《机械制造基础》第2版 课件 第3章 钢的热处理.pptx

;;;;;;;;;冷却过程是热处理的关键工序，它决定着钢在热处理后的组织与性能。同时，冷却方式及冷却速度的不同也正是各种热处理工艺的主要区别所在。;过冷奥氏体由Fe-Fe3C相图可知，钢的温度高于临界点以上时，其奥氏体是稳定的；当温度处于临界点以下时，奥氏体将发生转变和分解共析钢过冷到温度以下，奥氏体在热力学上处于不稳定状态，在一定条件下会发生分解转变，这种在以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体就是过冷奥氏体。着时间的推移，过冷奥氏体将发生分解和转变，其转变产物的组织和性能决定于冷却条件。;;;;;;退火和正火经常作为钢的预先热处理工序，安排在铸造、锻造和焊接之后或粗加工之前，以消除前一工序所造成的某些组织缺陷及内应力，为随后的切削加工及热处理作好组织上的准备。;⑴完全退火

完全退火又称为重结晶退火，是将亚共析钢工件加热到Ac3以上30℃～50℃，保温一定时间后随炉缓慢冷却至600℃以下出炉空冷至室温的热处理工艺。

⑵球化退火

将工件加热到Ac1以上30℃～50℃，保温一定时间后以不大于50℃/h的速度随炉冷却，最终获得的组织为球状珠光体（球状渗碳体分布在铁素体基体上）。在球化退火之前，若钢的原始组织为球状珠光体，应先进行正火处理，去网状组织。

⑶去应力退火

又称低温退火，是将钢件随炉缓慢加热（100℃～150℃/h）至500℃～650℃，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（100℃～150℃/h）至300℃～200℃以下出炉空冷。由于加热温度低于Ac1，所以在去应力退火过程钢不发生组织转变，仅消除残余应力。;⑷等温退火

对于亚共析钢，等温退火与完全退火加热温度完全相同为Ac3以上30℃～50℃，只是冷却的方式有差别。等温退火是以较快的速度冷却到A1以下某一温度，保温一定时间使奥氏体转变为珠光体组织，然后空冷。

退火零件的加工工艺路线

⑴毛坯生产→退火→切削加工

⑵毛坯生产→退火→切削加工→中间退火→切削加工;钢的正火

正火

所谓正火，就是将钢加热到Ac3(亚共析钢)或Accm(共析钢和过共析钢)以上30℃～50℃，保温???从炉中取出空冷的一种热处理工艺。

正火的目的

正火的主要目的是细化晶粒，均匀组织，改善钢的力学性能；消除铸件、锻件和焊接件的内应力；调整硬度，以改善切削加工性。

退火零件的加工工艺路线

⑴毛坯生产→正火→切削加工

⑵毛坯生产→正火→切削加工→退火→切削加工;钢的退火与正火工艺的选择

1.从切削加工性上考虑

2.从使用性能上考虑

3.从经济上考虑

正火比退火生产周期短，成本低，操作方便，故在可能的条件下应优先采用正火。但在零件形状较复杂时，由于正火的冷却速度快，有引起变形开裂的危险，则采用退火为宜。;;钢的淬火

机械零件使用状态下的性能，一般由淬火和回火获得，所以淬火和回火称为最终热处理。

淬火的目的

主要目的是为了获得马氏体，提高钢的硬度和耐磨性，是强化钢材最重要的工艺方法。

淬火质量取决于淬火三要素，即加热温度、保温时间和冷却速度。;淬火加热的温度

对亚共析钢，适宜的淬火加热温度一般为Ac3以上30～50。目的是获得细小奥氏体晶粒，淬火后得到均匀细小的马氏体组织。如果加热温度过高，则会引起奥氏体晶粒粗大，淬火后的组织为粗大马氏体，使淬火后钢的脆性增大，力学性能降低；如果加热温度过低，淬火组织中将出现铁素体，使淬火后硬度不足，强度不高，耐磨性降低。;淬火冷却介质及冷却方式

淬火冷却介质

①水是冷却能力较强的淬火冷却介质

②油冷却介质

③盐浴与碱浴介质;淬火方法

①单介质淬火将钢件奥氏体化后，在一种淬火介质中连续冷却至室温的操作方法称为单液淬火，如水淬、油淬等。

②双液淬火将钢件奥氏体化后，先浸入冷却能力较强的介质中，冷却至接近Ms点温度时，立即将工件取出转入另一种冷却能力较弱的介质中冷却，使其发生马氏体转变的淬火方法称为双液淬火，例如先水淬后油淬。

③分级淬火在淬火冷却过程中，将已奥氏体化的钢件浸入温度在Ms点附近的盐浴或碱浴中，保温适当时间，待工件内外层均达到介质温度后取出空冷，以获得马氏体组织的淬火方法称为分级淬火。;④等温淬火

对于一些形状复杂、要求具有较高硬度和强韧性的工具、模具等工件，采用将工件奥氏体化后，快速冷却到