4 钢的热处理ppt课件

1、1热处理：是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温加热、保温和，以改变材料整体或表面组织，从而获得所需性能的工艺。 温度时 间 (h, ， min)850炉 冷空 冷油 冷600组 织图5-1 热处理工艺曲线第四章第四章 钢的热处理钢的热处理2常见的热处理方法图5-2 热处理方法3第一节第一节 钢在加热时的转变钢在加热时的转变 一、奥氏体化前的组织 对于亚共析钢 F+P 共 析 钢 P 过共析钢 Fe3C+P 4钢在加热和冷却时的相变临界点 图5-3 实际相变温度与理论转变温度之间的关系 5二二、共析钢奥氏体的形成过程 1.奥氏体晶核的形成2.奥氏体晶核的长大3.残余渗碳体的溶解4.奥氏体成分

2、的均匀化加热目的加热目的就是使钢A化。6共析碳钢A形成过程示意图 A 形核形核A 长大长大残余残余Fe3C溶解溶解A 均匀化均匀化图5-47第二节第二节钢的冷却转变钢的冷却转变冷却方式冷却方式 o连续冷却 o等温冷却 图5-6 冷却方式示意图8过冷奥氏体：高温时所形成的奥氏体冷却到A1点以下尚未发生转变的奥氏体 。过冷奥氏体等温转变曲线：3 0 0 21 01 0 011 02 0 0M s 61 0 51 0 31 0时 间 （ s ） 41 07 0 0温度5 0 04 0 05 5 06 0 0A r图5-7 9共析碳钢过冷共析碳钢过冷A A等温曲线的建立等温曲线的建立图5-910 过冷

3、奥氏体等温转变的产物的组织和性能过冷奥氏体等温转变的产物的组织和性能珠光体形成示意图珠光体形成示意图 Fe3CFe3CFe3CPF图5-1011珠光体珠光体组织特征图组织特征图 (a)珠光体 (b) 索氏体(c)屈氏体图5-11 珠光体组织12贝氏体形成示意图B上上 =过饱和碳过饱和碳 -Fe条状条状 + Fe3C细条状细条状过饱和碳过饱和碳-Fe条状条状 Fe3C细条状细条状羽毛状羽毛状图5-1213B下下 =过饱和碳过饱和碳 -Fe针叶状针叶状 + Fe3C细片状细片状过饱和碳过饱和碳 -Fe针叶状针叶状Fe3C细片状细片状针叶状针叶状贝氏体形成示意图图5-1314上贝氏组织特征图 图5-

4、1415上贝氏体组织金相图上贝氏体组织金相图图5-1516下贝氏组织特征图 图5-1617下贝氏体组织金相图下贝氏体组织金相图图5-1718低碳板条状马氏体组织金相图低碳板条状马氏体组织金相图图5-1819高碳针片状马氏体组织金相图高碳针片状马氏体组织金相图图5-1920第三节第三节 钢的普通热处理钢的普通热处理 o一、钢的退火与正火 o二、钢的淬火 o三、钢的回火 21一、钢的退火与正火o钢的退火：将钢在固态下加热到一定温度，保温后，以缓慢的冷却速度冷却（炉冷）。完全退火、等温退火、球化退火（不完全退火）、去应力退火等。目的：o细化，均匀化粗大、不均匀组织o接近平衡组织调整硬度切削性o消除内

5、应力22o钢的正火：将钢在固态下加热到一定温度，保温后，以一定的冷却速度冷却（空冷）。完全正火、不完全正火等。目的：o细化，均匀化粗大、不均匀组织o改善低碳钢切削性o消除过共析钢二次网状碳化物23退火和正火的选择 o（1）从切削加工性上考虑 硬度在HB170230范围内，切削性能较好。过硬，难以加工；过低，则切屑不易断，零件表面粗糙度大。对于低、中碳结构钢以正火作为预先热处理比较合适，高碳结构钢和工具钢则以退火为宜。o（2）从使用性能上考虑 如工件性能要求不太高，随后不再进行淬火和回火，那么往往用正火来提高其机械性能，但若零件的形状比较复杂，正火的冷却速度有形成裂纹的危险，应采用退火。o（3）

6、从经济上考虑 正火比退火的生产周期短，耗能少，且操作简便，故在可能的条件下，应优先考虑以正火代替退火。 24二二、钢的淬火、钢的淬火 1.淬火的目的淬火的目的 为了获取组织，它是强化钢材最主要的热处理方法。：c溶于 中形成的固溶体。Fe252.2.钢的淬火工艺钢的淬火工艺o淬火加热温度的选择 o淬火冷却介质 o淬火方法 26淬火加热温度的选择示意图图5-2227淬火理想的冷却速度 时间(t)Mf温度()MsA1图5-2328淬火方法淬火方法 o单液淬火法单液淬火法 o双液淬火法双液淬火法 o马氏体分级淬火法马氏体分级淬火法 o贝氏体等温淬火法贝氏体等温淬火法时间时间温度MsA1单液淬火单液淬火

7、双液淬火双液淬火分级淬火分级淬火等温淬火等温淬火图5-24303.3.钢的淬透性、淬硬性o淬透性:表示的是钢在淬火时所能得到的淬硬层深度 o淬硬性:指的是钢在淬火能达到的最高硬度。31钢的淬透性曲线 距水冷端距离? 25? 25水100淬透性曲线硬度HRC图5-2532淬透性不同的钢调质后机械性能 a) 全淬透 b) 未淬透未淬透钢未淬透钢淬透钢淬透钢图5-2633三、钢的回火 o1.什么是钢的回火及回火的目的 o2.淬火钢在回火时组织和性能的变化 o3.回火的方法及应用 341.钢的回火及回火的目的回火的概念: 将淬火钢重新加热到A1点以下某一温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。回火的目的:

8、1改变强度、硬度高，塑性、韧性差的淬火组织。2使不稳定的淬火组织M和残余A转变为稳定组织，保证工件不再发生形状和尺寸的改变。3消除淬火内应力，防止进一步变形、开裂。352.回火的方法及应用 o（1）低温回火：150250；组织：回火马氏体。内应力和脆性降低，保持了高硬度和高耐磨性。主要应用于工、模具、滚动轴承及渗碳和表面淬火的零件，回火后的硬度一般为HRC 58-64。o（2）中温回火：350500；组织为回火屈氏体，硬度HRC35-45，具有一定的韧性和高的弹性极限及屈服极限。这种回火主要应用于含碳0.5-0.7%的碳钢和合金钢制造的各类弹簧。o（3）高温回火：500650；组织为回火索氏体

9、，其硬度HRC 25-35，具有适当的强度和足够的塑性和韧性。主要应用于含碳0.3-0.5% 的碳钢在冲击负荷下工作的重要结构零件，连杆，螺栓，齿轮及轴类36第四节第四节 钢的表面热处理钢的表面热处理 o一、钢的表面淬火 o二、钢的化学热处理o三、表面处理的具体工艺 o四、钢的化学热处理具体工艺 37一、钢的表面淬火o表面淬火概念及应用快速加热使钢的表面奥氏体化后淬火冷却，获得表层硬而耐磨的M组织，心部仍保持原来的组织。应用：中碳钢和中碳低合金钢o表面淬火特点 a. 加热速度快 (几秒几十秒) b. 加热时实际晶粒细小，淬火得到极细马氏体，硬度，脆性 c. 残余压应力提高寿命 d. 不易氧化、

10、脱碳、变形小 e. 工艺易控制，设备成本高o表面淬火方法 1. 感应加热表面淬火 2. 火焰加热表面淬火 3.接触电阻加热表面淬火38二、钢的化学热处理 o钢的渗碳 n气体渗碳 n固体渗碳 o钢的氮化 o碳氮共渗 39三、表面处理的具体工艺o火焰加热表面淬火 o感应加热表面淬火 40火焰加热表面淬火图5-27 火焰加热表面淬火示意图41感应加热表面淬火感应加热表面淬火示意图感应加热表面淬火示意图集肤效应示意图集肤效应示意图图5-28 感应加热表面淬火示意图42四、钢的化学热处理具体工艺 o什么是化学热处理什么是化学热处理 o钢制工件放置于某种介质中，通过加热和保温，使化学介质中某些元素渗入到工件表层，从而改变表层的化学成分，使心部与表层具有不同的组织与机械性能。 o钢的渗碳钢的渗碳o渗碳是把钢放在渗碳介质中，加热到单相奥氏体区，保温一定时间，使碳原子渗入钢表层的过程 n气体渗碳 n固体渗碳法 o钢的氮化（气体氮化）钢的氮化（气体氮化）o在一定温度(一般在AC1以下)使活性氮原子渗入工件表面的化学