材料第2章之4鋼的熱處理

第2章金屬材料組織與性能的控制之2.4鋼的熱處理2/3/20231北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

熱處理通常指的是將材料加熱到相變溫度以上發(fā)生相變，再施以冷卻再發(fā)生相變的工藝過程。通過這個(gè)相變與再相變，材料的內(nèi)部組織發(fā)生了變化，因而性能變化。一、熱處理的基本概念2/3/20232北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（1）熱處理的基本要素?zé)崽幚砉に囍杏腥蠡疽兀杭訜?、保溫、冷卻。這三大基本要素決定了材料熱處理后的組織和性能。加熱：是熱處理的第一道工序。不同的材料，其加熱工藝和加熱溫度都不同。加熱分為兩種，一種是在臨界點(diǎn)A1以下的加熱，此時(shí)不發(fā)生組織變化。另一種是在A1以上的加熱，目的是為了獲得均勻的奧氏體組織，這一過程稱為奧氏體化。保溫：目的是要保證工件燒透，防止脫碳、氧化等。保溫時(shí)間和介質(zhì)的選擇與工件的尺寸和材質(zhì)有直接的關(guān)系。一般工件越大，導(dǎo)熱性越差，保溫時(shí)間就越長(zhǎng)。冷卻：熱處理的最終工序，也是熱處理最重要的工序。鋼在不同冷卻速度下可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織。

2/3/20233北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院2/3/20234北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（2）熱處理的基本類型根據(jù)加熱、冷卻方式的不同及組織、性能變化特點(diǎn)的不同，熱處理可以分為下列幾類：普通熱處理：包括退火、正火、淬火和回火等四把火。表面熱處理：包括感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、滲碳、氮化和碳氮共滲等。其它熱處理：包括可控氣氛熱處理、真空熱處理和形變熱處理等。2/3/20235北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院二、鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼的熱處理多數(shù)需要先加熱得到奧氏體，然后以不同速度冷卻使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織，得到鋼的不同性能。因此掌握熱處理規(guī)律，首先要研究鋼在加熱時(shí)的變化。加熱的目的是得到奧氏體。2/3/20236北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（1）加熱時(shí)奧氏體的形成過程之共析鋼的加熱轉(zhuǎn)變

（α+Fe3C）γ晶核γ長(zhǎng)大殘余Fe3C溶解不均勻γ均勻γ珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變示意圖奧氏體形成的三個(gè)階段：

第一階段：奧氏體晶核的形成與奧氏體長(zhǎng)大；第二階段：殘余滲碳體的溶解；第三階段：奧氏體成分的均勻化。2/3/20237北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體并使奧氏體成分均勻必須有兩個(gè)必要而充分條件：一是溫度條件，要在Ac1以上加熱；二是時(shí)間條件，要求在Ac1以上溫度保持足夠時(shí)間。在一定加熱速度條件下，超過Ac1的溫度越高，奧氏體的形成與成分均勻化需要的時(shí)間愈短；在一定的溫度（高于Ac1）條件下，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，奧氏體成分越均勻。

Ac3AccmAc1Ar3ArcmAr1

C%加熱和冷卻速度對(duì)鋼的臨界溫度的影響溫度A3AcmA12/3/20238北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院*（2）鋼的加熱缺陷氧化：加熱時(shí)的氧化性氣氛（如空氣、氣氛中O2、CO2、H2O等）氧化鋼鐵，在工件表面形成FeO,Fe2O3,Fe3O4等氧化物。氧化將導(dǎo)致鋼的燒損加大，而且使零件尺寸變小，表面粗糙，更重要的還嚴(yán)重影響后序熱處理的質(zhì)量。脫碳：鋼加熱過程中脫碳，即鋼中的碳被燒損使鋼表面含碳量降低的現(xiàn)象。由于脫碳使鋼件表面含碳量下降，導(dǎo)致鋼件機(jī)械強(qiáng)度下降，特別是工件的疲勞強(qiáng)度下降，耐磨損性能降低。過熱：鋼的過熱指的是加熱溫度比正常溫度偏高，出現(xiàn)的現(xiàn)象是鋼的奧氏體晶粒較正常的要大，即晶粒變粗。結(jié)果是，鋼的塑性、韌性、強(qiáng)度降低，同時(shí)工件熱處理后變形加大，還可能導(dǎo)致熱處理裂紋、使工件報(bào)廢。過燒：指的是加熱溫度太高，奧氏體晶界或部分晶界氧化甚至熔化的現(xiàn)象。后果是，處理的工件很脆，如果鍛造一鍛即裂，過燒的工件只能報(bào)廢，無法挽救，因而是致命性的。2/3/20239北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院*（3）加熱缺陷的防止辦法：真空加熱：工件在真空中加熱是防止氧化脫碳的最有效措施，是熱處理工藝的發(fā)展方向，但真空加熱用的設(shè)備投資大，工藝成本較高。保護(hù)氣氛加熱：工件加熱過程中向爐內(nèi)充入一定保護(hù)性氣氛，保證鋼在不脫碳，不增碳，不氧化的氣氛下加熱。但需要一套制取可控氣氛的發(fā)生裝置，由于成本較高，原材料來源不廣泛限制了它的應(yīng)用。

鹽浴加熱：工件置于一熔化了的中性鹽液中加熱，鹽液進(jìn)行充分脫氧，保證工件加熱過程中少氧化，甚至無氧化。問題主要是粘在工件上的鹽難以清洗潔凈，清洗不干凈會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)存及應(yīng)用過程易于長(zhǎng)銹。2/3/202310北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院三、鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變同一種鋼加熱到奧氏體狀態(tài)后，由于爾后的冷卻速度不一樣，奧氏體轉(zhuǎn)變成的組織不一樣，因而所得的性能也不一樣。 （1）等溫處理：臨界點(diǎn)以下進(jìn)行保溫，恒溫轉(zhuǎn)變 （2）連續(xù)冷卻：以某種速度連續(xù)冷卻2/3/202311北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院Ac3AccmAc1Ar3ArcmAr1

C%

溫度A3AcmA1研究奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變常用TTT曲線（過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線）和CCT曲線（過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線）。什么是過冷奧氏體？從鐵碳相圖可知，當(dāng)溫度在A1以上時(shí)，奧氏體是穩(wěn)定的，能長(zhǎng)期存在。當(dāng)溫度降到A1一下后，奧氏體即處于過冷狀態(tài)，稱為過冷奧氏體。2/3/202312北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院共析鋼過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖TTT圖或者C曲線轉(zhuǎn)變開始線轉(zhuǎn)變終止線2/3/202313北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院1、過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變（1）高溫轉(zhuǎn)變（珠光體轉(zhuǎn)變）在溫度A1以下至550℃左右的溫度范圍內(nèi)，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是珠光體，即形成鐵素體與滲碳體兩相組成的相間排列的層片狀的機(jī)械混和物組織，所以這種類型的轉(zhuǎn)變又叫珠光體轉(zhuǎn)變。2/3/202314北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

在珠光體轉(zhuǎn)變中，由A1以下溫度依次降到鼻尖的550℃左右，層片狀組織的片間距離依次減小。根據(jù)片層的厚薄不同，這類組織又可細(xì)分為三種。第一種是珠光體，其形成溫度為A1～650℃，片層較厚，一般在500倍的光學(xué)顯微鏡下即可分辨。用符號(hào)“P”表示。第二種是索氏體，其形成溫度為650℃～600℃，片層較薄，一般在800～1000倍光學(xué)顯微鏡下才可分辨。用符號(hào)“S”表示。第三種是托氏體，其形成溫度為600℃～550℃，片層極薄，只有在電子顯微鏡下才能分辨。用符號(hào)“T”表示。參見課本P77圖2-48、表2-52/3/202315北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（2）中溫轉(zhuǎn)變（貝氏體轉(zhuǎn)變）貝氏體組織B：貝氏體按形成溫度不同分為兩種：上貝氏體和下貝氏體。

上貝氏體的形成溫度為550℃～350℃，它的硬度比同樣成份的下貝氏體低，韌性也比下貝氏體差，所以上貝氏體的機(jī)械性能很差，脆性很大，強(qiáng)度很低，基本上沒有實(shí)用價(jià)值。

下貝氏體的形成溫度為350℃～Ms，它有較高的強(qiáng)度和硬度，還有良好的塑性和韌性，具有較優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，是生產(chǎn)上常用的組織。獲得下貝氏體組織是強(qiáng)化鋼材的途徑之一。2/3/202316北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院25μ下貝氏體的顯微組織上貝氏體的顯微組織500倍2/3/202317北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院2、過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變（馬氏體轉(zhuǎn)變）馬氏體組織過冷奧氏體在馬氏體開始形成溫度Ms以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，這個(gè)轉(zhuǎn)變持續(xù)至馬氏體形成終了溫度Mf。在Mf以下，過冷奧氏體停止轉(zhuǎn)變。經(jīng)冷卻后未轉(zhuǎn)變的奧氏體保留在鋼中，稱為殘余奧氏體。2/3/202318北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲線）

A1PsKPf轉(zhuǎn)變中止8007006005004003002001000-100溫度℃0110102103104105時(shí)間秒共析鋼過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線MsAMMfK′TTTvkvk′CCT連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線又叫CCT曲線。它是通過測(cè)定不同速度下過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變量而獲得的。如圖是共析鋼的CCT曲線。Ps線為過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的開始線，Pf為轉(zhuǎn)變終了線，兩線之間為轉(zhuǎn)變過渡區(qū)。KK′線為轉(zhuǎn)變的中止線，當(dāng)冷卻曲線碰到此線時(shí)，過冷奧氏體就中止向珠光體型組織轉(zhuǎn)變，繼續(xù)冷卻一直保持到Ms點(diǎn)以下，使剩余的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。vk稱為CCT曲線的臨界冷卻速度，它是獲得全部馬氏體組織（實(shí)際還含有一小部分殘余奧氏體）的最小冷卻速度。2/3/202319北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院講解課本圖2-53P792/3/202320北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院共析鋼過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的過程和產(chǎn)物講解課本圖2-54P802/3/202321北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院鐵原子碳原子可能位置鐵原子的振動(dòng)范圍馬氏體晶格示意圖過冷A轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體是一種非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，鐵和碳原子都不能進(jìn)行擴(kuò)散。鐵原子沿奧氏體一定晶面,集體地(不改變相互位置關(guān)系)作一定距離的移動(dòng)(不超過一個(gè)原子間距),使面心立方晶格改組為體心正方晶格，碳原子原地不動(dòng)，過飽和地留在新組成的晶胞中；增大了其正方度c/a。馬氏體就是碳在α-Fe中的過飽和固溶體。過飽和碳使α-Fe的晶格發(fā)生很大畸變,產(chǎn)生很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化。

馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)2/3/202322北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院20μ15μ（a）（b）馬氏體的顯微組織（a）板條狀馬氏體；（b）片狀馬氏體馬氏體的形態(tài)主要有兩種組織：板條馬氏體和片狀馬氏體，板條馬氏體主要產(chǎn)生于低碳鋼中；片狀馬氏體主要產(chǎn)生于高碳鋼中。2/3/202323北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院馬氏體轉(zhuǎn)變觀察

2/3/202324北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院a.硬度很高。

b.馬氏體的塑性和韌性與其碳含量（或形態(tài)）密切相關(guān)。高碳馬氏體由于過飽和度大、內(nèi)應(yīng)力高和存在孿晶結(jié)構(gòu)，所以硬而脆，塑性、韌性極差，但晶粒細(xì)化得到的隱晶馬氏體卻有一定的韌性。而低碳馬氏體，由于過飽和度小，內(nèi)應(yīng)力低和存在位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)，則不僅強(qiáng)度高，塑性、韌性也較好。

馬氏體的特點(diǎn)2/3/202325北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院四、鋼的普通熱處理

鋼的熱處理工藝可分為三大類：一是：一般熱處理（或常規(guī)熱處理），即退火、正火、淬火、回火的“四火”處理；二是：表面熱處理，如高頻感應(yīng)加熱淬火、滲碳、滲氮（氮化）、碳氮共滲等；三是：其它熱處理，如可控氣氛熱處理、真空熱處理、形變熱處理等。

2/3/202326北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院將鋼件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。

退火工藝曲線1、退火2/3/202327北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

加熱溫度：Ac3以上20-30度組織：P+F目的：①細(xì)化，均勻化粗大、不均勻組織；②接近平衡組織F+P；③消除內(nèi)應(yīng)力；應(yīng)用范圍：亞共折鋼，共析鋼，不適用于過共析鋼。清除鑄造、軋制、鍛造、焊接等造成的異常組織，均勻化學(xué)成分，消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化組織，降低硬度和改善切削加工性。（1）完全退火2/3/202328北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（1）完全退火2/3/202329北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院加熱溫度：Ac1以上20-40度應(yīng)用范圍：過共析鋼，共析鋼組織：球狀P（F+球狀滲碳體）目的：①使?jié)B碳體球化→HRC↓，韌性↑→切削性↑②為淬火作準(zhǔn)備（2）球化退火2/3/202330北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（2）球化退火2/3/202331北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院1050-1150℃，10-20h,P+F或P+Fe3CII

目的：為減少鋼錠、鑄件或鍛坯的化學(xué)成分和組織的不均勻性，消除偏析后果：粗大晶粒，應(yīng)用完全退火消除（3）擴(kuò)散退火（均勻化退火）2/3/202332北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（3）擴(kuò)散退火（均勻化退火）2/3/202333北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

為了消除由于變形加工以及鑄造、焊接過程引起的殘余內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的低溫退火稱為去應(yīng)力退火。鋼的去應(yīng)力退火加熱溫度范圍較寬，但不超過Ac1點(diǎn)，一般在500℃～650℃之間。鑄鐵件去應(yīng)力退火溫度一般為500℃～550℃。焊接工件的退火溫度一般為500℃～600℃。去應(yīng)力退火過程未發(fā)生相變。（4）去應(yīng)力退火2/3/202334北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（4）去應(yīng)力退火2/3/202335北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

正火是將鋼材或鋼件加熱到臨界溫度以上，保溫后空冷的熱處理工藝。亞共析鋼的正火加熱溫度為Ac3＋30℃～50℃；而過共析鋼的正火加熱溫度則為Accm＋30℃～50℃。2、正火2/3/202336北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

正火與退火的主要區(qū)別在于冷卻速度不同，正火冷卻速度較大，得到的珠光體組織很細(xì)，因而強(qiáng)度和硬度也較高。正火后的組織與材料的成分及原始組織有關(guān)，正火后的組織一般為片間距較小的索氏體，其強(qiáng)度和硬度都較好，韌性也較好。因此，鋼經(jīng)正火后的機(jī)械性能比退火后提高。

2/3/202337北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院正火主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：（1）消除網(wǎng)狀二次滲碳體：所有的鋼鐵材料通過正火，均可使晶粒細(xì)化。而原始組織中存在網(wǎng)狀二次滲碳體的過共析鋼，經(jīng)正火處理后可消除對(duì)性能不利的網(wǎng)狀二次滲碳體，以保證球化退火質(zhì)量。（2）作為最終熱處理：對(duì)于機(jī)械性能要求不高的結(jié)構(gòu)鋼零件，經(jīng)正火后所獲得的性能即可滿足使用要求，可用正火作為最終熱處理。（3）改善切削加工性能：對(duì)于低碳鋼或低碳合金鋼，由于完全退火后硬度太低，一般在170HB以下，切削加工性能不好。而用正火，則可提高其硬度，從而改善切削加工性能。所以，對(duì)于低碳鋼和低碳合金鋼，通常采用正火來代替完全退火，作為預(yù)備熱處理。2/3/202338北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院退火、正火的選擇

正火：冷速快，材料組織細(xì)化，機(jī)械性能好1．切削加工低碳鋼→正火中高碳鋼→完全退火高碳鋼、合金工具鋼→正火＋球化退火2．作為最終熱處理→正火3．為最終熱處理提供良好的組織狀態(tài)4.正火可替代完全退火以提高效率2/3/202339北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

將亞共析鋼加熱到Ac3以上，共析鋼與過共析鋼加熱到Ac1以上（低于Accm）的溫度，保溫后以大于Vk的速度快速冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝叫淬火。馬氏體強(qiáng)化是鋼的主要強(qiáng)化手段，因此淬火的目的就是為了獲得馬氏體，提高鋼的機(jī)械性能。淬火是鋼的最重要的熱處理工藝，也是熱處理中應(yīng)用最廣的工藝之一。

3、淬火2/3/202340北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（1）淬火溫度的確定淬火溫度即鋼的奧氏體化溫度，是淬火的主要工藝參數(shù)之一。選擇淬火溫度的原則是獲得均勻細(xì)小的奧氏體組織。亞共析鋼的淬火溫度一般為Ac3以上30℃～50℃，淬火后獲得均勻細(xì)小的馬氏體組織。過共析鋼的淬火溫度為Ac1以上30℃～50℃，這個(gè)加熱溫度能保留少量二次滲碳體，降低了奧氏體的含碳量，可以改變馬氏體的形態(tài)，降低馬氏體的脆性。

奧氏體AcmA+Fe3CⅡA+FAF+PP+Fe3CⅡA1120011001000900800700溫度℃00.40.81.21.62.0C%碳鋼的淬火溫度范圍2/3/202341北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（2）淬火介質(zhì)的確定：淬火過程是冷卻非常快的過程。為了得到馬氏體組織，淬火冷卻速度必須大于臨界冷卻速度Vk。但是，冷卻速度快必然產(chǎn)生很大的淬火內(nèi)應(yīng)力，這往往會(huì)引起工件變形。淬火的目的是得到馬氏體組織，同時(shí)又要避免產(chǎn)生變形和開裂。A1PA溫度℃時(shí)間（對(duì)數(shù)）理想淬火冷卻曲線示意圖MsM＋AMfMf2/3/202342北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（3）淬火工藝2/3/202343北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

回火一般是緊接淬火以后的熱處理工藝，回火是淬火后再將工件加熱到Ac1溫度以下某一溫度，保溫后再冷卻到室溫的一種熱處理工藝。淬火后的工件有三大不穩(wěn)定因素：一是工件淬火后處于高內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力狀態(tài)不穩(wěn)定，需要松弛；二是工件淬火后存在殘余奧氏體，組織不穩(wěn)定，需要轉(zhuǎn)變；三是工件淬火后馬氏體要自發(fā)地向穩(wěn)定的鐵素體和滲碳體或碳化物的混合物轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致工件尺寸變化，性能不穩(wěn)定，需要調(diào)整組織和性能。所以淬火后的鋼鐵工件不能直接使用，必須即時(shí)回火，否則會(huì)有工件斷裂的危險(xiǎn)。淬火后回火目的在于降低或消除內(nèi)應(yīng)力，以防止工件開裂和變形；減少或消除殘余奧氏體，以穩(wěn)定工件尺寸；調(diào)整工件的內(nèi)部組織和性能，以滿足工件的使用要求。

4、鋼的回火2/3/202344北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院回火工藝重要的機(jī)械零件都要淬火和回火。鋼淬火和回火后的機(jī)械性能取決于淬火的質(zhì)量和回火的合理性。在淬火得到細(xì)小、均勻和完全的馬氏體的前提下，工件的性能主要取決于回火溫度。按照回火后性能要求，淬火以后的回火有低溫回火，中溫回火、高溫回火。按照回火溫度和工件所要求的性能，一般將回火分為三類。

2/3/202345北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（1）低溫回火低溫回火溫度為150℃～250℃，常用170－200℃。經(jīng)淬火并低溫回火的工藝主要用于工具、冷作模具，處理后的組織主要為回火馬氏體組織。經(jīng)這種熱處理后，淬火中留給零件的內(nèi)應(yīng)力很大一部份被消除，并保證了零件需要的高硬度（58－64HRC）。用以制作石油鉆機(jī)吊環(huán)以及一些高強(qiáng)度連桿、螺栓使用效果很好。

2/3/202346北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（2）中溫回火中溫回火溫度為350℃～500℃，常用400℃－480℃。淬火鋼經(jīng)中溫回火后，獲得回火托氏體組織，鋼的硬度約為38－50HRC，具有高的彈性、高的屈服極限、高的強(qiáng)度極限（即高的屈強(qiáng)比）和足夠的韌性，適用于彈簧鋼的熱處理。2/3/202347北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院（3）高溫回火高溫回火溫度為500℃～650℃，常用550℃－650℃。淬火加高溫回火的工藝在工程上稱為調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)處理用于含碳0.3%～0.5%的中碳鋼及中碳合金鋼。處理后的組織為回火索氏體，具有韌性、強(qiáng)度配合良好的綜合機(jī)械性能。常需調(diào)質(zhì)處理的零件如軸類、連桿、齒輪等。如果需要氮化處理的零件一般需要先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。

2/3/202348北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院以45#鋼為例的調(diào)質(zhì)工藝曲線：淬火+高溫回火→調(diào)質(zhì)處理2/3/202349北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院45鋼

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回火索氏體正火與調(diào)質(zhì)處理的比較：45鋼σb(MN/m2)δ(%)ak(kJ/m2)HB組織

正火700-80012-20500-800163-220細(xì)片S+F調(diào)質(zhì)750-85020-25800-1200210-250細(xì)粒S’2/3/202350北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院回火組織及其特點(diǎn)回火組織形

成

溫

度組

織

特

征性

能

特

征回火馬氏體150℃～350℃極細(xì)的ε碳化物薄片F(xiàn)e2,4C分布在馬氏體基體上強(qiáng)度、硬度高，耐磨性好。硬度一般為HRC58～64?；鼗鹜惺象w350℃～500℃細(xì)粒狀滲碳體分布在針狀鐵素體基體上彈性極限、屈服極限高，具有一定的韌性。硬度一般為HRC35～45?；鼗鹚魇象w500℃～650℃粒狀滲碳體分布在多邊形鐵素體基體上綜合機(jī)械性能好，強(qiáng)度、塑性和韌性好。硬度一般為HRC25～35。2/3/202351北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院*五、鋼表面熱處理

鋼的表面熱處理有兩大類：一類是:表面加熱淬火熱處理，通過對(duì)零件表面快速加熱及快速冷卻使零件表層獲得馬氏體組織，從而增強(qiáng)零件的表層硬度，提高其抗磨損性能。另