Heattreatintroduction.

Heattreatintroduction–SQENickLu2009-8-62把固态金属材料在一定介质中的加热、保温和冷却，以改变其组织和性能的一种工艺。热处理定义34热处理方式退火正火淬火回火调质概念：AC1——奥氏体化AC3——亚共析钢accm——过共析钢5钢的退火与正火工艺一、退火（将钢件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。）退火工艺曲线61．完全退火加热温度：Ac3以上20-30度组织：P+F目的：①细化，均匀化粗大、不均匀组织②接近平衡组织——③消除内应力应用范围：亚共折钢，共析钢，不适用于过共析钢。2．球化退火（不完全退火）加热温度：Ac1以上20-40度应用范围：过共析钢，共析钢组织：球状P（F+球状Cem）目的：①使Cem球化→HRC↓，韧性↑→切削性↑②为淬火作准备71050-1150℃，10-20h,P+F或P+Fe3CII目的：消除偏析后果：粗大晶粒（应用完全退火消除）4．再结晶退火加热温度：Ac1以下50-150度，或T再+30-50度目的：消除加工硬化5．去应力退火500-650℃3．扩散退火（均匀化退火）8二、正火（空冷）Ac3或Accm+30-50℃组织：S+（F或Fe3C）应用：（1）作最终热处理，普通结构钢零件目的：a.细化A晶粒，组织均匀化b.减少亚共析钢中F%→P%↑，c.P细化→强度，韧性、硬度↑（2）预先热处理a.消除不均匀组织（魏氏组织，带状组织）；b.细化组织→为淬火、调质作准备c.使过共析钢中Fe3CII↓→使其不形成连续网状，为球化作准备（3）改善切削加工性能（低碳钢）9以45#钢为例的正火工艺曲线：保温时间的经验公式:τ=KD(单位为min,式中,K―加热系数,一般K=1.5-2.0m/min,若装炉量大则可延长保温时间,D―工件有效厚度,单位为m)操作步骤如下：入炉保温出炉空冷10退火、正火的选择正火：冷速快，材料组织细化，机械性能好1．切削加工低碳钢→正火中高碳钢→完全退火高碳钢、合金工具钢——正火＋球化退火2．作为最终热处理→正火3．为最终热处理提供良好的组织状态4.正火可替代完全退火以提高效率11结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程首页一、淬火：加热到AC3、AC1相变温度以上，保温，快速冷却→M+A′1．淬火温度的决定亚共析钢Ac3+30---50度共析钢Ac1+30----50度过共析钢Ac1+30---50度A、保留一定的Cem→HRC↑，耐磨性↑B、A中C%↓→M中C%↓→M脆性↓A中C%↓→M过饱和度↓→残余A↓C、防止A粗大淬火温度过高→A粗大→M粗大→力学性能↓，淬火温度过高→A粗大→M粗大→淬火应力↑→变形，开裂↑钢的淬火与回火122．淬火介质理想：650℃以上，慢，减小热应力650-400℃，快，避免C曲线400℃以下，慢，减轻相变应力理想淬火冷却曲线示意图不同淬火方法示意图132．淬火介质理想：650℃以上，慢，减小热应力650-400℃，快，避免C曲线400℃以下，慢，减轻相变应力理想淬火冷却曲线示意图不同淬火方法示意图14以45#钢为例的淬火工艺曲线：入炉保温出炉油冷(或水冷)油冷15三、回火a.消除淬火应力，降低脆性b.稳定工件尺寸，由于M，残余A不稳定c.获得要求的强度、硬度、塑性、韧性。2．钢在回火时的组织转变a.马氏体分解（200℃以下）：析出ε-Fe2.4C碳化物（亚稳定）组织：回火马氏体M’→过饱和α固溶体十亚稳定ε碳化物（极细的)作用：晶格畸变降低，淬火应力有所下降。b.残余A分解（200-300℃）：A→M’（或A→B下）组织：回火马氏体M’c.回火屈氏体T’形成（250-400℃）：ε→Fe3C;α→F－维持M’外形组织：回火屈氏体T’(F+Fe3C)d.碳化物的聚集长大，铁素体的回复与再结晶（400℃）组织：回火索氏体S’—F（等轴晶）+Fe3C（粒）1．回火目的（淬火组织的问题）163．回火工艺——组织——性能关系（1）低温回火（150-250℃）回火马氏体M’降低淬火应力，提高韧性，保证高硬度（HRC58-64）和耐磨性高碳的工具、模具、滚动轴承，渗碳与表面淬火的零件（2）中温回火（350-500℃）回火屈氏体T’高弹性极限和屈服强度，一定的韧性，硬度一般为HRC35-45弹簧（3）高温回火（500-650℃）回火索氏体S′淬火＋高温回火——调质处理综合机械性能好(强度、韧性、塑性的配合)，硬度一般为HRC25-35承受交变载荷，连杆、轴、齿轮等重要结构件——最终热处理精密量具、模具——预先热处理17以45#钢为例的调质工艺曲线：淬火+高温回火→调质处理1819钢的表面热处理表面淬火：不改变表面化学成分，只改变其表面组织的局部热处理方法。目的：心部保持较高的综合机械性能，表面具有高硬度和耐磨性。一、感应加热表面淬火1．原理交变磁场→感应电流→工件电阻→加热，集肤效应→表面加热2．分类a.高频200-300KHz，淬硬深度0.5-2mm小工件b.中频2500-8000Hz淬硬深度2-5mm尺寸较大的工件c.低频50Hz淬硬深度10-15mm大型工件d.超音频30-40KHz3．钢种中碳钢和中碳低合金钢磨损部位（高硬度，耐磨）20a.加热速度快几秒——几十秒b.加热时实际晶粒组小，淬火得到极细马氏体，硬度↑，脆性↓c.残余压应力→提高寿命d.不易氧化、脱碳、变形小e.工艺易控制，设备成本高4．特点锻造→退火或正火→粗加工→调质→精加工→表面淬火→低温回火→（粗磨→时效→精磨）5．工艺路线21热处理连续炉生产工艺22热处理连续炉232425上料2627Defect,Control,Rework热处理缺陷，控制，返工28293031