第三章金屬熱處理

第三章金屬熱處理材料成形基礎(chǔ)－HT1第1頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月§1概述金屬熱處理是將固態(tài)金屬或合金采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行加熱、保溫和冷卻，獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。熱處理用于消除上一工藝過程所產(chǎn)生的金屬材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)上的某些缺陷，改善切削性能，還可進(jìn)一步提高金屬材料的性能，充分發(fā)揮材料性能的潛力。因此，大部分機(jī)器零件都要進(jìn)行熱處理。第2頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬熱處理可分為:

整體處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理。整體處理包括：

退火、正火、淬火和回火等；本表要熟記！第3頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月表面熱處理和化學(xué)熱處理主要有表面淬火、滲碳和滲氮等工藝。鋼加熱和冷卻時(shí)的溫度變化曲線見圖3-2。由圖可見，要想使共析鋼轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，必須將鋼加熱到Ac1以上；對于亞共析鋼必須加熱到Ac3以上。否則，難以達(dá)到應(yīng)有的熱處理效果。第4頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月2退火和正火

一、退火退火是將金屬和合金加熱到適當(dāng)溫度保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝按金屬成分和性能要求的不同，退火可分為:1.完全退火

將鐵碳合金完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻，獲得接近平衡狀態(tài)組織的退火工藝。器目的是通過完全重結(jié)晶細(xì)化晶粒，降低硬度,改善切削性能。多用于亞共析鋼的鑄、鍛件。第5頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月2.球化退火使鋼件中碳化物球狀化而進(jìn)行的退火工藝。球化退火主要用于過共析鋼，目的是使網(wǎng)狀滲碳體球狀化，降低硬度、提高韌性，改善切削性能，為淬火作組織準(zhǔn)備。

3.去應(yīng)力退火為了去除由于塑性變形加工、焊接等造成的以及鑄件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力而進(jìn)行的退火。主要用于消除用于消除鑄件、鍛件、焊接件和切削件的殘余應(yīng)力。第6頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月二、正火

正火是將鋼材或鋼件加熱到或Accm以上30～50℃，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在靜止空氣中冷卻的熱處理工藝。把鋼件加熱到以上100～150℃的正火則稱為高溫正火。與退火類似，冷卻速度比退火快。鋼件正火后的強(qiáng)度和硬度比退火稍高，但消除殘余應(yīng)力不徹底。又操作簡便、生產(chǎn)率高，所以，正火常優(yōu)先采用。低碳鋼件可代替退火。第7頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月§3淬火和正火

一、淬火

淬火是將鋼件加熱到或Ac1以上某一溫度，保持一定時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s獲得馬氏體和（或）貝氏體組織的熱處理工藝。目的：提高鋼件的硬度和耐磨性，淬火＋不同回火，獲得各種需要的性能，是強(qiáng)化鋼的主要方法。第8頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月淬火介質(zhì)：淬火冷卻時(shí)所用的介質(zhì)。鋼的種類不同，淬火介質(zhì)不同，常用介質(zhì)：水、油。水便宜，冷卻能力較強(qiáng)，碳素鋼件用的多。油冷卻能力較水低、成本高，但是，可以防止工件產(chǎn)生裂紋等缺陷，主要用于合金鋼淬火的場合。第9頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月二、回火回火是鋼件淬硬后，再加熱至Ac1以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。其目的是穩(wěn)定組織，減少內(nèi)應(yīng)力，降低脆性，獲得所需性能。下表為常見的回火方法及其應(yīng)用。第10頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月回火方法加熱溫度（℃）力學(xué)性能特點(diǎn)應(yīng)用范圍硬度（HRC）低溫回火150～250

高硬度、耐磨性刃具、量具、冷沖模等58～65中溫回火350～500高彈性、韌性彈簧、鋼絲繩等35～50高溫回火500～650良好的綜合力學(xué)性能連桿、齒輪及軸類20～30第11頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月§4表面熱處理和化學(xué)熱處理

一、表面淬火

表面淬火是僅對工件表層進(jìn)行淬火的工藝。目的：為了獲得高硬度的表面層和有利的殘余應(yīng)力分布，提高工件的硬度和耐磨性。表面淬火加熱的方法很多，如感應(yīng)加熱、火焰加熱、電接觸加熱、激光加熱等。第12頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是將金屬和合金工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學(xué)成分