《钢的热处理工艺》PPT课件.ppt

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1、第10章钢的热处理工艺授课教师:杨秀英沈阳理工大学应用技术学院钢的热处理工艺??钢的热处理工艺分类:沈阳理工大学应用技术学院预备热处理最终热处理普通热处理表面热处理形变热处理大多数机器零件在制造过程中都安排有一个预先的热处理工序，其工艺路线一般如下：毛坯（铸、煅）—预先热处理—切削加工—最终热处理第一节钢的退火与正火第二节钢的淬火与回火第三节其他类型热处理退火是将钢加热到一定温度并保温一定时间以后，以缓慢的速度冷却下来，使之获得达到或接近平衡状态组织的热处理工艺。1.退火第一节钢的退火与正火大多数机器零件在制造过程中都安排有一个预先

2、的热处理工序，其工艺路线一般如下：毛坯（铸、煅）—预先热处理—切削加工—最终热处理退火目的:⑴调整硬度，便于切削加工。适合加工的硬度为170-250HB。⑵消除内应力和加工硬化，防止加工中变形。⑶均匀组织、细化晶粒，为最终热处理（淬火）作组织准备。(4)对一些受力不大、性能要求不高的机器零件，可作为最终热处理退火工艺的分类:（1）完全退火：AC3以上20-30OC，适用于亚共析钢。其目的是细化晶粒、消除内应力、降低硬度以改善切削加工性能。低碳钢和过共析钢不适于完全退火！！为什么？？（2）等温退火等温退火的加热工艺与完全退火相同。“等

3、温”的含义是，发生珠光体转变时是在Ar1以下珠光体转变区间的某一温度等温进行。等温退火能有效缩短退火时间，提高生产效率并能获得均匀的组织和性能。不完全退火是将铁碳合金加热到Ac1～Ac3或Ac1～Acm之间温度，达到不完全奥氏体化，随之缓慢冷却的退火工艺。不完全退火主要适用于中、高碳钢和低合金钢锻轧件等，其目的是消除内应力和降低硬度，加热温度为Ac1+(40～60)℃，保温后缓慢冷却。（3）不完全退火（4）球化退火球化退火主要用于过共析钢和合金工具钢。其目的是降低硬度、均匀组织、改善切削性能，为淬火作组织准备。获得粒状珠光体。球化退

4、火的加热温度一般为Ac1以上20～30℃。（5）均匀化退火（扩散退火）目的:消除化学成分不均匀现象扩散退火的特点:加热温度高（一般在Ac3或Accm以上150～300℃），保温时间长（10h以上）。因此，扩散退火后钢的晶粒粗大，需要进行一次正常的完全退火或正火处理。（6）去应力退火一般是将工件随炉缓慢加热至500～650℃，经一段时间保温后随炉缓慢冷却至300～200℃以下出炉。主要用来消除因变形加工及铸造、焊接过程中引起的残余内应力，以提高工件的尺寸稳定性，防止变形和开裂。（7）再结晶退火冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保持适

5、当的时间，使变形晶粒重新转变为均匀的等轴晶粒，这种热处理工艺称为再结晶退火。其目的是消除加工硬化、提高塑性、改善切削加工及成形性能。一般钢材的再结晶退火温度为650-700℃。2.正火正火的加热温度为Ac3或Accm以上30～50℃，保温以后的冷却方式在空气中进行。由于正火比退火的冷却速度大，故珠光体的片层间距较小，因而正火后强度、硬度较高。正火的应用1、改善低碳钢的切削加工性能；2、消除中碳钢的热加工缺陷；3、消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火；4、提高普通结构件的力学性能。正火的目的⑴对于低、中碳钢(≤0.6C%)，目的与退

6、火的相同。⑵对于过共析钢，用于消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。⑶普通件最终热处理。要改善切削性能，低碳钢用正火，中碳钢用退火或正火,高碳钢用球化退火.3、退火和正火的选用退火或正火工艺的选择应当根据钢种，冷、热加工工艺，零件的使用性能和经济性综合考虑1、c0.25%低碳钢通常采用正火替代退火2、c=0.25%0.5%的中碳钢也可用正火代替退火4、c=0.75%以上的高碳钢或工具钢一般采用球化退火作为预备热处理。若有网状二次渗碳体存在，则应进行正火消除。3、c=0.5%0.75%的钢采用完全退火随着钢中碳和合金

7、元素增加，过冷奥氏体稳定性增加，因此，正火后硬度高，不利于切削加工，应采用完全退火。对于合金元素特别高的钢，应采用高温回火来消除应力，降低硬度，改善切削加工性能。另外，从使用性能的角度，若零件的受力不大，性能要求不高，不必进行淬火或回火，正火（最终热处理）即可提高钢的力学性能。从经济性原则考虑，正火的生产周期短，操作简单，工艺成本低，在满足使用和工艺性能的前提下，应尽可能用正火代替退火。第二节钢的淬火与回火一、淬火将钢加热到Ac1或Ac3以上，保温一定时间，然后快速（大于临界冷却速度）冷却以获得马氏体（下贝氏体）组织的热处理工艺称为

8、淬火。1.淬火应力淬火后工件的形状，尺寸都会发生变化，有的甚至产生淬火裂纹-----淬火应力当它超过材料的屈服强度时，便引起工件的变形，超过材料的强度极限时就会使工件开裂淬火应力包括热应力和组织应力淬火应力跟淬火加热温度、淬火冷却介质