各种热处理工艺介绍.pdf

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1、第4章热处理工艺热处理工艺种类很多，大体上可分为普通热处理（或叫整体热处理），表面热处理，化学热处理，特殊热处理等。4.1钢的普通热处理4.1.1退火将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），的热处理工艺叫做退火。退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。退火的目的：ò降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工；ò均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备；ò消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。退火和正火主要用于预备热处理，对于受力不大、性能要求不高的零件，退火和

2、正火也可作为最终热处理。一、退火方法的分类常用的退火方法，按加热温度分为：临界温度（Ac1或Ac3）以上的相变重结晶退火：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火临界温度（Ac1或Ac3）以下的退火：再结晶退火、去应力退火碳钢各种退火和正火工艺规范示意图：1、完全退火工艺：将钢加热到Ac3以上20℃℃~30，保温一段时间后缓慢冷却（随炉）以获得接近平衡组织的热处理工艺（完全A化）。完全退火主要用于亚共析钢（wc=0.3~0.6%），一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工；过共析钢加热至

3、Accm以上A状态缓慢冷却退火时，Fe3CⅡ1会以网状沿A晶界析出，使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低，给最终热处理留下隐患。目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。亚共析钢完全退火后的组织为F+P。实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。2、等温退火完全退火需要的时间长，尤其是过冷A比较稳定的合金钢。如将A化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，是A转变为P，再空冷至室温，可大大缩短退火时间，这种退火方法叫等温退火。工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并

4、等温保持，使AÆP然后空冷至室温的热处理工艺。目的：与完全退火相同，转变较易控制。适用于A较稳定的钢：高碳钢（w(c)>0.6％）、合金工具钢、高合金钢(合金元素的总量>10％)。等温退火还有利于获得均匀的组织和性能。但不适用于大截面钢件和大批量炉料，因为等温退火不易使工件内部或批量工件都达到等温温度。3、不完全退火工艺：将钢加热到Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Accm(过共析钢)经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。主要用于过共析钢获得球状珠光体组织，以消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。球化退火是不完全退火的一种4、球化退火使钢中碳化物球

5、状化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。工艺：加热至Ac1以上20℃℃~30温度，保温时间不宜太长，一般以2~4h为宜，冷却方式通常采用炉冷，或在Ar1以下20℃左右进行较长时间等温。主要用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。过共析钢经轧制、锻造后空冷的组织是片层状的珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，在以后的淬火过程中也容易变形和开裂。球化退火得到球状珠光体，在球状珠光体中，渗碳体呈球状的细小颗粒，弥散分布在铁素体基体上。球状珠光体与片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时变形

6、和开裂倾向小。如果过共析钢有网状渗碳体存在时，必须在球化退火前采用正火工艺消除，才能保证球化退火正常进行。目的：降低硬度、均匀组织、改善切削加工性为淬火作组织准备。球化退火工艺方法很多，主要有：a)一次球化退火工艺：将钢加热到Ac1以上20℃℃~30，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却。要求退火前原始组织为细片状珠光体，不允许有渗碳体网存在。2b)等温球化退火工艺：将钢加热保温后，随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温（一般在Ar1以下10℃℃~30）。等温结束后随炉缓冷到500℃左右即出炉空冷。有周期短，球化组织均匀，质量易控等优点。c)往复球化退火工艺。5、扩散

7、退火（均匀化退火）工艺：将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。目的：消除铸锭在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。扩散退火的加热温度很高，通常为Ac3或Accm以上100~200℃，具体温度视偏析程度及钢种而定，保温时间一般为10~15小时。扩散退火后需完全退火及正火处理，以细化组织。应用于一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭。6、去应力退火工艺：将钢件加热至低于Ac1的某一温度（一般为500℃℃~650），保温，然后随炉冷却。去应力退火温度低于A1，因此去应力退火

8、不引起组织变化。目的：消除残余内应力。