鋼的淬火與回火

1、鋼的淬火與回火一、鋼的淬火淬火：將鋼加熱到 AC3 或 AC1 以上某一溫度，保溫然后快速冷卻獲得馬氏體或下 貝 氏體組織的熱處理工藝。目的：為了獲得馬氏體和下貝低體，然后通過(guò)適當(dāng)?shù)幕鼗?，獲得所需的力學(xué)性能。一淬火工藝1、加熱溫度確實(shí)定：根據(jù)鋼的化學(xué)成分來(lái)選擇碳鋼那么根據(jù) WC 來(lái)選擇1亞共析鋼： AC3+ 30- 100 C冷卻理由：加熱時(shí)，得到全部 A,冷卻后，得到M 4M假設(shè)低于 AC3 得到 A+F, 冷卻后得到 M+F A+F- M+F2 共析鋼和過(guò)共析鋼： AC1 + 30-70 C加熱后組織為： A+Fe3CH 一般為來(lái)溶解的小顆粒冷卻后組織為： M+Fe3 K 粒狀 +AR粒狀

2、 Fe3C 可提高淬火鋼硬度和耐磨性為什么不和熱到 ACm 以上呢？?滲碳體全部溶解，那么 A的WCT,使MQ, ART,硬度J使淬火后的 M 體粗大 ，脆性 T2、加熱時(shí)間確實(shí)定：保證零件內(nèi)外溫度一致熱透，提高生產(chǎn)率米用經(jīng)驗(yàn)公AT = aKDa加熱系數(shù)min/mmK裝爐修正系數(shù)D工件有效厚度mm3、冷卻介質(zhì)1冷卻速度對(duì)淬火質(zhì)量的影響冷卻速度要大于 VK 以便保證得到 M冷卻速度過(guò)大 T 引起大的內(nèi)應(yīng)力 T 零件變形或開(kāi)裂2理想的冷卻速度在 C 曲線鼻尖處 650-500 C 冷卻要快一保證過(guò)冷 A 不轉(zhuǎn)變 在 Ms 附近200- 300E 冷速要慢一防止變形或開(kāi)裂3常用冷卻介質(zhì)水：650-

3、500 C 及 200- 300 C 冷速均快 易引起變形或開(kāi)裂。一般用于碳鋼 鹽水、堿水：提高 600-500 C 的冷卻能力 一般用于等溫淬火或分級(jí)淬火 礦物油：冷卻較慢，可能使一局部過(guò)冷 A 轉(zhuǎn)變?yōu)?P 一般用合金鋼 ? ?過(guò)冷 A 較穩(wěn)定二淬火方法1、單介質(zhì)淬火碳鋼 - 水；合金鋼 - 油2、雙介質(zhì)淬火 優(yōu)點(diǎn)：得到高硬度，又減少變形和開(kāi)裂應(yīng)用：1 形狀較復(fù)雜的碳鋼件一一先水后油 水冷到 400C 左右絲絲聲再油汽2尺寸較大的合金鋼件一一先油后空3、分級(jí)淬火先在 Ms 附近保溫 2-5 分鐘鹽浴或溶爐中，然后油汽或空汽優(yōu)點(diǎn)：減少變形和 開(kāi)裂、內(nèi)應(yīng)力小 缺點(diǎn)：會(huì)出現(xiàn)局部 P 。應(yīng)用：用于復(fù)

4、雜的小型碳鋼件和合金鋼件。4、等溫淬火在略高于 Ms (260-400 C )的溫度中保溫較長(zhǎng)時(shí)間(半小時(shí))進(jìn)行組織轉(zhuǎn)變，然后空汽優(yōu)點(diǎn)：得到 BF, 綜合力學(xué)性能好 ，內(nèi)應(yīng)力小應(yīng)用：用于 WO0.6% 的碳鋼和合金鋼的小型復(fù)雜件(三) 鋼的淬透性1、何謂鋼的淬透性？1) 定義：鋼在規(guī)定條件下淬火時(shí) ，獲得淬硬層深度的能力2) 淬硬層：得到 50% 以上馬氏體的金屬層，成分相同的鋼、淬火條件相同、質(zhì)量越大、淬硬層越薄 P61 圖 4? 213) 臨界直徑 DC 鋼在某種介質(zhì)中淬火后，心部得到50 沖上 ，馬氏體組 織的最大直徑。同一成分的鋼，采用不同淬大介質(zhì)冷卻，得的 DC 不同，水淬比油淬的

5、DC 大鋼的 DC 越大、淬透性越好 ， 合金鋼比碳鋼的淬透性好2、影響淬透 f 生的因素鋼的過(guò)汽 A 越穩(wěn)定，淬透性越好1) 化學(xué)局部WCi 接近 0.77%,淬透性越好。一 ? ? ? 共析鋼比亞共析、過(guò)共析鋼好大多數(shù) 合金 元 素能提高鋼的淬透性。一合金鋼比碳鋼的淬透性好。2) 加熱溫度和保溫時(shí)間提高加熱溫度和延長(zhǎng)保溫時(shí)間，可提高淬透性但 A 晶粒粗大，力學(xué)性能變差3、淬硬性鋼在理想條件下進(jìn)行淬火能到達(dá)的最高硬度的能力淬硬性主要取決于鋼的 WCP5 圖 2、鋼的回火1 、回火及其目的1) 回火：將淬火后的鋼和熱到 Ac1 以下某一溫度，保溫到組織轉(zhuǎn)變后，冷卻到 室溫 的熱處理工藝。2)

6、回火的目的 減少或消除內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開(kāi)裂 穩(wěn)定組織，保證工件在使用時(shí)不發(fā)生形狀和尺寸變化 調(diào)整力學(xué)性能，適應(yīng)不同零件的需要2、淬火件為什么要回火 ? ? 淬火后得到的組織為 M+AR M 和 AR 都是亞穩(wěn)態(tài)組織在一定條件下會(huì)自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定組織 假設(shè)淬火件不回火，那么過(guò)一段時(shí)間后， M 和 AR 發(fā)生轉(zhuǎn)變一一工件形狀、尺寸發(fā)生變 化 淬火時(shí)、冷卻速度快、工件存在較大的內(nèi)應(yīng)力，必須及時(shí)回火消除，以免變 形、開(kāi)裂3、 鋼在回火時(shí)組織和性能的變化：四個(gè)階段 P62 圖 4-221) 馬氏體分解，得到回火馬氏體 w 200CM 回二 M (過(guò)飽和程度低) +極細(xì)的片狀碳化物 過(guò)飽和的碳以極細(xì)的片狀

7、碳化物形 式從 A 中析出內(nèi)應(yīng)力減少，硬度變化不大力學(xué)性能與回大溫度尖系 P63 圖 4-232)剩余 A 轉(zhuǎn)變 200- 300 C得到 B 下或 M 回硬度稍下降3) 碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小顆粒狀 Fe3C300-400C鐵素體根本內(nèi)分布細(xì)小的顆粒狀 Fe3C 叫做回火托氏體內(nèi)應(yīng)力根本消除，硬度下 降， 塑性和韌性提高4) Fe3C 聚集長(zhǎng)大為細(xì)小球狀滲碳體 400C 鐵素體根本內(nèi)分布細(xì)小的球狀滲碳體 叫 做回火索氏體內(nèi)應(yīng)力完全消除，具有良好的綜合力學(xué)性能鋼的回火力學(xué) f 生能與 溫度 的尖系見(jiàn) P63 圖 4-234、回火種類及應(yīng)用1 低溫回火 150-250C 組織：回火馬氏體性能：高碳鋼、

8、淬火 +低回、硬度高、塑性和韌性較低低碳鋼、淬火 +低回強(qiáng)度、 硬度不高、塑性、韌性好應(yīng)用：要求硬而耐磨的工件高碳鋼件如刀具、量 具、冷變形模具、滾動(dòng)軸承2 中溫回火： 350-500 C 組織：回火托氏體性能：較高的強(qiáng)性極限和屈服點(diǎn)，塑性、韌性較好應(yīng)用：主要 彈性零件和熱變形模具3高溫回火 500-650 C組織：回火索氏體性能：良好的綜合力學(xué)性能例如：軸、曲軸、連桿、齒輪、重 要螺栓等調(diào)質(zhì)=淬火+高溫回火5、回火胞性淬火鋼在某些溫度壓間回火時(shí)，產(chǎn)生脆化現(xiàn)象1第一類回火脆性：在 300 C 左右出現(xiàn)的脆性無(wú)法消降盡量不在此溫度范圍回火2第二類回火脆性：在 500-650 C 出現(xiàn)脆性 主要發(fā)生在含 Cr、Mn 、 Cr-Ni 等 合金鋼可用高溫回火后，快冷的方法消除如 406 調(diào)質(zhì)時(shí)，高溫回火后用水冷 ?二類回火脆 f 生 三、常見(jiàn)的淬火缺陷1、過(guò)熱：加熱溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，引起A 體晶粒粗大的現(xiàn)象危害：使學(xué)性能變差，尤其是塑性和韌性用于力化的2、過(guò)燒：加熱溫度接近固相線，要使鋼中低熔點(diǎn)物質(zhì)局部熔化并開(kāi)始發(fā)生晶界氧現(xiàn)象危害：使工件報(bào)廢3、氧化與脆碳：氧化一一外表生成松脆的氧化皮脆碳一一表層的含碳量降低危 害：降低精度，增大外表粗糙度。4、硬度缺乏或軟點(diǎn)產(chǎn)生原因：溫度過(guò)彳氐，保溫缺乏，汽速過(guò)慢一 M少氧化與脆碳5、變