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东北大学 第四章 钢的热处理 第四章 钢的热处理 4.1钢的热处理原理 4.1.1钢在加热时的转变 4.1.1钢在加热时的转变 4.1.1钢在加热时的转变 4.1.1钢在加热时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.1.2钢在冷却时的转变 4.2钢的热处理工艺 4.2.1退火 4.2.1退火 4.2.1退火 4.2.1退火 4.2.1退火 4.2.1退火 4.2.1退火 4.2.2正火 4.2.3淬火 4.2.3淬火 4.2.3淬火 45钢 水淬马氏体 870 ℃ 4.2.3淬火 4.2.3淬火 4.2.4回火 4.2.4回火 4.2.4回火 4.2.4回火 （5）去应力退火 将工件随炉缓慢加热至500-650℃，经保温后，炉冷至200-300℃后空冷的工艺。这种热处理主要用于消除铸件，焊件及冷变形件加工中产生的内应力，防止工件变形开裂。 将经过冷加工变形的金属加热至650-700℃（再结晶温度以上100～150℃），保温后空冷。目的是使冷加工金属发生再结晶，形成新的等轴晶粒。再结晶退火主要用于冷变形金属的中间退火及成品材的最终热处理。 （6）再结晶退火 工艺曲线 钢材或钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)和Accm(对于过共析钢)以上30℃～50℃, 保温适当时间后, 空冷。 正火后的组织：亚共析钢为F+S, 共析钢为S, 过共析钢为S+Fe3CII??? 目的：组织正常化，亦称常化处理。 一般应用：??? 1）最终热处理： 正火可以细化晶粒，使组织均匀化，减少亚共析钢中铁素体含量，使珠光体含量增多并细化，从而提高钢的强度、硬度和韧性。? ??? 2）预先热处理： 截面较大的合金结构钢件，在淬火或调质处理（淬火加高温回火）前常进行正火， 以消除魏氏组织和带状组织，并获得细小而均匀的组织。对于过共析钢可减少二次渗碳体量，并使其不形成连续网状，为球化退火作组织准备。??? 3） 改善切削加工性能? 加热温度为Ac3以上30－50℃； 加热温度过高，奥氏体晶粒粗大，淬火得到马氏体针片尺寸大，应力大、脆性大； 加热温度偏低如在Ac1－ Ac3之间，则淬火后有残余铁素体存在，钢的硬度不均匀，强度及硬度偏低。 （1）淬火加热温度 亚共析钢淬火 过共析钢淬火 加热温度为Ac1以上30－50℃; 组织为奥氏体及未完全溶解的球状渗碳体，淬火后为马氏体加球状渗碳体，这种组织有较高的硬度。 淬火温度过高，高于Accm，则先共析渗碳体全部溶入奥氏体中，冷却后马氏体针尺寸大，由于含碳量高，MS点降低，淬火后残余奥氏体体积分数增多； 淬火加热温度偏低，甚至未实现奥氏体化，淬火后不能转变成马氏体。 T12钢 水淬粗大马氏体1100 ℃ 20.0 mm 20.0 mm （2）淬火介质 淬火时所用的冷却剂为淬火介质。 常用的淬火介质有水，机油及盐水、碱水等。 水和油都不是理想淬火剂。 淬透性差的碳钢通常把水作为淬火介质。 水 650℃－550℃（中温）：冷却能力较大 300℃－200℃（低温）：冷却能力很大 易变形与开裂 油常做为淬透性较高的合金钢的淬火介质。 低温：冷却能力低 利于减少变形开裂 中温：冷却能力低 马氏体淬火不完全 各种机油 理想淬火剂： 中温区冷却速度快：避免过冷奥氏体中温分解转变； 低温区冷却慢：减少淬火过程中的组织应力及热应力。 理想淬火剂举例： 美国Ucon 淬火剂：8-15％的聚乙烯醇；0.4％抗粘接剂；0.1％的防泡剂组成的水溶液。 国内水玻璃－碱水溶液等合成淬火剂，冷却能力介于水和油之间，是一种接近理想的淬火介质。 钢的淬透性 淬透性是表示钢淬火时形成马氏体的能力。一般用淬透层深度来表示。通常规定，由表面至半马氏体层的距离作为淬透层深度。 不同成分钢的半马氏体硬度主要取决于钢的含碳量，而与合金元素含量关系不大。 淬透性是钢的本质属性，与试样尺寸及形状无关。 末端淬火方法 回火 马氏体+残余奥氏体，非稳定组织 组织应力，变形开裂倾向大 （1）淬火钢的回火转变过程 a.马氏体中碳的偏聚，100℃以下，为碳化物析出做物质准备； b.马氏体分解，回火温度在100℃～250℃时，马氏体逐步发生分解析出弥散的ε碳化物（Fe2.4C亚稳相），回火马氏体 ； 10.0 mm * LOGO 合金化 热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却