钢件的热处理工艺.pptVIP

教学课题：钢的热处理工艺 任课老师：朱锐 导入 热处理在机械制造中应用很广，汽车、拖拉机中有70%~80%的零件进行热处理，各种刀具、量具、模具等几乎100%要进行热处理。 钢的热处理是采用适当的方式对钢铁材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。热处理能显著提高钢的力学性能，满足零件使用要求和延长寿命；还可改善钢的加工性能，提高加工质量和劳动生产率。 新课教学 将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火的目的是降低硬度，以利于切削加工；提高塑性和韧性，以利于冷变形加工；改善钢的性能或为以后热处 理作好组织准备；消除钢中的残余内应力，防止变形和开裂。 将钢加热到适当温度，保持一定时间后出炉空冷的热处理工艺。它比退火的冷却速 度快。 正火只适用于碳素钢及合金元素含量不高的合金钢。正火的目的是细化组织，用于低碳钢，可提高硬度，改善切削加工性；用于中碳钢 和性能要求不高零件，可代替调质处理；用于高碳钢，可消除网状碳化物，为球化退火 做组织准备。 将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后快速冷却的热处理工艺。最常见的有水（盐 水）冷淬火、油冷淬火等。淬火的目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性。钢在淬火后，必须 配以适当的回火，才能获得理想的力学性能。钢的强度、硬度、耐磨性、弹性、韧性等，都 可以利用淬火与回火使之大大提高。所以淬火是强化钢材的重要热处理工艺。 钢的淬火 淬火工艺有两个概念应加以重视和区别，一是淬硬性，二是淬透性。淬硬性是指钢 经淬火后能达到的最高硬度，主要取决于钢中的碳含量，碳含量愈高，获得的硬度愈高； 淬透性是指钢经淬火获得淬硬层深度的能力，淬透性愈好，淬硬层愈厚。淬透性主要取 决于钢的化学成分和淬火冷却方式。一般来说，含碳量相同的碳素钢与合金钢的淬硬性 没有差别，而合金钢的淬透性高于碳素钢。因此，有些合金钢例如高速钢，可以采用空 气冷却淬火。 将淬火钢重新加热到低于727 ℃的某一温度，保温一定时间，然后空冷到室温的热处理 工艺，称为回火。淬火钢必须及时回火。回火的目的是减少或消除工件淬火时产生的内应力， 稳定组织，以满足工件使用需要的性能。回火是热处理工艺的最后一道工序。 淬火后的钢件根据对其力学性能的要求，配以不同温度的回火。按回火温度范围，可 将回火分为低温、中温、高温回火。 1.低温回火（150～250 ℃） 低温回火的目的是降低淬火内应力，提高韧性，并保持高硬度和耐磨性。主要用于高 碳工具钢和合金钢刃具、量具、滚动轴承、冷作模具和要求硬而耐磨的零件。 2.中温回火（250～500 ℃） 中温回火的目的是使淬火钢件具有高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性。主要用 于弹性零件（如弹簧、发条）和热锻模具等。 3.高温回火（500～650 ℃） 高温回火的目的是获得硬度、强度、韧性、塑性，有较好的综合力学性能。生产中把 淬火和高温回火相结合的热处理称为调质处理，简称调质。调质处理广泛用于螺栓、连杆、 齿轮、曲轴等重要的结构零件。 在冲击载荷和摩擦条件下工作的零件（如齿轮等），要求其表面具有高的硬度和耐磨性， 而心部应具有足够的塑性和韧性。这一工件表面和心部不同的性能要求，难于从选材和普通热处理解决，而表面热处理能满足这类零件的要求。 表面热处理 表面淬火 表面淬火是仅对工件的表面层进行淬火，而心部仍保持未淬火状态。其目的是使工件表 面具有高硬度、耐磨性，而心部具有足够的塑性、韧性。常用的有火焰表面淬火、感应加热表面淬火。 火焰表面淬火是用乙炔－氧或煤气－氧的混合气体燃烧的火焰，喷射在零件表面上，快速 加热，使工件表面层迅速地达到淬火温度，而后立即喷水进行冷却的一种方法。火焰表面淬 火适用于碳钢和合金结构钢。火焰淬火的设备简单，速度快，变形小，适用于局部磨损的工 件，如轴、齿轮、轨道等，用于特大件更为经济有利。但火焰表面淬火容易过热，淬火效果 不稳定，因而在使用上有一定局限性。 化学热处理 化学热处理是将工件置于适当的活性介质中加热、保温、冷却的方法，使一种或几种元素 渗入钢件表层，以改变钢件表面层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。 化学热处理工艺种类较多，一般根据渗入钢件表面元素来命名。渗入的元素不同，钢件表面性能不同。有：渗碳、碳氮共渗，可提高钢表面的硬度和耐磨性；氮化、渗硼，可使钢件表 面特别硬，显著提高耐热抗氧化性。渗碳、氮化、碳氮共渗是比较常用的化学热处理方法。 （１）渗碳 渗碳是把低碳钢工件放在渗碳介质中，加热到一定温度（一般为930 ℃左右），保温足