机械制造基础 教学课件 作者 朱秀琳 07课题七 钢的热处理.ppt

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1、课题七钢的热处理概述钢在加热时的组织转变钢在冷却时的组织转变钢的普通热处理工艺钢的表面热处理工艺了解新型热处理概述时间温度临界温度热加保温冷却通过适当的热处理，可以充分发挥材料的强度潜力，显著提高材料的力学性能，延长零件的使用寿命，还可以消除铸、锻、焊等加工所引起的内应力和各种缺陷，改善加工性能。热处理的主要目的:改变钢的性能。第一节钢在热处理过程中组织转变一、钢在加热时的组织转变1、转变温度对钢进行加热，其目的是改变钢的原始组织，获得成分均匀、晶粒细小的奥氏体组织，并为冷却时的组织转变做好准备，使钢最终获得所需的组织和性能。钢

2、在加热时是奥氏体的形核和长大。奥氏体转变越彻底，其晶粒度越均匀细小，钢的性能越好。保温是为了使Fe3C溶解和工件内外温度一致获得均匀的A。2、奥氏体的形成和长大3、奥氏体晶粒度及对力学性能的影响（1）奥氏体晶粒度起始晶粒度实际晶粒度本质晶粒度（2）奥氏体晶粒大小对钢的力学性能的影响奥氏体晶粒均匀细小,热处理后钢的力学性能提高。粗大的奥氏体晶粒在淬火时容易引起工件产生较大的变形甚至开裂。二、钢在冷却时的组织转变常用冷却方式有两种：等温冷却、连续冷却。冷却是将加热到高温奥氏体状态的钢以一定速度冷却到低温，使钢中奥氏体发生预期转变，从

3、而获得所需的组织和性能。过冷奥氏体的等温冷却转变共析钢过冷奥氏体等温冷却转变曲线----TTT曲线(C曲线)T---timeT---temperatureT---transformation过冷奥氏体的连续冷却转变共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线----CCT曲线C---continuousC---coolingT---transformation第二节钢的常规热处理毛坯生产预备热处理机械加工最终热处理机械精加工预备热处理:退火;正火最终热处理:淬火;回火一般零件生产的工艺路线:一、钢的退火目的:消除应力;降低硬度;细化晶粒;均

4、匀成分;为最终热处理作好组织准备。退火是将工件加热到一定温度并保温，然后再随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。（P）600~700°C再结晶退火工艺参数:温度(°C)名称Ac3+30～50完全退火Ac1+20～40球化退火500～600去应力退火Ac3+150～250扩散退火完全退火：消除内应力、降低硬度、细化晶粒。球化退火：降低硬度、提高韧性、改善加工性。去应力退火（低温退火或时效处理）二、钢的正火目的:消除应力;调整硬度;细化晶粒;均匀成分;为最终热处理作好组织准备。正火是将钢加热到Ac3或Accm以上30～50℃，保温一定时间，

5、出炉后在空气中冷却的热处理工艺。（S）热处理后的组织:S(Wc=0.6～1.4%)S+F(Wc＜0.6%)应用范围:1.预备热处理:调整低、中碳钢的硬度;消除过共析钢中的Fe3CⅡ。2.最终热处理:用于力学性能要求不高的普通零件。三、钢的淬火淬火是将钢加热到Ac3或Ac1以上30～50℃温度，保温一定时间，然后进行快速冷却的一种热处理工艺。（M）其目的是获得马氏体组织，使钢具有高硬度和高耐磨性。淬火和回火配合是强化钢材的重要方法。热处理后的组织M+Fe3C+A残Ac1+30～50过共析钢M+A残Ac1+30～50共析钢M+A残A

6、c3+30～50亚共析钢Wc＞0.5%MAc3+30～50亚共析钢Wc≤0.5%最终组织淬火温度(℃)钢种常用淬火方法的应用：单液淬火：淬火介质有水、盐水、碱水、油等。一般情况碳钢淬水，合金钢淬油。双液淬火：典型例子是碳素工具钢水淬油冷。关键是控制在第一种介质中的冷却时间。分级淬火：适用于变形要求高的合金钢和高合金钢工件及截面尺寸不大、形状复杂的碳钢工件。等温淬火：适用于变形要求严格和要求有良好强韧性的精密零件和工模具。钢的淬硬性淬透性指钢在一定的淬火条件下获得淬硬层深度的能力。取决于VK。（Me）淬硬性指钢在理想条件下淬火所能

7、达到最高硬度的能力。取决于马氏中碳的含量。(C)钢的淬透性四、钢的回火将淬火钢重新加热到Ac1以下某一温度，保温后以一定的冷速冷至室温的工艺称为回火目的是消除或减少淬火应力，降低脆性，防止零件变形开裂；稳定组织，从而稳定零件尺寸；调整力学性能，满足零件的性能要求。第三节钢的表面热处理表面淬火：只改变表面组织而不改变表面成分；化学热处理：同时改变表面成分和组织。工艺的核心:使零件具有“表硬里韧”的力学性能。一、表面淬火(SurfaceHardening)定义：是一种不改变钢表层化学成分,但改变表层组织的局部热处理工艺。工艺特征：通

8、过快速加热使钢的表层奥氏体化,然后急冷,使表层形成马氏体组织,而心部仍保持不变。感应加热表面淬火利用感应电流通过零件时产生的热效应，使零件表面迅速达到淬火温度，随即快速冷却的淬火工艺称为感应加热表面淬火。分布在零件表层的感应电流密度大，心部密度小的现象称为“集肤