钢的热处理工艺基础.docVIP

表1 钢铁材料的基本组织 序号 名 称 含 义 1 晶粒和晶界 金属结晶后形成的外形不一致、内部品格排列方向一致的小晶体，称为晶粒。晶粒与晶粒之间的分界面，称为晶界 2 相和相界 在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并有界面相互隔开的均匀组成部分，称为相。相与相之间的界面，称为相界 3 固溶体 在组成合金的一种金属元素的晶体中溶有另一种元素的原子形成的固态相，称为固溶体。固溶体一般有较高的强度、良好的塑性、耐蚀性以及较高的电阻和磁性 4 金属化合物 合金中不同元素的原子相互作用形成的、晶格类型和性能完全不同于其组成元素的、具有金属特性的固态相，称为金属化合物 5 奥氏体 奥氏体是碳和其他元素溶解在y-Fe中的固溶体。奥氏体具有面心立方晶体，塑性好，一般在高温下存在 6 铁索体 铁素体是碳和其他元素溶解于a-Fe中的固溶体。铁素体具有体心立方晶格，含碳量极少，其性能与纯铁极为相似，也叫纯铁体 7 渗碳体 渗碳体是铁和碳的化合物，也称碳化三铁(№c)，含碳量6.69％，具有复杂的品格结构。其性能硬而脆，几乎没有塑性 8 珠光体 珠光体是铁索体和渗碳体相间的片层状组织。因其显微组织有指纹状的珍珠光泽而得名。其性能介于铁素体和渗碳体之间，强度、硬度适中，并具有良好的塑性和韧性 9 索氏体 亦称细珠光体，是奥氏体在低于珠光体形成温度分解而成的铁素体和渗碳体的混合物。其层片比珠光体细，仅在高倍显微镜下才能辨别。硬度、强度和冲击韧性均高于珠光体 10 屈氏体 亦称极细珠光体，由奥氏体在低于珠光体形成温度分解而成的铁素体和渗碳体的混合体。其层片比索氏体更细。其硬度和强度均高于索氏体 11 贝氏体 贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体的混合物。贝氏体又分为上贝氏体和下贝氏体。在较高温度形成的称“上贝氏体”，呈羽毛状；在较低温度形成的称“下贝氏体”，呈针状或竹叶状。下贝氏体与上贝氏体相比，其硬度和强度更高，并保持一定的韧性和塑性 12 马氏体 马氏体通常是指碳在a-Fe中的过饱和固溶体。钢中马氏体的硬度随碳含量的增加而提高。高碳马氏体硬度高而脆，低碳马氏体则有较高的韧性。马氏体在奥氏体转变产物中硬度最高 13 莱氏体 是碳合金中的一种共晶组织。在高温时由奥氏体和渗碳体构成；在低温时(727以下)，由珠光体和渗碳体构成。含碳量为4.3％，组织中含有大量渗碳体，所以硬度高，塑性、韧性低 14 断口检验 断口组织是钢材质量标志之一。将试样刻槽或折断后用肉眼或lO倍放大镜检查断口情况，称为断口检验。从断口可以看出金属的缺陷 15 塔形车削发纹检验 将钢材车成规定的塔形或阶梯形试样，然后用酸蚀或磁粉法检验发纹，简称塔形检验 注：含碳量皆指质量分数 表2 钢铁材料的一般热处理 名称 热处理过程 热处理目的 1．退火 将钢件加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却到室温 降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工 细化晶粒，均匀钢的组织，改善钢的性能及为以后的热处理作准备 消除钢中的内应力。防止零件加工后变形及开裂 退 火 类 别 完全退火 将钢件加热到临界温度(不同钢材临界温度也不同，一般是710-750，个别合金钢的临界温度可达800—900)以上30—50，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却(或埋在沙中冷却) 细化晶粒，均匀组织，降低硬度，充分消除内应力完全退火适用于含碳量(质量分数)在0.8％以下的锻件或铸钢件 球化退火 将钢件加热到临界温度以上20~30，经过保温以后，缓慢冷却至500以下再出炉空冷 降低钢的硬度，改善切削性能，并为以后淬火作好准备，以减少淬火后变形和开裂,球化退火适用于含碳量(质量分数)大于0.8％的碳素钢和合金工具钢 去应力退火 将钢件加热到500~650，保温一定时间，然后缓慢冷却(一般采用随炉冷却) 消除钢件焊接和冷校直时产生的内应力，消除精密零件切削加工时产生的内应力，以防止以后加工和用过程中发生变形 去应力退火适用于各种铸件、锻件、焊接件和冷挤压件等 2．正火 将钢件加热到临界温度以上40~60，保温一定时间，然后在空气中冷却 改善组织结构和切削加工性能 对机械性能要求不高的零件，常用正火作为最终热处理 消除内应力 3．淬火 将钢件加热到淬火温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油(个别材料在空气中)中急速冷却 使钢件获得较高的硬度和耐磨性 使钢件在回火以后得到某种特殊性能，如较高的强度、弹性和韧性等 淬 火 类 别 单液淬火 将钢件加热到淬火温度，经过保温以后，在一种淬火剂中冷却。 单液淬火只适用于形状比较简单，技术要求不太高的碳素钢及合金钢件。淬火时，对于直径或厚度大于5~8mm的碳素钢件，选用盐水或水冷却；合金钢件选用油冷却 双液淬火 将钢件加热到淬火温