钢的热处理ppt课件50页.ppt

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1、第六章 钢的热处理热处理的概念将钢加热至一定温度(T),保温一定时间(t),然后以一定的速度(V冷)冷却,以获得指定的组织,从而得到一定的性能。碳钢的临界温度平衡临界温度:A1、 A3、Acm加热时的临界温度:Ac1、Ac3、Accm冷却时的临界温度:Ar1、Ar3、Arcm奥氏体的形成奥氏体的形成分为三个阶段:第一阶段:奥氏体的形核和长大;第二阶段:残余渗碳体的溶解;第三阶段:奥氏体成分的均匀化。奥氏体晶粒的长大奥氏体的晶粒度:起始晶粒度实际晶粒度本质晶粒度影响奥氏体晶粒长大的因素:加热温度;加热速度;保温时间。奥氏体的冷却方式等温冷却:方法:将奥氏体化后的钢淬入高温盐浴中保温。奥氏体在恒温下发生转变,转变组织均匀。连续冷却:将工件直接淬入室温下的淬火介质中。奥氏体在冷却过程中发生组织转变,转变组织不均匀。钢在等温冷却时的组织转变等温冷却转变曲线(TTT曲线或C曲线)过冷奥氏体转变产物珠。

2、光体:扩散转变贝氏体:半扩散性转变马氏体:非扩散性转变珠光体转变珠光体转变的特点:高温转变扩散性转变:孕育期转变量与时间有关。马氏体转变马氏体转变的特点:低温转变;非扩散性转变固定的转变温度(Ms、Mf)转变量只决定于过冷度,与时间无关转变不完全,出现残余奥氏体。马氏体的形态:低碳马氏体:板条状高碳马氏体:针状马氏体的晶体结构马氏体的晶体结构:体心正方a=b<C正方度C/a:马氏体的含碳量越高,则其正方度越大,马氏体的硬度越高。马氏体的硬度决定于其含碳量;马氏体的转变量决定于冷却速度(过冷度)贝氏体转变贝氏体转变的特点:中温转变;半扩散性转变。贝氏体组织形态:上贝氏体;下贝氏体。残余奥氏体的产生产生原因:已转变的马氏体对尚未转变的奥氏体形成很大压应力;其Mf温度低于室温。危害:使钢的强度和硬度降低。消除方法:回火和深冷处理影响C曲线的因素碳的影响:较弱形状亚共析钢的C曲线随含碳量的增。

3、加向右移;过共析钢的C曲线随含碳量的增加向左移。合金元素:主要因素除Co外均使C曲线右移。加热温度和保温时间的影响加热温度越高,保温时间越长,奥氏体越稳定,C曲线右移。亚共析钢和过共析钢的C曲线过冷奥氏体的连续冷却转变曲线特点:测定困难;使用不便。临界冷却速度临界冷却速度的大小也反映了钢获得马氏体的能力。合金元素能使钢的C曲线右移,从而降低钢的Vk。钢的热处理工艺退火:随炉冷却,得到平衡组织正火:空冷,减少先析出相。淬火:水(或油)冷,得到M回火:淬火后再次加热,调整性能,得到回火组织。钢的退火与正火1.完全退火特点:完全A化目的:通过重结晶细化晶粒,消除应力用途:亚共析钢铸件、锻件缺点:周期很长,成本高。2.等温退火目的及用途:同完全退火特点:周期短,成本低球化退火适用:高碳钢目的:降低硬度,改善切削加工性能。加热温度:Ac1+30~50℃特点:周期长,成本高。去应力退火目的:消除应力适。

4、用:铸、锻、焊件。特点:温度低,既不发生组织转变,也不能改变晶粒大小。再结晶退火和扩散退火再结晶退火适用:冷加工工件目的:消除加工硬化,降低硬度加热温度:T再+10~200℃扩散退火目的:消除偏析加热温度:接近固相线缺点:温度高,周期长,工件变形严重,成本极高。钢的正火特点:完全A化目的:低碳钢:提高硬度;代替退火过共析钢:消除网状二次渗碳体淬火加热温度亚共析钢加热温度:Ac3+30~50℃目的:防止F残留造成工件硬度和强度降低。过共析钢加热温度:Ac1+30~50℃目的:防止A含碳过高造成工件开裂和出现大量残余奥氏体。为什么亚共析钢要进行完全淬火完全淬火——得到完全马氏体。不完全淬火——马氏体组织中有铁素体出现。为什么过共析钢只能进行不完全淬火完全淬火:马氏体含碳量过高,易开裂和形成大量残余奥氏体;不完全淬火:有细小弥散渗碳体残余,奥氏体含碳量低,因而淬火时不易开裂,且残余渗碳体量少。冷。

5、却速度及冷却介质冷却速度:大于Vk淬火介质:水(5%盐)油(机油+柴油)专用淬火液理想淬火工艺淬火方法1.单液淬火优点:工艺简单,操作方便。缺点:淬火应力大,工件易变形。适用:形状简单的中、低碳钢工件。双液淬火优点:大大减小工件的淬火应力和变形开裂倾向。缺点:操作难度较高。适用:小批量分级淬火优点:操作简单。可有效防止应力和开裂。缺点:需要盐浴炉适用:小工件大批量。等温淬火目的:得到B下优缺点:同分级淬火,也需要盐浴炉。适用:需要高强韧性的小工件。局部淬火操作方法:小工件:整体加热,局部淬入水中大型工件:局部加热,并喷水冷却(工频淬火)目的:满足工件不同部位的性能要求。冷处理目的:消除残余奥氏体。工艺:先进行普通淬火,然后将工件淬入低温溶液中常用冷处理液冰水;干冰+酒精;液氮。钢的淬透性基本概念淬透性:钢获得马氏体的能力。淬硬性:钢的硬化能力淬透层深度:从淬火件表面至半马氏体区的距离淬透性。

6、的表示:用规定条件下的淬透层深度的大小。淬透性的测定末端淬火法:淬透性曲线的用途钢的回火概念:将淬火钢重新加热至A1温度以下某一温度保温一定时间后,取出空冷。淬火钢的回火转变常见回火工艺低温回火(150~250℃):适用:高碳钢组织:回火马氏体中温回火(350~500℃):适用:弹簧钢组织:回火屈氏体高温回火(500~650℃):适用:中碳钢。组织:回火索氏体钢的表面淬火用途:表面需要高硬度,而心部需要足够的塑韧性的零件。如轴、齿轮、凸轮等。工艺:用快速加热使工件表层迅速奥氏体化,在热量尚未传至心部时即淬火冷却,从而使工件表层得到马氏体,但不改变心部组织。适用:中碳钢,先调质,在进行表面淬火感应加热表面淬火集肤效应:常用频率:高频感应加热:200~300kHz;淬硬深度0.5~2mm。适用于小、薄零件中频: 2.5~8kHz;淬硬深度2 ~10mm。用于一般工件工频:50Hz;淬硬深度10。

7、~20mm。用于大型零件。适用材料:中碳钢,如45、40Cr等。特点:淬硬层深度决定于感应电流的频率,与材料的淬透性无关。其它表面淬火方法1.火焰加热表面淬火淬硬深度:2~6mm。特点:方便,成本低,但效果差2.激光加热表面淬火特点:淬硬深度:0.3~0.5mm。特点:不需要冷却液,可对深孔,盲空,沟槽进行淬火。3.太阳能加热表面淬火同激光,但受自然条件限制钢的化学热处理目的:通过改变工件表层的成分来改善其表面性能基本过程分解:渗剂的分解释放出活性原子;吸收:活性原子被工件表面吸收扩散:活性原子向工件内部扩散常见化学热处理工艺:渗碳氮化碳氮共渗渗金属:渗碳目的:提高工件表面的含碳量,从而提高其淬硬性。用途:心部需要高韧性,而表层需要高硬度的工件。适用材料:低碳钢。常用工艺:气体渗碳固体渗碳特点:温度高,周期长,渗碳后必须进行淬火。渗碳件的淬火直接淬火优点:工艺简单,降低成本缺点:工件晶粒粗大,易开裂。一次淬火优点:晶粒细化,不易开裂缺点:增加成本。钢的气体氮化原理:以氨气分解产生活性氮原子,渗入钢表面后形成高硬度的弥散分布的氮化物。优点:由于渗氮温度只有550~570℃,且渗后不用淬火,故工件的变形极小。缺点:渗氮层很薄(0.6 ~ 0.7mm),脆性大,且氮化周期很长。离子氮化原理:用电场加速氨气的分解,和活性氮原子的渗入。优点:温度低,效率高(周期只有气体氮化的1/2~1/5)。缺点:设备昂贵。碳氮复合共渗气体软氮化:以氮化为主的碳氮共渗。特点:与气体氮化相比,温度降低,周期缩短,渗层脆性降低,但硬度也降低。气体碳氮共渗:以渗碳为主的碳氮共渗。特点:与渗碳相比,温度降低,周期缩短,发动机渗碳齿轮的热处理标注 汽车头调整螺钉的标注 热处理零件结构工艺性谢谢!50。

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