《机械制造基础》工程材料热处理.ppt

第四章 钢的热处理引言：1、热处理的概念 2、热处理的目的 将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得 所需组织与性能的工艺1）提高钢的力学性能 （2）改善钢的工艺性能第一节 钢的热处理原理根据工艺类型、工艺名称和实现工艺的加热将热处理分为：1、整体热处理2、表面热处理表面淬火、气相沉积3、化学热处理：渗碳、氮化、碳氮共渗退火、正火、淬火、回火第4章 钢的热处理热处理的理论依据第4章 钢的热处理第一节 钢的退火与正火1、概念：将钢加热到适当温度，保持一定时 间，然后在炉中缓慢地冷却的热处理工艺2、目的：1）降低硬度，提高塑性，改善加工性能；2）细化晶粒，消除组织缺陷；3）消除内应力 一、钢的退火一、钢的退火第4章 钢的热处理3、分类：根据钢的成分和处理目的的不同，可 分为完全退火、球化退火和去应力退火 （1）完全退火1、定义：将亚共析钢加热Ac3以上30~50ºC, 完全奥氏体后，保温一定时间随之缓慢冷却到 500ºC以下，出炉空冷2、目的：细化晶粒，消除内应力，降低硬度 ，以利于切削加工3、适用范围：亚共析钢型材第4章 钢的热处理（2）球化退火1、定义：将过共析钢加热到Ac1以上 20~30 ºC,保温后随炉缓冷至600 ºC，出炉空 冷。

2、目的：降低硬度、提高塑性、改善切削 加工性能3、适用范围：主要用于过共析钢及合金工 具钢第4章 钢的热处理（3）去应力退火1、定义：将钢加热到500--600 ºC,保温 后随炉缓冷至200--300 ºC出炉空冷又称 低温退火2、目的：消除铸件、锻件和焊接件的内 应力 没有发生组织变化）3、适用范围：用于所有的钢第4章 钢的热处理二、钢的正火1、概念：将钢件加热到Ac3或Accm线以上30~50 ºC ，保温适当 的时间后，在空气中冷却的热处理工艺2、目的：1）对低碳钢，可细化晶粒，提高硬度，改善加工性能；2）对中碳钢，可提高硬度和强度，作为最终热处理；3）对高碳钢，可为球化退火作准备 第4章 钢的热处理退火与正火的加热温度范围第4章 钢的热处理第二节 钢的淬火与回火2、目的：提高钢的硬度、强度和耐磨性并保持足 够的韧性1、概念：将钢件加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保持一 定时间后，快速冷却的热处理工艺 一、钢的淬火一、钢的淬火第4章 钢的热处理3、淬火剂：水、矿物油、盐水和碱水等为了保证获得所需淬火组织，又要防止变形和开裂，必须采用已 有的淬火介质再配以各种冷却方法才能解决。

通常的淬火方法包括 单液淬火、双液淬火、分级淬火等，如图所示4. 淬火方法:第4章 钢的热处理4、淬火方法：（1）单液淬火：将加热后的零件投入一种 冷却 剂中冷却至室温 特点：操作简单，容易实现自动化2）双液淬火：先水后油，或先油后空气特点：可防止变形与开裂3）分级淬火：先放入一定温度的盐浴或碱浴中 ，再空冷特点：有效减小内应力，防止变形与开裂； 但只适于小尺寸工件第4章 钢的热处理三、钢的回火1、回火的概念：将淬火后钢件再加热到Ac1以下的某一温度，保 温一定时间后，然后冷却到室温的热处理工艺 2、回火的目的：降低淬火钢的脆性，提高韧性，调整硬度，消 除内应力，稳定工件的尺寸，获得所需要的力学性 能第4章 钢的热处理3、回火的种类 按回火温度的不同，回火可分以下三种：• 低温回火：150 ºC ~250 ºC • 中温回火：350 ºC ~500 ºC • 高温回火：500 ºC ~650 ºC 第4章 钢的热处理1、低温回火（150~250）ºC 目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火应 力,减 少钢的脆性硬度为58--64HRC主要用于：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬火件和表面淬火件。

2、中温回火（350~500）ºC 目的：获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性又称弹性处理硬度为35--45HRC.主要用于：弹性零件及热锻模具等3、高温回火（500~650）ºC 目的：获得良好的综合力学性能又称调质处理硬度为25--35HRC.主要用于：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承 第4章 钢的热处理第四节 钢的表面热处理引言:为了兼顾零件表面和心部两种不同性 能要求,生产中广泛采用表面热处理的方法 ,即表面淬火和化学热处理. 一、表面淬火1、概念：指仅改变钢的表层组织的局 部热处理工艺 第4章 钢的热处理2、种类火焰加热表面淬火 ：用氧—乙炔火焰喷射到工件表面，使其被快 速加热到淬火温度，并立即喷水冷却的操作方法 适用于含C 0.35%~0.7%的中碳钢和中碳合金 钢，如45，40Cr感应加热表面淬火 ：用一定频率的感应电流使工件表面被快速加 热到淬火温度，并立即喷水冷却的操作方法适用于含C 0.4%~0.5%的中碳钢和中碳合金钢 ，如40，40Cr第4章 钢的热处理第五节 钢的化学热处理 引言1、概念：将钢置于一定温度的活性介质 中保温，使一种或几种元素渗入其表层， 以改变其化学成分、组织和性能的热处理 工艺。

2、分类：渗碳、渗氮、 碳氮共渗第4章 钢的热处理第六节 钢的渗碳概念：将钢放入渗碳的介质中加热并保温，使活性碳 原子渗入钢的表层的工艺称为渗碳 目的：通过渗碳及随后的淬火和低温回火，使表面具 有高的硬度、耐磨性和抗疲劳性能，而心部具有一定的 强度和良好的韧性配合 渗碳方法：渗碳方法有气体渗碳、固体渗碳和液体 渗碳目前广泛应用的是气体渗碳法 渗碳用钢：含碳量为0.1%—0.25%的低碳钢和低碳合 金钢 第4章 钢的热处理第七节 钢的渗氮概念：渗氮俗称氮化，是指在一定温度下使活性氮原 子渗入工件表面的热处理工艺 目的：是提高零件表面硬度、耐磨性、疲劳强度、热硬 性和耐蚀性等 渗氮方法：气体渗氮、离子渗氮等生产中应用较多的是 气体渗氮 渗氮用钢：优质碳素结构钢，如20，40等；一般合金结构 钢，如40Cr等；渗氮专用钢，如38CrMoAlA 第4章 钢的热处理第八节 其它化学热处理方法碳氮共渗碳氮共渗：碳氮同时渗入工件表层提高表面硬度、抗 疲劳性和耐磨性，并兼具渗碳和渗氮的优点 渗铬：有较好的耐蚀性和优良的抗氧化性、硬度和耐磨性 ，可代替不锈钢和耐热钢用于机械和工具制造 渗硼：十分优秀的耐磨性、耐腐蚀磨损和泥浆磨损的能 力，耐磨性明显优于渗氮、碳和碳氮共渗层，但不耐大 气和水的腐蚀。

主要用于泥浆泵零部件、热作模具和工 件夹具 第4章 钢的热处理作业• 1.退火与正火的主要区别是什么？哪 种热处理工艺可以消除过共析钢中的 网状碳化物？。