《機械工程材料新》ppt課件

1、 第七章第七章 鋼的熱處置鋼的熱處置 l 常用的熱處置分類常用的熱處置分類l 鋼在加熱時的變化鋼在加熱時的變化l 鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變l 鋼的淬火鋼的淬火l 鋼的回火鋼的回火l 鋼的淬透性鋼的淬透性l 鋼的外表熱處置鋼的外表熱處置l 鋼的退火與正火鋼的退火與正火 普通零件的制造過程普通零件的制造過程鍛造鍛造預(yù)先熱處置退預(yù)先熱處置退火或正火火或正火機械加工機械加工粗加工粗加工最終熱處最終熱處置淬火置淬火+ +回火或外表熱回火或外表熱處置處置機械加工精機械加工精加工加工檢驗尺寸和檢驗尺寸和硬度。硬度。 l 鋼的熱處置都有共同點 加熱保溫冷卻 1-等溫冷卻 2-延續(xù)冷卻熱處置工藝曲線l

2、熱處置在機械加工中是很重要的工序。熱處置在機械加工中是很重要的工序。一、常用的熱處置分類一、常用的熱處置分類低溫回火淬火碳氮共滲氮碳共滲（軟氮化）滲氮處理低溫回火淬火滲碳化學(xué)熱處理自回火激光加熱表面淬火低溫回火火焰加熱表面淬火低溫回火感應(yīng)加熱表面淬火表面淬火表面熱處理回火淬火正火退火普通熱處理常用的熱處理二、鋼在加熱時的變化二、鋼在加熱時的變化 鋼的加熱的變化是鋼的冷卻變化的逆過程，需求有一定的過熱度。鋼的加熱的變化是鋼的冷卻變化的逆過程，需求有一定的過熱度。 加熱轉(zhuǎn)變溫度分別用：加熱轉(zhuǎn)變溫度分別用：Ac1Ac1PSKPSK、Ac3Ac3GSGS、AccmAccmESES表示。表示。1 1、奧

3、氏體的構(gòu)成過程、奧氏體的構(gòu)成過程 根本過程根本過程 奧氏體奧氏體化化 形核形核 長大長大 剩余奧氏體溶解剩余奧氏體溶解 奧氏體均勻化奧氏體均勻化亞共析鋼亞共析鋼 P+FA+FA P+FA+FA過共析鋼過共析鋼 P+CmA+Cm A P+CmA+Cm A共析鋼共析鋼PAPA 影響奧氏體化的要素影響奧氏體化的要素 加熱溫度加熱溫度 等溫溫度越高，等溫溫度越高，“孕育孕育期越短，奧氏體化速度期越短，奧氏體化速度越快。越快。 加熱速度加熱速度 延續(xù)加熱時，加熱速度延續(xù)加熱時，加熱速度越快，轉(zhuǎn)變溫度越高，奧越快，轉(zhuǎn)變溫度越高，奧氏體化速度越快。氏體化速度越快。 原始組織形狀原始組織形狀 細片細片P P粗

4、片粗片P P球化球化P P 含碳量含碳量 含碳量越高，有利奧氏含碳量越高，有利奧氏體的形核和分散，加速奧體的形核和分散，加速奧氏體的構(gòu)成。氏體的構(gòu)成。2、奧氏體的晶粒長大、奧氏體的晶粒長大 奧氏體晶粒度奧氏體晶粒度 晶粒度晶粒度表示晶粒大小的尺度。表示晶粒大小的尺度。 起始晶粒度起始晶粒度奧氏體剛剛構(gòu)成時的晶粒度。此時晶粒奧氏體剛剛構(gòu)成時的晶粒度。此時晶粒細小細小 實踐晶粒度實踐晶粒度在詳細的熱加工條件下，得到奧氏體晶粒在詳細的熱加工條件下，得到奧氏體晶粒度。與熱度。與熱 加工工藝參數(shù)有關(guān)，普通比起始晶粒度加工工藝參數(shù)有關(guān)，普通比起始晶粒度大大 14級為粗晶粒58級為細晶粒國家規(guī)范GB6394

5、-86,金屬平均晶粒度規(guī)范評級圖93010；保溫38小時；緩慢冷卻；放大100；與規(guī)范圖比較。特定條件特定條件l 本質(zhì)晶粒度本質(zhì)晶粒度在特定的加熱條件下，奧氏體晶粒長大的傾向。在特定的加熱條件下，奧氏體晶粒長大的傾向。1-1-本質(zhì)粗晶粒鋼本質(zhì)粗晶粒鋼2-2-本質(zhì)細晶粒鋼本質(zhì)細晶粒鋼加熱溫度與奧氏體晶粒長大的關(guān)系加熱溫度與奧氏體晶粒長大的關(guān)系鋼的晶粒度14級，為本質(zhì)粗晶粒， 隨溫度升高，晶粒迅速長大。鋼的晶粒度58級，為本質(zhì)細晶粒， 隨溫度升高長大傾向不明顯。 奧氏體晶粒長大及其影響要素奧氏體晶粒長大及其影響要素 成分成分 ，含碳量添加，分散，含碳量添加，分散速度添加，晶粒易長大。速度添加，晶粒

6、易長大。 ，含碳量添加，網(wǎng)狀，含碳量添加，網(wǎng)狀滲碳體的妨礙，晶粒不易長大。滲碳體的妨礙，晶粒不易長大。 Mn Mn、P P促進奧氏體晶粒的長大。促進奧氏體晶粒的長大。 溫度溫度 溫度高，晶粒大。溫度高，晶粒大。%2 .1c%2 . 1c 奧氏體晶粒大小對冷卻后晶粒的影響奧氏體晶粒大小對冷卻后晶粒的影響奧氏體晶粒粗大，冷卻后的組織也粗大，奧氏體晶粒粗大，冷卻后的組織也粗大， 降低鋼的常溫力學(xué)性能，尤其是塑性。降低鋼的常溫力學(xué)性能，尤其是塑性。 加熱得到細而均勻的奧氏體晶粒是熱處加熱得到細而均勻的奧氏體晶粒是熱處置的關(guān)鍵問題之一。置的關(guān)鍵問題之一。等溫轉(zhuǎn)變等溫轉(zhuǎn)變: :加熱奧氏體化的鋼加熱奧氏體化

7、的鋼, ,快速冷快速冷卻到卻到Ar1Ar1以下的某一溫度以下的某一溫度, ,等溫等溫, ,使奧氏使奧氏體在該溫度完成組織轉(zhuǎn)變的過程。體在該溫度完成組織轉(zhuǎn)變的過程。實驗方法實驗方法: :每組取假設(shè)干試樣，在不每組取假設(shè)干試樣，在不同的溫度等溫，作出轉(zhuǎn)變量與時間的同的溫度等溫，作出轉(zhuǎn)變量與時間的關(guān)系曲線，然后在溫度關(guān)系曲線，然后在溫度時間坐標系時間坐標系中找出對應(yīng)點。中找出對應(yīng)點。三、鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變?nèi)撛诶鋮s時的轉(zhuǎn)變 冷卻時的轉(zhuǎn)變需求過冷，相變 溫度低于平衡溫度,分別為： Ar1PSK、Ar3GS、ArcmES。轉(zhuǎn)變開場點的連線稱轉(zhuǎn)變開場線。轉(zhuǎn)變開場點的連線稱轉(zhuǎn)變開場線。轉(zhuǎn)變終了點的連線稱轉(zhuǎn)變

8、終了線。轉(zhuǎn)變終了點的連線稱轉(zhuǎn)變終了線。1 1建立曲線建立曲線1.1.共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線和分析共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線和分析 過冷奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A1-Ms A1-Ms 間及轉(zhuǎn)變開間及轉(zhuǎn)變開場線以左的區(qū)域場線以左的區(qū)域 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)轉(zhuǎn)變終了線以右及轉(zhuǎn)變終了線以右及MfMf以下區(qū)域以下區(qū)域 轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū) 開場線與終了線開場線與終了線之間及之間及MsMs與與MfMf之間之間區(qū)域區(qū)域時間溫度A1MSMfA過冷PBMAMABAP轉(zhuǎn)變開場線轉(zhuǎn)變終了線奧氏體孕育期孕育期轉(zhuǎn)變開場線與縱坐標之間轉(zhuǎn)變開場線與縱坐標之間的間隔。的間隔。孕育期越小，過冷奧氏體孕育期越小，過冷奧氏體穩(wěn)定性越小。穩(wěn)定性越小。孕

9、育期最小處稱孕育期最小處稱C 曲線的曲線的“鼻尖。碳鋼鼻尖處鼻尖。碳鋼鼻尖處的溫度為的溫度為550。在鼻尖以上在鼻尖以上, 溫度較高，溫度較高，相變驅(qū)動力小，奧氏相變驅(qū)動力小，奧氏體較穩(wěn)定。體較穩(wěn)定。在鼻尖以下，溫度較低，在鼻尖以下，溫度較低，分散困難，奧氏體較分散困難，奧氏體較穩(wěn)定。穩(wěn)定。2 2C C 曲線分析曲線分析l 在在550Ar1550Ar1溫度之間，溫度之間， 等溫冷卻與等溫冷卻與a-ba-b線相交，線相交， 鋼發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。鋼發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。l 在在550Ms550Ms溫度之間，溫度之間， 等溫冷卻與等溫冷卻與a-ba-b線相交，線相交， 鋼發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變。鋼發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變。

10、l 在在Ar1MsAr1Ms溫度間，溫度間，b b曲線右曲線右, , 鋼的轉(zhuǎn)變已終了，冷卻到室鋼的轉(zhuǎn)變已終了，冷卻到室 溫組織不發(fā)生變化。溫組織不發(fā)生變化。l 在在MsMfMsMf溫度之間，溫度之間， 延續(xù)冷卻不與延續(xù)冷卻不與a-ba-b線相交，線相交， 鋼發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。鋼發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。l 溫度 C曲線與過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物曲線與過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物設(shè)曲線設(shè)曲線a a為轉(zhuǎn)變開場線，為轉(zhuǎn)變開場線， 曲線曲線b b為轉(zhuǎn)變終了線為轉(zhuǎn)變終了線1 1珠光體型轉(zhuǎn)變珠光體型轉(zhuǎn)變分散型轉(zhuǎn)變組織分散型轉(zhuǎn)變組織 組織共性：鐵素體與滲碳體組成層片狀混合物。組織共性：鐵素體與滲碳體

11、組成層片狀混合物。 組織個性：層片間距隨過冷度的添加而減小。組織個性：層片間距隨過冷度的添加而減小。 400 5000 120002 2、過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及轉(zhuǎn)變過程、過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及轉(zhuǎn)變過程l 珠光體珠光體P P：等溫轉(zhuǎn)變溫度：等溫轉(zhuǎn)變溫度Ar1650Ar1650； HRC520 HRC520l 索氏體索氏體S S：等溫轉(zhuǎn)變溫度：等溫轉(zhuǎn)變溫度650600650600； HRC2030 HRC2030l 屈氏體屈氏體T T：等溫轉(zhuǎn)變溫度：等溫轉(zhuǎn)變溫度600550600550； HRC3040 HRC3040l 片間距越小，鋼的強度、硬度越高，而塑性和韌性略有改善。片間距越小，鋼的強度、

12、硬度越高，而塑性和韌性略有改善。 l 珠光體轉(zhuǎn)變過程珠光體轉(zhuǎn)變過程l 珠光體轉(zhuǎn)變也是形核和長大的過程。珠光體轉(zhuǎn)變也是形核和長大的過程。滲碳體晶核首先在奧氏體晶界上構(gòu)成。滲碳體晶核首先在奧氏體晶界上構(gòu)成。在長大過程中，其兩側(cè)奧氏體的含碳量下降，促進了鐵素體在長大過程中，其兩側(cè)奧氏體的含碳量下降，促進了鐵素體形核，兩者相間形核并長大，構(gòu)成一個珠光體團。形核，兩者相間形核并長大，構(gòu)成一個珠光體團。2貝氏體型轉(zhuǎn)變貝氏體型轉(zhuǎn)變-半分散型轉(zhuǎn)變組織半分散型轉(zhuǎn)變組織貝氏體：碳過飽和的鐵素體與滲碳體下貝氏體是碳化物組成的貝氏體：碳過飽和的鐵素體與滲碳體下貝氏體是碳化物組成的 混合物?；旌衔?。l 上貝氏體上貝氏體

13、B上：等溫轉(zhuǎn)變溫度上：等溫轉(zhuǎn)變溫度550350；組織形狀：黑羽毛狀。；組織形狀：黑羽毛狀。l HRC4050 ；強度較低，塑性和韌性較差。；強度較低，塑性和韌性較差。l下貝氏體下貝氏體B下：等溫轉(zhuǎn)變溫度下：等溫轉(zhuǎn)變溫度350Ms；組織形狀：黑針狀。；組織形狀：黑針狀。 l HRC5060；強度較高，塑性和韌性也較好，即具；強度較高，塑性和韌性也較好，即具 有良好的綜合力學(xué)性能。有良好的綜合力學(xué)性能。 轉(zhuǎn)變溫度較高轉(zhuǎn)變溫度較高550-350) 550-350) 時，條片狀鐵素體從奧氏體晶界向晶內(nèi)平行時，條片狀鐵素體從奧氏體晶界向晶內(nèi)平行生長，隨鐵素體條伸長和變寬，其碳原子向條間奧氏體富集，最后在

14、鐵生長，隨鐵素體條伸長和變寬，其碳原子向條間奧氏體富集，最后在鐵素體條間析出素體條間析出Fe3CFe3C短棒，奧氏體消逝，構(gòu)成短棒，奧氏體消逝，構(gòu)成B B上上 。上貝氏體轉(zhuǎn)變過程l 上貝氏體的構(gòu)成上貝氏體的構(gòu)成 貝氏體轉(zhuǎn)變屬半分散型轉(zhuǎn)變，即只需碳原子分散而鐵原子不貝氏體轉(zhuǎn)變屬半分散型轉(zhuǎn)變，即只需碳原子分散而鐵原子不分散，晶格類型改動是經(jīng)過切變實現(xiàn)的。分散，晶格類型改動是經(jīng)過切變實現(xiàn)的。 轉(zhuǎn)變溫度較低350- 230) 時，鐵素體在晶界或晶內(nèi)某些晶面上長成針狀，由于碳原子分散才干低,其遷移不能跨越鐵素體片的范圍，碳在鐵素體的一定晶面上以斷續(xù)碳化物小片的方式析出。 下貝氏體轉(zhuǎn)變l 下貝氏體的構(gòu)成下

15、貝氏體的構(gòu)成3馬氏體型轉(zhuǎn)變馬氏體型轉(zhuǎn)變-非分散型轉(zhuǎn)變組織非分散型轉(zhuǎn)變組織馬氏體的晶體構(gòu)造馬氏體的晶體構(gòu)造 馬氏體馬氏體碳溶在碳溶在-Fe-Fe中構(gòu)成的過飽和的固溶體。中構(gòu)成的過飽和的固溶體。 馬氏體轉(zhuǎn)變時，奧氏體中的碳全部保管到馬氏體中。 馬氏體的晶格為體心正方，馬氏體的晶格為體心正方，acac，c ca a，c/ac/a為馬氏體的正方度，正為馬氏體的正方度，正方度隨馬氏體的含碳量的添加而添加，而且馬氏體的比容也添加，體積方度隨馬氏體的含碳量的添加而添加，而且馬氏體的比容也添加，體積會添加，是呵斥鋼淬火變形和開裂的主要緣由。會添加，是呵斥鋼淬火變形和開裂的主要緣由。l 片狀針狀馬氏體片狀針狀馬

16、氏體M M片：延續(xù)冷卻溫度片：延續(xù)冷卻溫度MsMfMsMf；HRC6065HRC6065l 組織形狀：灰片狀。組織形狀：灰片狀。C%1%C%1%l 在電鏡下，亞構(gòu)造主要是孿晶，又稱孿晶馬氏體。在電鏡下，亞構(gòu)造主要是孿晶，又稱孿晶馬氏體。l 板條狀馬氏體板條狀馬氏體M M板條：延續(xù)冷卻溫度板條：延續(xù)冷卻溫度MsMfMsMf；HRC3545HRC3545；l 組織形狀：灰板條狀。組織形狀：灰板條狀。C%0.3%C%0.3%l 在電鏡下，板條內(nèi)的亞構(gòu)造主要是高密度的位錯，又稱位錯馬氏體。在電鏡下，板條內(nèi)的亞構(gòu)造主要是高密度的位錯，又稱位錯馬氏體。正常加熱條件下，冷卻得到的馬氏體組織非常細小，在光學(xué)顯

17、微鏡下無法分辨，稱“隱晶馬氏體。 T12過熱 500 500T12正常 500馬氏體的形狀馬氏體的形狀l馬氏體的形狀與含碳量的關(guān)系馬氏體的形狀與含碳量的關(guān)系lC%C%小于小于0.2%0.2%時，組織幾乎全部時，組織幾乎全部是板條馬氏體。是板條馬氏體。lC%C%大于大于1.0%C1.0%C時幾乎全部是針時幾乎全部是針狀馬氏體狀馬氏體. .lC%C%在在0.21.0%0.21.0%之間為板條與針之間為板條與針狀的混合組織。狀的混合組織。馬氏體形狀與含碳量的關(guān)系0.45%C0.2%C1.2%C 無碳原子的分散無碳原子的分散 轉(zhuǎn)變速度極快轉(zhuǎn)變速度極快 轉(zhuǎn)變的不完全性，有剩余奧氏體存在轉(zhuǎn)變的不完全性，有

18、剩余奧氏體存在 轉(zhuǎn)變在轉(zhuǎn)變在MsMfMsMf溫度區(qū)間進展溫度區(qū)間進展, , 冷卻到室溫轉(zhuǎn)變未完全終了；冷卻到室溫轉(zhuǎn)變未完全終了； 高碳鋼存在較多的剩余奧氏體。高碳鋼存在較多的剩余奧氏體。 工業(yè)上常采用工業(yè)上常采用“冷處置的方法。冷處置的方法。l 具有高的硬度和強度。l 硬度主要取決于含碳量。l 塑性和韌性主要取決于組織。l 板條馬氏體具有較高硬度、較高強度與較好塑性和韌性相配合的良好的綜合力學(xué)性能。l 針片狀馬氏體具有比板條馬氏體更高的硬度，但脆性較大，塑性和韌性較差。 馬氏體硬度與碳含量的關(guān)系馬氏體轉(zhuǎn)變特點馬氏體轉(zhuǎn)變特點 馬氏體的力學(xué)性能馬氏體的力學(xué)性能 l 共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定，共析鋼

19、的過冷奧氏體最穩(wěn)定，C C曲線最靠右。曲線最靠右。l Ms Ms 與與Mf Mf 點隨含碳量添加而下降。點隨含碳量添加而下降。 l 3.3.影響影響C C曲線位置的要素曲線位置的要素與共析鋼相比，亞共析鋼和過共析鋼與共析鋼相比，亞共析鋼和過共析鋼C C曲線的上部各多一條曲線的上部各多一條先共析相的析出線。先共析相的析出線。(1)(1)含碳量的影響含碳量的影響l 除除Co 外外, 凡溶入奧氏體的合金元素都使凡溶入奧氏體的合金元素都使C 曲線右移。曲線右移。l 除除Co和和Al 外外,一切合金元素都使一切合金元素都使Ms 與與Mf 點下降。點下降。 (2) (2) 合金元素的影響合金元素的影響4、

20、過冷奧氏體的延續(xù)冷卻曲線、過冷奧氏體的延續(xù)冷卻曲線 只需只需“C“C曲線的上半部分，沒有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)曲線的上半部分，沒有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū) 多了一條多了一條“K“K線，即轉(zhuǎn)變中止線；線，即轉(zhuǎn)變中止線； 比比“C“C曲線，右移。曲線，右移?！癡k“Vk為為“CCT“CCT曲線的臨界冷卻速度。曲線的臨界冷卻速度。 臨界冷卻速度臨界冷卻速度鋼獲得完全馬氏體的最鋼獲得完全馬氏體的最 小冷卻速度。小冷卻速度。 Vk VkVkVk，在，在“C C曲線討論，能得到馬曲線討論，能得到馬氏體，實踐上就一定能得馬氏體。氏體，實踐上就一定能得馬氏體。(1)(1)共析鋼的共析鋼的CCTCCT曲線曲線P均勻A細AP退火(爐冷

21、)正火(空冷)S淬火(油冷)T+M+AM+A淬火(水冷)A1MSMf時間650600550可用可用TTTTTT曲線定性闡明延續(xù)冷卻時的組織轉(zhuǎn)變曲線定性闡明延續(xù)冷卻時的組織轉(zhuǎn)變45鋼鋼850油冷組織油冷組織M+T轉(zhuǎn)變中止線的含義轉(zhuǎn)變中止線的含義 無貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)無貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū), , 但比共析鋼但比共析鋼CCTCCT曲線多一條曲線多一條AFe3CAFe3C轉(zhuǎn)變開場線。轉(zhuǎn)變開場線。由于由于Fe3CFe3C的析出的析出, , 奧氏體中含碳量下降奧氏體中含碳量下降, , 因此因此Ms Ms 線右端升高線右端升高. .有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，還多有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，還多AFAF開場線開場線, , F F析出使析出使A

22、A含碳量升高含碳量升高, , 因此因此Ms Ms 線右端下降。線右端下降。過共析鋼CCT曲線亞共析鋼CCT曲線2 2過共析鋼過共析鋼CCTCCT曲線曲線3 3亞共析鋼亞共析鋼CCTCCT曲線曲線四、鋼的退火與正火四、鋼的退火與正火 退火與正火主要用于預(yù)備熱處置，只需當工件性能要求不高時才作為最終熱處置。 l 機械零件的普通加工工藝機械零件的普通加工工藝毛坯鑄、鍛毛坯鑄、鍛預(yù)備熱處置預(yù)備熱處置機加工機加工最終熱處置最終熱處置機加工機加工1.退火退火 將鋼加熱至適當溫度保溫，再緩慢冷卻將鋼加熱至適當溫度保溫，再緩慢冷卻 ( (爐冷爐冷) ) 的熱處置工藝。的熱處置工藝。l 調(diào)整硬度，便于切削加工。

23、適宜加工的硬度為170-250HB。l 消除內(nèi)應(yīng)力，防止加工中變形。l 細化晶粒，為最終熱處置作組織預(yù)備。 真空退火爐1 1目的目的 常用退火常用退火: :完全退火、等溫退火、球化退火、分散退火、完全退火、等溫退火、球化退火、分散退火、 去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火。去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火。 完全退火完全退火l 將工件加熱到Ac3+3050,保溫后緩冷的退火工藝。l 主要用于亞共析鋼。2 2退火工藝退火工藝l 亞共析鋼加熱到亞共析鋼加熱到Ac3+3050, Ac3+3050, 共析、過共析鋼加熱到共析、過共析鋼加熱到Ac1+3050Ac1+3050，l 保溫后快冷到保溫后快冷到Ar1Ar1以下的某一

24、溫度下以下的某一溫度下停留，待相變完成后出爐空冷。停留，待相變完成后出爐空冷。l 等溫退火可縮短工件在爐內(nèi)停留時間，等溫退火可縮短工件在爐內(nèi)停留時間，l 更適宜于孕育期長的合金鋼。更適宜于孕育期長的合金鋼。高速鋼等溫退火與普通退火的比較高速鋼延續(xù)冷卻退火約24小時。等溫冷卻總共約8小時:開爐門冷到750，約4小時，等溫時間34小時，然后空冷。 等溫退火等溫退火l 組織：球狀珠光體組織：球狀珠光體P P球球 l 即鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳即鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體的組織體的組織球狀珠光體l 對于有網(wǎng)狀二次滲碳體的過共析鋼，球化退火前應(yīng)先正火，以消除網(wǎng)狀。球化退火球化退火l 加熱溫度：A

25、c1+3050l 主要用于過共析鋼即工具鋼。主要用于過共析鋼即工具鋼。 亞共析鋼加熱到亞共析鋼加熱到Ac1+30 50Ac1+30 50，共析鋼加熱到共析鋼加熱到Ac1+3050Ac1+3050， 過共析鋼加熱到過共析鋼加熱到Accm+30 50Accm+30 50， 保溫后空冷的工藝。保溫后空冷的工藝。 正火比退火冷卻速度大。正火比退火冷卻速度大。 1 1正火后的組織正火后的組織 c 0.6% c 0.6% 時，組織為時，組織為F+SF+S； c c 0.6% 0.6% 時，組織為時，組織為S S 。 正火溫度2.正火正火冷卻速度不同，先析相的量不同，同種鋼冷卻速度不同得到珠光體的量不同。偽

26、共析組織-非共析成分得到的共析組織。 對于低、中碳鋼對于低、中碳鋼(0.6C%)，目的與退火的一樣。，目的與退火的一樣。 對于過共析鋼，用于消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織預(yù)備。對于過共析鋼，用于消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織預(yù)備。l 要改善切削性能，低碳鋼用正火，中碳鋼用退火或正火,高碳鋼用球化退火。適宜切削加工硬度2 2正火的目的正火的目的 普通件最終熱處置，代調(diào)質(zhì)。普通件最終熱處置，代調(diào)質(zhì)。熱處置與硬度關(guān)系問題不同成分的碳鋼如何選擇退火和正火？淬火淬火: :將鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后以大于臨界冷卻速度將鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后以大于臨界冷卻速度 的快速冷

27、卻的快速冷卻, ,獲得馬氏體組織的熱處置工藝。獲得馬氏體組織的熱處置工藝。1 1、淬火溫度的選擇、淬火溫度的選擇 亞共析鋼：亞共析鋼：Ac3+Ac3+30305050, , 過共析鋼：過共析鋼：Ac1+Ac1+30305050l 水：適用碳素鋼水：適用碳素鋼l 優(yōu)點：價廉、平安、無腐蝕。優(yōu)點：價廉、平安、無腐蝕。l 缺陷：淬火硬度不均勻易出現(xiàn)軟點，質(zhì)量較差，易變形、開缺陷：淬火硬度不均勻易出現(xiàn)軟點，質(zhì)量較差，易變形、開裂。裂。 l 五、鋼的淬火五、鋼的淬火2 2、淬火介質(zhì)、淬火介質(zhì)l 油機油或公用淬火油：適用于大多數(shù)合金鋼油機油或公用淬火油：適用于大多數(shù)合金鋼l 優(yōu)點：變形小，不易開裂。優(yōu)點：

28、變形小，不易開裂。l 缺陷：價錢貴、易燃不平安、有油污。缺陷：價錢貴、易燃不平安、有油污。l 鹽水或堿水鹽水或堿水5 515%15%：適用碳素鋼：適用碳素鋼l 優(yōu)點：價廉、平安、冷卻才干和均勻性優(yōu)于水。優(yōu)點：價廉、平安、冷卻才干和均勻性優(yōu)于水。l 缺陷：易變形、開裂，比水淬小，工件易腐蝕，產(chǎn)生水氣損害安康。缺陷：易變形、開裂，比水淬小，工件易腐蝕，產(chǎn)生水氣損害安康。淬火介質(zhì)的冷卻速度必需大于臨界冷卻速度淬火介質(zhì)的冷卻速度必需大于臨界冷卻速度3 3、淬火方法、淬火方法 單液淬火單液淬火 在一種淬火介質(zhì)中延續(xù)冷卻到室溫。在一種淬火介質(zhì)中延續(xù)冷卻到室溫。 預(yù)冷淬火預(yù)冷淬火 空氣中停留片刻空氣中停留片

29、刻, ,再在一種淬火介質(zhì)中延續(xù)冷卻到室溫。再在一種淬火介質(zhì)中延續(xù)冷卻到室溫。 雙液淬火雙液淬火 在二種淬火介質(zhì)中分段延續(xù)冷卻到室溫。在二種淬火介質(zhì)中分段延續(xù)冷卻到室溫。 等溫淬火等溫淬火 鋼件在鹽浴稍高于鋼件在鹽浴稍高于MsMs溫度停留較長，溫度停留較長， 完成下貝氏體轉(zhuǎn)變后，再空冷。完成下貝氏體轉(zhuǎn)變后，再空冷。部分淬火部分淬火 對部分硬度有要求，其他部位精度對部分硬度有要求，其他部位精度 高的鋼件，部分加熱淬火。高的鋼件，部分加熱淬火。 分級淬火分級淬火 鋼件在鹽浴鋼件在鹽浴MsMs溫度附近中停留溫度附近中停留2 25 5 分鐘減小鋼件內(nèi)外溫差，然后空冷。分鐘減小鋼件內(nèi)外溫差，然后空冷。鹽浴

30、爐各種淬火方法表示圖各種淬火方法表示圖1 1、淬透性的概念、淬透性的概念 淬透性：淬透性： 鋼在淬火時獲得馬氏鋼在淬火時獲得馬氏體組體組 織的才干，用規(guī)定條織的才干，用規(guī)定條件下淬件下淬 硬層深度表示。硬層深度表示。 淬硬層深度淬硬層深度: :從外表到半馬氏從外表到半馬氏體組體組 織區(qū)的間隔。織區(qū)的間隔。 淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏體組體組 織所能到達最大硬度。織所能到達最大硬度。六、鋼的淬透性六、鋼的淬透性鋼件淬硬深度、硬度分布與冷卻速度的關(guān)系鋼件淬硬深度、硬度分布與冷卻速度的關(guān)系2、淬透性與淬硬層深度的關(guān)系、淬透性與淬硬層深度的關(guān)系 l 同一資料的淬硬層深度與工件

31、尺寸、冷卻介質(zhì)有關(guān)。同一資料的淬硬層深度與工件尺寸、冷卻介質(zhì)有關(guān)。l 工件尺寸小、介質(zhì)冷卻才干強，淬硬層深。工件尺寸小、介質(zhì)冷卻才干強，淬硬層深。l 淬透性與工件尺寸、冷卻介質(zhì)無關(guān)。淬透性與工件尺寸、冷卻介質(zhì)無關(guān)。l 它只用于不同資料之間的比較，是經(jīng)過尺寸、冷卻介它只用于不同資料之間的比較，是經(jīng)過尺寸、冷卻介l 質(zhì)一樣時的淬硬層深度來確定的。質(zhì)一樣時的淬硬層深度來確定的。 3、影響淬透性的要素、影響淬透性的要素 臨界冷卻速度臨界冷卻速度VkVk越小，淬透性越高。越小，淬透性越高。 奧氏體化溫度高、保溫時間奧氏體化溫度高、保溫時間 長也使鋼的淬透性提高。長也使鋼的淬透性提高。VkVk取決于取決于

32、C C曲線的位置，曲線的位置，C C 曲線越靠右，曲線越靠右，VkVk越小。越小。問題1.1.消費現(xiàn)場中，為什么常將高速鋼消費現(xiàn)場中，為什么常將高速鋼 W18Cr4V W18Cr4V稱為稱為“鋒鋼或鋒鋼或“風鋼？風鋼？2.2.在在40,40Cr,9SiCr, W18Cr4V40,40Cr,9SiCr, W18Cr4V中，哪中，哪 個淬透性高？個淬透性高？C C曲線位置曲線位置 淬透性好，機械性能均勻。淬透性好，機械性能均勻。 淬透性好，資料的屈強比高淬透性好，資料的屈強比高s/bs/b，資料的利用率高。，資料的利用率高。 淬透性好，資料的疲勞極限淬透性好，資料的疲勞極限-1-1高。高。 淬透性

33、好，資料的沖擊韌性高。淬透性好，資料的沖擊韌性高。4 4、淬透性對鋼力學(xué)性能的影響、淬透性對鋼力學(xué)性能的影響未淬透鋼未淬透鋼淬透鋼淬透鋼淬透性不同的鋼調(diào)質(zhì)后機械性能5 5、淬透性的測定及表示、淬透性的測定及表示規(guī)范尺寸的試棒加熱到完全奧氏體化后放在支架上，對其一端進展噴水冷卻，再在試棒外表上從端面起依次測定硬度，得到硬度與距端面間隔之間的關(guān)系曲線。末端淬火法末端淬火法淬透性的表示：淬透性的表示：dHRCJJ - 末端淬透性，d - 半馬氏體區(qū)到水冷端的間隔HRC - 半馬氏體區(qū)的硬度如：545J6 6、淬透性的運用、淬透性的運用要求零件的外表和心部力學(xué)性能一致，應(yīng)選能全部淬透的高淬透性的鋼。要

34、求零件的外表和心部力學(xué)性能一致，應(yīng)選能全部淬透的高淬透性的鋼。 如螺栓、連桿、模具等大截面的零件或在動載荷下任務(wù)的的許多重要零件。如螺栓、連桿、模具等大截面的零件或在動載荷下任務(wù)的的許多重要零件。心部力學(xué)性能對運用條件影響不大的零件可選用淬透性低的鋼心部力學(xué)性能對運用條件影響不大的零件可選用淬透性低的鋼( (接受彎曲、接受彎曲、 改動的零件，淬硬層深度普通為半徑的改動的零件，淬硬層深度普通為半徑的1/21/3)1/21/3)。如軸類、齒輪等。如軸類、齒輪等。高強螺栓柴油機連桿齒輪1 1合理選擇淬硬層深度合理選擇淬硬層深度 焊接件可選用淬透性低的鋼。焊接件可選用淬透性低的鋼。 淬硬層深度與工件尺

35、寸有關(guān)淬硬層深度與工件尺寸有關(guān), ,設(shè)計時應(yīng)留意尺寸效應(yīng)。設(shè)計時應(yīng)留意尺寸效應(yīng)。 在設(shè)計中不可根據(jù)從手冊里查到的小尺寸試樣性能數(shù)據(jù)用于大尺在設(shè)計中不可根據(jù)從手冊里查到的小尺寸試樣性能數(shù)據(jù)用于大尺 寸工件的強度計算。寸工件的強度計算。 淬透性低的大尺寸工件，淬硬層很淺，應(yīng)思索淬火之前切削加工。淬透性低的大尺寸工件，淬硬層很淺，應(yīng)思索淬火之前切削加工。 用碳鋼設(shè)計大尺寸工件時，調(diào)質(zhì)處置不如正火更經(jīng)濟。用碳鋼設(shè)計大尺寸工件時，調(diào)質(zhì)處置不如正火更經(jīng)濟。 如：設(shè)計尺寸為如：設(shè)計尺寸為100mm100mm時，用時，用4545鋼調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)b=610MPab=610MPa， 而正火而正火b=600MPab=6

36、00MPa。2 2預(yù)測零件淬火后的硬度分布預(yù)測零件淬火后的硬度分布 例：利用淬透性曲線及圓棒冷速與端淬間隔的關(guān)系曲線預(yù)測例：利用淬透性曲線及圓棒冷速與端淬間隔的關(guān)系曲線預(yù)測50mm 50mm 直徑直徑40MnB40MnB鋼軸淬火后斷面的硬度分布。鋼軸淬火后斷面的硬度分布。3 3利用淬透性曲線進展選材利用淬透性曲線進展選材 例：要求厚例：要求厚60mm60mm汽車轉(zhuǎn)向節(jié)淬火后外表硬度超越汽車轉(zhuǎn)向節(jié)淬火后外表硬度超越HRC50HRC50， 3/4 3/4半徑處為半徑處為HRC45HRC45。按以下圖箭頭所示程序進展選材分析。按以下圖箭頭所示程序進展選材分析。七、鋼的回火七、鋼的回火 回火回火將淬火

37、鋼加熱到將淬火鋼加熱到Ac1Ac1以下某溫度保溫，然后冷卻到室溫的以下某溫度保溫，然后冷卻到室溫的 熱處置工藝。熱處置工藝。1、回火的目的、回火的目的 降低脆性，減少或消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，提高尺寸的穩(wěn)定性，降低脆性，減少或消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，提高尺寸的穩(wěn)定性， 減小工件的變形，防止工件的開裂。減小工件的變形，防止工件的開裂。 提高鋼的彈性極限或屈強比。提高鋼的彈性極限或屈強比。 提高鋼的塑性和韌性，適當?shù)慕档陀捕群蛷姸?，獲得零件設(shè)計所提高鋼的塑性和韌性，適當?shù)慕档陀捕群蛷姸?，獲得零件設(shè)計所 要求的性能。要求的性能。 可以作為高淬透性鋼的軟化的處置方法?？梢宰鳛楦叽阃感凿摰能浕奶幹梅椒ā?2 2、回火的種類及運用、回火的種類及運用 低溫回火低溫回火150150250250, , 得到回火馬氏體得到回火馬氏體M M回，回，HRC58HRC586464l 用途：工具鋼制造的工具淬火后的回火處置；用途：工具鋼制造的工具淬火后的回火處置；l 構(gòu)造鋼中低碳鋼的滲碳構(gòu)造鋼中低碳鋼的滲碳+ +淬火后的回火處置；淬火后的回火處置；l 構(gòu)造鋼中中碳鋼的外表淬火后的回火處置