表面化学热处理工艺-快猴网.pptVIP

机械工程材料 华侨大学机电及自动化学院 沈剑云 第三章 钢的热处理 钢的热处理：是将金属材料在固态下加热,保温和冷却，从而获得所需性能的一种工艺方法。 改善钢的性能的途径：合金化、热处理，压力加工。 热处理的应用： 机床、汽车零件60-80%经过热处理。 模具、滚动轴承100%需热处理。 热处理特点： 只改变工件的组织和性能，不改变其形状。 压力加工等工艺则改变形状。 三、钢的热处理 一般零件生产的工艺路线: 三、钢的热处理 普通热处理的作用 改善材料的切削加工性能； 提高材料的力学性能，保证零件安全运行。 热处理工艺： 　　加热、冷却速度，及温度、时间等参数。 普通热处理：退火、正火、淬火、回火。 Ⅰ、钢的退火 退火：是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 最常用的退火工艺： 完全退火、等温退火 球化退火 去应力退火 再结晶退火 Ⅰ、钢的退火 完全退火：把钢加热到Ac3以上30℃～50℃，保温一定时间，随炉冷却至600℃以下，出炉空冷。缓冷→ F + P 目的：细化晶粒，消除过热组织，消除残余应力，降低硬度和改善切削加工性能。 应用： 用于亚共析钢的铸、锻件，焊接结构件。 Ⅰ、钢的退火 等温退火：将钢奥氏体化后，以较快速度冷却到Ar1以下某一温度，等温一定时间使奥氏体转变为珠光体组织，然后空冷。 采用等温退火可缩短退火时间。 Ⅰ、钢的退火 球化退火：将钢加热至Ac1以上约20～40℃，保温后，随炉冷却。在Ac1+ 20～40℃等温， 　使Fe3CⅡ球化，再缓冷 →球状P（F+球状Fe3C） 应用：主要用于共析和过共析钢预先热处理。 目的：使钢中的渗碳体球化。硬度↓,切削性↑,韧性↑ Ⅰ、钢的退火 去应力退火：又称低温退火，是将钢加热到Ac1以下某一温度（一般约为500℃～600℃），保温一定时间，然后随炉冷却。 目的：消除铸、锻、焊件和冷冲压件的残余应力。 Ⅱ、钢的正火 正火：将钢加热到Ac3 或Accm以上30℃～50℃，保温适当时间后，在空气中冷却的热处理工艺称为正火。 Ⅱ、钢的正火 正火工艺 加热温度 Ac3 ( Accm ) + 30～50℃ 空冷 → S Ⅱ、钢的正火 应用 可作为满足使用性能要求的最终热处理。 对于过共析钢可抑制二次渗碳体网形成，为球化退火作准备。 对于低碳钢，可以提高硬度，改善切削加工性能，是必须采用的预先热处理。 Ⅱ、钢的正火 Ⅱ、钢的正火 退火和正火的选择 从切削加工性上考虑 　　切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及对刀具的磨损等。 　　对于低、中碳结构钢以正火作为预先热处理比较合适，高碳结构钢和工具钢则以退火为宜。至于合金钢，由于合金元素的加入，使钢的硬度有所提高，故中碳以上合金钢一般都采用退火以改善切削性。 从使用性能上考虑 　　如工件性能要求不太高，随后不再进行淬火和回火，那么往往用正火来提高其机械性能，但若零件的形状比较复杂，正火的冷却速度有形成裂纹的危险，应采用退火。 从经济上考虑 　　正火比退火的生产周期短，耗能少，且操作简便，故在可能的条件下，应优先考虑以正火代替退火。 Ⅲ、钢的淬火 淬火（蘸火）：将钢加热到相变温度以上，保温一定时间，后快速冷却，以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。 A化后，快冷 → M 。 目的：为了获得马氏体组织,提高钢的硬度和耐磨性。 Ⅲ、钢的淬火 冷却介质 冷却速度： 　　盐水＞水＞盐浴＞油 淬火方法 单介质淬火：水、油冷 双介质淬火：水冷 + 油冷 分级淬火： ＞Ms盐浴中保温＋空冷 等温淬火：（在盐、碱浴中）→ 下B Ⅲ、钢的淬火 淬火加热时间 Ⅲ、钢的淬火 热处理后的组织 Ⅲ、钢的淬火 钢的淬硬性 ( Hardening of steel ) 定义：是指钢在淬火后所能达到的最高硬度。 影响钢的淬硬性的因素：主要取决于马氏体的含碳量。 钢的淬透性 ( Hardenability of steel ) 定义：是指钢在淬火时所能得到的淬硬层 (马氏体组织占50%处) 的深度。 影响钢的淬透性的因素：主要是临界淬火冷却速度VK的大小，VK越大，钢的淬透性越小。 Ⅲ、钢的淬火 Ⅲ、钢的淬火 工件淬硬层与冷却速度的关系 Ⅲ、钢的淬火 淬硬性与淬透性之间的关系 Ⅲ、钢的淬火 淬透性不同的钢调质后机械性能 Ⅲ、钢的淬火 注意： Ⅲ、钢的淬火 一般规律： Ⅲ、钢的淬火 淬透性的应用 按负载，选择不同淬透性的材料： 螺栓、连杆、模具等，截面承载均匀，要全部淬透。 轴类、齿轮等，承受弯曲、扭转载荷，不必淬透。 Ⅳ、钢的回火 回火：是将淬火钢加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间，然后冷却至室温的热处理工艺。 回火的目的： 改变强度、