金属材料热处理ppt课件

1、第二章 金属资料热处置第一节第一节 钢在加热时的组织转变钢在加热时的组织转变第二节第二节 钢在冷却时的组织转变钢在冷却时的组织转变第三节第三节 退火与正火退火与正火第四节第四节 淬淬 火火第五节第五节 回回 火火第六节第六节 钢的外表热处置及化学热处置钢的外表热处置及化学热处置第七节第七节 热处置新技术简介热处置新技术简介第八节第八节 热处置工艺运用热处置工艺运用 1、掌握钢的热处置的工艺过程； 2、掌握钢在加热时的组织转变以及钢在冷却时的组织转变； 3、掌握主要的热处置方法的工艺过程及在消费中的运用。 1、钢的热处置的工艺过程； 2、钢在加热或冷却时的组织转变； 3、主要的热处置方法。钢在加

2、热或冷却时的组织转变。 把固态金属资料在一定介质中的加热、保把固态金属资料在一定介质中的加热、保温暖冷却，以改动其组织和性能的一种工艺。温暖冷却，以改动其组织和性能的一种工艺。钢钢 的的 热热 处处 理理热处置整体热处置退火正火淬火回火调质稳定化处置固溶热处置固溶热处置和时效处置外表热处置 外表淬火和回火 物理气相堆积 化学气相堆积 等离子化学气相堆积化学热处置渗碳碳氮共渗渗氮氮碳共渗渗其他非金属渗金属多元共渗溶渗 右图为 热处置的根本工艺过程的温度-时间关系曲线。 热处置用于消除上一工艺过程所产生的金属资料内部组织构造上的某些缺陷，改善切削性能，还可进一步提高金属资料的性能，充分发扬资料性能

3、的潜力。因此，大部分机器零件都要进展热处置。钢加热和冷却时的温度变化曲线见图钢加热和冷却时的温度变化曲线见图3-23-2。 由图可见，要想使共析钢转变为奥氏体，必需将钢加热到Ac1以上；对于亚共析钢必需加热到Ac3以上。否那么，难以到达应有的热处置效果。 一、退火 退火是将金属和合金加热到适当温度，保温退火是将金属和合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处置工艺。一定时间，然后缓慢冷却的热处置工艺。 按金属成分和性能要求的不同，退火可分为按金属成分和性能要求的不同，退火可分为: : 1.完全退火 将铁碳合金完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡形状组织的退火工艺。完全退火的目的是

4、经过完全重结晶细化晶粒，降低硬度，改善切削性能。完全退火主要用于亚共析钢的铸、锻件。 2. 2.球化退火球化退火 使钢件中碳化物球状化而进展的退火工使钢件中碳化物球状化而进展的退火工艺。球化退火主要用于过共析钢，目的是使网状渗碳体球艺。球化退火主要用于过共析钢，目的是使网状渗碳体球状化，降低硬度、提高韧性，改善切削性能，为淬火作组状化，降低硬度、提高韧性，改善切削性能，为淬火作组织预备。织预备。 3.去应力退火 为了去除由于塑性变形加工、焊接等呵斥的以及铸件内存在的剩余应力而进展的退火。主要用于消除铸件、锻件、焊接件和切削件的剩余应力。 二、正火 正火是将钢材或钢件加热到或Accm以上3050

5、，保温适当的时间后，在静止空气中冷却的热处置工艺。 把钢件加热到以上100150的正火那么称为高温正火。 与退火类似，但冷却速度比退火快。钢件在正火后的强度和硬度比退火稍高，但消除剩余应力不彻底。又因操作简便、消费率高，所以，正火常优先采用。低碳钢件可替代退火。 一、一、 淬火是将钢件加热到淬火是将钢件加热到 或或Ac1Ac1以上某一温度，坚持以上某一温度，坚持一定时间，然后以适当的速度冷却获得马氏体和或贝一定时间，然后以适当的速度冷却获得马氏体和或贝氏体组织的热处置工艺。氏体组织的热处置工艺。 目的；提高钢件的硬度和耐磨性，淬火不同回火，目的；提高钢件的硬度和耐磨性，淬火不同回火，获得各种需

6、求的性能，是强化钢的主要方法。获得各种需求的性能，是强化钢的主要方法。 淬火介质：淬火冷却时所用的介质。 钢的种类不同，淬火介质不同，常用介质：水、油。水廉价，冷却才干较强，碳素钢件用的多。油冷却才干较水低、本钱高，但，可防止工件产生裂纹等缺陷，合金钢多用。回火方法 加热温度 力学性能 特点运用范围 硬度 HRC低温回火低温回火150250 高硬度、耐高硬度、耐磨性磨性刃具、量具、刃具、量具、冷冲模等冷冲模等5865中温回火中温回火350500 高弹性、韧高弹性、韧性性弹簧、钢丝弹簧、钢丝绳等绳等3550高温回火高温回火500650 良好的综合良好的综合力学性能力学性能连杆、齿轮连杆、齿轮及轴

7、类及轴类2030 一、外表淬火 外表淬火是仅对工件表层进展淬火的工艺。 目的：为了获得高硬度的外表层和有利的剩余应力分布，提高工件的硬度和耐磨性。 外表淬火加热的方法很多，如感应加热、火焰加热、电接触加热、激光加热等。 二、化学热处置二、化学热处置 化学热处置是将金属和合金工件置于一定温度的活性化学热处置是将金属和合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改动其介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改动其化学成分、组织和性能的热处置工艺。化学成分、组织和性能的热处置工艺。 常用的有渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗金属元素等。常用的有渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗金属元素等。

8、临界温度临界温度 平衡时：平衡时：A1、 A3、Acm 加热时：加热时：Ac1、 Ac3、Accm冷却时：冷却时：Ar1、Ar3、Arcm钢加热冷却时FeFe3C形状图 共析钢加热到共析钢加热到Ac1 以上时，以上时， P A 共析钢共析钢A化过程化过程 形核形核 、长大、长大、 Fe3 C 完全完全溶解、溶解、C 的均匀化。的均匀化。 亚过析钢的亚过析钢的A化化 P A 后，先共析后，先共析 F 或或 Fe3C 溶解。溶解。 21 钢在加热时的组织转变 加热温度和速度加热温度和速度 转变快转变快 C%或或 Fe3 C片间距片间距 界面多，形核多界面多，形核多 转变快转变快 合金元素合金元素

9、A化速度化速度或或 A 晶粒度晶粒度 加热温度，保温时间加热温度，保温时间 晶粒尺寸晶粒尺寸 合金碳化物合金碳化物，C% 晶粒尺寸晶粒尺寸 21 钢在加热时的组织转变1 1过冷过冷A A的等温转变的等温转变 2 2过冷过冷A A的延续冷却转变的延续冷却转变延续和等温冷却曲线延续和等温冷却曲线过冷过冷A :T S T珠光体珠光体 P ，3800索氏体索氏体 S 8000屈氏体屈氏体 T 800022 钢在冷却时的组织转变光学显微照片光学显微照片 1300电子显微照片电子显微照片 500045钢，上钢，上B+下下B，400 22 钢在冷却时的组织转变炉冷炉冷 P 空冷空冷 S 油冷油冷 T+M+A

10、水冷水冷 M+A冷却方法b/MPns/MPn/%/%HBS(HRC)炉内缓冷53028032.549.3160200空气冷却67072034015184550170240水 冷 却1 0007207812145258HRC22 钢在冷却时的组织转变转变温度范围过冷程度转变产物代表符号组织形状层片间距转变产物硬度HRCA1650小珠光体P粗片状约0.3m55共析钢过冷奥氏体转变温度与转变产物的组织和性能共析钢过冷奥氏体转变温度与转变产物的组织和性能22 钢在冷却时的组织转变第三节 退火与正火预备热处置工艺 处置工件毛坯，为以后切削加工和最终热处置做组织预备 一、钢的退火钢的退火是将工件加热到适当

11、温度，坚持一定时间，然后缓慢冷却普通随炉冷却的热处置工艺。 目的是消除钢的内应力、降低硬度、提高塑性、细化组织、均匀化学成分，以利于后续加工，并为最终热处置做好组织预备。完全退火球化退火等温退火分散退火去应力退火再结晶退火A3线以上30-50CA1线以上20-40CA3线以上30-50CA3线以上150-250CA1线以下600-650C再结晶以上150C缓慢冷却缓冷至600C空冷快冷至A1线下保温缓慢冷却缓慢冷却缓慢冷却消除粗晶和不均匀组织将片状P变为球状P获得均匀组织消除偏析消除剩余应力消除加工硬化亚共析钢过共析钢合金钢高合金钢合金钢铸锭铸件铸、锻、焊件冷塑性变形件退火分类退火分类加热温度

12、加热温度冷却方式冷却方式主要目的主要目的适用范围适用范围分类23 退火与正火23 退火与正火二、钢的正火 正火是指将工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热 处置工艺。 目的是细化晶粒，消除网状渗碳体，并为淬火、切削加工等后续工序作组织预备。钢的种类正 火 主 要 目 的低 碳低合金钢中碳钢过共析钢高合金钢消除过热组织、细化晶粒、改善切削性消除组织缺陷、坚持硬度、为调质做预备消除网状二次渗碳体、为球化退火和淬火做预备淬火作用空淬23 退火与正火正火问题： 1、正火加热温度及冷却方式 2、正火主要目的 3、正火与退火主要差别23 退火与正火第四节第四节 淬淬 火火 淬火是指将工件加热奥氏体化后，以适当

13、方式冷却获得马氏体或和贝氏体组织的热处置工艺。 目的主要是使钢件得到马氏体或贝氏体组织，提高钢的硬度和强度 。淬火温度范围24 淬 火淬火问题：1、淬火加热温度及冷却方式 2、常用冷却介质 3、淬透性和淬硬性24 淬 火冷却速度：冷却速度： 盐水盐水 水水 盐浴盐浴 油油 淬火方法淬火方法 单介质淬火：水、油冷单介质淬火：水、油冷 双介质淬火：水冷双介质淬火：水冷 + 油冷油冷 分级淬火：分级淬火： Ms盐浴中均温盐浴中均温空冷空冷 等温淬火等温淬火 在盐、碱浴中在盐、碱浴中 下下B 淬火缺陷 过热与过烧 氧化与脱碳 硬度缺乏和软点 变形和开裂24 淬 火第五节第五节 回回 火火淬火后，加热到

14、Ac1以下，保温，冷却。 目的：消除淬火应力，调整性能。 低温回火低温回火150250 回火回火M ( 过饱和过饱和F +薄薄片状片状Fe2.4C ) + A 。淬火应力。淬火应力 ，韧性，韧性 ，坚持淬火后，坚持淬火后的高硬度。的高硬度。 用于高用于高C工具钢等。工具钢等。 中温回火中温回火350500 回火回火T (F +细粒状细粒状Cm ) 。弹性极限和屈服强度弹性极限和屈服强度，韧性和硬度中等。，韧性和硬度中等。 用于弹簧等。用于弹簧等。 高温回火高温回火500650 回火回火S (等轴状等轴状F +粒状粒状Cm ) 。综合机械性能最好。综合机械性能最好, 即强度、塑性和韧性都较好。即

15、强度、塑性和韧性都较好。 用于重要零件。调质处置用于重要零件。调质处置 淬火淬火 + 高温回火高温回火 回火问题：1、回火主要目的 2、回火种类 3、回火脆性 4、调质回火种类加热温度到达的硬度运用范围低温回火中温回火高温回火150-200C350-500C500-650CHRC60HRC35-50HRC20刃具、模具弹簧重要构造件25 回 火整体工艺曲线整体工艺曲线25 回 火25 回 火第六节第六节 钢的外表热处置与化学热处置钢的外表热处置与化学热处置 外表具有高硬度和耐磨性，心部具有一定的强度和足够的韧性。 一、钢的外表热处置 外表热处置是为改动工件外表的组织和性能，仅对其外表进展热处置

16、的工艺。 外表淬火是最常用的外表热处置。 主要方法有：1、感应加热外表热处置2、火焰加热外表热处置26 钢的外表热处置与化学热处置26 钢的外表热处置与化学热处置26 钢的外表热处置与化学热处置二、钢的化学热处置二、钢的化学热处置 钢的化学热处置是将工件置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入到它的表层，以改动其化学成分、组织和性能的热处置工艺。 最常用的方法有：1、渗碳、渗碳渗碳介质中加热保温 2、渗氮、渗氮外表硬而心部韧 氮原子渗入工件表层 疲劳强度高、变形小 3、碳氮共渗、碳氮共渗26 钢的外表热处置与化学热处置渗渗 氮氮26 钢的外表热处置与化学热处置渗渗 氮氮26 钢的外表热处置与化学热处置第七节第七节 热处置新技术简介热处置新技术简介电弧喷涂电弧喷涂离子喷涂离子喷涂27 热处置新技术简介第八节 热处置工艺运用劳动版录像钢的热处置钢的热处置录录 像像1、为了提高钢的某些机械性能目的，保证机器零件和工具的任务可靠性及其运用寿命，通常要对钢进展热处置。热处置是采用适当的方式对金属资料或工件进展加热、保温暖冷却，以获得预期的组织构造与性能的工艺。它可改善工件的组织和性能，充分发扬资料潜力，从而提高工件运用寿命。2、钢的退火与正火主要用来处置工件毛坯，为以后切削加工和最终热处置做组织预备，对普通铸件、焊接件以及性能要求不高的工件，退火、正火都可