课题三 钢热处理.ppt

THE END * 钢的热处理 1、热处理的重要性 第一节 概述 机床零件中70—80 %的零件要经过热处理； 汽车制造业中需要热处理的零件达到80—90 % ； 模具、刀具、量具等100 %需要经过热处理。 热处理是一种重要的加工工艺，在制造业中被广泛应用。 总之，重要零件都要经过适当热处理后才能使用。 热处理：通过对固态下的材料进行加热、保温和冷却 ，来改善其内部组织结构，以获得所需要性能的一种加工工艺方法。 T t 冷却 加热 保温 2、热处理的概念 热处理工艺曲线 操作方法 淬火 正火 退火 回火 热处理区别于其他加工工艺，只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。 只适用于固态下发生相变的材料，不发生相变的材料不能用热处理强化。 特点： 适用范围： 根据在零件生产工艺流程中的位置和作用 最终热处理 3、热处理的分类 热处理 （又称中间热处理，是零件加工过程中的一道工序，目的为后续的机械加工或进一步的热处理做准备。） 预备热处理 工件经切削加工等成形工艺而得到最终的形状和尺寸后，再进行的赋予工件所需使用性能的热处理。 一般机械加工过程的工艺路线如下： 热处理 普通热处理 表面热处理 退火 正火 淬火 回火 表面淬火 化学热处理 感应淬火 火焰淬火 渗碳 渗氮 碳氮共渗 根据加热和冷却方式的不同和组织性能的变化特点不同 3、热处理的分类 （整体热处理） 第二节 钢在加热时的组织转变 加热是各种热处理必不可少的第一道工序。加热的目的是使钢部分或完全处于奥氏体状态。通常将这种加热转变过程称为钢的奥氏体化，加热时奥氏体化的程度及晶粒大小，对其冷却转变过程及最终的组织和性能都有极大的影响。 以共析钢（含碳量Wc为0.77%）为例，加热前其内部组织是珠光体，其中的铁素体和渗碳体间隔排列成片层状，加热时奥氏体的转变过程可分为奥氏体的形核、奥氏体晶核长大、剩余渗碳体溶解和奥氏体成分的均匀化四个阶段。 钢的加热和冷却时各临界点的实际位置 第三节 钢在冷却时组织转变 等温冷却是将加热到奥氏体状态的钢快速冷却到A1以下某—温度并保温停留一段时间，使其在该温度下发生组织转变，然后再冷却到室温。 等温冷却 连续冷却 连续冷却则是指将加热到奥氏化状态的钢，以不同的冷却速度 连续冷却至室温，并在连续冷却过程中发生组织转变。 过冷奥氏体的等温转变 过冷奥氏体的连续等温转变 第四节 钢的普通热处理 钢的退火 钢的正火 退火是把钢加热到适当的温度，经过一定时间的保温，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），以获得接近平衡组织的热处理工艺。其主要目的是减少钢锭、铸件、锻肧等的化学成分及组织的不均匀性，细化晶粒，降低硬度，消除内应力，以及为淬火做好组织准备。 钢材或钢件加热 Ac3（对于亚共析钢）或Accm（对于过共析钢）以上30℃～50℃，保温适当时间后，使之完全奥氏体化，然后在空气中均匀冷却，以得到珠光体组织的热处理工艺称为正火。正火后组织以索氏体为主。 钢的退火与正火的选用 改善切削加工性 在一般生产中，低碳钢通过正火可提高硬度，改善切削性能；中碳钢既可采用退火，也可采用正火；含碳0.45%～0.6%的高碳钢则必须采用完全退火；过共析钢用正火消除网状渗碳体后再进行球化退火。 使用性能方面 对钢件的性能要求不太高，可采用正火作为最终热处理。如果零件尺寸较大或形状较复杂，应选择退火。 经济性方面 正火比退火生产周期短，操作简便。故在可能条件下，特别是在大批量生产时应优先考虑以正火代替退火。 退火与正火属于同一类型热处理方式，在选择时从以下几方面考虑： 钢的淬火 是指将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（共析钢与过共析钢）以上的某一温度，保温后以大于临界冷却速度Vc进行快速冷却，使奥氏体转变为马氏体（或下贝氏体）的热处理工艺。淬火的目的就是获得马氏体，以提高钢的力学性能，其实质是奥氏体化后进行马氏体转变（或下贝氏体转变）。 理想淬火冷却曲线示意图 钢的回火 减少或消除内应力 淬火钢内往往存在很大的内应力，并导致韧性下降、零件变形和开裂，回火可消除内应力，防止工件变形或开裂。 获得工件所要求的力学性能 淬火钢件硬度高，脆性大，为满足各种工件不同的性能要求。可以通过适当回火来调整硬度，获得所需的塑性和韧性。 稳定工件尺寸 通过回火可以使组织趋于稳定，以保证工件在使用过程中不再发生变形。 改善某些合金钢的切削性能 常采用高温回火，使碳化物适当聚集，降低硬度，以利于切削加工。 回火是把淬火钢加热到Ac1以下的某一温度保温后进行冷却的热处理工艺。 淬火钢回火的目的 回火的种类及应用 根据一般钢件的不同性能要求，按其回火温度范围，可将回火分为低温回火、中温回火和高温回火三种形式。 调质处理在交变负