金属热处理课件

1、热处理热处理普通（整体）热处理普通（整体）热处理表面热处理表面热处理退火退火正火正火淬火淬火回火回火表面淬火表面淬火表面化学热处理表面化学热处理感应加热表面淬火感应加热表面淬火火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火激光加热表面淬火等激光加热表面淬火等渗碳渗碳渗氮渗氮碳氮共渗碳氮共渗渗金属等渗金属等金属热处理分类金属热处理分类金金 属属 热热 处处 理理 金属热处理：金属热处理：是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 金属热处理的意义：金属热处理的意义：是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特

2、点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 金属热处理过程：金属热处理过程：包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。 金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳，因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热。加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一。 冷却是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。 一、退火一、退火回火方法回火方法 加热温度加热温度 （） 力学性能力学性能 特点特点应用范围应用范围 硬度硬度 （HRC）低温回火低温回火150250

3、高硬度、耐高硬度、耐磨性磨性刃具、量具、刃具、量具、冷冲模等冷冲模等5865中温回火中温回火350500高弹性、韧高弹性、韧性性弹簧、钢丝弹簧、钢丝绳等绳等3550高温回火高温回火500650良好的综合良好的综合力学性能力学性能连杆、齿轮连杆、齿轮及轴类及轴类2030热处理中的热处理中的“四把火四把火”热处理方式热处理方式定义定义作用作用退火将金属构件加热到高于或低于临界点，保持一定时间，随后缓慢冷却。降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向使金属内部组织达到或接近平衡状态。正火将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却。正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改

4、善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。淬火将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。使钢件变硬，但同时变脆。回火将淬火后的钢件在高于室温而低于650的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却。调质淬火+回火获得一定的强度和韧性一、表面淬火 表面淬火是仅对工件表层进行淬火的工艺。目的：为了获得高硬度的表面层和有利的残余应力分布，提高工件的硬度和耐磨性。表面淬火加热的方法很多，如感应加热、火焰加热、电接触加热、激光加热等。二、

5、化学热处理化学热处理是将金属和合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。常用的有渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗金属元素等。钢的分类按化学成分分类按化学成分分类可分为碳素钢和合金钢可分为碳素钢和合金钢碳素钢按含碳量多少可分为碳素钢按含碳量多少可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢低碳钢、中碳钢和高碳钢合金钢按合金元素的含量又可分为合金钢按合金元素的含量又可分为低合金钢低合金钢 、中合金钢和高合金钢、中合金钢和高合金钢合金钢按合金元素的种类可分为合金钢按合金元素的种类可分为锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等 按冶

6、金质量分类按冶金质量分类 按钢中所含有害杂质硫、磷的多少，可分按钢中所含有害杂质硫、磷的多少，可分为：为： 普通钢（普通钢（S%0.055%，P%0.045%） 优质钢（优质钢（S%、P%0.040%） 高级优质钢（高级优质钢（S%0.030%，P%0.035%） 按冶炼时脱氧程度，可将钢分为：按冶炼时脱氧程度，可将钢分为： 沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧较沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧较完全）和半镇静钢三类。完全）和半镇静钢三类。 按用途分类按用途分类按钢的用途可分为：结构钢、工具钢和特按钢的用途可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢殊性能钢 结构钢又分为：工程构件用钢和机器零件结构钢又

7、分为：工程构件用钢和机器零件用用 工具钢分为：刃具钢、量具钢、模具钢工具钢分为：刃具钢、量具钢、模具钢 特殊性能钢分为：不锈钢、耐热钢等特殊性能钢分为：不锈钢、耐热钢等 按金相组织分类按金相组织分类 按退火态的金相组织可分为：亚共析钢、共析钢、过按退火态的金相组织可分为：亚共析钢、共析钢、过共析钢三种。共析钢三种。 按正火态的金相组织可分为：珠光体钢、贝氏体钢、按正火态的金相组织可分为：珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等四种。马氏体钢、奥氏体钢等四种。 奥氏体奥氏体 碳与合金元素溶解在碳与合金元素溶解在-fe-fe中的固溶体，仍中的固溶体，仍保持保持-fe-fe的的面心立方晶格面心立方晶

8、格。晶界比较直，呈规则多。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中边形；淬火钢中残余奥氏体残余奥氏体分布在马氏体间的空隙分布在马氏体间的空隙处处 珠光体珠光体铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。体的机械混合物。 合金元素在钢中的作用镍：增加强韧性、耐蚀性、耐磨性、弹性细述和低温冲击抵抗性镍：增加强韧性、耐蚀性、耐磨性、弹性细述和低温冲击抵抗性铬：增加耐磨性、耐蚀性及高温强度铬：增加耐磨性、耐蚀性及高温强度钨：增加耐磨性及高温强度、硬度钨：增加耐磨性及高温强度、硬度硅：增加耐热性、耐蚀性；低合金钢之强度增加，增加电磁气性质硅：增加耐热性、耐蚀性；

9、低合金钢之强度增加，增加电磁气性质锰：高温之抗拉强度、硬度增加，防止因硫而产生的脆性锰：高温之抗拉强度、硬度增加，防止因硫而产生的脆性钼：作用与钨相同，但效果大两倍钼：作用与钨相同，但效果大两倍钴：增加硬度与磁性钴：增加硬度与磁性钒：增加韧性、耐磨性、淬火性钒：增加韧性、耐磨性、淬火性钛：增加耐高温强度及对海水的耐蚀性钛：增加耐高温强度及对海水的耐蚀性铜：增加在空气中之抗氧化性及抗蚀性铜：增加在空气中之抗氧化性及抗蚀性铝：增加流动性铝：增加流动性磷：增加耐蚀性，但超过磷：增加耐蚀性，但超过0.10.1时会有热脆性时会有热脆性硫：增加钢的切削性及热脆性，但一般含量要少硫：增加钢的切削性及热脆性，

10、但一般含量要少碳碳 钢钢 分分 类类按钢中按钢中含碳量含碳量多少分多少分：低低碳钢碳钢中中碳钢碳钢高高碳钢碳钢Wc 0.6%低碳钢特点：特点：塑性好、韧性好、硬度强度低（软刚）、耐塑性好、韧性好、硬度强度低（软刚）、耐磨性差。磨性差。热处理：热处理：通常情况下将其进行渗碳，然后淬火，再低通常情况下将其进行渗碳，然后淬火，再低温回火后使用。温回火后使用。中碳钢特点：特点：热加工及切削性能良好，强度硬度比低碳钢热加工及切削性能良好，强度硬度比低碳钢高，韧性塑性低于低碳钢，焊接性能较差。高，韧性塑性低于低碳钢，焊接性能较差。热处理：热处理：通常采用完全（加热到单相奥氏体区得到单通常采用完全（加热到单相奥氏体区得到单相均匀奥氏体）淬火加中温或高温回火的热相均匀奥氏体）淬火加中温或高温回火的热处理工艺。