《金属材料热处理》ppt课件

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1、工程材料（4）第四章金属材料热处理第四章金属材料热处理热处理定义：在固态范围内，采用加热、保温和冷却等方法而改变金属材料的内部组织结构，从而改善金属材料力学性能的工艺方法金属材料。AA1T℃tMs4、去应力退火二、正火1.定义：加热到Ac3或Accm以上30～50℃，保温适当时间，在静止的空气中冷却，获得含有P的均匀组织。γ+ααγγ+Fe3Cα+Fe3C2、目的：正火所达到的效果与材料的成分及组织状态有关。（1）低C钢正火后，可得到较细的片状P，硬度较退火略高，利于切削加工，由于所得F晶粒较细，钢的韧性较好，板、管、带及型材等大多采用正火处理，以保证良好的力学性能的配合。（

2、2）●中C钢普通零件正火后组织细化，得到一定的力学性能，要求不高时，可代替调质处理作为最后热处理或为感应加热表淬前的预备处理●还可以消除魏氏组织，低合金结构钢（wt＜0.4%，如40Cr）可用正火代替完全退火作为切削加工前的准备，可缩短生产周期，降低费用。3）★过共析钢（工具钢、轴承钢）和渗C工件可用正火消除网状C化物。以便在球化退火中获得均匀的球状C化物。在用正火代替渗碳件的第一次淬火时，还能减少工件变形。4）大型锻件常采用正火作为最终热处理，可避免淬火时较大的开裂倾向（但不能充分发挥材料潜力）。正火后需高温回火（T=700℃），以消除应力，得到良好的力学性能。（5）铸钢件

3、正火，细化铸态组织（即细化铸件中粗大晶粒，消除由于截面尺寸不同在结晶过程中产生的显微组织的不均匀性，如等轴晶-柱状晶-粗晶）。改善切削加工性能由于铸件一般形状较复杂，偏析严重，韧性较差。∴在正火中应采用较为缓慢的加热，以免热应力造成变形开裂，加热T也较锻件高。退火和正火的加热温度正火完全退火球化退火去应力退火成分温度扩散退火组织：正火冷速快，P组织比退火态的片层间距小，领域也小性能：亚共析钢中：P越多，强度，硬度越高，韧性↓，塑脆转化T↑。Wc＜0.2%时，退正火机械性能相近。C%↑，正火硬度、强度比退火高，塑性低。三、退火、正火后的组织与性能钢的最重要的强化手段：淬火将钢加

4、热到Ac1或Ac3以上30～50℃，保温一段时间使钢奥氏体化后，以大于临界冷速冷却获得马氏体的热处理工艺目的：主要目的是：(工具钢)↑硬度、强度、耐磨性。（结构钢）与不同T的回火相配合，获得不同的强韧、塑的配合，满足不同的性能要求。临界冷速第二节钢的淬火奥氏体奥氏体晶界马氏体板条马氏体板条马氏体转变——无扩散型转变，切变板条M一、淬火加热温度l亚共析钢和共析钢:AC3+30～50℃？淬火后组织:均匀细小Ml过共析钢:AC1+30～50℃？淬火后组织：均匀细小M+粒状渗碳体二、淬火冷却介质保证工件冷速V＞临界淬火冷速VC。工件尺寸一定时，冷速越快：1.获得较大的淬硬深度。2.容

5、易引起变形开裂。水作为淬火介质（1）650～550℃:冷速＜200℃/s；M转变区(300～200℃），冷速：高达770℃/s优点：冷却能力强，清洁、安全、价格低，不需清洗。∴在可能情况下应广泛使用。缺点：M转变区冷速大，易开裂适用：形状简单，尺寸不大的碳钢件。盐水、碱水溶液（水中添加5～10%的盐、碱）在高温区（650～550℃）的冷却能力约为水的10倍缺点：①低温冷速仍很大。②对工件有腐蚀作用，淬火后必须清洗。③碱水对皮肤有刺激作用，且易于老化变质∴碱水使用受到一定的限制。适用范围：用于形状简单，尺寸较大的碳素结构钢件淬火，还可对大截面的碳素工具钢，低合金钢工件用盐-油双

6、介质淬火。3）油(主要用矿物油)特点：①低温冷速低，。②油高温冷却能力很小，只有水的1/3～1/6。)“C”鼻尖处冷速较低。截面较大的C钢及低合金钢不易淬硬，∴主要用于形状复杂的中小型合金钢（A稳定性大，“C”曲线靠右→淬透性大）或尺寸小的碳钢。650~550℃300~200℃20℃静水180℃/s770℃/s20℃循环水360℃/s770℃/s10号机油60℃/s27℃/s3.淬火应力与控制淬火应力形成原因（1）热应力：零件不同部位冷却不均衡引起。（2）组织应力：零件不同部位M转变不同时引起。时间特性瞬时应力—热处理过程中形成的内应力残余应力—热处理后零件内存在的应力变形开

7、裂减小变形的措施1、合理选材，正确设计结构2、正确锻造和进行预备热处理3、采用合理的热处理工艺三淬火冷却方法:（1）单介质淬火（2）双介质淬火（为减小淬火应力）（3）M分级淬火（为减小淬火应力）（4）B等温淬火：为获得下贝氏体组织。（5）冷处理：为获得最大量M，减少AB时间温度A1PMAMs①②③⑤室温1、直接淬火（directquenching）适用：无尖锐棱角，和截面形状无突变的形状简单的碳钢和合金钢工件。不适用：处理高碳钢件和形状复杂的工件。例：手用锯条T10T12油淬（1418）2、双液淬火法特