機(jī)械基礎(chǔ)（第2版） 課件 4－3鋼的熱處理

第四章金屬材料及其熱處理第三節(jié)鋼的熱處理【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．掌握非合金鋼常用熱處理的工藝方法。2．掌握非合金鋼常用熱處理的目的。鋼的熱處理是采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)金屬材料或工件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)工件）進(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。根據(jù)GB/T12603-2005，鋼的熱處理可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三種。整體熱處理包括退火、正火、淬火、回火等一、鋼的退火和正火1．退火退火是將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝。退火的目的有：（1）降低硬度，以利于切削加工。（2）提高塑性和韌性，以利于冷變形加工。（3）消除組織缺陷,（4）消除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力，防止變形與開(kāi)裂2．正火正火是工件加熱奧氏體化后在空氣中或其他介質(zhì)中冷卻，獲得以珠光體組織為主的熱處理工藝。正火的目的:細(xì)化晶粒，均勻組織，提高機(jī)械性能。對(duì)于中、低碳鋼，可提高硬度，改善切削加工性；對(duì)于高碳鋼，過(guò)高的硬度不利于切削加工，可消除鋼中網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火作準(zhǔn)備；對(duì)于性能要求不高的零件，可代替調(diào)質(zhì)處理作為最終熱處理。正火與退火相比：正火冷卻速度快。正火后的強(qiáng)度、硬度高于退火，操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)周期短，成本低，在可能的條件下宜用正火代替退火。但正火只適用于碳素鋼及合金元素含量不高的合金鋼。二、鋼的淬火淬火是工件加熱奧氏體化后，以適當(dāng)方式冷卻以獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處理工藝。常見(jiàn)的淬火介質(zhì)有水（鹽水）、油等。淬火的目的:提高鋼的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，是強(qiáng)化鋼材的重要熱處理工藝。（1）淬硬性。淬硬性是指鋼在理想條件下淬火所能達(dá)到的最高硬度來(lái)表征的材料特性，主要取決于鋼中的含碳量。（2）淬透性。淬透性是指在規(guī)定條件下，鋼試樣淬硬深度和硬度分布表征的材料特性淬透性愈好，淬硬層愈厚。淬透性主要取決于鋼的化學(xué)成分和淬火冷卻方式三、鋼的回火1．低溫回火（150℃～250℃）低溫回火的目的是降低淬火鋼內(nèi)應(yīng)力，提高韌性，并保持高的硬度和耐磨性。主要用于高碳工具鋼和合金刃具鋼、量具、滾動(dòng)軸承、冷作模具和要求硬而耐磨的零件。2．中溫回火（250℃～500℃）中溫回火的目的是使淬火鋼件具有高的彈性極限、屈服強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)捻g性。主要用于制造彈性零件（如彈簧、發(fā)條）和熱鍛模具等。3．高溫回火（500℃～650℃）高溫回火的目的是使零件獲得良好綜合力學(xué)性能，即零件不僅具有較高的強(qiáng)度，而且具有較好的塑性和韌性。生產(chǎn)中把淬火和高溫回火相結(jié)合的熱處理工藝稱(chēng)為調(diào)質(zhì)處理，簡(jiǎn)稱(chēng)為調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)處理廣泛用于絲桿、連桿、齒輪、曲軸等重要的受力結(jié)構(gòu)零件。四、鋼的表面熱處理與化學(xué)熱處理1．表面淬火表面淬火是僅對(duì)工件表面層進(jìn)行淬火，而心部仍保持未淬火狀態(tài)。常用表面淬火有火焰表面淬火、感應(yīng)加熱表面淬火?；鹧姹砻娲慊鹗怯靡胰?氧的混合氣體燃燒的火焰，快速加熱，使工件表面層迅速地達(dá)到淬火溫度，而后立即噴水或用乳化液進(jìn)行冷卻的一種方法，感應(yīng)加熱表面淬火是把工件放在感應(yīng)器（變磁場(chǎng)）中，依靠工件表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，使工件表面瞬時(shí)升到淬火溫度，立即噴水冷卻，使之獲得淬硬表層的熱處理工藝

2．化學(xué)熱處理（1）滲碳滲碳是把低碳鋼工件放在活性碳介質(zhì)中，加熱到一定溫度（一般為930℃左右），保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間，使表面層的碳濃度升高的熱處理工藝

滲碳后淬火（2）氮化氮化是向鋼的表面滲入氮原子以提高表面層氮濃度的熱處理工藝氮化以后不需淬火即可獲得很高的硬度（可達(dá)1000～1200HV），且耐磨性高思考與練習(xí)1．什么是熱處理？它在實(shí)際應(yīng)用中有什么意義？2．常用的熱處理工藝有哪些？3．什么是退火？什么是正火？說(shuō)明它們的主要目的和應(yīng)用范圍。4．什么是淬火？什么是回火？