钢的热处理工艺和化学处理.ppt

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1、第三篇钢的热处理及金属的表面处理1.热处理及其主要参数热处理就是在固态下，将金属以一定的加热速度加热到预定的温度，保温一定的时间，再以预定的冷却速度进行冷却的综合工艺方法。加热温度（T）、保时温间（t）、冷却速度(V冷)是热处理过程中的三个主要工艺参数。改变工艺参数就可以得到不同的性能，其原因是不同工艺参数下的热处理得到不同的组织，从而获得不同的性能。热处理工艺曲线示意图热处理工艺曲线示意图2.热处理的主要作用⑴改变工件的内部组织；⑵改变工件的性能，便于切削加工，或者满足工件使用性能的要求；⑶改变工件表层的成分、组织、性能；⑷热处理可以消除铸造、锻造、焊接等加工工艺

2、过程中所造成的多种缺陷。3.热处理的分类4.表面处理表面处理是指通过化学或电化学的方法使金属表面或表层生成新的物质，这些物质具有不同于工件基体的性能，从而提高工件表层的耐腐蚀性、硬度，或者起到装饰作用。表面处理工艺方法有很多，除了以上介绍的表面热处理工艺方法以外，还有喷丸处理、高密度太阳能表面处理、离子注入表面处理、发黑处理、发蓝处理等。一、钢在加热时的组织转变（一）相变温度第一节钢的热处理基本原理（二）奥氏体的形成和晶粒长大1、奥氏体的形成(1)A晶核的形成；(2)A晶粒的长大；(3)残余Fe3C溶解；(4)A均匀化阶段。共析钢的奥氏体形成过程2、影响A晶粒大小的

3、因素图3-4加热温度对晶粒度的影响为得到好的机械性能，就要控制A晶粒的大小。（1）材质方面（2）工艺因素方面加热温度：如过高，A晶粒长大，一般刚好超过相变温度。保温时间：时间长，A晶粒长大。二、钢在冷却时的组织转变钢的热处理冷却有两种方式：等温冷却与连续冷却。(一)等温冷却组织转变（以共析钢为例）1.高温组织转变2.中温组织转变3.低温组织转变珠光体3800倍索氏体8000倍屈氏体8000倍珠光体型组织电子显微照片5000倍光学显微照片500倍上贝氏体形态光学显微照片500倍下贝氏体形态电子显微照片12000倍板条马氏体片状马氏体马氏体形态与碳质量分数的关系（二）共

4、析钢的连续冷却组织转变一、退火概念：将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后随炉冷或将工件埋入石灰等冷却能力弱的介质中缓慢冷却到600℃以下，再空冷至室温的热处理工艺称为退火。退火工艺方法：完全退火不完全退火扩散退火再结晶退火去应力退火第二节钢的普通热处理1.完全退火（亚共析钢）完全退火是将钢件加热至Ac3以上20～30℃，经过完全奥氏体化后进行缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺，。作用和目的细化晶粒均匀组织消除内应力降低硬度改善钢的切削加工性2.不完全退火（球化退火）（共析钢和过共析钢）不完全退火是将钢加热至Ac1+（20～40℃）之间，经过保温后缓慢冷却以

5、获得近于平衡组织的热处理工艺。作用和目的使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化（退火前正火将网状渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；并为以后的淬火作组织准备。3.扩散退火扩散退火（又称均匀化退火）是将钢锭、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。作用和目的消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的成分偏析，使成分和组织均匀化。4.再结晶退火再结晶退火是把冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保温适当的时间，使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒而消除加工硬化的热处理工艺。作用和目的就是要消除加工硬化，降低强度和硬度，使钢的

6、机械性能恢复到冷变形前的状态。5.去应力退火去应力退火为消除铸造、锻造、焊接和机加工、冷变形等冷热加工在工件中造成的残留内应力而进行的低温退火，称为去应力退火。作用和目的减少和消除工件在铸造、锻造、焊接、切削、热处理等加工过程中产生的残余内应力，稳定工件的尺寸，防止工件的变形。二、正火正火钢材或钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)和Accm(对于过共析钢)以上30℃～50℃,保温适当时间后,在自由流动的空气中均匀冷却的热处理称为正火。正火后的组织亚共析钢为F+S共析钢为S过共析钢为S+Fe3CII正火的目的：正火的目的是使钢的组织正常化，亦称常化处理，一般用于以下方面：

7、1.改善钢的切削加工性能；2.消除工件的热加工缺陷；3.消除过共析钢的网状渗碳体，便于球化退火；4.代替调质处理作为最终热处理，提高加工效率。三、淬火淬火就是把钢件加热到Ac3或Ac1以上温度，经过保温后速冷却至室温的热处理工艺。1.淬火的目的（两种方法）等温淬火：目的是获得下贝氏体普通淬火：目的是获得马氏体2.淬火工艺淬火质量取决于淬火的三个要素：加热温度保温时间冷却速度1）加热温度2）保温时间保温的目的是使工件烧透，组织转变充分。保温时间主要根据钢的成分特点、加热介质和零件尺寸来确定。3）冷却速度为了获得马氏体组织，工件在淬火冷却介质中的冷却必须有足够快的冷