淬火回火表面热处理学习教案

1、会计学1淬火淬火(cu hu)回火表面热处理回火表面热处理第一页，共32页。 Review 金属热处理是通过加热、保温、冷却， 以改善材料内部结构与性能的工艺方法。 根据工艺方法 热处理可分为三大类： 普通热处理：退火、正火、淬火、回火(hu hu) 表面热处理：表面淬火和表面化学热处理 其它热处理：形变热处理，超细化热处理, 真空热处理等 第1页/共31页第二页，共32页。3.3 3.3 退火与正火退火与正火1 1、定义、定义 退火（退火（AnnealingAnnealing） 将钢加热到预定温度，保温后缓慢将钢加热到预定温度，保温后缓慢冷却（炉冷），获得接近平衡冷却（炉冷），获得接近平衡(

2、pnghng)(pnghng)组织的热处理工艺。组织的热处理工艺。 正火（正火（NormalizingNormalizing） 将钢加热到奥氏体状态将钢加热到奥氏体状态, ,保温后在空保温后在空气中冷却的工艺。气中冷却的工艺。 第2页/共31页第三页，共32页。第3页/共31页第四页，共32页。第4页/共31页第五页，共32页。第5页/共31页第六页，共32页。平衡组织平衡组织球化组织球化组织含含1.4%C钢的钢的组织组织第6页/共31页第七页，共32页。3 3 、选择、选择(xunz)(xunz)1 1）考虑切削性能（刀具最佳切削硬度）考虑切削性能（刀具最佳切削硬度180220 HBS)18

3、0220 HBS) 表表 不同含碳量的钢在正火和退火后的硬度不同含碳量的钢在正火和退火后的硬度(HBS) (HBS) 含碳量（含碳量（）0.250.250.250.250.650.650.650.650.80.8工具钢工具钢退火硬度退火硬度150150150150180180180180220220187187217217正火硬度正火硬度156156156156228228228228280280230230340340中低碳钢采用中低碳钢采用(ciyng)(ciyng)正火，正火，高碳钢和工具钢采用高碳钢和工具钢采用(ciyng)(ciyng)退火有利于切削。退火有利于切削。 第7页/共31

4、页第八页，共32页。真空退火炉真空退火炉第8页/共31页第九页，共32页。第9页/共31页第十页，共32页。 淬火加热温度的选择淬火加热温度的选择(xunz)(xunz) 碳钢的淬火加热温度范围碳钢的淬火加热温度范围1 1、亚共析钢、亚共析钢 ACAC3 3(30(3050)50)2 2、过共析钢、过共析钢 AcAc1 1(30(3050)50)第10页/共31页第十一页，共32页。第11页/共31页第十二页，共32页。第12页/共31页第十三页，共32页。T12钢正常淬火组织钢正常淬火组织T12钢过热淬火组织钢过热淬火组织第13页/共31页第十四页，共32页。淬火冷却介质的选择淬火冷却介质的

5、选择 选用原则：为减少淬火应力选用原则：为减少淬火应力，能获得，能获得M M或或B B尽可能慢冷尽可能慢冷。 水水 适用适用(shyng)(shyng)于碳钢，变形开裂倾向大于碳钢，变形开裂倾向大。 盐水盐水 10 10的的NaClNaCl水水溶液，适用溶液，适用(shyng)(shyng)于低于低碳钢，碳钢， 油油 常用常用1010号机油，适号机油，适用用(shyng)(shyng)于合金钢，不于合金钢，不能用于碳钢冷却。能用于碳钢冷却。理想理想(lxing)的淬火冷的淬火冷却曲线图却曲线图第14页/共31页第十五页，共32页。钢工件。钢工件。第15页/共31页第十六页，共32页。第16页/

6、共31页第十七页，共32页。第17页/共31页第十八页，共32页。第18页/共31页第十九页，共32页。常用淬火方法常用淬火方法单液淬火单液淬火 操作方便，变形大操作方便，变形大双液淬火双液淬火 水淬水淬油冷或油淬油冷或油淬空冷空冷分级淬火分级淬火 加热零件先在加热零件先在MsMs点附近介质点附近介质(jizh)(jizh) 中冷却中冷却, ,再取出空冷，再取出空冷，等温淬火等温淬火 在贝氏体转变区的介质在贝氏体转变区的介质(jizh)(jizh)中中冷却，得到贝氏体组织冷却，得到贝氏体组织 常用淬火方法常用淬火方法示意图示意图 第19页/共31页第二十页，共32页。元素的种类和含量越高，钢的

7、淬元素的种类和含量越高，钢的淬透性越高。透性越高。第20页/共31页第二十一页，共32页。a) b)图图3.28 3.28 淬火时零件截面上的冷速变化及结果淬火时零件截面上的冷速变化及结果a a）未淬透）未淬透 b b）淬透）淬透第21页/共31页第二十二页，共32页。 2、测定 -末端淬火法（GB 22588） 图 3.29.末端淬示意图 钢的淬透性值以 J 表示， J表示末端淬火法，d（mm）为至水冷端距离，HRC为相应(xingyng)距离的硬度值。如：J ，J ，JdHRC54217744103530（c c）淬透性曲线）淬透性曲线第22页/共31页第二十三页，共32页。u淬透性的意义

8、淬透性的意义u淬透性好的钢材经调质处理后，整个截面都是回火淬透性好的钢材经调质处理后，整个截面都是回火S，力学性能均匀，力学性能均匀(jnyn)，强韧性高；，强韧性高；u 而淬透性差的钢表层为回火而淬透性差的钢表层为回火S，心部为片状，心部为片状S+F，心部强韧性差。，心部强韧性差。第23页/共31页第二十四页，共32页。4 4、应用、应用 1 1）选择材料）选择材料(cilio) (cilio) 2 2）选择淬火冷却介质）选择淬火冷却介质 40Cr 40Cr钢的淬透性曲线带钢的淬透性曲线带第24页/共31页第二十五页，共32页。3.5. 3.5. 淬火钢的回火淬火钢的回火 回火回火 (Tem

9、pering, (Tempering, 韧化韧化) )： 淬火钢在淬火钢在A1A1温度以下温度以下 加热、保温、冷却的工艺。加热、保温、冷却的工艺。（1 1）回火的目的）回火的目的 1 1） 消除消除(xioch)(xioch)应力，降低脆性，减少变形和开裂；应力，降低脆性，减少变形和开裂； 2 2） 稳定组织，使稳定组织，使ARAR（Retained AusteniteRetained Austenite）分解转变；）分解转变； 3 3）调整和改善性能，通过不同回火工艺提高钢的强韧性。）调整和改善性能，通过不同回火工艺提高钢的强韧性。（2 2）回火的组织与性能变化）回火的组织与性能变化 第2

10、5页/共31页第二十六页，共32页。1 1） 组织组织(zzh)(zzh)变化变化 100 100300 300 200200300300 马氏体的分解马氏体的分解(fnji) (fnji) M M 碳化碳化物物 （回火马氏体）（回火马氏体） 残余残余(cny)(cny)奥氏体的奥氏体的转变转变 AR B AR B 或或 M M 渗碳体聚集长大、渗碳体聚集长大、铁素体回复和再结晶铁素体回复和再结晶 500500 组织：块状组织：块状F F 粒状粒状FeFe3 3C C （回火索氏体回火索氏体 500500） 碳化物的形成碳化物的形成 碳化物碳化物FeFe3 3C C 针状针状 F F 组织组织

11、：针状针状F + F + 细粒状细粒状 FeFe3 3C C ( ( 回火托氏体回火托氏体（350350500500） ) ) 400以上以上300-400300-400第26页/共31页第二十七页，共32页。2 2） 性能变化性能变化 随着回火温度升高随着回火温度升高, ,淬火钢的强度淬火钢的强度, ,硬度硬度(yngd)(yngd)下下降降, ,塑性升高塑性升高, ,韧性呈升高趋势韧性呈升高趋势, ,但中间出现两次下降（回火脆性）但中间出现两次下降（回火脆性） 。 图. 40钢在不同回火(hu hu)温度的性能变化第27页/共31页第二十八页，共32页。回火脆性回火脆性 第一类回火脆性第一

12、类回火脆性 发生在发生在300300左右，是左右，是 一种不可避免的脆性，一种不可避免的脆性， 亦称不可逆回火脆性。亦称不可逆回火脆性。第二类回火脆性第二类回火脆性 发生在发生在570570左右，但左右，但回火以后较快冷却可以回火以后较快冷却可以(ky)(ky)避免。避免。 图图 淬火钢的韧性与回火淬火钢的韧性与回火温度的关系温度的关系 第28页/共31页第二十九页，共32页。回火回火名称名称回 火 温回 火 温度度回火后回火后组组 织织性能特点及主要应用性能特点及主要应用低温低温回火回火150150250250回回 火火马氏体马氏体高硬度，高耐磨性高硬度，高耐磨性。适用于工具、齿轮，滚动轴承适用于工具、齿轮，滚动轴承等等中温中温回火回火350350500500 回回 火火托氏体托氏体高弹性极限，屈服极限和高弹性极限，屈服极限和抗疲劳性能抗疲劳性能适用于弹性元件，部分模具适用于弹性元件，部分模具高温高温回火回火500500650650回回 火火索氏体索氏体高的综合力学性能高的综合力学性能. .适用于