工程材料及制造基础-第三讲-钢的热处理、钢的分类和编号精编版

1、钢热处理概述：钢热处理概述： 普通热处理普通热处理表面热处理表面热处理其他热处理其他热处理退火退火AnnealingAnnealing正火正火NormalizingNormalizing淬火淬火Hardening(Quenching)Hardening(Quenching)回火回火TemperingTempering表面淬火表面淬火化学热处理化学热处理火焰加热火焰加热FlameFlame感应加热感应加热InductionInduction渗碳渗碳CarburizationCarburization渗氮渗氮NitrogenizingNitrogenizing碳氮共渗碳氮共渗真空热处理真空热处理V

2、acuumVacuum可控气氛热处理可控气氛热处理 Controled AtmosphereControled Atmosphere热处理热处理钢的热处理曲线钢热处理的两种冷却方式一一. .钢在热处理中的组织转变钢在热处理中的组织转变( (Transformation) ) 1.1.钢在加热和冷却时存在过热、过冷。钢在加热和冷却时存在过热、过冷。2.2.钢的加热温度不宜太高、时间不宜太长，防止钢的加热温度不宜太高、时间不宜太长，防止A A粗化。粗化。3.A3.A在不同温度下转变有不同产物，以共析钢过冷在不同温度下转变有不同产物，以共析钢过冷A A为例，为例，转变产物如下：转变产物如下：727-

3、650727-650，生成粗片，生成粗片珠光体珠光体；650-600650-600，生成细片珠光体（，生成细片珠光体（索氏体）索氏体）；600-550600-550，生成极细片珠光体（，生成极细片珠光体（屈氏体屈氏体）550-350550-350，生成上，生成上贝氏体贝氏体(Bainite)(Bainite)；350-230350-230，生成下，生成下贝氏体贝氏体；230230以下，生成以下，生成马氏体马氏体(Martensite)(Martensite)。 钢在加热和冷却时，临界转变温度变化共析钢加热获得单一奥氏体的过程钢的加热温度过高对转变组织影响奥氏体晶粒长大示意图二二. .热处理工艺

4、热处理工艺 Type of Heat Treatment1.退火 Annealing： 加热到适当温度，保温后缓慢冷却。 目的：降低硬度利于切削； 细化晶粒，提高性能； 消除内应力，为下一工序作准备； 提高塑性，便于冷冲压、冷拉拔。 分类：完全退火、球化退火、去应力退火。 完全退火：只适用于亚共析钢。 球化退火：适用共析和过共析钢。球化退火：适用共析和过共析钢。 加热727以上，片状渗碳体球化， 降低硬度或为淬火做好组织准备。 去应力退火：加热到去应力退火：加热到500-650 500-650 ，消除内应力。，消除内应力。 2.正火 Normalizing： 加热到适当温度，保温后在空气中冷却

5、。 目的：细化晶粒； 提高低碳钢硬度，改善切削； 使过共析钢渗碳体呈链状，利于球化。碳素钢正火、退火加热温度范围3.3.淬火淬火 Quenching： 加热临界温度上加热临界温度上30-5030-50，保温后快速冷却，获，保温后快速冷却，获得高硬度组织。得高硬度组织。 冷却方式：在快冷介质中，如水、油、盐、碱的 水溶液。 目的：获得马氏体，提高硬度和耐磨性。 缺点：较大内应力，增加脆性。 4.4.回火回火 Tempering： 加热到适当温度，保温后自然冷却。 目的：消除淬火应力，降低脆性。碳素钢淬火加热温度范围回火分类回火分类：n低温回火（低温回火（150-250150-250）：）： 降低

6、淬火应力和脆性。降低淬火应力和脆性。n中温回火（中温回火（350-500350-500）：）： 保证一定韧性，提高弹性极限。保证一定韧性，提高弹性极限。n高温回火（高温回火（500-650500-650）：）： 获得高强度、塑性和韧性。获得高强度、塑性和韧性。n调质处理调质处理 = = 淬火淬火 + + 高温回火高温回火三.钢分类 Class of steels钢：C2.11%Fe-C合金，还有Si、Mn、S、P等。1.按成分(by Composition) 低碳钢 C0.25%0.25%；碳素钢 中碳钢 0.25%0.25% C0.60%0.60%；Carbon 高碳钢 C0.6%； 低合金

7、钢 合金10%；钢2.按质量：(by quality) 普通钢： S 0.055%； (normal) P0.045%； 优质钢： S （0.030-0.040）%、 (high quality) P（0.035-0.040）%； 高级优质钢： S 0.020-0.030%； (high duty) P（0.030-0.035）%； 3.按用途(by purpose) (structural) 结构钢-工程结构和机械零件； (tool) 工具钢-工、模和量具； (special）特殊钢-不锈钢、耐热、耐磨和耐蚀钢。四.钢的编号 Marks of Steels1.优质碳素结构钢：碳含量万分数表示

8、：25 、30 、452.碳素工具钢： 碳含量千分数表示： T8、T12等，3.合金结构钢：30CrMnSi、 12CrNi3等。4.合金工具钢：9SiCr、W18Cr4V等。5.特殊用途合金钢：1Cr18Ni9Ti 不锈钢、W18Cr4VQUESTIONS:1. Distinguish between the following: a. Quenching and Tempering b. Normalizing and annealing c. Cementite and martensite2. Explain why tempering follows the quenching process in heat treatment of steel词汇：钢热处理：Heat Treatment of Steel退火：Annealing 正火：Normalizing 淬火：Hardening（Quenching） 回火：Tempering表面热处理：Surface Heat Treatment火焰加热：Flame Heated感应加热：Induction Heated渗碳：Carburization 渗氮：Nitrogenizing真空热处理：Vacuum Heat Treatment可控气氛热处理： Controled Atmosphere Heat Treatmen