碳钢热处理工艺.ppt

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1、金属材料及热处理钢的热处理工艺钢的热处理工艺通过加热、保温和冷却的方法改变钢的组织结构以获得工件所要求性能的一种热加工技术。分类普通热处理（退火、正火、淬火、回火）表面热处理（表面淬火、化学热处理）形变热处理一、退火什么是退火？将钢加热到相变温度Ac1以上或以下，保温以后缓慢冷却（一般随炉冷却）以获得接近平衡状态组织的一种热处理工艺。目的：均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，消除内应力和加工硬化，改善钢的成形和切削加工性能，为淬火做好组织准备。（1）按加热温度分为临界温度以上或以下临界温度以上完全退火扩散退火不完全退火球化退火临界温度以下再结晶退火去应

2、力退火（2）按冷却方式等温退火连续冷却退火分类加热温度范围1.完全退火概念将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃～30℃，经完全奥氏体化后进行随炉缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。目的均匀组织，细化晶粒降低硬度，消除内应力改善钢的切削加工性能。适用钢材中碳钢（消除魏氏组织、晶粒粗大、带状组织等）实际生产中，600℃出炉空冷。得到的组织：铁素体和珠光体2.不完全退火概念将钢加热到Ac1+（30~50）保温后缓慢冷却的热处理工艺。目的：细化组织、降低硬度、改善可加工性，消除内应力应用：晶粒并未粗化的中、高碳钢和低合金的锻轧件3、等温退火将奥氏体化后的钢较快地冷

3、却到稍低于Ar1温度等温，使奥氏体转变为珠光体，再空冷到室温的热处理工艺。缩短退火时间适用于高碳钢、合金工具钢和高合金钢。（1）概念（2）目的（3）适用钢种4.球化退火概念将过共析钢加热到Ac1+(10~20)，保温后缓慢冷却的热处理工艺。目的让其中的碳化物球化（粒化）和消除网状的二次渗碳体。（因此叫做球化退火。）主要适用于共析或过共析的工模具钢适用钢种T10钢球化退火组织(化染)5004.去应力退火概念为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的残余内应力而进行的退火称为去应力退火。退火温度不超过Ac1，一般500～650℃。5.扩散退火（均匀化退火）概念

4、将工件加热到略低于固相线的温度（亚共析钢通常为1050℃～1150℃），长时间（一般10～20h）保温，然后随炉缓慢冷却到室温的热处理工艺。（也叫均匀化退火。）目的均匀钢内部的化学成分，消除偏析。主要于铸造后的高合金钢。适用情况缺点:温度高，时间长、均匀化退火后晶粒剧烈长大，所以还要经过一次完全退火或正火来细化晶粒。二、正火概念将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热处理工艺。得到的组织为：索氏体亚共析钢的加热温度为Ac3＋30℃～50℃过共析钢的加热温度为Accm＋30℃～50℃。正火与退火的主要区别冷却速度不同，正火冷却速度较大，得到的珠光体组织很细

5、，因而强度和硬度也较高。正火不但力学性能高，而且操作简便，生产周期短，能量耗费少，故在可能的条件下，应优先考虑正火处理。应用（1）改善低碳钢和低碳合金钢的可加工性能（2）作为最终热处理，提高工件的力学性能（3）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热热处理（4）消除热加工缺陷。三、退火和正火的选用含碳量<0.25%的钢，选用正火代替退火含碳量0.25-0.5%钢，也可选用正火代替退火含碳量0.5-0.75%钢，也可选用完全退火含碳量>0.75钢，选用球化退火中碳钢、合金钢正火硬度高不易切削，选用完全退火在要求不高时，尽量选用正火。3、退火与正火的加热速度与加热时

6、间4、退火与正火零件的硬度误差范围三、钢的淬火概念将亚共析钢加热到Ac3以上，共析钢与过共析钢加热到Ac1以上（低于Accm）的温度，保温后以大于临界冷却速度Vk的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。目的获得马氏体，提高钢的力学性能。选择淬火温度的原则是获得均匀细小的奥氏体组织。过共析钢淬火温度：一般为Ac1以上30℃～50℃图6-14是碳钢的淬火温度范围。（1）淬火温度的确定亚共析钢的淬火温度：一般为Ac3以上30℃～50℃，淬火后获得均匀细小的马氏体组织。（2）加热时间的确定加热时间由升温时间和保温时间组成。由零件入炉温度升至淬火温度所需的时间

7、为升温时间，并以此作为保温时间的开始。保温时间是指零件烧透即完成奥氏体化过程所需要的时间。加热时间通常根据经验公式估算或通过实验确定。生产中往往要通过实验确定合理的加热及保温时间，以保证工件质量。淬火要得到马氏体组织，同时又要避免产生变形和开裂在“鼻尖”温度以上，在保证不出现珠光体类型组织的前提下，可以尽量缓冷；在“鼻尖”温度附近则必须快冷，以躲开“鼻尖”，保证不产生非马氏体相变；在Ms点附近又可以缓冷，以减轻马氏体转变时的相变应力。常用的淬火冷却介质是水、盐或碱的水溶液和各种矿物油、植物油。（3）淬火冷却介质的确定原则：保证在获得所要求的淬火组织和性能条件下

8、，尽量减小淬火应力，减少工件变形和开裂