熱處理的基本方法

1、2021/8/214-3熱處理的基本方法熱處理的基本方法數(shù)控科 王春青2021/8/22課型：新課課型：新課教學(xué)目的與要求：教學(xué)目的與要求：1 、掌握退火、正火掌握退火、正火、淬火淬火、回火的概念目回火的概念目的的2、 掌握熱處理的分類及應(yīng)用掌握熱處理的分類及應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)： 熱處理的概念、分類及應(yīng)用熱處理的概念、分類及應(yīng)用教學(xué)過程：教學(xué)過程： 4-3熱處理的基本方法熱處理的基本方法2021/8/23q 前二節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是熱處理的原理，從這一節(jié)開前二節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是熱處理的原理，從這一節(jié)開始學(xué)習(xí)熱處理工藝，也就是具體的熱處理實(shí)現(xiàn)方法。始學(xué)習(xí)熱處理工藝，也就是具體的熱處理實(shí)現(xiàn)方

2、法。q 在一個(gè)零件的加工路線中，熱處理起著很重要的在一個(gè)零件的加工路線中，熱處理起著很重要的作用，作用， 一般有兩種情況，如一個(gè)齒輪：一般有兩種情況，如一個(gè)齒輪： 下料下料-鍛造鍛造-預(yù)備熱處理（退火或正火）預(yù)備熱處理（退火或正火）-銑齒銑齒- - 最終熱處理（淬火回火）最終熱處理（淬火回火）-精加工（磨精加工（磨削）；削）；q 其中預(yù)備熱處理的作用是消除鍛造的缺陷，如晶其中預(yù)備熱處理的作用是消除鍛造的缺陷，如晶粒粗大、內(nèi)應(yīng)力、缺陷組織等，同時(shí)調(diào)整硬度，為粒粗大、內(nèi)應(yīng)力、缺陷組織等，同時(shí)調(diào)整硬度，為后續(xù)的切削做準(zhǔn)備。最終熱處理的作用是使材料具后續(xù)的切削做準(zhǔn)備。最終熱處理的作用是使材料具有使用狀

3、態(tài)下的性能，如強(qiáng)度、硬度等。有使用狀態(tài)下的性能，如強(qiáng)度、硬度等。2021/8/24第三節(jié) 熱處理的基本方法 1.退火目的：降低硬度，以利于切削（比較退火目的：降低硬度，以利于切削（比較適合的切削硬度為適合的切削硬度為160-260HBS）；消除內(nèi)）；消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，防止變形或開裂；消除偏應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，防止變形或開裂；消除偏析，均勻成分；析，均勻成分；一、一、退火退火 加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保溫一定時(shí)間后緩慢冷卻（爐冷）。加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保溫一定時(shí)間后緩慢冷卻（爐冷）。2021/8/25 工藝參數(shù)為：加熱到工藝參數(shù)為：加熱到Ac3+30-50，保，保溫，隨爐冷卻到溫，隨爐冷卻到600出爐空

4、冷。出爐空冷。a.完全退火：完全退火： 適用于亞共析鋼的鑄件、鍛件、焊接件。適用于亞共析鋼的鑄件、鍛件、焊接件。主要適用于中碳鋼及低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛主要適用于中碳鋼及低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛件、鑄件、熱軋型材等。均勻組織，充分消除件、鑄件、熱軋型材等。均勻組織，充分消除內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力。2、退火的種類：、退火的種類：2021/8/262.球化退火：適用于共析及過共析鋼，球化退火：適用于共析及過共析鋼，目的是為了獲取球狀珠光體，降低這目的是為了獲取球狀珠光體，降低這些高碳鋼的硬度，以利于切削。所有些高碳鋼的硬度，以利于切削。所有的高碳鋼在切削之前一般都要進(jìn)行球的高碳鋼在切削之前一般都要進(jìn)行球化退

5、火?；嘶稹?工藝參數(shù)為：加熱到工藝參數(shù)為：加熱到Ac1+30-50，保溫，保溫，隨爐冷卻或等溫冷卻；隨爐冷卻或等溫冷卻；2021/8/273.去應(yīng)力退火：去應(yīng)力退火： 屬于低溫?zé)崽幚?，加熱溫度一般在屬于低溫?zé)崽幚?，加熱溫度一般在A1線以線以下，對于鋼來說，大約為下，對于鋼來說，大約為600。 鍛造鍛造、鑄造鑄造、焊接以及切削加工后（精度要求高）焊接以及切削加工后（精度要求高）的工件，應(yīng)采用去應(yīng)力退火來消除內(nèi)應(yīng)力的工件，應(yīng)采用去應(yīng)力退火來消除內(nèi)應(yīng)力。2021/8/28 三種退火溫度圖示：三種退火溫度圖示：2021/8/29 v與退火區(qū)別：冷卻速度比退火稍快，組織與退火區(qū)別：冷卻速度比退火稍快，

6、組織較細(xì)，強(qiáng)度硬度稍有提高。工藝周期短，較細(xì)，強(qiáng)度硬度稍有提高。工藝周期短，成本低，性能好。生產(chǎn)中常用正火代替退成本低，性能好。生產(chǎn)中常用正火代替退火?；稹加熱到加熱到Ac3（或（或Accm ）以上）以上3050，保，保溫后在空氣中冷卻。它的主要特點(diǎn)是空冷，溫后在空氣中冷卻。它的主要特點(diǎn)是空冷，對于大型零件或在炎熱地區(qū)，也可用風(fēng)冷或噴對于大型零件或在炎熱地區(qū)，也可用風(fēng)冷或噴霧冷卻。霧冷卻。二、正火二、正火2021/8/210q正火能提高硬度，一般用于低碳鋼的正火能提高硬度，一般用于低碳鋼的預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理q對于一些大件，正火可代替調(diào)質(zhì)作為最終對于一些大件，正火可代替調(diào)質(zhì)作為最終熱處理使用

7、；熱處理使用；2021/8/211三.淬火 q 將鋼加熱到將鋼加熱到Ac1或或Ac3以上以上30-50，適，適當(dāng)保溫，然后快速冷卻，獲取馬氏體或當(dāng)保溫，然后快速冷卻，獲取馬氏體或下貝氏體的一種熱處理工藝。下貝氏體的一種熱處理工藝。q淬火是一種很早就應(yīng)用的熱處理工藝，它的目淬火是一種很早就應(yīng)用的熱處理工藝，它的目的是獲得馬氏體或下貝氏體，但主要是馬氏體。的是獲得馬氏體或下貝氏體，但主要是馬氏體。從性能上看，它是為了強(qiáng)化材料，提高材料的從性能上看，它是為了強(qiáng)化材料，提高材料的強(qiáng)度或硬度。強(qiáng)度或硬度。2021/8/2121.淬火工藝參數(shù)淬火工藝參數(shù)v加熱溫度加熱溫度 根據(jù)鋼的成分確定，亞共析鋼加熱到

8、根據(jù)鋼的成分確定，亞共析鋼加熱到Ac3+30-50，共析、過共析鋼加熱到，共析、過共析鋼加熱到Ac1+30-50；（根據(jù)鐵碳相圖進(jìn)行解釋）（根據(jù)鐵碳相圖進(jìn)行解釋）為了獲得好的淬火效果，就必須制定正確的為了獲得好的淬火效果，就必須制定正確的淬火工藝參數(shù)。淬火工藝參數(shù)。2021/8/213v例如，例如，45鋼的鋼的A3=780， 其淬火溫度為其淬火溫度為840-860 T8、T12鋼的鋼的Ac1=737， 其淬火溫度為其淬火溫度為770-790；v合金鋼由于合金元素的影響，加熱溫度比碳合金鋼由于合金元素的影響，加熱溫度比碳鋼高，具體情況可以查閱熱處理手冊。鋼高，具體情況可以查閱熱處理手冊。2021

9、/8/214水及水溶液水及水溶液 在在650400相對冷卻速度較大，常用作相對冷卻速度較大，常用作碳鋼的淬火。碳鋼的淬火。 2.淬火介質(zhì)：淬火介質(zhì)：油油 在在300200間冷卻速度比水小，用于間冷卻速度比水小，用于合金鋼的淬火。合金鋼的淬火。2021/8/215 （4）等溫淬火）等溫淬火形狀復(fù)雜，尺寸要求較精確，形狀復(fù)雜，尺寸要求較精確，強(qiáng)韌性要求較高的小型工模具及彈簧等的淬火強(qiáng)韌性要求較高的小型工模具及彈簧等的淬火3.淬火方法淬火方法（1）單液淬火）單液淬火 形狀簡單的碳鋼件在水形狀簡單的碳鋼件在水中淬火，合金鋼和中淬火，合金鋼和 小尺寸碳鋼件在油中淬火小尺寸碳鋼件在油中淬火（2）雙液淬火）

10、雙液淬火形狀復(fù)雜的高碳鋼工件和尺寸形狀復(fù)雜的高碳鋼工件和尺寸 較大的合金鋼件較大的合金鋼件（3）分級淬火）分級淬火尺寸較小、形狀復(fù)雜工件的淬火尺寸較小、形狀復(fù)雜工件的淬火2021/8/2163、淬透性與淬硬性、淬透性與淬硬性v取決于取決于M中中C%，C%淬硬性淬硬性v 淬透性是指在規(guī)定條件下，決定鋼淬硬深度淬透性是指在規(guī)定條件下，決定鋼淬硬深度 和硬度分布的特性。和硬度分布的特性。淬硬性是鋼在理想條件下淬火硬化所能達(dá)到的淬硬性是鋼在理想條件下淬火硬化所能達(dá)到的 最高硬度。最高硬度。 2021/8/217 2021/8/218v影響淬透性的因素主要是影響淬透性的因素主要是C曲線的位置，曲線的位置

11、，C曲曲線右移，淬火臨界冷卻速度減小，淬透性提線右移，淬火臨界冷卻速度減小，淬透性提高。高。2021/8/2194.鋼的淬火缺陷鋼的淬火缺陷(1).氧化與脫碳：氧化與脫碳： a.含義及產(chǎn)生原因：鋼在加熱時(shí)，含義及產(chǎn)生原因：鋼在加熱時(shí)，氧與鋼表面作用，形成脆皮稱為氧氧與鋼表面作用，形成脆皮稱為氧化化 脫碳：碳與氣體介質(zhì)作用逸出，脫碳：碳與氣體介質(zhì)作用逸出，使含碳量降低。使含碳量降低。 b.后果：降低表面硬度，影響尺寸后果：降低表面硬度，影響尺寸c.防止與補(bǔ)救：隔絕空氣加熱防止與補(bǔ)救：隔絕空氣加熱2021/8/220（2）過熱與過燒：）過熱與過燒：a.含義及產(chǎn)生原因：加熱溫度過高晶粒粗含義及產(chǎn)生原

12、因：加熱溫度過高晶粒粗化成為過熱化成為過熱加熱溫度過高出現(xiàn)氧化和熔化則成為過燒加熱溫度過高出現(xiàn)氧化和熔化則成為過燒b.后果：晶粒粗大易引起變形和開裂后果：晶粒粗大易引起變形和開裂c.防止與補(bǔ)救：嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫防止與補(bǔ)救：嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間時(shí)間 過燒的只能報(bào)廢過燒的只能報(bào)廢2021/8/221（3）變形與開裂）變形與開裂:a.含義及產(chǎn)生原因：淬火內(nèi)應(yīng)力含義及產(chǎn)生原因：淬火內(nèi)應(yīng)力b.后果后果:無法使用無法使用c.防止與補(bǔ)救：防止與補(bǔ)救： 選用合理的工藝方法選用合理的工藝方法 變形的可校正變形的可校正 開裂的只能報(bào)廢開裂的只能報(bào)廢2021/8/222（4）硬度不足：a.含義及產(chǎn)生原因

13、：加熱溫度不足，保溫時(shí)間不足，冷卻速度不夠快，氧化與脫碳等。b.后果：無法滿足使用要求c.防止與補(bǔ)救：嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程 2021/8/223四.回火1、回火的概念：、回火的概念： 將淬火后鋼件再加熱到將淬火后鋼件再加熱到Ac1以下的某一溫度，以下的某一溫度，保保 溫一定時(shí)間后，然后冷卻到室溫的熱處理溫一定時(shí)間后，然后冷卻到室溫的熱處理工藝工藝 。2、回火的目的：、回火的目的： 降低淬火鋼的脆性，提高韌性，降低淬火鋼的脆性，提高韌性，調(diào)整硬度，消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定工件的尺寸，調(diào)整硬度，消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定工件的尺寸，獲得所需要的力學(xué)性能。獲得所需要的力學(xué)性能。2021/8/2243、回火的種類按回火溫度

14、的不同，回火可分以下三種：v低溫回火：150 C 250 C v中溫回火：350 C 500 C v高溫回火：500 C 650 C 2021/8/2251、低溫回火低溫回火（150250150250）C C 目的：保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性，降低淬火目的：保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性，降低淬火應(yīng)應(yīng) 力力, ,減少鋼的脆性。硬度為減少鋼的脆性。硬度為58-64HRC58-64HRC。 主要用于：刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳淬主要用于：刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳淬火件和表面淬火件?；鸺捅砻娲慊鸺?2 2、中溫回火（、中溫回火（350500350500）C C 目的：獲得高的彈性極限、屈服點(diǎn)和較好的韌性。目的：獲得高的彈性極限、屈服點(diǎn)和較好的韌性。 又稱彈性處理。硬度為又稱彈性處理。硬度為35-45HRC.35-45HRC. 主要用于：彈性零件及熱鍛模具等。主要用于：彈性零件及