热处理的基本方法

§4-3热处理的基本方法数控科王春青课型：新课教学目的与要求：1、掌握退火、正火、淬火、回火的概念目的2、掌握热处理的分类及应用教学重点与难点：热处理的概念、分类及应用教学过程：§4-3热处理的基本方法前二节学习的内容是热处理的原理，从这一节开始学习热处理工艺，也就是具体的热处理实现方法。在一个零件的加工路线中，热处理起着很重要的作用，一般有两种情况，如一个齿轮：下料------锻造------预备热处理（退火或正火）------铣齿------最终热处理（淬火回火）------精加工（磨削）；其中预备热处理的作用是消除锻造的缺陷，如晶粒粗大、内应力、缺陷组织等，同时调整硬度，为后续的切削做准备。最终热处理的作用是使材料具有使用状态下的性能，如强度、硬度等。第三节热处理的基本方法1.退火目的：降低硬度，以利于切削（比较适合的切削硬度为160---260HBS）；消除内应力，稳定尺寸，防止变形或开裂；消除偏析，均匀成分；一、退火加热到适当的温度，保温一定时间后缓慢冷却（炉冷）。工艺参数为：加热到Ac3+30--50℃，保温，随炉冷却到600℃出炉空冷。a.完全退火：适用于亚共析钢的铸件、锻件、焊接件。主要适用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等。均匀组织，充分消除内应力。2、退火的种类：2.球化退火：适用于共析及过共析钢，目的是为了获取球状珠光体，降低这些高碳钢的硬度，以利于切削。所有的高碳钢在切削之前一般都要进行球化退火。工艺参数为：加热到Ac1+30--50℃，保温，随炉冷却或等温冷却；3.去应力退火：属于低温热处理，加热温度一般在A1线以下，对于钢来说，大约为600℃。锻造、铸造、焊接以及切削加工后（精度要求高）的工件，应采用去应力退火来消除内应力。三种退火温度图示：与退火区别：冷却速度比退火稍快，组织较细，强度硬度稍有提高。工艺周期短，成本低，性能好。生产中常用正火代替退火。加热到Ac3（或Accm）以上30℃~50℃，保温后在空气中冷却。它的主要特点是空冷，对于大型零件或在炎热地区，也可用风冷或喷雾冷却。二、正火正火能提高硬度，一般用于低碳钢的预备热处理对于一些大件，正火可代替调质作为最终热处理使用；三.淬火将钢加热到Ac1或Ac3以上30--50℃，适当保温，然后快速冷却，获取马氏体或下贝氏体的一种热处理工艺。淬火是一种很早就应用的热处理工艺，它的目的是获得马氏体或下贝氏体，但主要是马氏体。从性能上看，它是为了强化材料，提高材料的强度或硬度。1.淬火工艺参数加热温度根据钢的成分确定，亚共析钢加热到Ac3+30--50℃，共析、过共析钢加热到Ac1+30--50℃；（根据铁碳相图进行解释）为了获得好的淬火效果，就必须制定正确的淬火工艺参数。例如，45钢的A3=780℃，其淬火温度为840--860℃T8、T12钢的Ac1=737℃，其淬火温度为770--790℃；合金钢由于合金元素的影响，加热温度比碳钢高，具体情况可以查阅热处理手册。①水及水溶液在650℃~400℃相对冷却速度较大，常用作碳钢的淬火。2.淬火介质：②油在300℃~200℃间冷却速度比水小，用于合金钢的淬火。（4）等温淬火——形状复杂，尺寸要求较精确，强韧性要求较高的小型工模具及弹簧等的淬火3.淬火方法（1）单液淬火——形状简单的碳钢件在水中淬火，合金钢和小尺寸碳钢件在油中淬火（2）双液淬火——形状复杂的高碳钢工件和尺寸较大的合金钢件（3）分级淬火——尺寸较小、形状复杂工件的淬火3、淬透性与淬硬性取决于M中C%，C%↑→淬硬性↑淬透性是指在规定条件下，决定钢淬硬深度和硬度分布的特性。淬硬性是钢在理想条件下淬火硬化所能达到的最高硬度。影响淬透性的因素主要是C曲线的位置，C曲线右移，淬火临界冷却速度减小，淬透性提高。4.钢的淬火缺陷(1).氧化与脱碳：a.含义及产生原因：钢在加热时，氧与钢表面作用，形成脆皮称为氧化脱碳：碳与气体介质作用逸出，使含碳量降低。b.后果：降低表面硬度，影响尺寸c.防止与补救：隔绝空气加热（2）过热与过烧：a.含义及产生原因：加热温度过高晶粒粗化成为过热加热温度过高出现氧化和熔化则成为过烧b.后果：晶粒粗大易引起变形和开裂c.防止与补救：严格控制加热温度和保温时间过烧的只能报废（3）变形与开裂:a.含义及产生原因：淬火内应力b.后果:无法使用c.防止与补救：选用合理的工艺方法变形的可校正开裂的只能报废（4）硬度不足：a.含义及产生原因：加热温度不足，保温时间不足，冷却速度不够快，氧化与脱碳等。b.后果：无法满足使用要求c.防止与补救：严格执行工艺规程四.回火1、回火的概念：将淬火后钢件再加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间后，然后冷却到室温的热处理工艺。2、回火的目的：降低淬火钢的脆性，提高韧性，调整硬度，消除内应力，稳定工件的尺寸，获得所需要的力学性能。3、回火的种类按回火温度的不同，回火可分以下三种：低温回火：150ºC~250ºC中温回火：350ºC~500ºC高温回火：500ºC~650ºC1、低温回火（150~250）ºC目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火应力,减少钢的脆性。硬度为58--64HRC。主要用于：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬火件和表面淬火件。2、中温回火（350~500）ºC目的：获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。又称弹性处理。硬度为35--45HRC.主要用于：弹性零件及热锻模具等。3、高温回火（500~650）ºC目的：获得良好的综合力学性能。又称调质处理。硬度为25--35HRC.主要用于：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。五.小结钢热处理的基本方法：四把火及应用:六.作业习题册上对应习题