《钢的热处理工艺》PPT课件.ppt

第四章 钢的热处理 钢的热处理-在固态下,加热、保温、冷却的过程。 热处理的意义: 1.改善钢的性能 2.延长寿命,加热与冷却速度对临界温度的影响,第一节 钢在加热过程中的组织转变 以共析钢为例: 共析钢在常温是珠光体，当加热 到Ac1以上便发生珠光体向奥氏体的转变。这一转变发生两种变化:晶格转变、碳原子重新分布,第二节 钢在冷却时的组织转变 一.两种冷却方式 1.连续冷却 2.等温冷却,过冷奥氏体 加热到A状态的钢快速冷却到A1线以下后，A处于不稳定状态，但过冷到A1点以下的A并不是立即发生转变，而是经过一个孕育期后才开始转变象这个暂时处在孕育期，处于不稳定状态的A，我们就称作“过冷A”。 3C曲线（过冷奥氏体的等温转变曲线） 以共析钢为例，进行一系例不同过冷的等温冷却，得到 C曲线。,共析钢过冷奥氏体等温转变的产物大致分为三个类型: (1)高温转变产物 727650为珠光体 650600为索氏体(细珠光体) 600550为屈氏体(极细珠光体) (2)中温产物 550 350 为上贝氏体 350 230 为下贝氏体.下贝氏体有较高的强度和硬度塑性和韧性. (3)低温产物 A过冷到230 以下陆续转变成为马氏体M。M实质上是一种过饱和固溶体,马氏体是一种不稳定的产物,它有很高的硬度但塑性,冲击韧性很差.,片状M的立体形态是双凸透镜状，而显微镜下所看到的则是金相试面上的M截面形态， 因而呈针状。,板条状M立体形态呈椭圆形截面的细长条状，而它的显微组织在金相试面上是细条状M截面形态。,第三节 钢的热处理工艺 一.退火 退火-加热一定温度,保温一段时间,缓慢冷却. 目的:细化晶粒,降低硬度,去除内应力,提高韧性. (1)完全退火-钢加热到AC3以上30 50 保温缓冷。 适用于亚共析钢细化晶粒,提高机械性能. (2)球化退火-用于过共析钢,钢加热到AC1以上2030 保温再冷却至Ar1以下20左右等温一定时间炉冷到600 出炉空冷,使网络Fe 3C和片状P中的Fe 3C球化。使硬度下降,有利于切削加工。 (3)低温退火 加热500600 保温缓冷，去除钢的内应力。 主要用在消除铸、锻、焊的残余应力。 二.正火 加热Ac3 Accm以上3050 保温空冷,三.淬火 加热A3、 A1以上3050 保温快冷 所得产物:M+残A 目的:提高硬度、耐磨性.用于各种工具、模具。 根据淬火时的冷却方法不同可分为: 1.单液淬火 将加热的工件放入一种淬火介质中连续冷却至室温的操作方法.如碳钢在水中淬火. 2.双液淬火 将钢奥氏体化后先放入一种冷却能力较强的介质中 冷却一300左右时,再放到另一,种冷却能力较弱的介质中冷却 。如先水淬后油淬。 3. 分级淬火 将钢加热后迅速投入到温度稍高于Ms的冷却介质中停留25分钟，取出空冷。 4.等温淬火 将加热后的工件放在稍高于Ms温度的盐浴槽中，保持足够长的时间，使过冷奥氏体转变为下贝氏体，然后在空气中冷却 。只用于尺寸不大形状复杂而要求较高的工件。如弹簧、小齿轮、丝锥等。,四.回火 把淬火钢加热到A1以下某一温度保温冷却(空冷或水冷) 目的:消除内应力,提高韧性,降低硬度。 根据加热温度不同可分: 1.低温回火 150200 M+残A 析出碳化物,过饱和C下降,畸变得到一部分纠正,内应力消除,硬度基本不变. 2.中温回火 300500 M极细球状(Fe3C+F) 硬度有所下降,去除内应力,提高弹性,常用于弹簧。,3.高温回火 500600 M细球状(Fe3C+F) 硬度下降，去除内应力，韧性提高(淬火+高温回火调质) 常用于主轴、齿轮。,五.表面处理 目的:提高改善钢的表面性能. 表面淬火: 火焰加热+水冷 感应加热+水冷 一般用于中碳钢. 六.化学处理 工件放入介质中加热、保温活性原子渗入工件表面提高表面性能. 渗碳:介质碳;碳酸盐.一般用于低碳钢. 渗氮:介质氮;一般用于含有Al、Cr的合金钢形成氧化物硬、稳定.,第四节 钢的分类与应用 一.按成份分 1. 碳素钢: 低碳钢 C%0.25% 08,10,15,20,25强度低,塑性高，可焊性好，制做薄钢板或螺钉、螺母、垫圈。 中碳钢 C0.250.55% 2550强度高，塑性较好， 可焊性也好,应用时常经淬火、回火。 用于轴类、齿轮、丝杆、套筒. 高碳钢 C%0.55% 5570 淬火后弹性好，用于弹簧、钢丝绳。,#26. 幻灯片 26,2.合金钢 低合金钢 含合金量5% 二.按用途分 1.结构钢 用于工程结构(桥梁、船舶、高压容器)；机械零件 2.工具钢 用于各种工具、刀具、模具、量具。一般是高碳钢，硬度高、耐磨。 3.特殊性能钢 一般是高性能钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢。一般都含有较高的合金元素。,三.按质量分 (即按有害元素P、S的含量分) 1.普通钢 P%0.045% S 0.055% 2.优质钢 P% 0.040% S 0.045% 对于工具优质钢 P% 0.04% S 0.04% 3.高级优钢 P% 0.03% S 0.03% 因为硫、磷 在高温或低温下能引起起重机钢的脆性，所以常希望钢中含硫、磷量少些。,#11. 幻灯片 11,四.钢的编号 1.用汉字或汉语拼音的第一个字母表示钢的种类 T(碳素工具钢) G( 滚动轴承钢) 例 GCr15 2.用数字表示钢的平均碳量 结构钢二位 万分之几 工具钢 千分之几 3.用数字表示含合金元素的平均含量 百分之几,-甲类 普通碳素结构钢- -乙类 碳素结构钢- 优质碳素结构钢:10、15、2070 优质碳素工具钢:T7、T8 T13 碳素钢- 碳素工具钢 高级优质碳素工具钢:T7A、T8A T13A 普通低合金结构钢 钢- 合金结构钢- 渗碳钢:20Cr 机械制造合金结构钢 调质钢:40Cr 弹簧钢