金属材料和热处理基本知识培训

1、金属材料和热处理基本知识培训金属材料和热处理基本知识培训20150805目录目录第第1部分部分 金属材料基本概念介绍金属材料基本概念介绍第第2部分部分 中国常用黑色金属名称及牌号介绍中国常用黑色金属名称及牌号介绍第第3部分部分 中国常用有色金属及合金牌号表示方法中国常用有色金属及合金牌号表示方法第第4部分部分 图样上常用材料标记图样上常用材料标记第第5部分部分 常用热处理工艺术语及钢的常用热处理方法常用热处理工艺术语及钢的常用热处理方法第第6部分部分 热处理技术要求在零件图样上的表示方法热处理技术要求在零件图样上的表示方法第第1部分部分 金属材料基本概念介绍金属材料基本概念介绍1.1、金属材料

2、的性质：、金属材料的性质：金属材料是制造机器的主要的材料。金属材料是制造机器的主要的材料。金属材料在机器制造工业中获得广泛的应用，主要是由金属材料在机器制造工业中获得广泛的应用，主要是由于它具有制造机器所需的于它具有制造机器所需的物理、化学和力学性能物理、化学和力学性能；并且；并且可以用较简便的工艺方法加工成适用的机器零件，亦即可以用较简便的工艺方法加工成适用的机器零件，亦即具有所需要的具有所需要的加工工艺特性加工工艺特性。在机器制造中所用的金属材料以合金为主。在机器制造中所用的金属材料以合金为主。原因是原因是合金常比纯金属具有更好的力学性能和工艺性能，合金常比纯金属具有更好的力学性能和工艺性

3、能，而且成本一般较低，而且成本一般较低，故机器制造中一般很少使用纯金属，故机器制造中一般很少使用纯金属，只有在为了满足机器上的某些特殊性能的要求时，才考只有在为了满足机器上的某些特殊性能的要求时，才考虑使用纯金属来制造机器零件。虑使用纯金属来制造机器零件。1.1、金属材料的性质：、金属材料的性质：制造机器零件的金属及合金的性质：制造机器零件的金属及合金的性质： 力学性能力学性能 物理性能物理性能 化学性能化学性能 铸造性铸造性 可锻性可锻性 可焊性可焊性 切削加工性切削加工性 热处理性热处理性 使用性能使用性能 工艺性能工艺性能1.2、金属材料的力学性能、金属材料的力学性能力学性能的主要指标：

4、力学性能的主要指标：强度强度（strength)strength)塑性（塑性（plasticity)plasticity)弹性弹性 (elasticity)(elasticity)硬度（硬度（hardness)hardness)冲击韧性冲击韧性(impact toughness)(impact toughness)疲劳强度疲劳强度(fatigue strength)(fatigue strength)1.2.1、强度的基本概念、强度的基本概念何谓强度何谓强度: 强度是金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的性能。强度是金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的性能。按照作用力性质的不同，分为：按照作用力

5、性质的不同，分为：抗拉强度抗拉强度 抗压强度抗压强度 抗弯强度抗弯强度抗剪强度抗扭强度抗剪强度抗扭强度工程上常用工程上常用屈服强度屈服强度和和抗拉强度抗拉强度指标来表示金属材指标来表示金属材料强度料强度。应力应变图中应力应变图中S点为屈服点，点为屈服点，s为材料的为材料的屈服极限屈服极限； B点为材料能够承受的最大外力，点为材料能够承受的最大外力，b为材料的为材料的强度极限强度极限。用拉伸实验测定抗拉强度用拉伸实验测定抗拉强度及弹性、塑性等相关指标及弹性、塑性等相关指标拉伸实验低碳钢拉伸实验低碳钢试样试样拉伸试验机拉伸试验机拉伸试样产生颈缩现象拉伸试样产生颈缩现象几个重要点几个重要点:E点点:

6、最大弹性变形点最大弹性变形点S点点:塑性变形屈服点塑性变形屈服点B点点:能承受最大外力能承受最大外力K点点:材料产生断裂材料产生断裂材料的几个重要极限材料的几个重要极限e:弹性极限弹性极限; s:屈服极限屈服极限; b:强度极限强度极限;1.2.2、弹性的基本概念、弹性的基本概念1.弹性弹性 ( elasticity )： 金属材料受外力作用时产生变形金属材料受外力作用时产生变形,当外力去掉当外力去掉后能恢复到原来形状及尺寸的性能。后能恢复到原来形状及尺寸的性能。2.弹性变形弹性变形 ( elastic deformation ): 随载荷撤除而消失的变形。随载荷撤除而消失的变形。3.弹性极限

7、弹性极限 ( elastic limit ): （ 图中的图中的e 点即为弹性极限）点即为弹性极限） 1.2.3、塑性的基本概念、塑性的基本概念1.塑性塑性 ( plasticity )： 金属材料受外力作用时产生永久变形而不致引起破坏的性金属材料受外力作用时产生永久变形而不致引起破坏的性能。能。2.塑性变形塑性变形 ( plastic deformation ): 外力消失后留下来的部分不可恢复的变形。外力消失后留下来的部分不可恢复的变形。3. 塑性通常由塑性通常由伸长率伸长率和和断面收缩率断面收缩率表示。表示。 伸长率伸长率或断面收缩率或断面收缩率值越大表示材料塑性越好。值越大表示材料塑性

8、越好。一般：一般： 10% 属塑性材料属塑性材料1.2.4、硬度的基本概念、硬度的基本概念硬度：是指材料抵抗其他更硬物体压入其内的能力。硬度：是指材料抵抗其他更硬物体压入其内的能力。一般材料的硬度越高，耐磨性越好，强度也较好一般材料的硬度越高，耐磨性越好，强度也较好 布氏硬度布氏硬度HB 洛氏硬度洛氏硬度HR 维氏硬度维氏硬度HV 肖氏硬度肖氏硬度HS锉刀法锉刀法常用测量硬度的方法常用测量硬度的方法(1)布氏硬度布氏硬度 HB ( Brinell-hardness )布氏硬度计布氏硬度计 (1)布氏硬度布氏硬度 HB ( Brinell-hardness )适用范围：适用范围：测量退火钢、正火

9、钢、测量退火钢、正火钢、常见铸铁、有色金属等常见铸铁、有色金属等较软材料，有效值小于较软材料，有效值小于450HB。(2)洛氏硬度洛氏硬度 HR ( Rockwll hardness )h1-h0洛氏硬度测试示意图洛氏硬度测试示意图洛氏硬度计洛氏硬度计1HRC10HBS洛氏硬度试验原理及应用范围洛氏硬度试验原理及应用范围1.2.5、冲击韧性、冲击韧性冲击韧性：是材料抵抗冲击载荷的能力。冲击韧性：是材料抵抗冲击载荷的能力。冲冲击击韧韧性性实实验验冲击试验机冲击试验机冲击试样和冲击试验示意图冲击试样和冲击试验示意图 1.2.5、冲击韧性、冲击韧性试样冲断时所消耗的冲击功试样冲断时所消耗的冲击功Ak

10、为为: Ak = mgH1 mgH2 (J)冲击韧性值冲击韧性值ak： 为试样缺口处为试样缺口处单位截面积单位截面积A0上所消耗的冲击功上所消耗的冲击功AK： ak = AK/A0 (J/cm)ak值越大，材料的冲击韧性越好。值越大，材料的冲击韧性越好。1.2.6、疲劳强度、疲劳强度疲劳强度：疲劳强度：表示材料经无数次交变载荷作用而不致表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值。引起断裂的最大应力值。1.2.6、疲劳强度、疲劳强度钢材的循环次数一般取钢材的循环次数一般取 N = 107有色金属的循环次数一般取有色金属的循环次数一般取 N = 108钢材的疲劳强度钢材的疲劳强度-1与

11、抗拉强度与抗拉强度 b之间的关系之间的关系: -1 = (0.450.55) b 金属及合金材料的其他性能金属及合金材料的其他性能物理性能：物理性能：主要有主要有比重、熔点、热膨胀、导热性、导电性比重、熔点、热膨胀、导热性、导电性等。等。化学性能：化学性能：主要指在室温或高温下抵抗各种化学作用的能主要指在室温或高温下抵抗各种化学作用的能力。主要如力。主要如耐酸性、耐碱性、抗氧化性耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。等。工艺性能：工艺性能： 是是物理、化学、力学性能的综合物理、化学、力学性能的综合。主要指铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性、主要指铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性、热处理性等。热处理性等

12、。第第2部分部分 中国常用黑色金属名称及牌号介绍中国常用黑色金属名称及牌号介绍 常用工程材料分类：常用工程材料分类：工工程程材材料料金属金属材料材料钢钢碳素碳素钢钢碳素结构钢：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢碳素结构钢：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢碳素工具钢：优质碳素工具钢、高级优质碳素工具钢碳素工具钢：优质碳素工具钢、高级优质碳素工具钢合金合金钢钢合金结构钢：低合金结构钢、优质合金结构钢合金结构钢：低合金结构钢、优质合金结构钢合金工具钢：刃具钢、量具钢、模具钢等合金工具钢：刃具钢、量具钢、模具钢等特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢铸铁铸铁灰铸铁、球墨铸铁、可

13、锻铸铁、合金铸铁等灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等非金非金属材属材料料高分子材料高分子材料塑料、橡胶等塑料、橡胶等陶瓷材料陶瓷材料普通瓷、氧化铝陶瓷、氧化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮普通瓷、氧化铝陶瓷、氧化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷等化硅陶瓷等1、钢的分类：、钢的分类：含碳量含碳量2.11%的铁碳合金的铁碳合金FeC钢钢碳素钢碳素钢碳素结构钢：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢碳素结构钢：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢碳素工具钢：优质碳素工具钢、高级优质碳素工具钢碳素工具钢：优质碳素工具钢、高级优质碳素工具钢合金钢合金钢合金结构钢：低合金结构钢、优质合金结构钢合金结构钢：低合金结构钢、优质合金

14、结构钢合金工具钢：刃具钢、量具钢、模具钢等合金工具钢：刃具钢、量具钢、模具钢等特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢第第2部分部分 中国常用黑色金属名称及牌号介绍中国常用黑色金属名称及牌号介绍 2.1、碳素钢、碳素钢按含碳量分按含碳量分:低碳钢低碳钢:含碳量含碳量0.60%碳的质量分数对钢的力学性碳的质量分数对钢的力学性的影响极大的影响极大:2.1、碳素钢、碳素钢（1）、碳素结构钢：）、碳素结构钢：碳素结构钢含碳量在碳素结构钢含碳量在0.060.38%范围内范围内,它的它的塑性和韧性较好塑性和韧性较好,但机械强但机械强度不高度不高.前缀前缀“Q”+屈服强度数值屈服

15、强度数值（MPa）+质量等级符号质量等级符号（A、B、C、D）。）。例如：例如：Q235B 碳素结碳素结构钢构钢,拉伸试验强度拉伸试验强度s235Mpa（厚度、直（厚度、直 径径16mm）（2）、优质碳素结构钢）、优质碳素结构钢牌号用两位数表示，以平均含碳量牌号用两位数表示，以平均含碳量万分之几表示，含某种元素在含碳万分之几表示，含某种元素在含碳量后加该元素符号。量后加该元素符号。例如：例如：20优质碳素结构钢，含碳量优质碳素结构钢，含碳量0.2%，含锰，含锰0.35%0.65%20Mn优质碳素结构钢优质碳素结构钢, 含碳量含碳量0.2%，含锰，含锰0.70%1.00% 45优质碳素结构钢优质

16、碳素结构钢, 含碳量含碳量0.45%，含锰含锰0.5%0.8% 65Mn优质碳素结构钢优质碳素结构钢, 含碳量含碳量0.65%，含锰，含锰0.90%1.20%（碳（碳素弹簧钢）素弹簧钢）2.1、碳素钢、碳素钢（3）、碳素工具钢）、碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢基本上不含合金元素的高碳钢基本上不含合金元素的高碳钢前缀前缀“T”+T”+含碳量含碳量10+10+含某种元素含某种元素+ +质量等级符号（质量等级符号（A A、B B、C C、D D）例如：例如：T10AT10A含碳量含碳量1.0%,A1.0%,A级级2.2、合金钢、合金钢（1）合金结构钢：）合金结构钢：牌号：牌号：数字数字+化学元素符号

17、化学元素符号+数字数字+质量等级质量等级例如：例如：60Si2Mn表示平均含碳量表示平均含碳量0.60%；平均含硅量；平均含硅量2%；平均含锰量；平均含锰量1.5%。40CrNiMoA平均含碳量平均含碳量0.4%，含铬，含铬0.6%0.9%，含镍，含镍1.25%1.65%，含钼含钼0.15%0.25%，高等级，高等级特殊地：特殊地：GCr15G表示滚动轴承钢，平均含碳量表示滚动轴承钢，平均含碳量1.0%；平均含铬量；平均含铬量1.5%。对应元素的质量分数的百分数，对应元素的质量分数的百分数，当其平均质量分数当其平均质量分数1.5%不标出不标出钢中所含合金元素的化学符号钢中所含合金元素的化学符号

18、钢中平均碳的质量分数，以钢中平均碳的质量分数，以0.01%（万分之一）为单位。（万分之一）为单位。2.2、合金钢、合金钢（2）合金工具钢：）合金工具钢：牌号：牌号： 一位数字（含碳量1%才标，以千分之几计）+合金元素平均含量（1.5%才标出）+合金元素 +高级质量等级A(保证淬透性H)例如：例如：Cr12MoV合金工具钢含碳量1.45%，含铬11.0%12.5%，含钼0.4%0.6%，含钒0.15%0.30%； 9Mn2V合金工具钢含碳量0.85%0.95%，含锰1.7%2.0%，含钒0.10%0.25%；（3）高速工具钢：）高速工具钢： W18Cr4V高速工具钢含碳量0.7%0.8%，含钨1

19、7.5%19%，含铬3.8%4.4%，含钒1.0%1.4%； 2.2、合金钢、合金钢（4）特殊性能钢：）特殊性能钢：不锈钢不锈钢能抵抗大气腐蚀的钢，一般来说含铬量大于能抵抗大气腐蚀的钢，一般来说含铬量大于12%牌号：牌号：一位（表示含碳量千分之几）或两位（含碳量不小于1%或上限不大于0.03%，表示万分之几）阿拉伯数字+合金元素平均含量（1.5%才标出）+合金元素。例如：例如：例如：1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢含碳量0.12%,含铬17%19%，含镍8%11%，钛少量； 1Cr17Ni2马氏体型不锈钢含碳量0.17%,含铬16%18%，含镍1.5%2.5% 3Cr13马氏体型不锈钢含碳量

20、0.35%,含铬12%14%； 2.3、铸铁（含碳量、铸铁（含碳量2.11%的铁碳合金的铁碳合金FeC）根据碳在铸铁中存在形式的不同，分为：根据碳在铸铁中存在形式的不同，分为：（1）白口铸铁：）白口铸铁： 白口铸铁中的碳基本上白口铸铁中的碳基本上以化合物（如以化合物（如Fe3C）形式）形式存在。断口呈银白色。存在。断口呈银白色。白口铸铁特性：白口铸铁特性： 非常硬、脆，难以切削加工，很少用来制造零件非常硬、脆，难以切削加工，很少用来制造零件。 常利用其坚硬、耐磨的特点，制造犁铧、轧辊等。常利用其坚硬、耐磨的特点，制造犁铧、轧辊等。（2）灰铸铁）灰铸铁(HT250、HT350)： 灰铸铁中的碳大

21、部分灰铸铁中的碳大部分以片状石墨形态存在以片状石墨形态存在，断面呈暗灰色。灰铸铁在机械制，断面呈暗灰色。灰铸铁在机械制造中造中占有重要地位占有重要地位。灰铸铁特性灰铸铁特性:抗压性好，耐磨性和减振性能好；抗压性好，耐磨性和减振性能好；抗拉极限较低，塑性和韧性几乎等于零；抗拉极限较低，塑性和韧性几乎等于零；既有良好的铸造工艺性和切削加工性能既有良好的铸造工艺性和切削加工性能。2.3、铸铁、铸铁（3）球墨铸铁（）球墨铸铁（QT500）：）： 球墨铸铁中的碳大部分以球墨铸铁中的碳大部分以球状石墨形态球状石墨形态存在。存在。球墨铸铁特性球墨铸铁特性:抗拉强度不亚于碳钢；抗拉强度不亚于碳钢；减磨性和减振

22、性好；减磨性和减振性好；塑性、韧性比其他铸铁好；塑性、韧性比其他铸铁好；具有良好的铸造性能、切削加工性能。故可以代替钢材制造形状复杂而承载具有良好的铸造性能、切削加工性能。故可以代替钢材制造形状复杂而承载较大较大 的构件。的构件。（4）可锻铸铁：（又称马铁）可锻铸铁：（又称马铁） 可锻铸铁是可锻铸铁是预先浇铸成白口铸铁，再经长时间石墨化退火完成预先浇铸成白口铸铁，再经长时间石墨化退火完成的。可锻化的。可锻化退火后，白口铸铁中的渗碳体分解出退火后，白口铸铁中的渗碳体分解出团絮状石墨团絮状石墨。可锻铸铁特性可锻铸铁特性:抗拉强度大大提高，有相当抗拉强度大大提高，有相当 的塑性和韧性；的塑性和韧性；

23、生产周期长，成本高；生产周期长，成本高；经常用于形状小而复杂，韧性要求较高的小型薄壁构件。经常用于形状小而复杂，韧性要求较高的小型薄壁构件。2.4 有色金属有色金属常用金属及其合金代号常用金属及其合金代号2.4 有色金属及合金牌号表示方法举例有色金属及合金牌号表示方法举例 有色金属：有色金属：（1）铜及其铜合金：）铜及其铜合金：纯铜（纯铜（T2）：）：纯铜的导电性、导热性、抗氧化性、抗腐蚀性纯铜的导电性、导热性、抗氧化性、抗腐蚀性好；具有优良的塑性，但强度低，机器制造中一般采用铜合好；具有优良的塑性，但强度低，机器制造中一般采用铜合金。易于加工成各种金。易于加工成各种板、线、管材板、线、管材，

24、大量用于制造各种电器，大量用于制造各种电器设备。设备。黄铜黄铜HPB59-1HPB59-1抗腐蚀能力强，易于加工抗腐蚀能力强，易于加工青铜青铜QSn4-4-4QSn4-4-4锡青铜的减磨性、耐腐蚀性和铸造性锡青铜的减磨性、耐腐蚀性和铸造性好，一般用于铸造好，一般用于铸造轴瓦轴套轴瓦轴套等零件。等零件。白铜白铜结构铜镍合金力学性能好，一般用于精密机械。电工结构铜镍合金力学性能好，一般用于精密机械。电工铜镍合金导电性铜镍合金导电性 好。好。2.4 有色金属有色金属（2）铝和铝合金）铝和铝合金铝合金铝合金根据性能分：根据性能分：加工铝合金加工铝合金和和铸造铝合金铸造铝合金。1）加工铝合金：）加工铝合

25、金：按性能和用途分：按性能和用途分：工业纯铝（工业纯铝（1050）：）：重量轻、耐腐蚀、导电、导热、塑性好，但强重量轻、耐腐蚀、导电、导热、塑性好，但强度、硬度低，用于电器和抗腐蚀低强度的器皿。度、硬度低，用于电器和抗腐蚀低强度的器皿。防锈铝合金（防锈铝合金（5083、5086）：）：塑性和韧性较好，抗腐蚀性较好，常塑性和韧性较好，抗腐蚀性较好，常用于热交换器、壳体等。用于热交换器、壳体等。硬铝合金（硬铝合金（2014）：）：主要为铝铜镁合金，强度主要为铝铜镁合金，强度b=680MPa、硬度、硬度HBS115。用于薄板、形材、管材、线材和冲压件等。用于薄板、形材、管材、线材和冲压件等。超硬铝合

26、金（超硬铝合金（7075）：）：主要为铝铜锌合金，强度主要为铝铜锌合金，强度b=680MPa、硬度、硬度HBS190。用于高强度零件。用于高强度零件。锻铝合金（锻铝合金（ZL201A、ZL104）：）：为耐热铝合金。在较高温度下仍有为耐热铝合金。在较高温度下仍有好的压力加工性能。主要用于高温零件，如活塞、汽缸盖等。好的压力加工性能。主要用于高温零件，如活塞、汽缸盖等。 第第4部分：图样上常用材料标记部分：图样上常用材料标记4.1金属材料标记4.1.1不定型金属材料标记 不定型金属材料的完整标记应包括金属材料牌号及其标准号，简化标记仅用金属材料的牌号表示，其标记示例见下表。表续表续表续表续4.1

27、.2金属型材标记金属型材标记 金属型材完整标记一般应包括型材名称（简称）、尺寸规格（或型号）、尺寸偏差、材料牌号及其标准号等，简化标记应包括型材名称（简称）、尺寸规格（或型号）、尺寸偏差及材料牌号，其标记示例见表 2。表续表续表续表续表续表续表续表续表续表续表续表续表续表续表续表续第第5 5部分：部分：常用热处理工艺术语及钢的常用热处理方法常用热处理工艺术语及钢的常用热处理方法5.1 .1热处理采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。5.1.2 局部热处理仅对工件的某一部位或几个部位进行热处理的工艺。5.1.3 退火工件加热到适当温度，保持一定时间，

28、然后缓慢冷却的热处理工艺。5.1.4 正火工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。5.1.5 淬火工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。5.1.6 局部淬火仅对工件需要硬化的局部进行的淬火。5.1.7 火焰淬火利用氧-乙炔（或其他可燃气）火焰使工件表层加热并快速冷却的淬火。5.1.8 感应淬火利用感应电流通过工件所产生的热量，使工件表层、局部或整体加热并快速冷却的淬火。5.1.9 有效淬硬深度从淬硬的工件表面量至规定硬度值（一般为550HV）处的垂直距离。5.1.10 回火工件淬硬后加热到Ac1以下的某一温度，保持一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。5

29、.1.11 调质工件淬火并高温回火的复合热处理工艺。5.1.12 固溶处理工件加热至适当温度并保温，使过剩相充分溶解，然后快速冷却以获得过饱和固溶体的热处理工艺。5.1.13 渗碳为提高工件表层的含碳量并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺。5.1.14 渗碳淬火有效硬化层深度由渗碳淬火后的工件表面测定到规定硬度（550HV）处的垂直距离，以DC表示。5.1.15 渗氮在一定温度下于一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。5.1.16碳氮共渗在奥氏体状态下同时将碳、氮渗入工件表层，并以渗碳为主的化学热处理工艺。5.1.17 化学热处理将

30、工件置于适当的活性介质中加热、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。 5.25.2钢的热处理钢的热处理钢的热处理钢的热处理固态下，将钢固态下，将钢加热加热到一定温度，进行必到一定温度，进行必要的要的保温保温，以适当的，以适当的冷却冷却速度冷至室温，改变钢的组织结速度冷至室温，改变钢的组织结构和性能的工艺方法。构和性能的工艺方法。5.25.2、钢的热处理、钢的热处理 热处理的工艺方法热处理的工艺方法:热处理热处理普通热处理普通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 化学热处理化学热处理感应加热淬火感应加热淬火火焰加热

31、淬火火焰加热淬火渗碳渗碳渗氮渗氮碳氮共渗碳氮共渗退火：退火：分完全退火；分完全退火；球化退火；球化退火；去应力退火。去应力退火。5.2.15.2.1、退火（加热、退火（加热保温保温炉冷）炉冷）A1A31、完全退火：、完全退火：亚共析钢的铸件、锻件和焊件，加亚共析钢的铸件、锻件和焊件，加热到热到A3线上线上300500C，保温一，保温一段时间，随炉冷到段时间，随炉冷到6000C以下，以下，再出炉。获得晶粒细小的铁素体再出炉。获得晶粒细小的铁素体和珠光体组织。和珠光体组织。2、球化退火：、球化退火：共析钢、过共析钢或合金钢加热到共析钢、过共析钢或合金钢加热到A1线以上线以上100300C，保温一段

32、，保温一段时间，再冷至时间，再冷至A1以下以下200C，再，再等温一段时间，随炉冷到等温一段时间，随炉冷到6000C以下，再出炉空冷。以下，再出炉空冷。3、去应力退火、去应力退火(低温退火）低温退火）工件缓慢加热到工件缓慢加热到50006000C ，保温，保温一段时间，随炉冷到一段时间，随炉冷到2000C再出再出炉空冷炉空冷5.2.15.2.1、退火（加热、退火（加热保温保温炉冷）炉冷）退火目的：退火目的：降低硬度，有利于切削加工；降低硬度，有利于切削加工；细化晶粒，改善组织和性能；细化晶粒，改善组织和性能；增强塑性和韧性；增强塑性和韧性；消除内应力；消除内应力；为淬火作好组织准备。为淬火作好

33、组织准备。5.2.25.2.2、正火（加热、正火（加热保温保温空气冷）空气冷）正火：正火： 是将钢加热到一定温度（亚共析是将钢加热到一定温度（亚共析钢钢A3、共析钢共析钢A1、过共析钢过共析钢Acm线线以上以上300500C），保温一定时间，），保温一定时间，出炉在空气中冷却的热处理工艺出炉在空气中冷却的热处理工艺方法。方法。正火目的：正火目的：正火作用类似退火；正火作用类似退火；低、中碳钢正火后强度和硬度较低、中碳钢正火后强度和硬度较退火略高，易切削；退火略高，易切削；细化晶粒，且得到的组织较退火细化晶粒，且得到的组织较退火更细；更细；一定程度上增强塑性和韧性；一定程度上增强塑性和韧性；消除

34、内应力，但没有退火彻底；消除内应力，但没有退火彻底；为淬火作好组织准备。为淬火作好组织准备。A1A3Acm5.2.35.2.3、淬火（加热、淬火（加热保温保温水冷或油冷）水冷或油冷）淬火：淬火：是将钢加热到一定温度是将钢加热到一定温度（亚共析钢（亚共析钢A3、共析钢共析钢和过共析钢和过共析钢A1线上线上（300500C），保温），保温后在冷水或油中迅速后在冷水或油中迅速冷却的热处理工艺方法。冷却的热处理工艺方法。A1A35.2.35.2.3、淬火（加热、淬火（加热保温保温水冷或油冷）水冷或油冷）淬火目的：淬火目的：提高材料的硬度、强度等力学性能，提高零件使提高材料的硬度、强度等力学性能，提高零

35、件使用寿命。用寿命。各种工具、模具、量具、滚动轴承等都需要淬火各种工具、模具、量具、滚动轴承等都需要淬火处理提高硬度和耐磨性。处理提高硬度和耐磨性。淬火后得到的组织：淬火后得到的组织：一般情况下，淬火后得到的是一般情况下，淬火后得到的是过饱和的过饱和的固溶体固溶体，即即硬度较高的硬度较高的马氏体马氏体(M)组织。组织。5.2.45.2.4、回火、回火（淬火后（淬火后重新加热重新加热保温保温空气冷）空气冷）回火：回火： 是将淬火后的钢重新加热到是将淬火后的钢重新加热到A3线以下的线以下的某一温度，保温后在空气中冷却的热处理工艺方某一温度，保温后在空气中冷却的热处理工艺方法。法。000000150

36、 200350 500500 650CCC低温回火：淬火马氏体回火马氏体特点：淬火脆性降低，具有高硬度，高耐磨性。适用于工、刃具和冷模具件。中温回火：淬火马氏体回火屈氏体特点：高的弹性和屈服强度，硬度略降，适用于弹性件，锻模。高温回火：淬火马氏体回火索氏体特点：综合机械性能好，适用于转动件，如主轴、曲轴、凸轮等 。淬火高温回火调质处理 一般安排在粗加工之后进行时效处理时效处理 5.2.55.2.5、表面淬火、表面淬火表面淬火：表面淬火：定义：定义：是一种不改变钢表层化学成分是一种不改变钢表层化学成分,但改变表层组织的但改变表层组织的局部热处理工艺。局部热处理工艺。方法：方法：是通过快速加热，使

37、钢件表面层很快达到淬火温是通过快速加热，使钢件表面层很快达到淬火温度，在热量来不及传递到中心就立即迅速冷却，实现局度，在热量来不及传递到中心就立即迅速冷却，实现局部淬火。部淬火。具体方法有电感应、火焰、电接触、浴炉、电解液、脉冲能量等。具体方法有电感应、火焰、电接触、浴炉、电解液、脉冲能量等。常用的是常用的是电感应加热法电感应加热法和和火焰加热法。火焰加热法。工艺特征：工艺特征：通过快速加热使钢的表层奥氏体化通过快速加热使钢的表层奥氏体化,然后急冷然后急冷,使表层形成马氏体组织使表层形成马氏体组织,而心部仍保持不变。而心部仍保持不变。化学热处理化学热处理一、定义一、定义:将零件置于一定的化学介

38、质中将零件置于一定的化学介质中 , 通过加热、保温通过加热、保温,使介质中一种或几种元素原子渗入工件表层使介质中一种或几种元素原子渗入工件表层,以改以改变钢表层的化学成分和组织的热处理工艺。变钢表层的化学成分和组织的热处理工艺。二、二、 化学热处理的基本过程化学热处理的基本过程:1.分解分解: 化学介质在高温下释放出待渗的活性原子。化学介质在高温下释放出待渗的活性原子。2.吸收吸收: 活性原子被零件表面吸收和溶解。活性原子被零件表面吸收和溶解。3.扩散扩散: 活性原子由零件表面向内部扩散活性原子由零件表面向内部扩散, 形成一定的扩散层。形成一定的扩散层。化学热处理化学热处理三、三、 化学热处理

39、进行的条件化学热处理进行的条件:1. 渗入元素的原子必须是活性原子渗入元素的原子必须是活性原子, 而且具有较大的扩散而且具有较大的扩散能力。能力。2、零件本身具有吸收渗入原子的能力、零件本身具有吸收渗入原子的能力,即对渗入原子有一即对渗入原子有一定的溶解度或能与之化合定的溶解度或能与之化合, 形成化合物。形成化合物。四、四、 化学热处理的种类化学热处理的种类: 渗碳渗碳; 渗氮渗氮; 碳氮共渗（氰化）碳氮共渗（氰化）; 渗硼渗硼; 渗铝渗铝; 渗硫渗硫; 渗硅渗硅; 渗铬等。渗铬等。5.2.65.2.6、钢的渗碳：、钢的渗碳：钢的渗碳：钢的渗碳： 向钢的表面渗入碳原子的过程。向钢的表面渗入碳原

40、子的过程。钢的渗碳目的钢的渗碳目的: 获得具有表硬里韧性能的零件。获得具有表硬里韧性能的零件。渗碳用钢：渗碳用钢：低碳钢和低碳合金钢。低碳钢和低碳合金钢。常用的钢种常用的钢种: 15、20、20Cr、20Mn2、 20CrMnTi、18Cr2Ni4W等。等。渗碳方法渗碳方法: 固体、气体、液体渗碳。固体、气体、液体渗碳。5.2.65.2.6、钢的渗碳：、钢的渗碳： 1%CP+Fe3C0.2%C F + P少少表面表面中心中心零零 件件PP+F5.2.75.2.7钢的渗氮钢的渗氮钢的渗氮：钢的渗氮：向钢的表面渗入氮原子的过程。向钢的表面渗入氮原子的过程。钢的渗氮目的：钢的渗氮目的：获得具有表硬里

41、韧及抗蚀性能的零获得具有表硬里韧及抗蚀性能的零件。件。渗氮用钢：渗氮用钢：中碳合金钢。中碳合金钢。常用的钢种常用的钢种 : 35CrMo、18CrNiW、 38 CrMoAlA ( 氮化王牌钢氮化王牌钢 ) 等。等。热处理特点热处理特点:：渗氮前需调质处理渗氮前需调质处理;渗氮后不需热处渗氮后不需热处理。理。方法：方法：气体渗氮。气体渗氮。渗碳与渗氮的工艺特点比较渗碳与渗氮的工艺特点比较渗碳与渗氮的工艺特点比较：渗碳与渗氮的工艺特点比较：5.2.85.2.8、钢的碳氮共渗（氰化）处理、钢的碳氮共渗（氰化）处理钢的碳氮共渗：钢的碳氮共渗：向钢的表面同时渗入碳和氮原子的向钢的表面同时渗入碳和氮原子

42、的过程。过程。钢的碳氮共渗目的钢的碳氮共渗目的:获得具有表硬里韧性能的零件。获得具有表硬里韧性能的零件。方法方法:固体碳氮共渗固体碳氮共渗气体碳氮共渗气体碳氮共渗液体碳氮共渗液体碳氮共渗高温高温中温中温低温低温气体碳氮共渗气体碳氮共渗第第6部分：热处理技术要求在零件图样上的表示方法部分：热处理技术要求在零件图样上的表示方法6.1 一般规定6.1.1 零件图样上的热处理要求是成品零件热处理方法和最终状态应达到的技术指标。6.1.2 热处理要求可以用已标准化的符号、代号标注，也可以用文字说明，文字说明与其他工艺的技术要求写在一起。 零件整体热处理要求应写入图样的技术要求，在“热处理：”后说明具体要

43、求。6.1.3 局部热处理零件需将有硬化要求的部位在图形上用粗点划线框出，局部热处理要求写入 图样的技术要求中，在“局部热处理：”后说明具体要求。6.1.4 热处理要求标注必须简明、准确、完整、合理。6.1.5 热处理要求的指标值，一般采用范围表示法标出上、下限值，如60HRC65HRC；DC=0.81.2。特殊情况也可只标注下限值或上限值，如550HV；299HBW。6.1.6 各种表面热处理零件均应标注有效硬化层的深度，其代号、定义和测定方法见下表。6.2 图样上热处理要求表示方法图样上热处理要求表示方法6.2.1 正火、退火及淬火回火（含调质） 以正火、退火或淬火回火（含调质）作最终热处理状态的零件一般仅标注硬度要求，通常以布氏硬度（GB/T 231.1）或洛氏硬度(GB/T 230.1)表示。 示例1：材料45零件正火处理可表示为： 热处理：正火180HBW210HBW。 示例2：材料T10A零件退火处理可表示为： 热处理：退火 170HBW200HBW。 示例3：材料45零件调质处理可表示为： 热处理：调质220HBW250HBW。 示例4：材料40Cr零件调质处理可表示为： 热处理：调质250HBW280HBW 示例5：材料38CrMoAl零件调质处理可表示为： 热处理：调质250HBW280