热处理工艺设计.ppt

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1、热处理工艺设计山东科技大学材料科学与工程学院前言出发点：合理应用热处理新工艺、新技术，并做到技术与经济的统一目标：用最廉价的材料并规定合理的组织性能要求，以最低的能源消耗、最高的劳动生产率生产出质量可靠、性能稳定的工件，满足整机及零部件提出的一定要求，同时无公害。发展方向：优质、高效、节能、无公害6.1热处理工艺与机械零件设计的关系1.根据零件服役条件合理选择材料及提出技术要求（1）根据零件服役条件合理选择材料淬透性淬硬层深度调质件对淬硬层深度要求：整个截面均匀承载零件，要求心部至少有50%M轴类零件，3/4，半径或1/2半径尺寸较大的碳素钢和低合金钢调质件，正火+

2、高温回火（2）合理确定热处理技术条件①根据零服役条件，恰当提出技术要求②热处理要求只能定在所选钢号淬透性和淬硬性范围内③热处理要求应该允许有一定的热处理变形④经济效果6.1热处理工艺与机械零件设计的关系2零件结构设计与热处理工艺性的关系（1）零件热处理加热和冷却时要便于装卡，吊挂。（2）有利于热处理时均匀加热和冷却（3）避免尖角、棱角（4）采用封闭对称结构（5）对形状复杂或截面尺寸变化较大的零件，尽可能采用组合结构或镶拼结构（3）避免尖角、棱角（4）采用封闭对称结构（5）对形状复杂或截面尺寸变化较大的零件，尽可能采用组合结构或镶拼结构6.2热处理工艺与其他冷、热加工

3、工艺的关系1.锻造工艺对热处理质量的影响(1)锻造加热对热处理质量的影响过热缺陷→晶粒粗大，冲击韧性降低消除：高温正火、多次正火（2）锻造比不足或锻打方法不当对热处理质量的影响共晶碳化物分布不均匀消除：锻打带状组织消除：高温正火或扩散退火（3）锻造变形不均匀性对热处理的影响组织和应力分布不均匀消除：退火或正火2.切削加工与热处理的关系理想硬度：HB180-220切削应力去应力退火3.工艺路线6.2热处理工艺与其他冷、热加工工艺的关系二、热处理工序的位置（一）预备热处理退火和正火调质处理毛坯退火或正火机械加工下料锻造正火或退火机械粗加工调质机械精加工目的是消除毛坯中的

4、内应力，细化晶粒，均匀组织；改善切削加工性；或为最终热处理做组织准备主要是提高零件的综合力学性能，或为以后表面淬火和为易变形的精密零件淬火作组织准备（二）最终热处理的工序位置淬火、回火渗碳感应加热表面淬火整体淬火、回火二、热处理工序的位置渗氮整体淬火、回火下料锻造正火或退火机械粗加工、半精加工淬火、低温回火（中温回火）磨削二、热处理工序的位置下料锻造正火或退火机械粗加工调质磨削半精加工感应加热表面淬火下料锻造正火或退火机械粗加工调质机械半精加工感应加热表面淬火、低温回火磨削二、热处理工序的位置返回上一页下一页回主页渗碳的工序位置下料锻造正火机械粗加工、半精加工磨削渗

5、碳淬火、低温回火去除不渗碳部分局部镀铜二、热处理工序的位置渗氮的工序位置下料锻造退火机械粗加工调质机械精加工去应力退火渗氮二、热处理工序的位置粗磨精磨或研磨不需渗氮部位镀锡保护，渗氮后磨去。一、形变热处理定义：压力加工+热处理----形变强化+相变强化一、形变热处理的分类和应用形变与相变过程的相互顺序：相变前形变、相变中形变、相变后形变形变温度：高温、低温相变类型：P、B、M、时效6-3加工工艺之间的组合与复合热处理1.相变前形变的形变热处理1）高温形变热处理①高温形变淬火：TAc3以上形变—淬火—M高强韧性②控制轧制空冷或控制冷却强韧性韧脆转化温度③高温形变

6、等温淬火综合性能优越形变热处理形变热处理形变热处理1.普通淬火+回火2.等温淬火3.高温形变等温淬火2）低温形变热处理①低温形变淬火：在奥氏体化后速冷至亚稳奥氏体区中具有最大转变孕育期的温度(500-600C)进行形变，然后淬火，以获得马氏体组织。它可在保证一定塑性的条件下，大幅度地提高强度。火箭壳体、飞机起落架、汽车板簧等。②低温形变等温淬火：加热和形变条件和上者相同。随后在贝氏体区等温，获得贝氏体组织。工件塑性高。用于热作模具及高强度钢制造的小型零件。2.相变中进行形变的形变热处理1）等温形变处理：将钢加热至Ac3以上温度奥氏体化，然后速冷至Ac1以下亚稳奥氏

7、体区、在某一温度下同时进行形变和相变(等温转变)的工艺。根据形变和相变温度的不同，可将其分为获得珠光体和获得贝氏体的两种等温形变处理。①获得P：冲击韧性、韧脆转化温度②获得B：强度，细小轴类、齿轮、垫圈2)M相变中进行形变的形变热处理原理：奥氏体在Ms～Md间形变—诱发形成M，高的塑韧性和强度，高锰钢、不锈钢2.相变中进行形变的形变热处理3.相变后形变的形变热处理1）P的冷形变—patent处理2）P的温加工—碳化物快速球化（轴承钢）3）回火M的形变时效形变—回火M基体中位错密度时效—碳原子对位错的钉扎作用（屈服强度提高）试分析弹簧钢丝经“派登（Pate