资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,THE END,第二章 钢的热处理,HEAT TREATMENT OF STEEL,什么是钢的热处理,通过对钢件进行加热、保温、冷却，,从而改变钢件性能的操作,THE END第二章 钢的热处理 什么是钢的热处理,退火,正火,淬火,回火,热处理,普通热处理,表面热处理,表面淬火,表面化学热处理,特种热处理,真空热处理,可控气氛热处理,形变热处理,退火正火淬火回火 热处理普通热处理表面热处理表面淬火表面,共析钢奥氏体的形成过程示意图,1.共析钢奥氏体的形成过程,一,、奥氏体的形成,第一节 钢在加热时的转变,TRANSFOEMATION OF STEELAS BEING HEATED,加热保温的目的,：获得成分均匀,、,晶粒细小,的奥氏体,2.,亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程,共析钢奥氏体的形成过程示意图1.共析钢奥氏体的形成过程一、,THE END,二,、奥氏体晶粒大小,1.,Practically grain degree of austenite,Schematic showing essentially grain degree of steel,2,.,Essentially grain degree of austenite,3,.,Factors affecting essentially grain degree of steel,Alloy elements,THE END二、奥氏体晶粒大小1.Practicall,一,、奥氏体等温转变图,共析钢曲线测定原理示意图,1.奥氏体等温转,变图测定原理,第二节 奥氏体转变图,TANSFORMATION DIAGRAM OF AUSTENITE,一、奥氏体等温转变图共析钢曲线测定原理示意图1.奥氏体等,THE END,共析钢的奥氏体等温转变图,2,.共析钢的奥氏体等温转变图分析,1),珠光体型转变,A,1,650,珠光体,(P),650,600,索氏体,(S),600,550,托氏体,(T),索氏体,(S),细片状铁素体与渗碳体交替排列的混合物,托氏体,(T),极细片状铁素体与渗碳体交替排列的混合物,THE END共析钢的奥氏体等温转变图2.共析钢的奥氏体等,珠光体形成示意图,珠光体形成示意图,不同等温温度形成的珠光体的显微组织,(a)655 (b)600 (c)534,珠光体,(P),索氏体,(S),托氏体,(T),减小,片,间 距,增大,强、硬度,增大,塑、韧性,不同等温温度形成的珠光体的显微组织珠光体(P)索氏体(S)托,2),贝氏体型转变,共析钢的奥氏体等温转变图,350,230,下贝,氏体,(),B,下,550,350,上贝,氏体,(),B,上,贝,氏体,(B),过饱和铁素体与渗碳体组成的混合物,上贝氏体,(),相互平行的过饱和铁素体片与分布在片间的断续细小的渗碳体组成的羽毛状混合物脆性大性能差,B,上,2)贝氏体型转变共析钢的奥氏体等温转变图350230,贝氏体形成示意图,a),上贝氏体,b),下,贝氏体,下贝氏体,(),针叶状的过饱和铁素体与分布在其中的极细小的渗碳体粒子组成的混合物脆性小性能好,B,下,贝氏体形成示意图a)上贝氏体 b)下贝氏体 下贝氏,上贝氏体的显微组织,下贝氏体的显微组织,上贝氏体的显微组织下贝氏体的显微组织,3),马氏体型转变,T 230,马,氏体,(M),马氏体,(M),碳在,-Fe,中的,过饱和固溶体,共析钢的奥氏体等温转变图,奥氏体向马氏体转变的,特点,：速度极快,无扩散,只与温度有关,有残余,奥氏体,高碳马氏体,(),：,片,(,或针,),状，硬而脆,低,碳马氏体,(),：,板条状，强而韧,3)马氏体型转变T 230 马氏体(M)马氏体(,Fe-1.8 wt.%C,合金冷却到下列不同温度形成高碳马氏体的过程,(a)24 (b)60 (c)100,高碳马氏体形成过程示意图,Fe-1.8 wt.%C合金冷却到下列不同温度形成高碳马,低碳马氏体的显微组织,高碳马氏体的显微组织,a),淬火态,b),回火态,低碳马氏体的显微组织高碳马氏体的显微组织 a)淬火态,3,.亚共析钢的奥氏体等温转变图,亚共析钢等温转变图,(a),与共析钢,等温转变图,(b),的比较,与,共析钢的奥氏体等温转变图相比，亚共析钢的奥氏体等温转变图,多一条,A,F,转变线,3.亚共析钢的奥氏体等温转变图亚共析钢等温转变图(a)与共,过共析钢等温转变图,(c),与共析钢,等温转变图,(b),的比较,4,.过共析钢的奥氏体等温转变图,与,共析钢的奥氏体等温转变图相比，过共析钢的奥氏体等温转变图,多一条,A,F,e,3,C,转变线,过共析钢等温转变图(c)与共析钢等温转变图(b)的比较4.,5.,影响奥氏体等温转变图的主要因素,1),碳含量的影响,形 状,位 置,过共析钢的多一条,A,F,e3C,线,共析钢的最靠右,亚共析钢的多一条,A,F,线,2),合金元素的影响,形 状,位 置,除,Co,外，其他都使“”曲线右移,不讲,5.影响奥氏体等温转变图的主要因素1)碳含量的影响 形,二,、奥氏体连续冷却转变图,(,以共析钢为例,),共析钢奥氏体连续冷却转变图（实线）与等温转变图（虚线）的比较,特点,:,向右下方移动,无贝氏体转变,多一条珠光体转变中止线,二、奥氏体连续冷却转变图(以共析钢为例)共析钢奥氏体连,三,、用等温转变图定性判断连续冷却转变产物,共析钢奥氏体等温转变图,在连续冷却时应用示意图,P,S,T+M+,A,M+,A,M+,A,三、用等温转变图定性判断连续冷却转变产物共析钢奥氏体等温转变,第三节 钢的普通热处理,COMMON HEAT TREATMENT OF STEEL,钢的退火,钢的正火,钢的淬火,钢的回火,第三节 钢的普通热处理钢的退火钢的正火钢的淬火钢的回火,一、钢的退火,钢的退火,完全退火,球化退火,均匀化退火,再结晶退火,去应力退火,一、钢的退火钢的退火完全退火球化退火均匀化退火再结晶退火去应,1.,完全退火,1),工艺：,Ac,3,以上,30,50,加热保温后，随炉冷却至,500,以下出炉空冷,2),目的：,调整硬度，以利切削,细化组织，提高力学性能,3),适用于：中碳钢,4),组织：,A,1,A,3,温度,时 间,1.完全退火1)工艺：Ac3以上3050加热保温,2.,球化退火,2),目的：,调整硬度，以利切削,3),适用于：高碳钢,1),工艺：,Ac,1,以上,30,50,加热保温后，在,A,1,温度上下反复升温降温，后随炉冷却至,600,以下出炉空冷,4),组织：,P,球,A,1,温度,时 间,2.球化退火2)目的：调整硬度，以利切削3)适用,3.,组织：,二、钢的正火,1.,工艺,过共析钢,:,Ac,cm,以上,30,50,加热后空冷,共析钢,:,Ac,1,以上,30,50,加热后空冷,亚共析钢,:,Ac,3,以上,30,50,加热后空冷,2.,目的,中碳钢制一般零件,:,做为最终热处理,低碳钢,:,调整硬度,以利切削,过,共析钢,:,消除网状,以利球化,Fe,3,C,共析钢,:,S,亚共析钢,:,F+S,过共析钢,:,S+,Fe,3,C,A,1,温度,时 间,3.组织：二、钢的正火1.工艺过共析钢:Accm以上3,3.,淬火介质：,三、钢的淬火,共析、,过共析,钢,:,Ac,1,以上,30,50,亚共析钢,:,Ac,3,以上,30,50,1.,目的：,获得马氏体,以提高硬度,2.,工艺：,加热后快冷（大于临界冷却速度）,1),理想的冷却速度,钢的理想淬火冷却速度,3.淬火介质：三、钢的淬火共析、过共析钢:Ac1以上30,2),常用淬火介质,水：淬冷能力强，但工件表面有软点，易,变形开裂,油：淬冷能力弱，但工件不易变形开裂,盐水：淬冷能力更强，工件表面光洁,、,无软,点，但更易变形开裂,4.,常用淬火方法,2)常用淬火介质水：淬冷能力强，但工件表面有软点，易,常用淬火方法示意图,单液淬火法 (,b),双液淬火法,(c),分级淬火法,(d),等温淬火法,常用淬火方法示意图,4.,钢的淬透性,1),钢的淬透性,钢在淬火时获得淬硬层深度,大小的能力,淬硬层,工件表面至半马氏体层之间的区域,(a),顶端淬火法,(b),淬透性曲线,4.钢的淬透性1)钢的淬透性 钢在淬火时获得淬硬层深度,淬硬性,正常淬火条件下,以超过临界冷却,速度冷却所形成的马氏体达到的硬,度高低,.,主要取决于钢的含碳量,.,2),影响淬透性的主要因素,合金元素：,除,Co,外，其他都提高淬透性,共析钢的最高,钢的：,3),如何在选材中考虑钢的淬透性,横截面受力均匀的零件：,淬透性要高,横截面受力不均匀的零件：,淬透性不必高,避免脆性断裂的零件：,淬透性不能高,淬硬性正常淬火条件下,以超过临界冷却 2)影响,四、钢的回火,3.,回火的种类、组织、性能及应用,1.,工艺,：,将淬过火的钢在,A,1,以下温度加热保温后空冷,2.,目的,降低硬度，提高塑性,消除内应力，降低脆性,稳定组织，稳定尺寸,四、钢的回火3.回火的种类、组织、性能及应用1.工艺：将,应 用,工具、滚动轴承,弹 簧,低温回火,中温回火,高温回火,组 织,温 度,种 类,性 能,150,250,350,500,500,650,M,回,+A,残,T,回,S,回,高硬度,高耐磨,HRC58,64,适当的强,、,硬度,足够的塑,、,韧性,HRC25,35,高、高,一定韧性,HRC35,45,重要零件,过饱和,固溶体,+,碳化物,回火马氏体 ：,M,回,F,+,极细粒状,Fe,3,C,回火托氏体 ：,T,回,F,+,细粒状,Fe,3,C,回火索氏体 ：,S,回,注意：相同硬度下,M,回,比,M,T,回,比,T,S,回,比,S,有更高强度，更好塑,、,韧性,应 用工具、滚动轴承弹 簧低温回火中温回火高温回火组,淬火马氏体（,a,）和回火马氏体（,b,）的显微组织,淬火马氏体（a）和回火马氏体（b）的显微组织,钢的力学性能随回火温度的变化,a),不同含碳量的硬度变化,b),35,钢的各种力学性能变化,钢的力学性能随回火温度的变化,第四节 钢的表面热处理,SURFACE HEAT TREATMENT OF STEEL,1.,目的：使工件表硬心韧，如曲轴,、齿轮,2.,表面淬火用钢的碳含量,一、表面淬火,过低：表面硬度不足,过高：心部韧性不足,3.,常用方法,火焰加热表面淬火,感应加热表面淬火,第四节 钢的表面热处理1.目的：使工件表硬心韧，如曲轴,火焰加热表面淬火示意图,1,烧嘴,2,喷水管,3,加热层,4,工件,5,淬硬层,4.,火焰加热表面淬火,特点,：设备简单，质量不易保证，适合单件,生产,火焰加热表面淬火示意图4.火焰加热表面淬火特点：设备简单，,5.,感应加热表面淬火,1),基本原理：感应电流的集肤效应,2),感应电流频率,感应加热表面淬火示意图,1,加热淬火层,2,间隙,3,工件,4,加热感应圈,5,淬火喷水套,高频,100,500KHz,深度小,中频,500,10000Hz,低频,50Hz,深度大,5.感应加热表面淬火1)基本原理：感应电流的集肤效应2,4),后续热处理,：低温回火,3),预先热处理,(1),目的,：使工件心部具有高的综合力学性能,(2),方法,：,一般零件,:,正火处理,重要零件,:,调质处理,(,淬火高温回火,),S,回,5),最终组织,表层,：中碳,M,回,+A,残,心部,：,或,P+F,7),应用举例,：中碳钢制齿轮制造工艺路线,下料,锻造,退火粗加工调质精加工 感应淬火低温回火精磨成品,6),特点,：设备复杂，质量高，适合批量生产,4)后
展开阅读全文