资源描述
金属工艺学,金属工艺学,主讲人：,退,火,钢的淬火,4.2 钢的退火和正火,4.3 钢的淬火和回火,本节重点：,各种热处理工艺,本节难点：,各种热处理工艺,降低硬度，便于机加工。,中碳钢：细化晶粒，为淬火做好组织准备，对性能要求不高的零件，可作为最终热处理。,低碳钢：提高硬度，克服粘刀现象，改善切削加工性。,2、球化退火:将过共析钢加热到Ac1线以上2030，保温后缓慢冷却.,亚共析钢：Ac3+3050OC,2、球化退火:将过共析钢加热到Ac1线以上2030，保温后缓慢冷却.,1、完全退火：将亚共析钢加热到Ac3线以上3050，保温后缓慢冷却.,力学性能：随着回火温度的升高，硬度、强度下降，塑性韧性升高。,力学性能：随着回火温度的升高，硬度、强度下降，塑性韧性升高。,回火：将淬火后的钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后置于空气或水中冷却的一种热处理的方法,拟采用以下几种退火工艺；,应用：铸件、锻件、焊接及其它毛坯的热处理。,正火：将钢加热到一定温度，保温一段时间后从炉中取出，在空气中冷却的一种热处理工 序。,3 钢的淬火和回火,1、完全退火：将亚共析钢加热到Ac3线以上3050，保温后缓慢冷却.,高碳钢：消除网状Fe3C。,4.2.1退火,退火：,将钢加热、保温，然后随炉冷却或埋入灰中缓慢冷却。,目的：,降低硬度，便于机加工。,细化晶粒，提高塑性和韧性。,消除应力。,应用：,铸件、锻件、焊接及其它毛坯的热处理。,1、完全退火：,将亚共析钢加热到Ac3线以上3050，保温后缓慢冷却.,2、球化退火:,将过共析钢加热到Ac1线以上2030，保温后缓慢冷却.,3、低温退火:,将钢加热到Ac1线以下，保温后缓慢冷却.,再结晶退火：,消除冲压件冷变形所产生的加工硬化（再结晶温度以上150250），降低硬度，恢复塑性。,完全退火与等温退火,1、完全退火,工艺：加热Ac3以上3050保温随炉冷到500度以下空冷室温。,目的：细化晶粒，均匀组织，提高塑韧性，消除内应力，便于机械加工。,2、等温退火,工艺：加热Ac3以上保温快冷至珠光体转变温度等温停留转变为P出炉空冷,目的：同上。但时间短，易控制，脱氧、脱碳小。（适用于过冷A比较稳定的合金钢及大型碳钢件）,球化退火与去应力退火,3、球化退火,概念：是使钢中的渗碳体球化的工艺过程。,对象：共析钢和过共析钢,工艺：(1)等温球化退火加热Ac1以上2030度保温迅速冷却到Ar1以下20度等温随炉冷至600度左右出炉空冷。,（2）普通球化退火加热Ac1以上2030度保温极缓慢冷却至600度左右出炉空冷。（周期长，效率低，不适用）,目的：降低硬度、提高塑韧性，便于切削加工。,机理：使片状或网状渗碳体变成颗粒状（球状）,4、去应力退火,工艺：加热到Ac1以下某一温度（500650度）保温缓冷至室温。,目的：消除铸件、锻件、焊接件等的残余内应力，稳定工件尺寸。,正火,正火,将钢加热到Ac3 线以上3050,（亚共析钢）或Accm以上3050,（过共析钢），保温后在空气中冷却。得到的是细珠光体组织（索氏体）。,应用：,亚共析钢中自由铁素体减少，过共析钢中网状渗碳体消失。,低碳钢：提高硬度，克服粘刀现象，改善切削加工性。,中碳钢：细化晶粒，为淬火做好组织准备，对性能要求不高的零件，可作为最终热处理。,高碳钢：消除网状Fe3C。,1、完全退火：将亚共析钢加热到Ac3线以上3050，保温后缓慢冷却.,（2）缓慢加热至840，保温足够时间，随炉冷却至室温；,2、球化退火:将过共析钢加热到Ac1线以上2030，保温后缓慢冷却.,（2）普通球化退火加热Ac1以上2030度保温极缓慢冷却至600度左右出炉空冷。,淬硬性：钢在正常淬火条件下，淬火形成的马氏体所能达到的最高硬度。,3 钢的淬火和回火,本节难点：各种热处理工艺,对象：共析钢和过共析钢,目的：同上。,工艺：加热Ac3以上保温快冷至珠光体转变温度等温停留转变为P出炉空冷,高碳钢：消除网状Fe3C。,过高：淬火后M粗大，严重变形,2、球化退火:将过共析钢加热到Ac1线以上2030，保温后缓慢冷却.,目的：同上。,应用：低碳钢采用正火，以提高硬度。,高碳钢：消除网状Fe3C。,工艺：加热到Ac1以下某一温度（500650度）保温缓冷至室温。,将钢加热到Ac3或Ac1 线以上3050,，保温后在淬火介质中快速冷却（Fe向aFe同素异晶转变），以获得马,氏体（M)组织（碳在a Fe中的严重过饱和固溶体）。,亚共析钢：Ac3+3050OC,过高：淬火后M粗大，严重变形,过低：淬火后组织出现F，硬度、强度不足，不均。,过共析钢：Ac1+3050OC,过高：淬火后M粗大，脆性增大，易变形，开裂。残余A增多，硬度、耐磨性降低。过低：A化不均匀。,一般过共析钢，淬火前需要正火或球化退火，消除网状渗碳体。,本节难点：各种热处理工艺,其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。,高碳钢：消除网状Fe3C。,拟采用以下几种退火工艺；,淬透性：钢在规定淬火条件下，可以达到的淬硬层深度。,1、完全退火：将亚共析钢加热到Ac3线以上3050，保温后缓慢冷却.,2、球化退火:将过共析钢加热到Ac1线以上2030，保温后缓慢冷却.,细化晶粒，提高塑性和韧性。,一般过共析钢，淬火前需要正火或球化退火，消除网状渗碳体。,高碳钢：消除网状Fe3C。,（周期长，效率低，不适用）,影响因素：过冷奥氏体的稳定性，即Vk。,降低硬度，便于机加工。,理想的淬火冷却介质,淬火方法,淬硬性和淬透性,淬硬性：钢在正常淬火条件下，淬火形成的马氏体所能达到的最高硬度。,淬硬性取决于马氏体的含碳量，含碳量越高，碳的过饱和度就越大，硬度越高。,淬透性：钢在规定淬火条件下，可以达到的淬硬层深度。,影响因素：过冷奥氏体的稳定性，即Vk。,回火,工艺：将淬火后的钢重新加热到A1以下某一温度保温，然后冷却（一般空冷)至室温。,目的：消除淬火产生的内应力，稳定工件尺寸，降低脆性，改善切削加工性能。,力学性能：随着回火温度的升高，硬度、强度下降，塑性韧性升高。,回火的种类,回火三种形式：,（1）低温回火（150250,），目的是,降低淬火钢的内应力和脆性，并保持高硬度（5664HRC)和耐磨性。如模具、刃具等。,（2）中温回火（350500,），目的是使钢获得高弹性，,并保持较高硬度（3550HRC)和一定的韧性。如弹簧、锻模等。,（3）高温回火调质处理（500650,），硬度2035HRC，强度及韧性等综合性能较好。如连杆、曲轴、齿轮等。,常用热处理方法及作用小结,退火,：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序,其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。,应用：高碳钢采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出来以后,正火,：将钢加热到一定温度，保温一段时间后从炉中取出，在空气中冷却的一种热处理工,序。注：加热到的一定的温度，其与钢的含C量有关，一般低于固相线200度左右,其作用是：提高钢的强度和硬度，使工件具有合适的硬度，改善切削加工性。应用：,低碳钢采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出来以后,回火,：将淬火后的钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后置于空气或水中冷却的一种热处理的方法,其作用是：稳定组织、消除内应力、降低脆性,复习思考题,1.正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火及退火？,2.淬火的目的是什么？亚共析碳钢及过共析碳钢淬火加热温度应如何选择？试从获得的组织及性能等方面加以说明。,3.一批45钢试样（尺寸15*10mm），因其组织、晶粒大小不均匀，需采用退火处理。拟采用以下几种退火工艺；,（1）缓慢加热至700，保温足够时间，随炉冷却至室温；,（2）缓慢加热至840，保温足够时间，随炉冷却至室温；,（3）缓慢加热至1100，保温足够时间，随炉冷却至室温；,问上述三种工艺各得到何种组织？若要得到大小均匀的细小晶粒，选何种工艺最合适？,
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