金属工艺学 教学课件 作者 张良杰 模块四 钢的热处理.ppt

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1、模块四钢的热处理教学目的和要求：1.掌握退火的目的、种类、方法及应用。2.掌握正火的目的、方法及应用。3.掌握淬火的目的、方法及其应用。4.熟悉回火的目的，掌握回火方法及其应用。5.熟悉表面淬火。6.了解渗碳、氮化、碳氮共渗重点与难点：正火和退火的应用;淬火和回火的目的、方法及其应用;表面淬火的目的。热处理整体热处理退火、正火、淬火、回火表面热处理火焰加热法感应加热法激光加热法化学、物理气相沉积化学热处理渗碳、渗氮、多元共渗保温临界点冷却加热时间温度项目一钢的退火与正火退火：将钢加热、保温，然后随炉冷却或埋入灰中

2、缓慢冷却。目的：降低硬度，便于机加工。细化晶粒，提高塑性和韧性。消除应力。应用：铸件、锻件、焊接及其它毛坯的热处理。1、完全退火：将亚共析钢加热到Ac3线以上30—50℃，保温后缓慢冷却.2、球化退火:将过共析钢加热到Ac1线以上20—30℃，保温后缓慢冷却.3、低温退火:将钢加热到Ac1线以下，保温后缓慢冷却.再结晶退火：消除冲压件冷变形所产生的加工硬化（再结晶温度以上150—250℃），降低硬度，恢复塑性。应用（1）取代部分完全退火；（2）用于普通结构件的最终热处理；（3）用于过共析钢，减少或消除网状二次渗碳

3、体，为球化处理作准备。正火将钢加热到Ac3线以上30—50℃（亚共析钢）或Accm以上30——50℃（过共析钢），保温后在空气中冷却。得到的是细珠光体组织（索氏体）。项目二钢的淬火定义：将钢加热到Ac3或Ac1线以上30—50℃，保温后在淬火介质中快速冷却（γ—Fe向a—Fe同素异晶转变），以获得马氏体（M)组织（碳在a—Fe中的严重过饱和固溶体）。马氏体形成过程中将伴随着体积膨胀，造成淬火内应力，应采取以下措施：（1）严格控制淬火加热温度温度低，硬度低；温度高，晶粒粗大，应力大，易产生裂纹。（2）合理选择淬火介

4、质淬透性好，选油淬。（3）正确选择淬火方法采用水油双介质淬火法。1.淬火温度的选择碳钢的淬火加热温度范围2.淬火冷却介质理想淬火冷趣味曲线示意图3.常用的淬火冷却方法常用的淬火冷却方法单液淬火法双液淬火法分极淬火法等温淬火法适用于高碳钢零件和较大的合金钢零件适用于尺寸较小的工件形状复杂、尺寸要求精确，且硬度与韧性要求高的重要零件常见碳钢在水中淬火、合金钢在油中淬火项目三钢的回火定义：将钢重新加热到Ac1线以上某温度，保温后冷却的热处理工艺。活动一回火的目的1.消除淬火内应力，降低钢的脆性。3.稳定尺寸。2.获得所

5、要求的力学性能。4.改善加工性。活动二回火对钢性能的影响活动三回火种类及应用：（1）低温回火（150—250℃），目的是降低淬火钢的内应力和脆性，并保持高硬度（56—64HRC)和耐磨性。如模具、刃具等。（2）中温回火（350—500℃），目的是使钢获得高弹性，并保持较高硬度（35—50HRC)和一定的韧性。如弹簧、锻模等。（3）高温回火—调质处理（500—650℃），硬度20—35HRC，强度及韧性等综合性能较好。如连杆、曲轴、齿轮等。项目四钢的表面热处理1.火焰加热表面淬火：氧炔焰：M：2～6mm。优点是方法

6、简单，不需特殊设备。故适用于单件或小批量零件的表面淬火。2.感应加热表面淬火：（需经正火、调质处理）特点：加热速度快；加热时间短；零件表面层存在残余压应力；生产率高、易实现机械化自动化。表面淬火零件宜选用中碳钢和中碳合金钢，如40、45、40Cr、40MnB等。项目五钢的化学热处理1.渗碳：气体渗碳、固体渗碳：多用于动负荷条件下表面受摩擦的零件，如轴、齿轮等。2.渗氮：气体渗氮：广泛用于齿轮、枪炮管、活塞销、气门、曲轴、汽缸套等零件。3.碳氮二元共渗：气体、固体、液体共渗。常用于处理低碳及中碳结构钢零件，如汽车和

7、机床上的各类齿轮等。4.渗硼：气体、固体、液体渗硼教学建议：钢的整体热处理目的、方法及应用是本课程教学重点。教学中尽量运用生产场景增加感性认识，了解热处理在零件生产中的应用。作业：