金属材料热处理工艺.ppt

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1、4.3金属材料热处理工艺HeatTreatmentMetallicMaterials4.3.1退火与正火（Annealingandnormalizing）4.3.2淬火与回火（Quenchingandtempering）4.3.3钢的淬透性（Thehardenabilityofsteel）本节授课的重点：1.各种普通热处理工艺（即退火、正火、淬火及回火）的类别，主要目的，适用材料及相应的组织状态（以自学为主）；2.淬透性的有关概念（学习重点与难点）（1）有关淬透性的概念；（2）淬透性对钢力学性能的影响；（3）影响淬透性的主要因素；（4）淬透性的表示方法；（

2、5）淬透性的实际意义。4.3金属材料热处理工艺Heattreatmentprocessofmetallicmaterials强化4.3.1退火与正火(Annealingandnormalizing)1.定义、目的把工件加热至临界点Ac1(或Accm)以上或以下，保温一定时间后，使其缓慢冷却(生产中随炉冷却)以获得接近平衡状态的组织，这种热处理工艺称为退火。而正火(常化)是将钢件加热至Ac3(亚共析钢)或Accm(过共析钢)以上30～50℃，经保温后在空气中冷却的热处理工艺。正火与退火的主要区别在于冷却速度不同，正火冷却速度较快，得到的组织较细，硬度、强度、

3、韧性等也较高。当碳钢中W(C)＜0.6%时，正火后的组织为F+S;当W（C）=0．6%～1．4%时，正火后组织为S(伪共析组织)。4.3.1退火与正火(Annealingandnormalizing)1.定义、目的退火和正火的目的大致可归纳为如下几点:（1）调整硬度以便进行切削加工。因为工件经铸造或锻造等热加工后，硬度常偏高或偏低而且不均匀，严重影响切削加工。而经适当退火或正火后可使钢件的硬度调整至170～250HBW范围且比较均匀，从而改善了切削加工性。（2）消除残余内应力，以防钢件在淬火时产生变形或开裂。（3）细化晶粒、改善组织以提高钢的力学性能。

4、（4）为最终热处理(淬火、回火)作好组织上的准备。4.3.1退火与正火(Annealingandnormalizing)2.退火与正火的种类、工艺特点及适用范围4.3.1退火与正火(Annealingandnormalizing)2.退火与正火的种类、工艺特点及适用范围图4.35（a）各种退火与正火工艺的加热温度4.3.2.淬火与回火(Quenchingandtempering)淬火工艺是将钢加热至临界点(Ac3或Ac1)以上，保温后以大于VKC的速度冷却，使A转变为M(或B下)的热处理工艺;而回火则系指将淬火后的钢加热至A1以下的某一温度后进行冷却

5、的热处理工艺。一般淬火工件必经过回火后方能使用。淬火与回火总是经常配合使用的两种应用最广且最重要热处理工艺。淬火的目的就是为了获得M(或B下)，以提高钢的力学性能。淬火钢件回火的目的在于:(1)降低脆性，减少或消除内应力，防止变形开裂;(2)调整淬火钢的组织与性能，用不同的回火温度配合，获得工件使用要求的性能;(3)稳定工件尺寸，以保证工件在使用过程中不发生尺寸和形状变化。(4)对某些高淬透性合金钢，空冷便可淬成M，如采用退火软化，则周期很长。此时可用高温回火，使K聚集长大，降低硬度，以利切削加工，同时可缩短软化周期。对有色金属、A不锈钢等，固溶处理习惯

6、称淬火。图4.21共析碳钢的CCT曲线1.淬火工艺特点（１）淬火加热温度的选择其主要原则是获得均匀细小的A组织。一般规定淬火加热温度在临界点以上30～50℃。对于亚共析碳钢，淬火加热温度为Ac3+30～50℃，淬火组织为M。当Wc＞0.5%时淬火组织中还有少量Ar;对于共析钢和过共析碳钢，淬火加热温度为Ac1+30～50℃，淬火后的组织为M+Fe3C+Ar，分散分布的未溶颗粒状渗碳体对钢的硬度和耐磨性有利。图4.＃碳钢的淬火加热温度范围图4.＃奥氏体的碳含量对M转变温度（a）及AR量（b）的影响→1.淬火工艺特点（2）淬火冷却介质合理选择淬火冷却介质是

7、淬火工艺的重要问题。为保证得到M组织，淬火冷却速度必须大于VKC，但快冷不可避免地会造成很大内应力，往往会引起工件变形和开裂。要想既得到M又避免变形开裂，理想的淬火冷却曲线如右图4-36所示。即在C曲线拐点附近其V冷＞VKC。而在拐点以下，MS点附近，则应尽量慢冷，以减少M转变时产生的内应力。工业上常用的淬火冷却介质是水、盐水、油等。图4.36淬火时的理想冷却曲线示意图←表4.＃常用淬火介质及其冷却特性1.淬火工艺特点（3）淬火方法目前还没有理想的淬火介质，在实际生产中应根据淬火件的具体情况采用不同的淬火方法，以尽量取得好的淬火效果。常用淬火方法的冷却方

8、式与特点等如图4-37及表4-6所示。表4-6常用淬火方法的种类、