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普通热处理基础知识课件

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目录

第一章

热处理概述

第二章

热处理基本原理

第四章

常见热处理方法

第三章

热处理工艺流程

第六章

热处理质量控制

第五章

热处理设备介绍

热处理概述

第一章

热处理定义

热处理是通过加热和冷却改变金属材料内部结构，以达到预期物理性能的工艺过程。

热处理的科学含义

01

热处理旨在改善材料的机械性能，如硬度、韧性和强度，以及消除应力，提高材料的稳定性。

热处理的目的

02

热处理目的

通过热处理，可以提高金属材料的硬度、强度，改善其耐磨性和韧性。

改善材料性能

通过控制加热和冷却速度，可以改变金属的晶粒大小和分布，优化材料的微观结构。

调整微观结构

热处理过程中，材料内部的残余应力得以释放，减少变形和裂纹的产生。

消除内应力

热处理分类

退火是降低材料硬度，改善加工性能的一种热处理方法，常用于消除应力和细化晶粒。

退火处理

淬火是将金属加热至适当温度后迅速冷却，以增加硬度和强度，常用于制造工具和弹簧。

淬火处理

正火处理用于改善材料的机械性能，提高其切削加工性，比退火处理冷却速度稍快。

正火处理

回火是在淬火后进行的热处理过程，目的是减少材料的脆性，提高韧性，改善稳定性。

回火处理

01

02

03

04

热处理基本原理

第二章

相变原理

固态相变涉及原子的重新排列，如钢在加热和冷却过程中发生的奥氏体与马氏体之间的转变。

固态相变

临界冷却速率决定了材料在热处理过程中能否形成所需的相结构，如淬火时钢的硬度和韧性。

临界冷却速率

扩散控制机制解释了原子在不同温度下移动速率的变化，影响材料的微观结构和性能。

扩散控制机制

热传导机制

傅里叶定律是热传导的基本定律，描述了热量通过材料时的传递速率与温度梯度成正比。

傅里叶定律

01

热传导系数是材料固有的属性，决定了材料传导热量的能力，不同材料的系数差异显著。

热传导系数

02

稳态热传导指的是系统达到热平衡时的传导状态，而非稳态则涉及温度随时间变化的传导过程。

稳态与非稳态传导

03

材料性能变化

通过热处理，材料的硬度可以得到提升，如钢在淬火后硬度显著增加。

01

硬度变化

热处理过程中，材料的韧性会根据冷却速度和温度的不同而发生变化。

02

韧性变化

热处理可以改变材料的屈服强度和抗拉强度，例如回火可提高钢的强度。

03

强度变化

适当的热处理可以改善材料的塑性，使其更易于加工成形，如退火处理。

04

塑性变化

热处理可以显著提高材料的耐磨性，例如表面淬火处理后，工件表面硬度提高，耐磨性增强。

05

耐磨性变化

热处理工艺流程

第三章

加热过程

根据材料和热处理要求选择炉型，如箱式炉、井式炉或感应加热设备。

选择合适的加热设备

加热速率需精确控制，避免因过快导致材料内部应力和裂纹，或过慢影响生产效率。

控制加热速率

确保材料加热至热处理所需的目标温度，并保持一定时间以实现均匀加热。

达到目标温度

保温过程

01

根据材料特性和热处理目的，精确设定保温温度，以达到预期的微观结构变化。

02

保温时间需根据材料种类和热处理要求进行精确控制，以确保材料性能的均匀性。

03

实时监测炉内温度和气氛，确保保温过程的稳定性和重复性，避免材料性能偏差。

确定保温温度

保温时间的控制

保温过程中的监测

冷却过程

淬火冷却

淬火是将金属加热至适当温度后迅速冷却，以增加硬度，如钢件淬火后形成马氏体结构。

01

02

回火冷却

回火是在淬火后进行的加热过程，随后缓慢冷却，以减少硬度，提高韧性，如弹簧钢的回火处理。

03

空冷与油冷

根据材料特性和所需性能，冷却介质可选择空气或油，如高速钢常采用油冷以获得更好的硬度和韧性。

常见热处理方法

第四章

退火处理

退火用于降低金属硬度，改善加工性能，消除应力，为后续加工做准备。

退火的目的

将材料加热至适当温度，保持足够时间后缓慢冷却，以达到组织软化的目的。

退火过程

常见的退火类型包括完全退火、球化退火、应力消除退火等，各有特定应用。

退火类型

正火处理

例如，汽车制造中，对某些钢制零件进行正火处理，以提高其强度和韧性，满足使用要求。

正火与退火相似，但冷却速度更快，通常用于改善切削加工性能和准备后续热处理。

正火是一种热处理工艺，通过加热至适当温度后空冷，以细化晶粒，改善材料性能。

正火的目的和原理

正火与退火的区别

正火的应用实例

淬火处理

淬火是将金属加热至适当温度后迅速冷却，以增加硬度和强度，常用于钢的热处理。

淬火的基本原理

根据材料特性和所需硬度，选择水、油或其他淬火介质进行冷却，影响最终性能。

淬火介质的选择

控制加热速度和冷却速率，避免淬火时产生裂纹，确保工件质量。

淬火裂纹的预防

淬火后通常需要进行回火处理，以减少内应力，提高韧性和塑性。

淬火后的回火处理

热处理设备介绍

第五章

炉型