《材料成型技术与基础》全套ppt电子课件教案-第04章 退火与正火、钢的淬火等

第 4章金属材料热处理热处理分类4.1退火与正火4.2钢的淬火4.3钢的表面淬火4.4钢的回火4.5钢的淬透性4.6固溶处理与时效强化4.7钢的化学热处理4.8热处理零件的结构工艺性及技术条件标注4.9热处理技术新进展本章小结热处理分类加热冷却普通热处理 :退火、正火、淬火、回火表面淬火 :感应加热表面淬火、火焰加热淬火表面热处理化学热处理 :渗碳、渗氮、渗金属其他热处理：形变热处理、超细化热处理、真空热处理热处理工艺曲线保温 临界温度时间温度第 4章金属材料热处理4.1退火与正火4.1.1退火1.完全退火2.球化退火3.扩散退火 (均匀化退火 )定义、应用范围、后处理4.去应力退火定义、应用范围、目的4.1.2正火第 4章金属材料热处理完全退火与等温退火第 4章金属材料热处理定义：应用范围：目的：工艺：等温退火高速钢等温退火与完全退火的比较球化退火第 4章金属材料热处理定义：应用范围：目的：工艺：T10钢球化退火正火定义：将钢加热到 Ac3（ 亚共析钢）或 Accm（ 过共析钢）以上3050 ，保温适当的时间后在静止空气中冷却的热处理叫正火。应用范围：目的：（ 1）要求不高的结构件，可作为最终热处理。（ 2）改善低碳钢的切削加工性（ 以防粘刀 ）。（ 3）共析钢、过共析钢正火后可消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。各种退火及正火的加热温度范围第 4章金属材料热处理碳钢的硬度与热处理的关系第 4章金属材料热处理各种退火及正火的加热温度范围第 4章金属材料热处理4.2钢的淬火定义、目的4.2.1淬火加热温度和加热时间 4.2.2淬火冷却介质4.2.3淬火冷却方法1.单介质淬火法2.双介质淬火法3.分级淬火法4.等温淬火法5.冷处理第 4章金属材料热处理421淬火加热温度和加热时间第 4章金属材料热处理碳钢的淬火加热温度范围合金钢的淬火加热温度稍微高一些，是临界点以上50100 。加热时间：箱式炉： 12min/mm盐浴炉： 041min/mm合金钢适当延长422淬火冷却介质第 4章金属材料热处理各种淬火方法示意图1 单介质淬火法2 双介质淬火法3 分级淬火法4 等温淬火法5 冷处理423淬火冷却方法第 4章金属材料热处理4.3钢的表面淬火4.3.1感应加热表面淬火 4.3.2火焰加热表面淬火433激光加热表面淬火第 4章金属材料热处理感应加热表面淬火示意图第 4章金属材料热处理高频 100500kHz 0.52.0mm中频 2.58kHz 210mm工频 50Hz 1015mm特点：加热速度快、时间短、氧化脱碳少、变形小、晶粒细小、硬度高，表面层具有较大的残余压应力，可提高疲劳强度。但设备昂贵。淬火前调质或正火，淬后需低温回火。火焰加热表面淬火示意图第 4章金属材料热处理4.4钢的回火4.4.1回火目的4.4.2回火组织转变及性能变化4.4.3回火工艺及应用4.4.4回火脆性第 4章金属材料热处理441回火目的（ 1）消除或降低应力，防止变形或开裂。（ 2）调整性能（硬度）（ 3）稳定组织，稳定形状和尺寸，保证精度。第 4章金属材料热处理4.4.2回火组织转变及性能变化1.钢在回火时的组织转变 (1)马氏体的分解（ 200 以下）(2)残余奥氏体分解 (200300 )(3)渗碳体的形成 (250400 )(4)渗碳体的聚集长大 (400 以上 )2.回火后的组织和 性能(1)回火马氏体 (250 以下 )(2)回火托氏体 (350450 )(3)回火索氏体 (500650 )第 4章金属材料热处理淬火钢回火时的变化过程第 4章金属材料热处理40钢回火后的力学性能与回火温度的关系第 4章金属材料热处理4.4.3回火工艺及应用1.低温回火 (150250 )2.中温回火 (350500 )3.高温回火 (500650 )第 4章金属材料热处理4.4.4回火脆性第 4章金属材料热处理第一类回火脆性第二类回火脆性防止和减弱第二类回火脆性的措施 : 合金钢回火时 ,加热到500650 )快速冷却 ; 大型零件在钢中加 Mo、 W 、Nb等合金元素 ; 提高合金的纯度 ,减少 N、 O、 P等杂质元素含量 ; 采用变形热处理或二次淬火 ,避免杂质的偏聚 . 钢的韧性与回火温度的关系4.5钢的淬透性第 4章金属材料热处理 淬硬层深度概念： 淬透性概念 : 淬透性的影响因素：(1)钢的含碳量(2)合金元素(3)钢中未溶物质 淬硬性概念： 淬透性与选材的关系 :(1)动载和交变载荷下 ;(2)弹簧类零件(3)轴类零件(4)工具类零件 工作截面的不同冷却速度4.6固溶处理与时效强化第 4章金属材料热处理固溶处理 :时效强化 :时效需满足的条件 :举例 :铝合金时效强化特点 :W c为 4% 的 Al-Cu合金的时效曲线4.7钢的化学热处理定义 :钢的化学热处理是将金属或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表层 ,以改变其化学成分组织和性能的热处理工艺 .化学热处理的基本过程 :(1)活性原子的产生2CO 2C+O22NH3 2N+3H2 (2)活性原子的吸收(3)活性原子的扩散举例 :钢的渗碳第 4章金属材料热处理钢的渗碳1.渗碳方法气体渗碳 、固体渗碳、液体渗碳2.渗碳工艺参数渗碳温度 :900950渗层表面含碳量 :0.85%1.05%渗层厚度 :与渗碳时间有关 ,与工件的尺寸有关3.渗碳后的热处理直接淬火法、一次淬火法、二次淬火法v 渗碳件淬火后应进行低温回火 (150200 ),以减少应力和脆性 .回火后的组织是马氏体和渗碳体 ,硬度达 5864HRC.第 4章金属材料热处理钢的气体渗碳第 4章金属材料热处理 定义 : 工件在气体渗碳剂中进行渗碳的工艺 ,称为气体渗碳 .活性碳原子的获得 :通入煤气、液化石油气等 ,或滴入易分解的液体有机物 ,如煤油、甲醇、丙酮等 .CnH2n nC+NH2 2CO C+CO2CO+H2 C+H2O 特点 :渗碳过程、渗层厚度容易控制 ,渗碳时间短 ,生产效率高质量好 .风扇电动机废气火焰炉盖砂封电阻丝耐热罐工件炉体气体渗碳示意图4.8热处理零件的