热处理原理与工艺教学PPT淬火与回火

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1、1第10章淬火与回火热处理原理与工艺第10章淬火与回火2第10章淬火与回火导读通过学习本章，主要掌握掌握钢的淬透性和淬硬性及其影响因素，掌握常用淬火介质的特性；掌握常用淬火工艺方法。3第10章淬火与回火第10章钢的淬火及回火第一节定义、目的、必要条件淬火定义：把钢加热到临界点AC3或AC1以上，保温并随之以大于临界冷却速度VC冷却，以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。淬火的目的：提高零件的硬度，强度，耐磨性。结构钢通过淬火，回火获得良好的综合机械性能，改善钢的物理和化学性能。例如：提高磁钢的

2、磁性，不锈钢淬火以消除第二相，从而改善其耐蚀性。4第10章淬火与回火65钢(0.60%C)淬火组织45钢(含0.45%C)正常淬火组织5第10章淬火与回火必要条件：1、临界点以上，获得奥氏体，2、大于临界冷速，得到M、B下。6第10章淬火与回火第二节淬火介质淬火介质：为实现淬火目的用的冷却介质。理想淬火介质：在过冷奥氏体最不稳定区域（珠光体转变区）具有较快的冷却速度，而在MS附近的温度区域冷速比较缓慢，它可以减少淬火内应力。避免淬火变形开裂；分类：固态、液态、气态。7第10章淬火与回火理想淬火曲线示意图M

3、sMf8第10章淬火与回火一、淬火介质的冷却作用淬火介质有固态、液态、气态。对固态介质，或者是静止接触(热传导问题)，如是沸腾床冷却，则主要与其冷却特性有关。气态，则是气体介质加热的逆过程。最常用介质为液态介质，淬火时不仅发生传热作用，还会产生物态变化，因此过程较为复杂。9第10章淬火与回火有物态变化的介质冷却过程可分为三个阶段：1．蒸气膜阶段：紧贴工件形成连续的蒸汽膜；冷却主要靠辐射传热，冷却速度较缓慢。2.沸腾阶段：蒸汽膜厚度减薄并在越来越多的地方破裂，使工件与液体直接接触，冷却速度较快，取决于淬火介

4、质的汽化热，汽化热越大，冷却速度也越快。3.对流阶段：表面的温度降至介质的沸点或分解温度以下时，工件的冷却主要靠介质的对流进行，此时对流传热起主导作用10第10章淬火与回火11第10章淬火与回火无物态变化的淬火介质：淬火冷却：主要靠对流散热。温度较高时辐射散热占有很大比例，也有传导传热。二、淬火介质冷却特性的测定略12第10章淬火与回火三、常用淬火介质及其冷却特性1．水：良好的物理化学性能，来源丰富。冷却特性：1）水温对冷却特性影响很大，随水温提高水的冷却速度降低，特别是蒸汽膜阶段延长，特性温度降低。2）

5、水的冷却速度快，400~100℃温度范围内的冷却速度特别快。3）循环水的冷却能力大于静止水的冷却能力。特别是蒸汽膜阶段的冷却能力提高得更多。13第10章淬火与回火14第10章淬火与回火2．碱或盐的水溶液水中溶入盐碱等物质，减少了蒸汽膜的稳定性，使蒸汽膜阶段缩短，特性温度提高从而加速冷却速度，10%食盐水溶液的冷却能力650~400℃范围内有最大冷却速度，食盐水溶液在食盐浓度较低时随食盐浓度的增加而提高，冷速均大于纯水的，20℃的碱溶液也具有很高的冷却能力，随温度提高冷却能力降低，表面银白色、好的外观，腐蚀

6、严重。15第10章淬火与回火50％NaOHNaCl溶液16第10章淬火与回火3．油冷却能力比水差，但马氏体转变区冷速较慢。油的冷却过程也具有三个阶段：(1)油在沸腾时还伴随油的分解。因此，油中包围工件的蒸汽膜与水中冷却不同，它具有油的分解产物与油沸腾产生的混合气体蒸汽膜。此外，油的特性温度(500℃以上)比水(300℃左右)高。17第10章淬火与回火(2)油沸腾是在一个温度范围(250一400℃)内，比水沸腾温度(100℃)高得多；这就使油冷却过程中对流传热阶段开始温度比较高，对流阶段范围比较宽。这个温度

7、范围正是所要求的缓慢冷却的马氏体转变区，工件正好在油中冷却曲低温阶段以饺小的对流热交换进行冷却，因此工件在油中冷却变形与开裂倾向较小。18第10章淬火与回火19第10章淬火与回火1.水；2.油；3.水与油20第10章淬火与回火保质措施：控制油温，防止局部过热，最好有循环装置；避免水分带入；经常清除油渣和氧化皮，保持油的纯洁，及时补充新油。21第10章淬火与回火光亮淬火油：用于可控气氛热处理，它使工件淬火后，能达到表面光洁，不氧化(天氧化皮)。要求：冷却性能好，耐老化；水分低，含硫最少；耐热稳定性好，氧化倾

8、向小，还有还原作用，工件淬火时，气体发生量少。种类：1.选用灰分、杂质少的如石蜡、凡士林、仪表油、变压器油，用于小型精密件；2.选用粘度、杂质适量，加入有高抗氧化能力的添加剂如10号机油＋0.5~1％2，6二叔丁基对甲酚＋1—5％植物油所组成光亮淬火油22第10章淬火与回火23第10章淬火与回火4．有机物的水溶液及乳化液水的冷却能力大，但冷却特性很不理想，油的冷却特性比较理想，但其能确能力有小一些。因此需要寻找冷却能力介于两者