课题7+钢的热处理2

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1、第二节钢的常规热处理什么是热处理？就是将材料在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保温一段时间，然后以一定的速度冷却下来的一种热加工工艺。为什么要热处理？其目的就是要改变材料的组织状态，进而改变材料的性能。什么样的材料才能进行热处理？原则上只有在加热和冷却时发生溶解度显著变化或者类似纯铁能发生同素异构转变的材料，即有固态相变发生的合金才能进行热处理。热处理的种类有哪些？常规热处理和表面热处理。常规热处理有退火、正火、淬火和回火。一、退火概念：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做退火。目的：降低钢件的硬度以

2、便于切削加工；消除残余应力；细化晶粒改善组织。用途：对一般的铸锻件进行退火处理为了细化晶粒改善组织，消除应力；对高碳钢进行退火处理、为了软化钢件便于切削加工。种类：完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火等。碳钢的各种退火和正火工艺规范示意图1.完全退火完全退火又称重结晶退火，是把钢加热至Ac3以上20℃～30℃,保温一定时间后缓慢冷却(随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却),以获得接近平衡组织的热处理工艺。完全退火一般用于亚共析钢。完全退火的目的在于，通过完全重结晶，使热加工造成的粗大、不均匀的组织均匀化和细化，以提高性能；或使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡状态的组织，以降低硬度，

3、改善切削加工性能。由于冷却速度缓慢，还可消除内应力。2.等温退火等温退火是将钢件加热到高于Ac3(或Ac1)的温度,保温适当时间后,较快地冷却到珠光体区的某一温度,并等温保持,使奥氏体等温转变，然后缓慢冷却的热处理工艺。等温退火的目的与完全退火相同,能获得均匀的预期组织;对于奥氏体较稳定的合金钢,可大大缩短退火时间。3.球化退火球化退火为使钢中碳化物球状化的热处理工艺。目的是使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化（退火前正火将网状渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；并为以后的淬火作组织准备。球化退火主要用于共析钢和过共析钢。过共析钢球化退火后的显微组织为在铁素体基体上分布着细小均匀的

4、球状渗碳体。球化退火的加热温度略高于Ac1。球化退火需要较长的保温时间来保证二次渗碳体的自发球化。保温后随炉冷却。4.扩散退火为减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀性，将其加热到略低于固相线（固相线以下100℃～200℃）的温度，长时间保温（10h～15h），并进行缓慢冷却的热处理工艺，称为扩散退火或均匀化退火。　　扩散退火后钢的晶粒很粗大，因此一般再进行完全退火或正火处理。5.去应力退火为消除铸造、锻造、焊接和机加工、冷变形等冷热加工在工件中造成的残留内应力而进行的低温退火，称为去应力退火。去应力退火是将钢件加热至低于Ac1的某一温度(一般为500℃～650℃)，保温后随炉冷却,

5、这种处理可以消除约50%～80%的内应力,不引起组织变化。二、钢的正火概念：钢材或钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)和Accm(对于过共析钢)以上30℃～50℃,保温适当时间后,在自由流动的空气中均匀冷却的热处理称为正火。正火后的组织：亚共析钢为F+S,共析钢为S,过共析钢为S+Fe3CII。目的：消除残余应力，细化晶粒，改善组织以提高钢的力学性能。用途：普通的锻铸结构零件，采用正火处理作为最终的热处理，以提高钢的力学性能；对于低碳钢的锻铸零件，在加工前用正火处理来提高硬度，以便于切削加工1、正火的应用1）作为最终热处理正火可以细化晶粒，使组织均匀化，减少亚共析钢中铁素体含量，使珠光体含量增

6、多并细化，从而提高钢的强度、硬度和韧性。2）作为预先热处理截面较大的合金结构钢件，在淬火或调质处理（淬火加高温回火）前常进行正火，以消除魏氏组织和带状组织，并获得细小而均匀的组织。对于过共析钢可减少二次渗碳体量，并使其不形成连续网状，为球化退火作组织准备。3）改善切削加工性能2、退火与正火的选择主要从以下三个方面选择：1）从切削加工性考虑：作为预备热处理，低碳钢正火优于退火，而高碳钢正火后硬度太高，必须采用退火；2）从使用性能上考虑：如果零件要求不高，则可用正火作为最终热处理。3）从经济上考虑：正火经比退火的生产周期短、成本低，且操作方便，故在可能的情况下，优先采用正火。三、钢的淬火概念：

7、将钢加热到相变温度以上（亚共析钢为Ac3以上30℃～50℃；共析钢和过共析钢为Ac1以上30℃～50℃），保温一定时间后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺称为淬火。目的与用途：为了获得马氏体提高硬度与耐磨性（一般要配合回火使用）。种类：单介质淬火，双介质淬火，分级淬火和等温淬火等。常用的冷却介质：水和油。为了减少零件淬火时的变形，也可用盐浴作介质。钢的淬火温度范围理想淬火介质：条件：既能淬成马氏体，又不致引起太大的淬火