淬火回火表面热处理PPT课件

-,1,第三章热处理与表面工程技术,(热处理工艺部分）教学要求：本节是课程的重点，要求熟练掌握：1.各种热处理工艺方法的目的，工艺特点，组织和性能特点及其应用。2.能根据零件材料和性能要求选择合适的热处理方法。,-,2,Review金属热处理是通过加热、保温、冷却，以改善材料内部结构与性能的工艺方法。根据工艺方法热处理可分为三大类：普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理：表面淬火和表面化学热处理其它热处理：形变热处理，超细化热处理,真空热处理等,-,3,3.3退火与正火1、定义退火（Annealing）将钢加热到预定温度，保温后缓慢冷却（炉冷），获得接近平衡组织的热处理工艺。正火（Normalizing）将钢加热到奥氏体状态,保温后在空气中冷却的工艺。,-,4,1.退火与正火,（1）目的例、齿轮加工工艺路线毛坯锻造正火（退火）机加工热处理精加工-1）消除应力以减少铸锻焊和其它加工零件变形,开裂倾向；2）细化晶粒，消除组织缺陷为后续热处理作准备。3）调整硬度，改善切削性能（退火可降低硬度，正火可适当提高硬度）；正火还可以消除网状渗碳体，利于后续球化退火。,-,5,2、工艺,1,-,6,3.3钢的退火与正火,1）完全退火特点：完全A化缺点：周期很长，成本高。2）等温退火特点：完全A化周期短，成本低,-,7,3）球化退火,适用：高碳钢目的：降低硬度，改善切削性能。加热温度：Ac1+3050,-,8,3、选择1）考虑切削性能（刀具最佳切削硬度180220HBS)表不同含碳量的钢在正火和退火后的硬度(HBS),中低碳钢采用正火，高碳钢和工具钢采用退火有利于切削。,-,9,2）考虑使用性能正火比退火硬，正火优先。3）考虑经济性正火生产周期短，成本较低,真空退火炉,-,10,3.4钢的淬火淬火：Quenching激冷Hardening硬化把钢加热保温快冷使零件硬化的热处理工艺。淬火后获得马氏体或贝氏体组织。,-,11,3.4.1-1淬火加热温度的选择碳钢的淬火加热温度范围,1、亚共析钢AC3(3050),2、过共析钢Ac1(3050),-,12,为什么亚共析钢要进行完全淬火,完全淬火得到完全马氏体。不完全淬火马氏体组织中有铁素体出现。,-,13,为什么过共析钢只能进行不完全淬火,完全淬火：马氏体含碳量过高，易开裂和形成大量残余奥氏体；不完全淬火：有细小弥散渗碳体残余，奥氏体含碳量低，因而淬火时不易开裂，且残余渗碳体量少。,-,14,为什么过共析钢只能进行不完全淬火,1,-,15,3.4.1-2淬火冷却介质的选择选用原则：为减少淬火应力，能获得M或B尽可能慢冷。水适用于碳钢，变形开裂倾向大。盐水10的NaCl水溶液，适用于低碳钢，油常用10号机油，适用于合金钢，不能用于碳钢冷却。,理想的淬火冷却曲线图,-,16,3.4.2常用淬火方法,1.单液淬火优点：工艺简单，操作方便。缺点：淬火应力大，工件易变形。适用：形状简单的中、低碳钢工件。,-,17,3.4.2常用淬火方法,-双液淬火优点：大大减小工件的淬火应力和变形开裂倾向。缺点：操作难度较高。适用：小批量,-,18,3.4.2常用淬火方法,分级淬火优点：操作简单。可有效防止应力和开裂。缺点：需要盐浴炉适用：小工件大批量。,-,19,3.4.2常用淬火方法,等温淬火目的：得到B下优缺点：同分级淬火，也需要盐浴炉。适用：需要高强韧性的小工件。,-,20,3.4.2常用淬火方法单液淬火操作方便，变形大双液淬火水淬油冷或油淬空冷分级淬火加热零件先在Ms点附近介质中冷却,再取出空冷，等温淬火在贝氏体转变区的介质中冷却，得到贝氏体组织常用淬火方法示意图,-,21,3.4.3钢的淬透性,1定义淬透性（Hardenability）直译：钢可淬火硬化的能力,钢淬火时获得马氏体的难易程度。它主要取决于钢中合金元素，合金元素的种类和含量越高，钢的淬透性越高。,-,22,钢的淬透性对零件淬硬层深度的影响,a)b)图3.28淬火时零件截面上的冷速变化及结果a）未淬透b）淬透,-,23,2、测定-末端淬火法（GB22588）图3.29.末端淬示意图钢的淬透性值以J表示，J表示末端淬火法，d（mm）为至水冷端距离，HRC为相应距离的硬度值。如：J，J，J,-,24,3、意义,淬透性不同的钢调质后机械性能的比较,淬透性的意义淬透性好的钢材经调质处理后，整个截面都是回火S，力学性能均匀，强韧性高；而淬透性差的钢表层为回火S，心部为片状S+F，心部强韧性差。,-,25,4、应用1）选择材料2）选择淬火冷却介质40Cr钢的淬透性曲线带,-,26,3.5.淬火钢的回火回火(Tempering,韧化)：淬火钢在A1温度以下加热、保温、冷却的工艺。（1）回火的目的1）消除应力，降低脆性，减少变形和开裂；2）稳定组织，使AR（RetainedAustenite）分解转变；3）调整和改善性能，通过不同回火工艺提高钢的强韧性。（2）回火的组织与性能变化,-,27,1）组织变化100300200300,马氏体的分解M碳化物（回火马氏体）,残余奥氏体的转变ARB或M,渗碳体聚集长大、铁素体回复和再结晶500组织：块状F粒状Fe3C（回火索氏体500）,碳化物的形成碳化物Fe3C针状F组织：针状F+细粒状Fe3C(回火托氏体（350500）),400以上,300-400,-,28,2）性能变化随着回火温度升高,淬火钢的强度,硬度下降,塑性升高,韧性呈升高趋势,但中间出现两次下降（回火脆性）。,图.40钢在不同回火温度的性能变化,-,2