金属材料及热处理知识第4章课件.ppt

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1、金属材料及热处理知识姜敏凤主编第四章钢的热处理了解钢在加热和冷却时的组织转变特点，掌握钢的退火、正火、淬火和回火知识；熟悉钢的表面热处理、化学热处理；了解热处理新技术、金属的表面防护与装饰知识。第四章钢的热处理目录第一节概述第二节钢在加热和冷却时的组织转变一、钢在加热与保温时的组织转变二、钢在冷却时的组织转变第三节钢的退火和正火一、退火二、正火三、退火、正火的选用第四节钢的淬火和回火一、钢的淬火二、钢的回火第五节钢的表面热处理一、感应加热表面淬火二、火焰加热表面淬火第四章钢的热处理目录第四章钢的热处理第六节钢的化学热处理一、渗碳二、渗氮（氮化）三、碳氮共渗四、氮碳共渗（软氮化）第七节热处理新技

2、术一、热处理技术发展方向二、热处理新技术简介第八节金属表面防护与装饰一、金属的表面防护二、金属的表面装饰复习思考题第一节概述钢的热处理是将钢在固态下以一定的方式进行加热、保温，然后采取合适的方式冷却，让其获得所需要的组织结构和性能的工艺。(1)整体热处理对工件整体进行穿透加热。(2)表面热处理仅对工件的表面进行的热处理工艺。(3)化学热处理改变工件表层的化学成分、组织和性能。第二节钢在加热和冷却时的组织转变一、钢在加热与保温时的组织转变1.奥氏体的形成过程图4-3共析钢加热时组织转变示意图a)奥氏体形核b)奥氏体长大c)残余渗碳体溶解d)奥氏体均匀化第二节钢在加热和冷却时的组织转变2.奥氏体的

3、晶粒大小及影响因素奥氏体的晶粒越细小、均匀，冷却后的室温组织越细密，其强度、塑性和韧性比较高。(1)奥氏体晶粒度晶粒度是指多晶体内晶粒的大小，可以用晶粒号、晶粒平均直径、单位面积或单位体积内晶粒的数目来表示。GB/T8493—1987将奥氏体晶粒分为8个等级，其中1～4级为粗晶粒；5～8级为细晶粒。图4-4为部分晶粒度标准图片。(2)影响奥氏体晶粒度的主要因素1)热处理工艺参数2)钢的化学成分3)原始组织第二节钢在加热和冷却时的组织转变图4-4标准奥氏体晶粒度等级a)4级晶粒b)5级晶粒c)6级晶粒d)7级晶粒第二节钢在加热和冷却时的组织转变二、钢在冷却时的组织转变在热处理工艺中，常用等温冷却

4、和连续冷却两种冷却方式。图4-6两种冷却方式示意图1—等温冷却2—连续冷却1.等温冷却转变钢经奥氏体化后，迅速冷至临界点(Ar1或Ar3)线以下等温保持时，过冷奥氏体发生的转变称为等温转变。第二节钢在加热和冷却时的组织转变(1)等温转变图的建立钢的等温转变图是用实验方法建立的。图4-7共析钢等温转变图a)共析钢奥氏体等温转变图建立示意图b)共析钢等温转变图(2)等温转变图分析第二节钢在加热和冷却时的组织转变(3)过冷奥氏体等温转变产物及性能在Ms线以上，可发生珠光体型转变和贝氏体型转变。过冷奥氏体的等温转变产物及性能见表4-2，过冷奥氏体的等温转变温度越低，其转变组织越细小，强度、硬度也越高。

5、表4-2共析钢等温转变产物及性能第二节钢在加热和冷却时的组织转变(4)亚共析钢和过共析钢的等温转变图图4-8亚共析钢和过共析钢的等温转变曲线a)亚共析钢的等温转变曲线b)过共析钢的等温转变曲线第二节钢在加热和冷却时的组织转变2.连续冷却转变图4-9在等温转变曲线上估计连续冷却时的组织转变(2)马氏体转变过冷奥氏体在Ms线以下发生的转变称马氏体转变，马氏体转变通常在连续冷却时进行。(1)等温转变曲线在连续冷却转变中的应用第三节钢的退火和正火1.完全退火一、退火将工件加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。目的是降低硬度，去除内应力，均匀钢的化学成分和组织，细化晶粒，提高塑性，改

6、善切削加工性能，为最终热处理做好组织准备。将工件加热至完全奥氏体化后缓慢冷却，获得接近平衡组织的退火工艺。3.球化退火为了使钢中碳化物球状化而进行的退火4.去应力退火将工件加热到500～600℃，并保温一定时间，缓慢冷却至300～200℃以下空冷，消除工件因塑性变形加工、切削加工或焊接造成的残余内应力及铸件内存在的残留应力进行的退火。第三节钢的退火和正火2.等温退火将工件加热至Ac3或Ac1以上的温度，保持适当时间后，以较快速度冷却到珠光体转变温度区间的某一温度并等温保持，使奥氏体转变为珠光体类组织后在空气中冷却的工艺。三、退火、正火的选用选择应注意：(1)切削加工性能(2)使用性能(3)经济

7、性二、正火将工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。正火与退火工艺的区别：正火的冷却速度稍快，得到的组织较细小，强度和硬度较高；同时操作简便，生产周期短，成本低。第三节钢的退火和正火第四节钢的淬火和回火一、钢的淬火1.淬火工艺将工件加热奥氏体化后以适当的方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺。图4-12碳钢的淬火加热温度范围(1)淬火加热参数的确定淬火加热温度的选择应以Fe-Fe3C