工程材料--鋼的退火和正火

1、第三節(jié)第三節(jié) 鋼的退火和正火鋼的退火和正火“四火”在零件制造中的地位：鑄、鍛成坯預備HT機加工最終HT退、正火主要用于淬、回火主要用于一、一、 退火退火 將鋼加熱至適當溫度，保溫后獲得的熱處理工藝稱退火。 分類： 根據(jù)處理的目的和要求不同，可分為: 完全退火、等溫退火、球化退火、擴散退火、去應力退火、再結晶退火等。圖7-30 碳鋼各種退火和正火工藝規(guī)范示意圖 (a)加熱溫度范圍 (b)工藝曲線（一）完全退火（一）完全退火（重結晶退火） 1、適用鋼種：亞共析鋼亞共析鋼 2、定義：指將鋼加熱至AC3以上(30-50)，保溫后緩冷的熱處理工藝 3、目的：降低硬度以利切削； 調(diào)整組織為淬火做準備。 4

2、、獲得組織：鐵素體片狀珠光體 （二）等溫退火（二）等溫退火 1、適用鋼種：各類鋼種 2、定義：將鋼加熱到高于AC3(亞共析鋼)或AC1 ACm之間(過共析鋼),待奧氏體化后的鋼較快地冷卻至低于Ar1的溫度等溫停留，使工件在高溫區(qū)等溫轉變完成后，再空冷至室溫的退火工藝。 3、目的：與完全退火相同。但等溫退火可大大縮短退火時間，且所得組織比較均勻 。（三）（三） 球化退火球化退火 1、適用鋼種：共析鋼、過共析鋼 2、定義：使鋼獲得彌散分布于鐵素體基體上的細粒狀滲碳體組織. 3、目的： 使Fe3C(珠光體內(nèi)的片狀滲碳體和二次滲碳體)球化，獲得球狀珠光體組織。以降低硬度和脆性，改善切削性能，并為淬火做

3、組織準備。 4、獲得組織：球狀球狀 P P。 （四）（四） 擴散退火（擴散退火（均勻化退火）均勻化退火） 1、適用范圍：優(yōu)質(zhì)合金鋼、偏析嚴重的合金鋼鑄件、鍛件及鋼錠 2、定義：指將工件加熱到固相線以下 100 200，長時間保溫（1015小時）后緩慢冷卻，以消除晶內(nèi)偏析，使成分均勻化的HT工藝 3、目的：改善和消除鑄件或鑄錠的枝晶偏析及 區(qū)域偏析。 4、獲得組織：平衡組織或接近平衡組織（五）（五） 去應力退火去應力退火 1、適用范圍：鑄、鍛、焊、冷加工鋼件 2、定義：指將工件加熱至Ac1以下某一溫度（一般在500650500650）保溫后隨爐冷卻的 HT工藝。 3、目的：消除鑄、鍛、焊、冷沖壓

4、、機加工件的內(nèi)應力，穩(wěn)定尺寸，防止使用時工件的變形和開裂。 4、獲得組織：不變（六）再結晶退火（六）再結晶退火 1、定義：將在再結晶溫度以上加熱,使變形晶粒重新形核,變成細小的等軸晶,并消除冷變形加工硬化作用,使硬度降低,內(nèi)應力消除的工藝. 2、目的： （1）消除加工硬化，恢復塑性； （2）細化組織，提高性能。細晶組織冷變形工件再結晶退火P+F或P+Cm消除鑄造缺陷，偏析鑄件擴散退火不變消除內(nèi)，防變形、開裂鑄、鍛、焊、冷加工件去應力退火球狀P共、過共析球化退火P、P+F或P+Fe3CII高合金鋼等溫退火P+F降低硬度以利切削，細化晶粒為淬火準備條件亞共完全退火所得組織所得組織處理目的處理目的適

5、合鋼種適合鋼種種類種類二、二、 正火（常化處理）正火（?；幚恚?指將鋼加熱至Ac3或Accm以上3050，保溫后空冷得到珠光體類（S 體）組織的熱處理工藝。應用：1）作為預先熱處理 2）作為最終熱處理 3）改善切削加工性能F+S或S先退或正火，以減少組織遺傳，保證返修效果HT 返修品S消除網(wǎng)狀CmII過共析鋼F+S或S代替調(diào)質(zhì)簡化工藝獲得較高綜合機械性能大型中碳鋼F+S提高硬度以利切削細化組織為淬火準備條件低碳鋼所得組織所得組織處理目的處理目的適合鋼種適合鋼種第四節(jié)第四節(jié) 鋼的淬火鋼的淬火 定義：將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以大于臨界冷卻速度（Vk ）的速度冷卻，使 A體轉變?yōu)?M 體的熱處

6、理工藝 。 目的：得到全部的馬氏體（M），為隨后回火工藝做好組織準備。 一、淬火加熱溫度一、淬火加熱溫度 亞共析：Ac3 + (3050) 共、過共析： Ac1 + (3050) 圖733 鋼的淬火溫度范圍二、加熱時間的確定二、加熱時間的確定 與鋼的成分、工件尺寸、大小、裝爐量等有關，以保證熱透、完成組織轉變?yōu)樵瓌t。三、淬火冷卻介質(zhì)三、淬火冷卻介質(zhì) 基本要求：得到M體；淬火內(nèi)小 二個主要問題：冷卻介質(zhì)、冷卻方式 常用冷卻介質(zhì)：常用冷卻介質(zhì)：鹽水、水、油等 四、淬火方式四、淬火方式 常用有：單液淬火、雙液淬火、分級淬火、等溫淬火等。第五節(jié)鋼第五節(jié)鋼 的的 回回 火火 指指將淬火鋼(組織為M)重新

7、加熱到 A1 以下的某一溫度，保溫后冷卻的熱處理工藝。 一、一、 回火的目的回火的目的 1、減少或消除內(nèi)應力。 2、獲得要求的力學性能（強度、硬度、塑性、韌性等）。 3、 穩(wěn)定工件尺寸 。 4、某些高淬透性的合金鋼，可采用 淬火 + 高溫 回火代替退火來降低硬度。 二、二、 淬火鋼在回火時的轉變淬火鋼在回火時的轉變 （以碳鋼為例） 1、（ 250）M分解和 回火M 的形成 2、（150350 ）殘余A的分解 3 3、（250450 ）F 的回復與 回火 T 的形成 4、（ 450 650）Cm 的聚集長大，相再 結晶及回火 S 的形成三、回火過程中性能的變化三、回火過程中性能的變化四、回火的分

8、類和應用四、回火的分類和應用（一）低溫回火（200左右） 1、組織轉變 M 分 解：析出微細的-碳化物 A殘分解： 2、所得組織及其性能 組織：F過微細-碳化物 = 回火M 性能：與淬M比，b、HB稍有或變化不 大， 內(nèi)，脆性 3、應用回火回火M淬火淬火M回火回火M與淬火與淬火M組織比較組織比較（二）中溫回火（400左右） 1、組織轉變相處于回復階段 晶格畸變 F 成分正?；?含0.0008C）碳化物（ Cem）長大為：極細粒（或片）狀2、所得組織與性能組織：F回復極細Cem = 回T性能：高e、 s 、-1，一定的韌性 3、應用：用于大截面尺寸彈簧鋼（如6070#）的回火回火回火TT回火回火T與與T組織形態(tài)比較組織形態(tài)比較（三）高溫回火 1、組織轉變晶格正常化（bcc）F 成分正?；ê?.0008C）碳化物長大為：細粒狀2、所得組織與性能組織：