金属工艺学1-3钢的热处理课件.ppt

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1、第一篇第三章钢的热处理第一节概述1、热处理：金属在固态下，通过加热、保温和冷却，以改变金属组织，从而获得所需性能的工艺方法。原理：改变组织。GB/T7372-992、目的：改变钢的工艺性能；强化钢材；满足使用要求。对于毛坯件，则获得所需的加工性能。3、方法：（1）普通热处理:退火、正火、淬火、回火；（2）表面热处理:表面淬火、化学热处理、（渗碳、渗氮、碳氮共渗等)；（3）特殊热处理:形变热处理、磁场热处理、真空热处理、激光热处理等。第一篇第三章钢的热处理第一节概述4、组织转变的临界温度热处理的基础：同素异晶转变。理想的缓慢冷却或加热：铁碳合金平衡状态图实

2、际应用的快速加热或冷却时：转变温度滞后。加热时-组织转变需过热度；冷却时-组织转变需过冷度。临界转变温度曲线：加热时：“c”下标如：Ac1；Ac3；Accm冷却时：“r”下标如：Ar1；Ar3；Arcm第一篇第三章钢的热处理第一节概述5、奥氏体的形成*以共析钢为例，室温P为（F+Fe3C）混合物F—体心立方WC=0.0218%;Fe3C—密排六方WC=6.69%A面心立方WC=0.77%*奥氏体形成的过程是Fe、C原子的扩散过程*形成过程：1、奥氏体的形核与长大2、剩余Fe3C的溶解3、奥氏体的均匀化*影响A形成的因素1、加热速度、温度的影响2、原始组织

3、的影响3、化学成分的影响Fe3CF●A核●AA6.69%0.0218%奥氏体的形核与长大0.77%第一篇第三章钢的热处理第二节退火和正火一、退火退火概念：将工件加热到适当温度，保温后缓慢冷却的热处理工艺，称退火。分：完全退火、球化退火、低温退火（去应力退化、再结晶退火）等。1、完全退火：（1）工艺：将工件加热到AC3+30-50℃完全奥氏体化，随炉缓慢冷却，获得接近平衡组织（P+F）的退火工艺（2）目的：细化晶粒，提高性能；消除应力，防止变形；降低硬度。提高切削加工性。（3）应用：亚共析钢；铸件；锻件；焊接件。第一篇第三章钢的热处理第二节退火和正火一、退

4、火2、球化退火（1）概念：使工件中碳化物球状化而进行的退火工艺。加热温度Ac1+30—50℃（2）目的：↓HB，↑切削加工性（195HBS左右）；为淬火做准备。（3）应用：过共析钢，模具钢，合金工具钢。3、低温退火（1）去应力退火：将工件加热到500-600℃左右，保温较长时间，随炉冷到200-300℃，再空冷的方法。目的：去除内应力，稳定尺寸，减少变形。应用：铸件，锻造件，焊接件，切削加工件。（2）再结晶退火：将工件加热到再结晶温度以上150-250℃，即650-750℃，保温后空冷的方法。目的：去除冷变形产生的加工硬化。应用：冷拔、冷轧、冷冲等。A+

5、Fe3CⅡP+Fe3CⅡAAc130—50℃完全退火球化退火去应力退火500600第一篇第三章钢的热处理第二节退火和正火二、正火1、概念：将工件加热到奥氏体化状态，然后在空气中冷却的热处理工艺。2、加热温度：Ac3或Accm+30—50℃3、目的：细化晶粒，调整硬度，消除网状Fe3C。4、应用：碳钢件。*正火和完全退火相同点：都是将钢加热到奥氏体区，使钢进行重结晶，从而解决铸钢件、锻件的粗大晶粒和组织不均问题。不同点：正火比退火的冷却速度稍快，所形成的(F+Fe3C)机械混合物比退火得到的珠光体片层更薄，这种细珠光体组织称为“索氏体”（S）。索氏体的强度

6、、硬度较珠光体高，但韧性并未下降。AF+AA+Fe3CP+Fe3CSFPG正火AccmAc330—50℃第一篇第三章钢的热处理第二节退火和正火二、正火优点：占用设备时间短，生产率高，应尽量用正火取代退火（钢和含碳较低的中碳钢)。缺点：但含碳较高的钢的正火后硬度太高，加工困难，因此中碳合金钢、高碳钢及复杂件仍选用退火。可用于过共析钢，以减少或消除网状二次渗碳体，为球化退火做准备。*退火与正火的选择1、使用性能：工件要求不高，用正火；形状复杂、大件用退火。2、可加工性：WC≤0.45%碳钢用正火；高碳钢用退火，↓HB。3、经济性：正火——经济；退火——工艺繁

7、杂；第一篇第三章钢的热处理第三节淬火和回火一、淬火（蘸火）quenching卒ZU（兵）CU（忽然）1、概念——将工件加热到奥氏体化后以适当的方式冷却获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。2、目的：提高硬度，高弹性和耐磨性3、加热温度:亚共析钢：AC3+30-50℃过共析钢：AC1+30-50℃太低：奥氏体化不均匀，出现软点；太高：晶粒粗大4、保温时间：太短——奥氏体化不均匀，出现软点；太长——钢件晶粒粗大、表面出现氧化、脱碳。AA+Fe3CⅡM+A'少M+Fe3CⅡ+A‘很少第一篇第三章钢的热处理第三节淬火和回火一、淬火5、淬火组织转变：共析钢：加热到

8、Ac1以上A化，缓慢冷却时形成P。水淬时，冷却速度非常快，A中的C原子来不及扩散