钢的热处理及组织转变课件.ppt

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1、钢的热处理及组织转变一、热处理的概念、类型、作用二、钢在加热时的组织转变三、钢在冷却时的组织转变一、钢的热处理热处理的概念：钢在固态下加热、保温和冷却，改变其组织结构，从而获得所需要性能的一种工艺。热处理的作用：提高和改善钢的性能。热处理的分类：退火、正火、淬火、回火、表面热处理等。一、钢的热处理钢的退火：⑴退火的定义将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却下来，获得接近平衡状态的组织的热处理工艺，称为退火。⑵退火的目的①降低硬度，提高塑性和韧性；②消除残余内应力，减轻变形和防止开裂；③均匀成分，细化晶粒，为最终热处理作准备；④改善或

2、消除铸造、轧制、焊接等加工中的组织缺陷。一、钢的热处理钢的退火：⑶退火种类：完全退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、去应力退火、扩散退火等。一、钢的热处理完全退火概念：将亚共析钢加热到AC3+30～50℃，保温一定时间，随炉缓冷至600℃以下，再出炉空冷的热处理工艺，称为完全退火。目的：①细化晶粒②消除内应力③降低硬度便于切削加工④为最终热处理作准备一、钢的热处理不完全退火概念：将钢加热到AC1～Accm（或AC1～Acc3），保温后缓慢冷却的退火方法，主要用于过共析钢。含碳量温度A1温度范围不完全退火存在意义：若将过共析钢加热到Accm

3、以上，则在缓冷过程中析出网状二次渗碳体，使钢的强韧性大大下降，所以过共析钢不能采用完全退火。一、钢的热处理等温退火概念：将钢加热到AC3+30～50℃或AC1～Accm之间某一温度，适当保温后，以较快速度冷却到Ar1以下，等温一定时间，使奥氏体在等温中完成转变，以降低硬度的退火，称为等温退火。相比与完全退火：①节省组织转变时②细化晶粒一、钢的热处理球化退火概念：将钢加热到AC1+20～50℃，保温一定时间，然后缓慢冷却，获得球状珠光体组织的退火方法，称为球化退火。目的：使渗碳体球化，降低硬度，改善切削性能，并为淬火作组织准备。一、钢的热处理

4、球化退火的基本工艺①普通（缓冷）球化退火：试用于工件截面大情况②等温球化退火：缩短周期，组织均匀，应用广泛③周期球化退火：特点是加热到AC1-AR1上下周期摆动，获得的球化效果较好，在大件和大批量生产中难以实现，很少使用。一、钢的热处理去应力退火概念：将钢加热到略低于AC1的温度，约500～650℃，经保温后缓慢冷却的退火方法，称为去应力退火。目的：消除残余应力一、钢的热处理再结晶退火（中间退火）概念：将冷塑性变形加工的工件加热到再结晶温度以上，保持适当时间，缓慢冷却，重新形成均匀的晶粒，以消除形变强化效应和残余应力的退火工艺。目的：消除加

5、工硬化提高塑性改善切削加工性能炉冷温度时间再结晶温度一、钢的热处理钢的正火：⑴定义：将钢加热到AC3或Accm以上30～50℃，保温一定时间，出炉后在空气中冷却的热处理工艺，称为钢的正火。⑵正火的目的①细化晶粒，提高力学性能；②对WC＜0．25%的钢，可适当提高硬度，改善切削性能；③消除过共析钢中二次渗碳体网，便于球化退火；一、钢的热处理正火与退火的不同正火冷却速度稍快，正火后的组织比退火细，硬度和强度有所提高。非共析钢正火时发生伪共析转变，使组织中珠光体量增多，片间距变小，通常获得索氏体组织；退火时通常获得珠光体组织。正火力学性能高，操作

6、简便，生产周期短，能量消耗少，应优先考虑采用正火处理。一、钢的热处理钢的淬火：⑴定义：将钢加热至临界温度Ac1或Ac3以上30～50℃，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度的冷却速度冷至室温，获得马氏体组织的热处理工艺称为淬火。⑵淬火的目的获得马氏体组织，提高钢的硬度和强度。一、钢的热处理钢的淬火：亚共析钢：Ac3+（30～50）℃正常温度淬火应得到细小均匀的马氏体组织，在光学显微镜下看不见组织形态，称为隐晶马氏体。温度过高奥氏体晶粒粗大，淬火后马氏体晶粒也随之粗大；若选择在Ac1～Ac3之间，则组织中有一部分先共析铁素体，淬火后会造成钢的

7、强度和硬度不高。一、钢的热处理钢的淬火：共析钢和过共析钢：Ac1+（30～50）℃淬火后得到的组织是均匀细小马氏体和粒状渗碳体。温度过高得到粗针状马氏体，同时引起工件严重变形，增大开裂倾向；由于渗碳体溶解过多，增加了残余奥氏体量，降低钢的硬度和耐磨性。温度过低，在淬火组织中出现铁素体，使淬火组织出现软点，降低钢的强度和硬度。一、钢的热处理钢的淬火：理想的淬火冷却曲线应该是：在650～5500C范围要快冷，其它温度区间不需快冷，尤其在Ms点以下更不需快冷，以免引起工作变形或开裂。一、钢的热处理钢的淬火：冷却介质有：油、水、盐水、碱水等，其冷却

8、能力依次加强，这些冷却介质都不能完全满足上述理想的淬火冷却条件。一、钢的热处理钢淬火的方法：单液淬火法：工件易变形和开裂双液淬火法：减小了马氏体转变的相变应力分级淬火法：Ms线附