空气动力学与飞行原理课件 14-钢的退火与正火

4.3钢的退火与正火课前回顾任务实施1.过冷奥氏体冷却方式有哪几种？2.过冷奥氏体在高、中、低温的等温转变产物是什么？性能如何？3.影响C曲线的因素有哪些？4.过冷奥氏体在不同冷条件下，连续转变产物是什么？性能如何？知识目标1.掌握退火的工艺流程和分类；2.熟悉正火的工艺流程；3.掌握退火和正火的区别。能力目标会根据零件性能要求选择合适的热处理工艺。教学目标素质目标1.具有中国工匠精神；2.坚持理论与实践相结合。中国工匠精神任务实施国务院总理李克强2016年3月5日作政府工作报告时说，鼓励企业开展个性化定制、柔性化生产，培育精益求精的工匠精神。“工匠精神”出现在政府工作报告中，让人耳目一新。古语云：“玉不琢，不成器”。工匠精神不仅体现了对产品精心打造、精工制作的理念和追求，更是要不断吸收最前沿的技术，创造出新成果。退火与正火主要用于预备热处理，只有当工件性能要求不高时才作为最终热处理。淬火和回火用于最终热处理，决定零件的使用性能。一、热处理特点和适用范围1.机械零件的一般加工工艺：毛坯(铸、锻)预备热处理机加工最终热处理2.基本热处理工艺（四把火）：退火、正火、淬火、回火二、退火1.定义：将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却）的热处理工艺叫做退火。2.钢的退火方法完全退火；等温退火；球化退火；扩散退火；去应力退火；重结晶退火。二、退火2.钢的退火方法①完全退火（重结晶退火）适用钢种：一般用于亚共析钢、共析钢。退火后组织：F+P。把钢加热至Ac3+30-50℃，保温后缓慢冷却（随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却），以获得接近平衡组织的热处理工艺。二、退火2.钢的退火方法①完全退火（重结晶退火）退火目的使热加工造成的粗大、不均匀的组织均匀化和细化，为淬火作组织准备。得到接近平衡状态的组织，降低硬度，改善切削加工性能。适合加工的硬度为170-230HBS。消除内应力，防止加工中变形。二、退火2.钢的退火方法①完全退火（重结晶退火）退火用途主要用于共析钢、亚共析钢成分的中碳钢和中碳合金钢铸、锻、焊、轧制件等。二、退火2.钢的退火方法①完全退火（重结晶退火）45号钢锻件完全退火操作及退火前后显微组织、硬度变化情况二、退火2.钢的退火方法②等温退火将亚共析钢加热到Ac3以上30-50℃，保温后快冷到稍低于Ar1的温度等温保温，让奥氏体转变为珠光体，然后空冷的热处理工艺。与完全退火相同，能获得均匀的组织。对于奥氏体较稳定的合金钢，可缩短退火时间。二、退火2.钢的退火方法使共析或过共析钢中渗碳体球状化的热处理工艺。适用钢种：共析钢和过共析钢。退火过程：将工件加热到Ac1+20--30℃充分保温，使二次渗碳体球化，再冷却到略低于Ar1的温度下保温，从而使珠光体中的渗碳体球状化，然后炉冷至500℃，再空冷。③球化退火二、退火2.钢的退火方法③球化退火组织：球状珠光体。在铁素体基体上分布着细小均匀的球状渗碳体。目的：使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化，降低硬度，改善切削加工性能。为以后的淬火作组织准备。二、退火2.钢的退火方法③球化退火用途：主要用于共析钢、过共析钢的刃具、量具、模具等。球化退火前有网状渗碳体的工件，应先经正火消除后，再进行球化退火。二、退火2.钢的退火方法③球化退火08（T10）钢球化退火前后组织变化示意图及显微组织、硬度变化情况：二、退火2.钢的退火方法④扩散退火（均匀化退火）目的：减少钢锭、铸件、锻坯的化学成分和组织的不均匀性。过程：把钢锭、铸件或锻坯加热到AC3以上100-200℃的温度，长时间保温（10h～15h），并进行缓慢冷却的热处理工艺。二、退火2.钢的退火方法⑤去应力退火目的：消除铸造、锻造、焊接和机加工、冷变形加工在工件中造成的残留内应力。过程：将钢件加热至低于Ac1的某一温度(一般为500℃～650℃)，保温后随炉冷却，以消除内应力的低温退火工艺。特点：去应力退火不引起组织变化。二、退火2.钢的退火方法⑥再结晶退火将钢件加热至再结晶温度(0.4T熔)，保温后随炉冷却。以消除冷加工产生的加工硬化。注意：去应力退火和再结晶退火加热温度低于A1，无组织变化。二、退火扩散退火Ac3/Accm+150~300℃消除化学成分和组织的不均匀优质合金钢及偏析现象较为严重的合金完全退火AC3+20~30℃细化晶粒、降低硬度、改善切削性能、消除内应力亚共析成分的碳钢和合金钢的铸、锻件及热轧型材以及焊接件球化退火AC1+20~30℃降低硬度，改善切削加工性能；获得均匀组织，改善热处理工艺性能；同时为后续淬火作好组织准备。共析钢、过共析钢和合金工具钢等温退火亚共析钢：Ac3+30~50℃；在600-680℃之间等温；同完全退火合金钢和高合金工具钢共析、过共析钢：Ac1+20-30℃；在Ar1-20℃左右等温，在500-600℃出炉空冷同球化退火去应力退火Ar1-100~200℃一般在500-650℃消除内应力；降低硬度，提高稳定性，防止工件的变形开裂各种铸锻焊件、冷冲压件以及机加工工件再结晶退火T再+100~200℃一般在650-700℃消除加工硬化、恢复塑性，便于进一步冷加工冷加工后的金属三、正火问题：（1）正火的过程是怎样的？冷却方式是什么？（2）正火后得到的是什么组织？性能如何？（3）正火工艺的适用范围有哪些？

播放视频，请学生们在视频中找到答案。三、正火三、正火过程：钢加热到Ac3(对于亚共析钢)、Ac1(对于共析钢)、Accm(对于过共析钢)以上30-50℃，保温后得到均匀的单相奥氏体，随后在空气中均匀冷却的热处理。三、正火正火后的组织：亚共析钢F+S

共析钢S过共析钢S+Fe3CII。共析钢等温冷却产物冷却速率冷却条件转变产物V1炉冷珠光体V2空冷索氏体V3油冷托氏体+马氏体+少量残余奥氏体V4水淬马氏体+少量残余奥氏体三、正火正火目的：作为最终热处理：细化晶粒，均匀组织，细化珠光体片层间距；提高钢的强度、硬度和韧性；用于不重要的零件。三、正火作为预先热处理：

亚共析钢：消除魏氏组织和带状组织，均匀、细化组织。过共析钢：消除网状渗碳体，为球化退火作组织准备。三、正火正火的用途：

低中碳的碳钢和低合金结构钢铸、锻件消除应力和淬火前的预备热处理，也可用于某些低温化学热处理件的预处理及某些结构钢的最终热处理。三、正火常用正火、退火的奥氏体化温度范围及工艺曲线正火与退火属于同一类热处理，达到的目的也基本相同。在生产实际中，究竟选择正火还是退火，应从以下几个方面考虑：1、切削加工性能金属的切削加工性能主要包括硬度、切削脆性、表面质量和对刀具的磨损等。材料的硬度一般在170～230HBS范围内切削加工性能较好。一般低碳和中碳非合金钢：采用正火，以提高硬度而有利于切削加工；而高碳非合金钢和工具钢：采用退火，以降低硬度而有利于切削加工；对于合金钢，中碳以上的合金结构钢：要进行退火，以降低硬度；合金工具钢则要进行球化退火，以改善切削加工性能。四、正火和退火的选择2、使用性能若对零件性能要求不太高时，可采用正火作最终热处理；对于一些大型或重要零件，当淬火有开裂危险时，也要用正火作为最终热处理；

对于一些形状复杂的零件和大型铸件，如果采用正火，可能会产生裂纹，此时应采用退火。

另外，对返修件在最终热处理前要进行退火。3、经济性由于正火比退火生产周期短、效率高，成本低，操作简便等。故在可能的条件下应尽量以正火代替退火。四、正火和退火的选择理论与实践相结合任务实施

我们学习理论知识，不是为了学习而学习，而是为了解决实际问题。必须把理论与我们的工作实际相结合，理论认识才能发挥它应有的作用。离开了实践，理论就成了无源之水、无本之木；离开了实践，理论就成了自说自话的空洞说教。重点内容1.退火的工艺流程和分类加热温度、目的和应用范围2.正火的工艺流程过程、目