金属材料及工艺---第3章 钢的热处理.pptVIP

3．马氏体转变 （1）马氏体的组织形态 马氏体的组织形态因其碳的质量分数不同而异。通常有两种基本形态即片状马氏体与板条状马氏体。当奥氏体中ωc0.2%，则形成板条状马氏体（低碳马氏体）。当ωc1.0%，则为片状马氏体（高碳马氏体）。 （2）马氏体的性能 马氏体的强度与硬度主要取决于马氏体中碳的质量分数。随着马氏体中碳的质量分数增加，其强度与硬度也随之增加。马氏体强化的主要原因是由于过饱和碳原子引起的晶格畸变，即固溶强化。马氏体的塑性与韧性随碳的质量分数增高而急剧降低。板条马氏体塑性、韧性相当好，是一种强韧性优良的组织。 3.2 钢的普通热处理 3.2.1 钢的退火与正火 1．钢的退火 （1）完全退火；（2）球化退火；（3）等温退火 （4）均匀化退火；（5）去应力退火 2．钢的正火 正火是成本较低和生产率较高的热处理工艺。在生产中应用如下： （1）对于要求不高的结构零件，可作最终热处理 （2）改善低碳钢的切削加工性 （3）作为中碳结构钢的较重要工件的预先热处理 （4）消除过共析钢中二次渗碳体网 3.2.2 钢的淬火 淬火是将钢件加热到Ac3或Ac1以上（30～50）℃，保温一定时间，然后以大于淬火临界冷却速度冷却获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。 淬火的目的是为了得到马氏体组织。再经回火后，使工件获得良好的使用性能，以充分发挥材料的潜力。 1．钢的淬火工艺 （1）淬火加热温度的选择 （2）淬火冷却介质 目前常用的淬火介质有水、油和盐浴。 2．淬火方法 3.2.3 钢的回火 将淬火钢重新加热到Ac1点以下的某一温度，保温一定时间后冷却到室温的热处理工艺称为回火。一般淬火件必须经过回火才能使用。 1．回火的目的 （1）获得工件所要求的力学性能。 （2）稳定工件尺寸 （3）降低脆性，消除或减少内应力 2．淬火钢在回火时组织的转变 （1）马氏体分解 （2）残余奥氏体的转变 （3）碳化物的转变 （4）渗碳体的聚集长大和铁素体再结晶 3．回火种类与应用 根据对工件力学性能要求不同，按其回火温度范围，可将回火分为三种。 （1）低温回火 淬火钢件在250℃以下回火称低温回火。回火后组织为回火马氏体，基本上保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，淬火内应力有所降低。 （2）中温回火 淬火钢件在350～500℃之间回火称为中温回火。回火后组织为回火屈氏体。 （3）高温回火 淬火钢件在500～650℃回火称为高温回火。回火后组织为回火索氏体，具有强度、硬度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。 生产中常把淬火+高温回火热处理工艺称为调质处理。 时效处理：低温（100℃～150℃）长时间（10h～50h） 保温的回火 3.3 钢的表面热处理 3.3.1 钢的表面淬火 1．感应加热表面淬火；2．火焰加热表面淬火； 3．电接触加热表面淬火；4．激光加热表面淬火 3.3.2 钢的化学热处理 1．钢的渗碳 2．钢的氮化 （1）气体氮化；（2）离子氮化 3．钢的碳氮共渗与氮碳共渗 （1）气体碳氮共渗；（2）气体氮碳共渗(软氮化) 3.4 钢的其他热处理方法 1．真空热处理 真空淬火是指工件在真空中加热后快速冷却的淬火方法。 2．形变热处理 将塑性变形和热处理有机结合起来，以提高材料力学性能的复合热处理工艺，称为形变热处理。通常分为高温形变热处理和中温形变热处理。 3．热喷涂 它是指用专用设备把固体材料粉末加热熔化或软化并以高速喷射到工件表面，形成不同于基体成分的一种覆盖物(涂层)，以提高工件耐磨、耐蚀或耐高温等性能的工艺技术。 3.5 热处理的技术条件和结构工艺性 3.5.1 热处理技术条件的标注 常见的热处理工艺代号及技术条件的标注方法如表3.5.1所列。 3.5.2 热处理零件的结构工艺性 （1）避免尖角 （2）避免厚薄悬殊的截面 （3）采用封闭、对称结构 （4）采用组合结构 3.6 典型零件热处理工艺分析 3.6.1 车床主轴热处理工艺 （1）车床主轴的性能要求 （2）车床主轴工艺过程 （3）车床主轴热处理注意事项 3.6.2 20CrMnTi变速箱齿轮的渗碳热处理工艺 20CrMnTi的材料特点 2. 渗碳操作 3. 渗碳后的热处理 4. 质量