机械基础（第2版） 课件 4－3钢的热处理

第四章金属材料及其热处理第三节钢的热处理【学习目标】1．掌握非合金钢常用热处理的工艺方法。2．掌握非合金钢常用热处理的目的。钢的热处理是采用适当的方式对金属材料或工件（以下简称工件）进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。根据GB/T12603-2005，钢的热处理可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三种。整体热处理包括退火、正火、淬火、回火等一、钢的退火和正火1．退火退火是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。退火的目的有：（1）降低硬度，以利于切削加工。（2）提高塑性和韧性，以利于冷变形加工。（3）消除组织缺陷,（4）消除钢中的残余内应力，防止变形与开裂2．正火正火是工件加热奥氏体化后在空气中或其他介质中冷却，获得以珠光体组织为主的热处理工艺。正火的目的:细化晶粒，均匀组织，提高机械性能。对于中、低碳钢，可提高硬度，改善切削加工性；对于高碳钢，过高的硬度不利于切削加工，可消除钢中网状渗碳体，为球化退火作准备；对于性能要求不高的零件，可代替调质处理作为最终热处理。正火与退火相比：正火冷却速度快。正火后的强度、硬度高于退火，操作简便，生产周期短，成本低，在可能的条件下宜用正火代替退火。但正火只适用于碳素钢及合金元素含量不高的合金钢。二、钢的淬火淬火是工件加热奥氏体化后，以适当方式冷却以获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。常见的淬火介质有水（盐水）、油等。淬火的目的:提高钢的硬度、强度和耐磨性，是强化钢材的重要热处理工艺。（1）淬硬性。淬硬性是指钢在理想条件下淬火所能达到的最高硬度来表征的材料特性，主要取决于钢中的含碳量。（2）淬透性。淬透性是指在规定条件下，钢试样淬硬深度和硬度分布表征的材料特性淬透性愈好，淬硬层愈厚。淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火冷却方式三、钢的回火1．低温回火（150℃～250℃）低温回火的目的是降低淬火钢内应力，提高韧性，并保持高的硬度和耐磨性。主要用于高碳工具钢和合金刃具钢、量具、滚动轴承、冷作模具和要求硬而耐磨的零件。2．中温回火（250℃～500℃）中温回火的目的是使淬火钢件具有高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性。主要用于制造弹性零件（如弹簧、发条）和热锻模具等。3．高温回火（500℃～650℃）高温回火的目的是使零件获得良好综合力学性能，即零件不仅具有较高的强度，而且具有较好的塑性和韧性。生产中把淬火和高温回火相结合的热处理工艺称为调质处理，简称为调质。调质处理广泛用于丝杆、连杆、齿轮、曲轴等重要的受力结构零件。四、钢的表面热处理与化学热处理1．表面淬火表面淬火是仅对工件表面层进行淬火，而心部仍保持未淬火状态。常用表面淬火有火焰表面淬火、感应加热表面淬火。火焰表面淬火是用乙炔-氧的混合气体燃烧的火焰，快速加热，使工件表面层迅速地达到淬火温度，而后立即喷水或用乳化液进行冷却的一种方法，感应加热表面淬火是把工件放在感应器（变磁场）中，依靠工件表面产生感应电流，使工件表面瞬时升到淬火温度，立即喷水冷却，使之获得淬硬表层的热处理工艺

2．化学热处理（1）渗碳渗碳是把低碳钢工件放在活性碳介质中，加热到一定温度（一般为930℃左右），保温足够长的时间，使表面层的碳浓度升高的热处理工艺

渗碳后淬火（2）氮化氮化是向钢的表面渗入氮原子以提高表面层氮浓度的热处理工艺氮化以后不需淬火即可获得很高的硬度（可达1000～1200HV），且耐磨性高思考与练习1．什么是热处理？它在实际应用中有什么意义？2．常用的热处理工艺有哪些？3．什么是退火？什么是正火？说明它们的主要目的和应用范围。4．什么是淬火？什么是回火？