工程材料及成形技术基础金属材料热处理

1、佥属材料热处理碳钢的问题：1强度较低，不能承受高载荷;2. 淬透性差,不能做大件和复杂件3. 热硬性差,只能在200 C以下工作4. 不能满足某些特殊性能要求改善钢性能的途径：合金化热处理一般机械零件的加工路线是:最终热处理毛坯（铸、锻） 预备热处理 机加工分类:普通热处理：退火、正火.淬火.回火r表面淬火：感应加热淬火、火焰加热淬火 表面热处理 I化学热处理：渗碳、渗氮、渗金属热处理车间4.1退火与正犬4. 1. 1退火(annealing )随炉冷却亚共析钢：Acs + 30 50 C, 组织：F + P 共析钢：Aci + 30 50 C, 组织：P 过共析钢：1D 0090080 07

2、006000*2 0.4 0,6 CL8 1-0 L2 LiAci + 30 50 C, 组织：P球退火的目的：苫1. 降低硬度以便于切削加工2. 消除残余内应力以防止钢件在淬火和使用 时发生变形和开裂3细化晶粒，改善组织，提高力学性能4.为最终热处理做准备1完全退火煬适于亚共析钢和铸件、锻件及焊接件，使钢软化以便于嗚 削加工，并可消除内应力。日2.等温退火可使工件在炉内的停留时间大大缩短O-慨通退火 -等沒退火时间髙速钢等温退火与普通退火的比校3 球化退火切削加工性能，减小淬火的变形和开裂。适于共析钢和过共析钢，获得球状珠光体，以降硬度，歸4 扩散退火适于：合金钢大型铸、锻件目的：消除晶内偏

3、析5 去应力退火适于：铸件、锻件、焊接件、冷拉伸件、切削加工件 目的：消除残余应力，以提高尺寸稳定性，防止在切 削加工中和使用过程中的变形和裂纹倾向6 再结晶退火用于处理冷轧、冷拉、冷挤压等发生加工硬化的钢材4.1.2 正火(normalizing ):亚共析钢：F + S共析钢：S过共析钢:S + Fe3C粒状空中冷却2正火球化ill火 o.z（l w.5 n.fin,K 1 .n 1-2钢的然处理与磽度（BttW 为含适的切剤加工嘤度幣事）目的：获得马氏体和贝氏体组织,提高硬度和耐磨性（工具、模具、量具、滚动轴承）4.2钢的淬火（最重要，最广泛）（quenching）丿g定义；是将钢件加热

4、到Acl或Ac3以上保温一定时间后，快速冷 却（通常大于临界冷却速度Vc）,以得到马氏体（下贝氏 体）组织的热处理工艺連續式渗换(調貧)淬火迪用途APPLICATIONS CF CONTINUOUS CAHBUHUH5 (TErPERING)OUENCHINt FURNACF主盍科UJW L&細;rartKHa diMfiXH. JH态旦划knl toal fkaun?月帰耳,.ENKt圧P-Drfc cf i* nfrMWty#* & bR eli-:cr*sv. mF4.2.1淬火加热温度和加热时间原则：得到均匀细小的奥氏体晶粒亚共析钢：M共析钢.过共析钢：M+Fe3C粒状合金钢：M +M

5、xCy粒状mon7IK)0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.01.21U1.81.82-0P 疋II水:碳素钢时间（对数）在C曲线鼻尖出处冷却速度足够快，其余各处不必太快 亠盐水：形状简单、变形 要求不严、截面较大 的碳钢零件油：合金钢4.2.3淬火冷却方法单介质淬火法双介质淬火法马氏体分级淬火法贝氏体等温淬火法冷处理局部淬火各种淬火方法的示童图1单藏禅火tih 23KM*#火3分損淬火h 4第*押火馥4.3 钢的淬透性(hardenability )4.3.1钢的淬透性淬透性：是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。淬硬层深度：工件表面到半马氏体区(50% M + 50% T )的深度淬硬性

6、：是指钢在淬火后所能达到的最高硬度共析钢CCT曲线T駅寸的伸魁邂丁芝馳姒讎瓣工件尺寸：丄Omrn4Onirn淬透性是钢材本身所固有的属性淬透性主要受临界冷却速度影响，临界冷却速度越小，钢的 淬透性越大。影响临界冷却速度的因素有：1）钢的含碳量2）合金元素：除Co、Al外的元素都提高淬透性3）钢中未溶物质4.3.2淬透性的测试方法临界直径法：45钢Do （水）=16mm45钢Do （油）二 8mm40Cr钢Do （水）=36mm40Cr钢Do （油）二 20mm顶端淬火法：用于测定碳素结构钢和低、中合金结构钢的淬透性示:HRC如:45钢40Cr 钢44d10.5oH磁端淬距离6Q50端淬试样40

7、3050070 mm淬火端硬度试验通过端淬研究钢的淬透性45Cr加热2)弹簧高淬透性4.3.3淬透性与选材的关系1）连杆、螺栓、锻模、锤杆高淬透性（并要求全部淬透）3）机床主轴、汽车半轴、齿轮低淬透性（淬透层深度= 1/21/3 D）4）工具类工件高淬透性5）焊接件、表面淬火件低淬透性4.4淬火钢的回火（tempering ）4.4.1回火的目的：目 的：1）降低脆性，减少或消除内应力，防止工件变形和开裂2）提高塑性和韧性3）稳定组织，从而稳定工件尺寸2.回火后的组织和性能2)回火托氏体(350 450 C)3)回火索氏体(500 650 C)*4.4.3回火工艺及应用落Ill1) 低温回火(

8、150250C ) M 回，55 64 HRC特点：降低钢中残余应力和脆性，而保持高强度、硬度和耐磨性用于：工具、量具、滚动轴承、渗碳工件以及表面淬火工件等。2) 中温回火(350500C) T回，3545HRCl=:特点：内应力基本消除，具有极高的弹性极限和良好的韧性。 用于：各种弹簧零件及热锻模具的处理。3) 高温回火(500-650C) S回，25 35HRC淬火+高温回火一一调质处理特点：具有较高综合机械性能用于：中碳成分结构钢制造的各种重要的结构零件，特别是在交 一荷下工作的连杆、螺栓以及轴类等，还可作为某些精 热戏理奩零件(如精密量具、模具)的预先热处理柯就示呻删M劉礙 龍）耿T芝处鄭蜩縊綾化低湍卜I火中温回火回火楚指淬火后的钢材或工件加热劉临界山以下的某一温度.保温一 : MoN、T