钢板的热处理工艺技术课件

42CrMo钢板的热处理工艺

供应窄带钢行业热处理设备Therefore,热处理是一种非常重要的加工方法，极大部分机械零件都必须经过热处理！预备热处理:退火;正火最终热处理:淬火;回火毛坯生产预备热处理机械加工最终热处理机械精加工一般机械钢零件生产的工艺路线:毛坯生产机械加工机械精加工使用×√教学内容4.1钢的退火与正火工艺4.2钢的淬火与回火4.3钢的表面热处理4.4钢的化学热处理过冷奥氏体的连续冷却转变－CCT曲线C---continuousC---coolingT---transformation知识回顾Ps：A→P开始线Pf：A→P终止线K：珠光体型转变终止线Vk：上临界冷却速度（马氏体临界冷却速度）→M最小冷速Vk1：下临界冷速→完全P最大冷速共析钢TTT曲线与CCT曲线的比较（1）CCT位于TTT曲线右下方A→P转变温度低一些，t长一些；（2）CCT无A→B转变CCT测定困难，常用TTT曲线定性分析。4．142CrMo钢板的退火与正火工艺将钢件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火工艺曲线一、退火

目的:消除应力;降低硬度；细化晶粒；均匀成分；为最终热处理作好组织准备。

1．完全退火加热温度：Ac3以上20-30度

组织：P+F目的：①细化，均匀化粗大、不均匀组织；②接近平衡组织——调整硬度→切削性↑；③消除内应力。应用范围：亚共折钢，共析钢，不适用于过共析钢。2．球化退火（不完全退火）加热温度：Ac1以上20-40度组织：球状P（F+球状Cem）目的：①使Cem球化→HRC↓，韧性↑→切削性↑；②为淬火作准备。应用范围：过共析钢，共析钢加热温度：1050-1150℃，10-20h,组织：P+F或P+Fe3CII目的：消除偏析后果：粗大晶粒（应用完全退火消除）4．再结晶退火加热温度：Ac1以下50-150℃

，或T再+30-50

℃目的：消除加工硬化5．去应力退火500-650℃3．扩散退火（均匀化退火）把钢零件加加热到临界温度以以上30～～50℃,保温一定定时间,然然后在空气中冷冷却的热处理工艺艺。二、正火（（空冷））（1）42CrMo钢板厂厂家作最终热处处理，普通通结构钢零零件a.细化A晶粒，组组织均匀化化b.减少亚亚共析钢中中F%→P%↑，细细化组织→→强度，韧韧性，硬度度↑（2）预先热处理理a.消除除魏氏组织织，带状组组织；细化化组织→为为淬火、调调质作准备备b.使使过共析析钢中Fe3CII↓→使其其不形成成连续网网状，为为球化作作准备（3）改善切削削加工性性能（低碳钢钢）临界温度度：Ac3或或Accm+30-50℃组织：S+（F或Fe3C）应用及目目的：例：45#钢正正火工艺艺曲线保温时间间的经验公公式:ττ=KD(单位为为min,式中中,K――加热系系数,一一般K=1.5-2.0m/min,若若装炉量量大则可可延长保保温时间间,D――工件有有效厚度度,单位位为m)操作步骤骤如下：：入炉保温出炉空冷三、退火火、正火火的选择择

工具钢→正火+球化退火结构钢→正火返修件→退火正火：冷速快，材料组织细化，机械性能好。1．切削加工低碳钢→正火中高碳钢→完全退火高碳钢、合金工具钢——正火＋球化退火2．作为最终热处理→正火3．为最终热处理提供良好的组织状态→正火4.正火可替代完全退火以提高效率4.2钢钢的淬淬火与回回火加热到AC3、AC1相变温度度以上，保保温，快速冷却却→M+A′一、淬火火1．淬火火温度的的决定淬火温度度过高→→A粗大大→M粗粗大→力力学性能能↓，淬火温度度过高→→A粗大大→M粗粗大→淬淬火应力力↑→变变形，开开裂↑650℃以上，慢，减小热应力650-400℃，快，避免跨越C曲线400℃以下，慢，减轻相变应力理想淬火冷却曲线示意图不同淬火方法示意图2．淬火火介质保证快快速冷冷却以45#钢为例例的淬火火工艺曲曲线：入炉保温出炉油冷(或水冷)二、钢的的淬透性性1．淬透透性：淬火条件件下得到到M组织织的能力力，取决决于VK（上临界界冷却速速度）2．淬硬硬性：钢在淬火火后获得得硬度的的能力，，取决于于M中C%，C%↑↑→淬硬硬性↑3．影响响淬透性性的因素素——VK，C曲线线影响C曲曲线的因因素（1）根根据服役役条件，，确定对对钢淬透透性的要要求；——选材材的依据据（2）热热处理工工艺制定定的依据据；（3）尺尺寸效应应。4．42CrMo钢钢板厂家家淬透性的的应用三、回火火a.消除淬火应力，降低脆性；b.稳定工件尺寸，由于M，残余A不稳定；c.获得要求的强度、硬度、塑性、韧性。1．回火目的（淬火组织的问题）定义:把把淬淬火后的的零件重重新加温温到A1线以以下某个个温度,保温一一段时间间,然后后冷却到到窒温。。工艺参数数及组织织淬火+高温温回火=调调质处理理2．钢在在回火时时的组织织转变a.马氏体分分解（200℃℃以下））：析出ε-Fe2.4C碳化物物（亚稳稳定）回火组织织：回火火马氏体体M’→→过饱和和α固溶体十十亚稳定定ε碳化物（（极细的的)作用：晶晶格畸变变降低，，淬火应应力有所所下降。。b.残余A分分解（200-300℃）：A→M’’（或A→B下）组织：回回火马氏氏体M’’c.回火屈氏氏体T’’形成（（250-400℃℃）：ε→Fe3C;α→F－维维持M’’外形组织：回回火屈氏氏体T’’(F+Fe3C)d.碳化物的的聚集长长大，铁铁素体的的回复与与再结晶晶（>400℃℃）组织：回回火索氏氏体S’’—F（（等轴晶晶）+Fe3C（粒））e.碳化物→→Fe3C片→细细粒状Fe3C。3．回火火工艺－－组织一一性能关关系（及及应用））（1）低温回火火（150-250℃）回火马氏氏体M’降低淬火火应力，，提高韧韧性，保保证高硬硬度（HRC58-64）和和耐磨性性高碳的工工具、模模具、滚滚动轴承承，渗碳碳与表面面淬火的的零件（2）中温回火火（350-500℃℃）回火屈氏氏体T’高弹性极极限和屈屈服强度度，一定定的韧性性，硬度度一般为为HRC35-45弹簧（3）高温回火火（500-650℃）回火索氏氏体S′淬火＋高高温回火火——调调质处理理综合机械械性能好好(强度度、韧性性、塑性性的配合合)，硬度一般般为HRC25-35承受交变变载荷，，连杆、、轴、齿齿轮等重重要结构构件———最终热热处理精密量具具、模具具——预预先热处处理回火马氏氏体组织织金相图图1、高碳回回火马氏氏体：强度、硬硬度高、、塑性、、韧性差差2、低碳碳回火马马氏体：：高的强度度与韧性性，硬度度、耐磨磨性也较较好。回火屈氏氏体组织织金相图图屈服强度度与弹性性极限高高42CrMo╳╳40045钢╳╳400回火索氏氏体组织织金相图图综合机械械性能好好（见下页）正火与调质处理理的比较：：45钢σb(MN/m2)δδ(%)ak(kJ/m2)HB组织正火700-80012-20500-800163-220细细片S+F调质750-85020-25800-1200210-250细细粒S’淬火+高高温回火火→调质质处理200度度以下，，HRC不变。。200-300度，M分解，，残余A转变为为马氏体体，硬度度降低不不大，高碳钢硬硬度,有有一定的的升高。。>300度，HRC降降低。1、韧性性：400度度开始升升高，600度度最高。。2、弹性性极限：：在300-400度最最高。3、塑性性：在600-650度最最高。4、高碳碳回火马马氏体：：强度、硬度高高、塑性、韧韧性差6、低碳回火火马氏体：高的强度与韧韧性，硬度、、耐磨性也较好。7、回火屈氏氏体：屈服强度与弹弹性极限高8、回火索氏氏体：综合机械性能能。（4）回火温度与机机械性能的关关系4．合金元素素对回火转变变的影响提高回火稳定定性回火稳定性：：指钢在回火火时，抵抗回回火造成软化化的能力。b.增大回火脆性（见见下页）回火脆性：指指随回火温度度升高时，在在250~400℃和450-650℃两个个区出现冲击击韧性明显下下降的脆化现现象。c.产生二次硬化（见见下后页）（1）低温回火脆性性（250-400℃）碳化物片沿M晶界析出避免在此温度度回火（3）高温回火脆性性（450-650℃）P等元素在原原A晶界偏聚聚，慢冷时Cr、Ni等等促进偏聚Mo等抑制偏偏聚减少P等杂质质元素，添加Mo等合合金元素二次硬化效应应：一些Mo、、W、V含量量较高的钢回回火时，硬度度并不随回火火温度的升高高单调降低，，而是在某一一温度（约400℃）后反而开始始增大，并在在另一更高温温度（550℃）达到峰值。。如图钼钢合金金5．回火工艺艺及其应用记注：淬火+高温回火→→调质处理应用很多以45#钢为为例的调质工艺曲线：淬火+高温回回火→调质处处理4.3钢钢的表面热处处理表面淬火：不不改变表面面化学成分，，只改变其表表面组织的局局部热处理方法。。一、感应加热热表面淬火1．原理交变磁场→感感应电流→工工件电阻→加加热，集肤效效应→表面加热2．分类a.高频200-300KHz，淬硬深度0.5-2mm小工件b.中频2500-8000Hz淬硬深度2-5mm尺寸较大的工工件c.低频50Hz淬硬深度10-15mm大型工件d.超音频30-40KHz3．钢种中碳钢和中碳碳低合金钢加热速度快几几秒——几几十秒b.加热时时实际晶粒组组小，淬火得得到极细马氏氏体，硬度↑↑，脆性↓c.残余压压应力→提高高寿命d.不易氧氧化、脱碳、、变形小e.工艺易易控制，设备备成本高4．特点锻造→退火式式正火→粗加加工→调度→→精加工→表表面淬火→低低温回火→（（粗磨→时效效→精磨）5．工艺路线线4.442CrMo钢板的化学热处理理一、渗碳：：AC3以上；900~950℃℃，低碳钢1．目的及应应用提高表面硬度度，耐磨性，，而使心部仍仍保持一定的的强度和良好的塑性性和韧性2．钢种低碳钢，低碳碳合金钢3．加工工艺艺路线锻造→正火→→切削加工→→渗碳→淬火火（直接淬火火、一次淬火火，二次淬火火）→低温回回火→喷丸→→磨削4．渗碳工艺艺-组织-性性能关系加热温度，保保温时间→渗渗碳层厚度A3钢多元共共渗渗层X40042CrMo钢板多元共渗组织织

X400二、氮化（含Al,Cr,Mo，V的钢钢）它系指在一定定温度（一般般在AC1）以下，使活活性氮原子渗渗入工件表面面的化学热处处理工艺。其其目的是使工工件表面获得得高硬度和良良好的耐蚀性性能，且因氮氮化温度低、、变形小，因因此在工艺中中的应用也非非常广泛。常常用的氮化方方法又气体氮氮化、离子氮氮化、氮碳共共渗（软氮化化）等。气体氮化是将将工件放在密密封的炉内加加热，并通入入氮气。渗碳碳的加热温度度低（小于Ac1温度，，钢的组织处处于铁素体状状态），因此此工件变形小小、氧化脱碳碳少。气体氮化的原原理：氨气在300℃以上是便便可以受热分分解出活性氮氮原子，即：2NH3→3H2+2[N]活性氮原子被被钢的表面吸吸收，形成固固溶体和化合合物。气体氮化的温温度：如果渗氮的目目的是为了获获得高的硬度度、高耐磨性性和高的疲劳劳强度，则氮氮化温度为500－570℃，，氮氮化时间为30－50h。如果渗氮的目目的是单纯提提高零件的抗抗腐蚀性能，，则氮化温度度宜为590－720℃℃，。气体氮化的工工艺路线：锻造→退火→→机械粗加工工→调质→半半精加工→去去应力退火→→粗磨→氮化化→精磨说明：为保证零件的的心部具有良良好的综合力力学性能，氮氮化前要经过过调质处理；；为减少在氮化化中的变形，，在切削加工工后要进行去去应力退火。。氮化作为最后后工序钢的氮化层显显微组织400X钢的氮化层显显微组织B-AlB-Al共晶晶组织（菊花花状）B-Al-W共晶组织（三角形）B-Al亚共晶组织

（树枝状）作业术语：退火正正火回回火淬淬火淬淬透性淬淬硬性性回回火脆性二次硬化回回火稳稳定性调调质表表面面热处理化化学热热处理简答题：1、退火有哪哪些种类？并并简述各自的的工艺特点与与应用范围。。2、正火有哪哪些应用。3、对不同的的钢，在淬火火温度确定与与冷却介质选选择时应注意意些什么？4、影响淬透透性的因素有有哪些？5、钢回火的的目的是什么么？钢在回火火时会发生哪哪些组织转变变？6、不同的回回火工艺可得得到不同的回回火组织，简简述钢回火温温度-组织-性能的关系系与应用。7、简述表面面热处理和化化学热处理的的特点与应用用。一般要求1.钢在加加热和冷却时时组织转变的的机理；2.各种热热处理的具体体工艺过程；；3.钢在加加热和冷却过过程中产生的的缺陷.1.钢在加加热时组织转转变的过程中中及影响因素素；2.本质晶晶粒度与实际际晶粒度的含含义，控制晶晶粒度大小的的因素；3.共析钢钢奥氏体等温温冷却曲线中中各条线的含含义。C曲线线中种温度区区域内奥氏体体转变产物的的组织形貌，，性能特点。。4.非共析析钢C曲线与与共析钢C典典线的差别及及影响C典线线的因素；5.奥低体体连续冷却转转变曲线的特特点，冷却速速度对钢的组组织变化和最最终性能的影影响；6.各种热热处理的定义义、目的、组组织转变过程程，性能变化化，用途和适适用的钢种，，零件的范围围。重点掌握

9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。21:56:3421:56:3421:5612/29/20229:56:34PM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2221:56:3421:56Dec-2229-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。21:56:3421:56:3421:56Thursday,December29,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2221:56:3421:56:34December29,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。29十十二二月20229:56:34下下午21:56:3412月月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月229:56下午午12月-2221:56December29,202216、行动出成成果，工作作出财富。。。2022/12/2921:56:3421:56:3429December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。9:56:35下下午午9:56下下午午21:56:3512月月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。21:56:3521:56:3521:5612/29/20229:56:35PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2221:56:3521:56Dec-2229-Dec-2212、世间成事事，不求其其绝对圆满满，留一份份不足，可可得无限完完美。。21:56:3521:56:3521:56Thursday,December29,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2221:56:3521:56:35December29,202214、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。29十十二二月20229:56:35下下午21:56:3512月月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月229:56下午午12月-2221:56December29,202216、少年十五二二十时，步行行夺得胡马骑骑。。2022/12/2921:56:3521:56:3529December202217、空山新雨雨后，天气气晚来秋。。。9:56:35下下午9:56下下午21:56:3512