阀门热处理基础知识.ppt

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1、热处理基础知识一、钢的热处理原理1、铁的同素异晶转变纯铁的冷却曲线及晶体结构变化铁具有多晶型性，纯铁在1538℃结晶为δ-Fe，x射线结构分忻表明，它具有体心立方晶格，当温度继续冷却至1394℃时，δ-Fe转变为面心立方晶格的γ-Fe，通常把δ-Fe到γ-Fe的转变称为A4转变，转变的平衡临界点称为A4点，当温度继续降至912℃时，面心立方晶格的γ-Fe又转变为体心立方晶格的α-Fe，通常把γ-Fe到α-Fe的转变称为A3转变，转变的平衡临界点称为A3点，在912℃以下，铁的结构不再发生变化，这样一来，铁就

2、具有三种同素异晶状态，即δ-Fe、γ-Fe和α-Fe另外，α-Fe在770℃还将发生磁性转变，即由高温的顺磁性状态转变为低温的铁磁性状态，通常把这种磁性转变称为A2转变，把磁性转变温度称为铁的居里点，在发生磁性转变时，铁的晶格类型不变，所以磁性转变不属于相变固态下的同素异晶转变与液态结晶一样，也是形核与长大的过程，为了与液态结晶相区别，将这种固态下的相变结晶过程称为重结晶，铁的多晶型转变具有很大的实际意义，它是钢的合金化和热处理的基础2、铁碳合金相图碳钢和铸铁都是铁碳合金，是应用最广泛的金属材料。铁碳合金相

3、图是研究铁碳合金的重要工具，了解与掌握铁碳合金相图，对于钢铁材料的研究和使用、各种热加工工艺的制订以及工艺废品原因的分析都有很重要的指寻意义铁碳合金中的碳有两种存在形式：渗碳体Fe-Fe3C和石墨，在通常情况下，碳以渗碳体形式存在，即铁碳合金按Fe-Fe3C系转变，但是Fe3C是一个亚稳相，在一定条件下可以分解为铁(实际上是以铁为基的固溶体)和石墨，所以石墨是碳存在的更稳定状态，这样一来，铁碳相图就存在Fe-Fe3C和Fe-石墨两种形式，下面主要介绍Fe-Fe3C相图以相组成表示的铁碳相图3、热处理的作用热

4、处理是将钢在固态下加热到顶定的温度，保温一定的时间，然后以预定的方式冷却下来的一种热加工工艺通过热处理可以改变钢的内部组织结构，从而改善其工艺性能和使用性能，充分挖掘钢材的潜力，延长零件的使用寿命，提高产品质量，节约材料和能源正确的热处理工艺还可以消除钢材经铸造、锻造、焊接等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使组织和性能更加均匀在生产工艺流程中，工件经切削加工等成形工艺而得到最终的形状和尺寸后，再进行的赋于工件所需使用性能的热处理称为最终热处理，而将热加后为随后冷拔、冲压和切削加工或

5、最终热处理作好组织准备的热处理称为预备热处理二、钢的常见热处理工艺介绍1、退火将组织偏离平衡状态的钢加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近乎衡状态组织的热处理工艺称为退火钢的退火工艺种类很多，根据加热温度可分为两大类，一类是在临界温度(Ac1或Ac3)以上的退火，又称为相变重结晶退火，包括完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火等，另一类是在临界温度以下的退火，包括再结晶退火及去应力退火等，根据冷却方式不同，退火又可分为连续退火和等温退火等阀门零件常用的三种退火，不完全退火与完全退火、去应

6、力退火不完全退火：不完全退火是将钢加热至Ac1-Ac3(亚共析钢)或Ac1-Accm(过共析钢)之间，保温后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺，不完全退火加热温度较完全退火低，工艺周期也较短，消耗热能较少，可降低成本，提高生产效率，因此，对锻造工艺正常的亚共析钢锻件，可采用不完全退火代替完全退火，一般马氏体不锈钢如1Cr13、2Cr13、1Cr17Ni2等锻造后用此方法来达到目的完全退火：完全退火是将钢加热到Ac3温度以上，保温足够的时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺，

7、完全退火的目的是为了细化品粒、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷、降低硬度、改善切削加工性能和冷塑性变形性能，完全退火加热温度不宜过高，一般在Ac3以上20、30℃，退火后的冷却速度应缓慢，以保证奥氏体在Ar1温度以下不大的过冷条件下进行珠光体转变，避免硬度过高，一般碳钢的冷却速度应小于200℃／h，低合金钢的冷却速度应为100℃／h，高合金钢的冷却速度应为50℃／h完全退火需要的时间很长，尤其是过冷奥氏体比较稳定的合金钢，如将奥氏体化后的钢很快阵至稍低于Ar1的温度等温，使奥氏体转变为珠光体，再空冷至室温，

8、则可显著缩短退火时间，这种退火方法称为等温退火等温退火适用于高碳钢、合金工具钢和高台金钢等。等温退火还有利于工件获得均匀的组织和性能，但是，对于大截面工件和大批量炉料，等温退火不易使工件内部达到等温温度，故不宜采用此法，在阀门零件中，35CrMo的螺栓用此工艺去应力退火：为了消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件以及机械加工工件中的残余内应力，提高工件的尺寸稳定性，防止变形和开裂，在精加工或淬火之前将工件加热至Ac1以