金属学与热处理第2版 教学课件 作者 崔忠圻 覃耀春 主编 第十章.pptVIP

钢的化学热处理 向钢件表层同时渗入碳和氮的过程称为碳氮共渗，也叫做氰化。碳氮共渗方法有液体和气体碳氮共渗两种。液体碳氮共渗使用的介质氰盐是剧毒物质，污染环境，故逐渐为气体碳氮共渗所替代。根据共渗温度不同，碳氮共渗可分为高温（900～950℃）、中温（700～880℃）及低温（500～570℃）三种。目前工业上广泛应用的是中温和低温气体碳氮共渗。其中低温气体碳氮共渗主要是提高耐磨性及疲劳强度，而硬度提高不多，故又称为软氮化，多用于工模具。中温气体碳氮共渗多用于结构零件。 （四）钢的碳氮共渗 钢的化学热处理 用活性硼原子渗入钢件表层并形成铁的硼化物的化学热处理工艺称为渗硼。渗硼能显著提高钢件的表面硬度（1300～2000HV）和耐磨性，同时具有良好的耐热性和耐蚀性。因此渗硼工艺得到了迅速发展。 （五）钢的渗硼 第十章 结束! 第一节 钢的退火与正火 第二节 钢的淬火与回火 第三节 其他类型热处理 第十章 钢的热处理工艺 第一节 钢的退火与正火 （一）完全退火 完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下较高温度范围内转变为珠光体，从而达到消除内应力，降低硬度和改善切削加工性能的目的。 工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透，即工件心部达到要求的加热温度，而且要保证全部得到均匀化的奥氏体。完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。 一、退火目的及工艺 退火目的及工艺 　　不完全退火是将钢加热至Ac1～Ac3（亚共析钢）或Ac1～Accm（过共析钢）之间，经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。由于加热至两相区温度，基本上不改变先共析铁素体或渗碳体的形态及分布。如果亚共析钢原始组织中的铁素体已均匀细小，只是珠光体片间距小，硬度偏高，内应力较大，那么只要进行不完全退火即可达到降低硬度、消除内应力的目的。 （二）不完全退火 退火目的及工艺 球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。其目的是降低硬度，均匀组织，改善切削加工性，并为淬火作组织准备。 （三）球化退火 图10-2 碳素工具钢（T7～T10）的几种球化退火工艺 退火目的及工艺 均匀化退火又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。 （四）均匀化退火 退火目的及工艺 为了消除铸件、锻件、焊接件及机械加工工件中的残留内应力，以提高尺寸稳定性，防止工件变形和开裂，在精加工或淬火之前将工件加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺称为去应力退火。 再结晶退火是把冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当的时间，使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力的热处理工艺。经过再结晶退火，钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。 （五）去应力退火和再结晶退火 正火可以作为预备热处理，为机械加工提供适宜的硬度，又能细化晶粒，消除应力,消除魏氏组织和带状组织，为最终热处理提供合适的组织状态。正火还可作为最终热处理，为某些受力较小、性能要求不高的碳素钢结构零件提供合适的力学性能。正火还能消除过共析钢的网状碳化物，为球化退火作好组织准备。对于大型工件及形状复杂或截面变化剧烈的工件，用正火代替淬火和回火可以防止变形和开裂。 二、正火目的及工艺 正火目的及工艺 正火工艺是较简单、经济的热处理方法，主要应用于以下几方面： 1.改善低碳钢的切削加工性能 2．消除中碳钢的热加工缺陷 3．消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火 4.提高普通结构件的力学性能 生产上退火和正火工艺的选择应当根据钢种，冷、热加工工艺，零件的使用性能及经济性综合考虑。 三、退火和正火的选用 第二节 钢的淬火与回火 （一）淬火应力 工件在淬火过程中会发生形状和尺寸的变化，有时甚至要产生淬火裂纹。工件变形或开裂的原因是由于淬火过程中在工件内产生的内应力造成的。 淬火内应力主要有热应力和组织应力两种。工件最终变形或开裂是这两种应力综合作用之结果。当淬火应力超过材料的屈服强度时，就会产生塑性变形；当淬火应力超过材料的抗拉强度时，工件则发生开裂。 一、钢 的 淬 火 钢 的 淬 火 淬火加热温度的选择应以得到均匀细小的奥氏体晶粒为原则，以便淬火后获得细小的马氏体组织。淬火温度主要根据钢的临界点确定。 （二）淬火加热温度 钢 的 淬 火 钢从奥氏体状态冷至M