热。当冷却较快时，中碳钢中常出现粗大魏氏组织，使钢的机械性能恶化。可通过