金属学与热处理(哈工大版)第3版“四把火”.docVIP

一、退火 1、退火：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺 （1）相变重结晶退火：临界温度（AC1或AC3）以上 （2）再结晶退火：临界温度以下 （3）连续退火和等温退火 （4）正火 2、完全退火：将钢加热到AC3以上，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺 （1）目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷，降低硬度，改善切削加工性能和冷塑性变形性能。 （2）加热温度：AC3以上20~30℃ 退火保温时间：工件透烧时间、组织转变所需时间（钢材化学成分、工件形状和尺寸、加热设备类型、装炉量以及装炉方式） 冷却速度：缓慢，保证奥氏体在Ar1温度以下不大的过冷条件下进行P转变（避免硬度过高） （3）等温退火：奥氏体化后很快降至稍低于Ar1温度等温一段时间，可缩短退火时间 3、4、650~700℃，1~3 h，空冷 （3）临界变形度→正火或完全退火代替再结晶退火 正火 正火：将钢加热到AC3或Accm以上适当的温度，保温一定时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却，得到P类型组织的热处理工艺 （1）加热温度与时间：与完全退火相同（AC3或Accm以上30~50℃） 冷却速度：较快 亚共析钢正火组织析出的F较少，P较多且间距小 转变温度：较低 过共析钢正火可抑制先共析网状渗碳体的析出 冷却方式：工件从炉中取出后空冷，大件可采用鼓风或喷雾等方式 （2）实质：完全奥氏体化加伪共析转变 （3）适用对象：碳素钢及低、中合金钢 （4）应用：改善低碳钢的切削加工性能；消除中碳钢热加工缺陷；消除过共析钢的网状碳化物（增加材料脆性，降低强度，降低零件疲劳寿命）；提高普通结构件的机械性能 淬火 淬火：将钢加热到临界点AC3或Accm以上一定的温度，保温一定时间，然后以大于临界淬火速度的速度冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺 （1）实质：奥氏体化后进行马氏体转变（或贝氏体转变） （2）组织：马氏体（或下贝氏体），少量残余A及未溶的第二相 （3）特点：提高工件的强度、硬度和耐磨性 结构钢：淬火和高温回火（调制），获得较好的强度和塑性、韧性配合 弹簧钢：淬火和中温回火，获得很好的弹性极限 工具钢、轴承钢：淬火和低温回火，获得高硬度和高耐磨性 2、淬火应力：热应力和组织应力 （1）热应力：工件在加热或冷却过程中，由于不同部位的温度差异，导致热胀冷缩的不一致而产生的应力→快速冷却时工件截面上温差造成的 快速冷却，表层先冷中心后冷，表层冷却快中心冷却慢 冷却初期，表层冷却快、温度低、收缩量大，表层产生拉应力、心部产生压应力 冷却后期，心部体积继续收缩，表层产生压应力、心部产生压应力 （2）组织应力：工件在冷却过程中，由于温差造成的不同部位组织转变不同时性而引起的内应力→与钢在M转变温度范围的冷却速度、工件尺寸、钢的导热性、A的屈服强度，钢的含碳质量分数、M的比热容及钢的淬透性有关 淬火初期，表层发生M转变体积膨胀，表层产生压应力、心部产生拉应力 继续冷却，心部发生M转变体积膨胀，表层产生拉应力、心部产生压应力 组织应力引起的残余应力与热应力恰好相反 3、C与炉中O2、H2O、CO2及H2发生化学反应，生成含碳气体逸出钢外，是工件表面含碳质量分数降低的过程 盐浴加热、保护气氛加热、真空加热或装箱加热 淬火冷却：冷却速度必须大于临界冷却速度；适当的淬火介质（水、油） 淬火方法 （1）单液淬火法：将加热至A状态的工件，淬入某种淬火介质中，连续冷却至介质温度的淬火方法 操作简单，容易实现机械化、自动化 在M转变区冷却速度较快，易产生加大的组织应力，增大工件变形、开裂的倾向 （2）双液淬火法：将加热至A状态的工件先在冷却能力较强的淬火介质中快速冷却至接近Ms的温度（避免过冷A发生P和B的转变），然后再转入冷却能力较弱的淬火介质中继续冷却，使过冷A在缓慢冷却条件下转变成M 水-油双液淬火法：中、高碳钢工件和合金钢制大型工件 油-空气双液淬火法：合金钢工件 （3）分级淬火法：将加热至A状态的工件先淬入高于Ms的热浴中停留一定时间，待工件各部分与热浴温度一致后，取出空冷至室温，在缓