工程材料第4章解析.ppt

　　时效处理是合金工件经固溶热处理后在室温和稍高于室温保温，在金属的过饱和固溶体中形成溶质原子偏聚区和由之脱溶出微粒弥散分布于基体中导致硬化，达到沉淀硬化的目的。 经过固溶热处理后进行时效应具备的条件是： 1.材料对合金元素应具有一定的溶解度。 2.合金元素的溶解度随温度的降低而减小。 3.高温固溶的合金元素快速冷却后成为过饱和固溶体。 4.在低温下，合金元素具有一定的扩散速度。 1-风扇电动机；2-废气火焰；3-炉盖；4-砂封；5-电阻丝；6-耐热罐；7-工件；8-炉体 图4.9气体渗碳示意图 4.7钢的化学热处理 　　化学热处理的基本过程由三个阶段组成： 1、活性原子的产生 2、活性原子的吸收 3、活性原子的扩散 　　钢的化学热处理是将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入表层，以改变其化学成分、组织、和性能的热处理工艺。 一、渗碳　1、气体渗碳　2、固体渗碳 二、渗氮　也称为氮化处理 三、碳氮共渗 四、渗硼 五、渗金属 见视频13 图4.10 避免尖角设计 （2）零件截面厚度应力求均匀 图4.11避免厚薄悬殊 4.8热处理零件的结构工艺性及技术条件标注 4.8.1 热处理零件结构工艺性 （1）零件应尽量避免尖角、棱角 （4）零件各部分可采用组合结构 （3）零件的形状应尽量对称和封闭 图4.12采用对称结构 图4.13 45钢Ⅱ轴 图4.14表面淬火标注实例 4.8.2热处理技术条件的标注 表1热处理工艺分类及代号 作业: 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5 * 第4章金属材料热处理 第4章金属材料热处理 4.1退火与正火 4.8热处理零件的结构工艺性及技术条件标注 4.7钢的化学热处理 4.6固溶热处理与时效强化 4.5钢的淬透性 4.4钢的回火 4.3钢的表面淬火 4.2钢的淬火 图4.1热处理工艺曲线 　　金属材料的热处理是金属材料在固态下，通过适当的方式进行加热、保温和冷却，改变材料内部组织结构，从而改善材料性能的一种工艺方法。也称之为金属材料的改性处理。 　　热处理的工艺过程如图： 　　根据工序位置，热处理可分为预备热处理和最终热处理。 　　根据热处理的目的要求和工艺方法的不同，热处理可分为三大类： 4.1.1退火 　　退火是将钢加热到预定温度，保温一定时间后缓慢冷却，获得接近于平衡组织的热处理工艺。 　　退火的目的是： （1）降低硬度，改善切削加工性。 （2）消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与开裂倾向。 （3）细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。 4.1退火与正火 　　根据钢成分和退火的目的不同，退火可分为完全退火、球化退火、扩散退火和去应力退火。 1.完全退火　 　　将钢加热到Ac3以上30℃ ～50℃ ，保温一定时间后随炉冷却到500℃以下再出炉空冷的热处理工艺。 图4.2高速钢等温退火与完全退火的比较 2.球化退火 　　将钢加热到Ac1以上10℃～30℃，保温较长时间缓慢冷却到600℃以下，再出炉空冷的热处理工艺。 适用于共析钢, 过共析钢的退火,使钢中二次渗碳体和珠光体中的渗碳体球化, 降低硬度,提高切削加工性能, 并减小最终淬火变形和开裂,为以后热处理做准备. 3.扩散退火（均匀化退火） 将钢加热到Ac3以上150℃～200℃，长时间保温（10～15h）后随炉缓冷。 适用于大型铸锻件,消除其化学成分的偏析和组织不均匀性. 扩散退火容易使钢晶粒粗大,所以要进行完全退火或正火以细化晶粒. 4.去应力退火　 　　加热低于Ac1以上，一般为500℃～650℃，充分保温后缓慢冷却到200℃出炉空冷. 在退火过程中无组织变化,适用于铸锻焊件及经过切削加工的零件,消除毛胚零件中的残余应力,稳定工件尺寸,减少零件在适用中的变形和裂纹倾向. 4.1.2正火　 　　正火是将钢加热到Ac3或Ac㎝以上30℃～50℃，保温适当时间后在静止空气中冷却的热处理工艺。 正火组织晶粒细小, 分布较均匀 图4.3碳钢的硬度与热处理关系 图4.4各种退火及正火的加热温度范围 图4.5碳钢的淬火加热温度范围 4.2钢的淬火 　　淬火是将钢加热到Ac3或Ac1以上30°C～50°C，经过保温后在冷却介质中迅速冷却的热处理工艺。 4.2.1淬火加热温度和加热时间 　　碳钢的淬火加热温度范围如图所示。 1-单介质淬火法；2-双介质淬火法； 3-马氏体分级淬火法；4-贝氏体等温淬法 图4.7各种淬火方法示意图 4.2.3淬火冷却方法 4.2.2淬火冷却介质 　　使零件获得某种冷却速度的介质称为淬火冷却介质。最常用的有水、盐（碱）水、油三类。 图4.6理想淬火冷却曲线 45号钢在水中, 油中,空气中冷却后得到组织及硬度: 　　表面淬火方法是将淬火零件迅速加热至相变温度以上，而心部未被加热，然后