热处理工艺学课件--第09章 金属的加热

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1、第九章金属的加热§9-1金属加热的物理过程三种传热方式传导：加热介质与加热工件表面接触时，或受热工件表面与心部之间、受热工件的某一部位与未受热部分之间发生的热量传输对流：依靠液态或气态加热介质的分子相对运动形成的热量传输（600～700℃以下）辐射：通过加热体在高温下产生的电磁波来传递能量的现象（＞700℃，无需介质）加热方式与加热介质金属加热直接加热间接加热热源热源介质电阻电磁波低能粒子真空固体液体气体真空加热加热速度缓慢截面温差小、应力、变形小充入惰性气体强制循环；预热升温氧化作用被抑制表面净化脱气作用蒸发现象§9-2影响加热因素及确定热处理加热规范的一般原则加热的基本工艺参数加热的

2、温度（T）加热速度（V）加热的时间（τ）加热温度基本依据：材料相变的临界点综合考虑因素热处理工艺目的零件尺寸零件加工过程正火：亚共析AC3＋30～50℃；过共析ACcm＋30～50℃退火：亚共析AC3＋20～40℃；过共析AC1＋20～30℃淬火：亚共析AC3＋30～50℃；过共析AC1＋30～50℃加热速度一般不限制加热速度（考虑经济性）对合金含量高、大型铸、锻件需特别规定－－分级等温、控制加热速度加热时间定义：τ＝τ升＋τ透＋τ保τ升：取决于炉子热功率、加热介质、装炉量、零件尺寸、加热制度（随炉升温、到温入炉、高温入炉、高温入炉到温出炉、阶梯加热）τ透：取决于零件截面尺寸、材料导热性

3、、炉温高低τ保：取决于一定的热处理工艺要求（消除内应力、均匀化、溶解难溶碳化物等）加热时间的计算厚件可用传热学、有效元分析薄件可用经验公式估算薄件：T炉＜400℃，d＜300mm；T炉＜800℃，d＜200mm；T炉＜1000℃，d＜100mm；Ττ加热＝KW（W：几何因素）K碳钢合金钢空气加热4045盐浴加热1013火焰加热3540§9-3钢铁在加热时的腐蚀腐蚀形式氧化：钢的表面金属与加热介质中的氧、氧化性气体、氧化性杂质相互作用形成金属氧化物层的过程脱碳：工件在加热过程中表层的碳与介质中的脱碳气体（O2、H2、CO2、H2O）相互作用而烧损的现象内氧化：在工件内部沿晶界形成氧化物相或

4、脱碳区的现象生铁肿胀：铸件在氧化性介质中加热时，沿表层下晶界及石墨夹杂迅速发生氧化，从而导致体积增大的现象氧化氧化层结构＜570℃：Fe2O3

5、Fe3O4

6、基体＞570℃：Fe2O3

7、Fe3O4

8、FeO

9、基体对性能的影响降低表面光洁度出现淬火软点影响因素加热温度↑、加热时间↑、氧化气氛↑→氧化速度↑加入Cr、Al、Si等形成致密氧化物可提高抗氧化能力脱碳组织结构全脱碳层：全部α晶粒半脱碳层：表面C%＜平均C%对性能的影响机械性能下降（强度、硬度、耐磨性）脱碳层具有残余拉应力，易出现淬火裂纹影响因素化学成分、加热温度、加热时间、介质氧化与脱碳的控制在可控气氛中无氧化加热敞焰少无氧化加热在熔

10、融浴炉中无氧化加热在真空中无氧化加热防氧化涂层