钢的热处理工艺和化学处理讲义.pptVIP

1. 热处理及其主要参数 热处理就是在固态下，将金属以一定的加热速度加热到预定的温度，保温一定的时间，再以预定的冷却速度进行冷却的综合工艺方法 。 加热温度（T）、保时温间（t）、冷却速度(V冷)是热处理过程中的三个主要工艺参数。改变工艺参数就可以得到不同的性能，其原因是不同工艺参数下的热处理得到不同的组织，从而获得不同的性能。 热处理工艺曲线示意图 热处理工艺曲线示意图 2. 热处理的主要作用 ⑴ 改变工件的内部组织； ⑵ 改变工件的性能，便于切削加工，或者满足工件使用性能 的要求； ⑶ 改变工件表层的成分、组织、性能； ⑷ 热处理可以消除铸造、锻造、焊接等加工工艺过程中所造 成的多种缺陷。 3. 热处理的分类 4. 表面处理 表面处理是指通过化学或电化学的方法使金属表面或表层生成新的物质，这些物质具有不同于工件基体的性能，从而提高工件表层的耐腐蚀性、硬度，或者起到装饰作用。 表面处理工艺方法有很多，除了以上介绍的表面热处理工艺方法以外，还有喷丸处理、高密度太阳能表面处理、离子注入表面处理、发黑处理、发蓝处理等。 （二）奥氏体的形成和晶粒长大 1、 奥氏体的形成 (1) A晶核的形成； (2) A晶粒的长大； (3) 残余Fe3C溶解； (4) A均匀化阶段。 2、影响A晶粒大小的因素 图3-4 加热温度对晶粒度的影响 二、钢在冷却时的组织转变 钢的热处理冷却有两种方式：等温冷却与连续冷却。 (一)等温冷却组织转变（以共析钢为例） 1. 高温组织转变 2. 中温组织转变 3. 低温组织转变 珠光体3800倍 光学显微照片 500 倍 板条马氏体 马氏体形态与碳质量分数的关系 （二）共析钢的连续冷却组织转变 一、退火 概念： 将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后随炉冷或将工件埋入石灰等冷却能力弱的介质中缓慢冷却到600℃以下，再空冷至室温的热处理工艺称为退火。 退火工艺方法： 完全退火 不完全退火 扩散退火 再结晶退火 去应力退火 1. 完全退火（亚共析钢） 完全退火 是将钢件加热至Ac3以上20～30℃，经过完全奥氏体化后进行缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺，。 作用和目的 细化晶粒 均匀组织 消除内应力 降低硬度 改善钢的切削加工性 2. 不完全退火（球化退火）（共析钢和过共析钢） 不完全退火 是将钢加热至Ac1+（20～40℃）之间，经过保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。 作用和目的 使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化（退火前正火将网状渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；并为以后的淬火作组织准备。 3. 扩散退火 扩散退火（又称均匀化退火） 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。 作用和目的 消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的成分偏析，使成分和组织均匀化。 4. 再结晶退火 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温适当的时间，使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒而消除加工硬化的热处理工艺。 作用和目的 就是要消除加工硬化，降低强度和硬度，使钢的机械性能恢复到冷变形前的状态。 5. 去应力退火 去应力退火 为消除铸造、锻造、焊接和机加工、冷变形等冷热加工在工件中造成的残留内应力而进行的低温退火，称为去应力退火。 作用和目的 减少和消除工件在铸造、锻造、焊接、切削、热处理等加工过程中产生的残余内应力，稳定工件的尺寸，防止工件的变形。 二、正火 正火 钢材或钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)和Accm(对于过共析钢)以上30 ℃～50 ℃, 保温适当时间后, 在自由流动的空气中均匀冷却的热处理称为正火。 正火后的组织 亚共析钢为F+S 共析钢为S 过共析钢为S+Fe3CII 正火的目的： 正火的目的是使钢的组织正常化，亦称常化处理，一般用 于以下方面： 1. 改善钢的切削加工性能； 2. 消除工件的热加工缺陷； 3. 消除过共析钢的网状渗碳体，便于球化退火； 4. 代替调质处理作为最终热处理，提高加工效率。 三、淬火 淬火就是把钢件加热到Ac3或Ac1以上温度，经过保温后 速冷却至室温的热处理工艺。 1. 淬火的目的 （两种方法） 等温淬火：目的是获得下贝氏体 普通淬火：目的是获得马氏体 2. 淬火工艺 淬火质量取决于淬火的三个要素： 加热温度