機(jī)械基礎(chǔ)課件 工程材料（三）

機(jī)械基礎(chǔ)MECHANICALFOUNDATION工程材料CONTENT目錄鋼熱處理的定義0102鋼的常規(guī)普通熱處理工藝鋼的表面熱處理03Definitionofheattreatmentofsteel鋼熱處理的定義01鋼熱處理的定義熱處理是指金屬材料在固態(tài)下，采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的一種工藝方法。鋼熱處理的定義鋼經(jīng)過熱處理后，不僅能消除其在前一加工工藝過程中所產(chǎn)生的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)上的缺陷，改善力學(xué)性能，充分發(fā)揮材料的性能潛力，還能改善鋼的工藝性能，提高加工質(zhì)量，減小刀具的磨損，因而鋼的熱處理在機(jī)械加工中是一種強(qiáng)化材料的重要工藝。鋼熱處理的定義鋼的熱處理按工藝方式不同，一般可分為普通熱處理和表面熱處理兩大類，按具體加熱和冷卻的方式不同，每一大類又可細(xì)分為若干不同的熱處理工藝。普通熱處理表面熱處理鋼熱處理的定義鋼的熱處理Conventionalcommonheattreatmentprocessforsteel鋼的常規(guī)普通熱處理工藝02鋼的常規(guī)普通熱處理工藝鋼的退火鋼的退火是將鋼或其制件加熱到適當(dāng)溫度，保溫到一定時間，然后緩慢冷卻(隨爐冷卻)，獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理方法。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝退火處理可以消除鑄鍛件的內(nèi)應(yīng)力，防止變形與開裂；細(xì)化晶粒，均勻組織，改善機(jī)械性能；降低硬度，以利于切削加工；并為最終熱處理(淬火、回火)做好組織上的準(zhǔn)備。鋼的退火工藝根據(jù)處理目的和要求的不同，可分為完全退火、不完全退火、球化退火、擴(kuò)散退火(均勻化退火)、再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火等。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝（1）完全退火:完全退火是將鋼加熱到完全奧氏體(Ac3以上30

~50℃)，隨之緩慢冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的工藝方法，其適用于中碳鋼及低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛件、鑄件、熱軋型材等。（2）球化退火:球化退火是將鋼加熱到Ac1以上20

~30℃，保溫一定時間，以不大于500C/H的冷卻速度隨爐冷卻，使鋼終碳化物呈球狀的工藝方法，其適用于共析鋼及過共析鋼，如碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼等。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝（3）去應(yīng)力退火:去應(yīng)力退火是將鋼加熱到略低于A1的溫度，保溫一定時間后緩慢冷卻的工藝方法。其應(yīng)用于消除塑性變形、焊接、切削加工、鑄造等形成的殘余內(nèi)應(yīng)力。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝鋼的正火鋼的正火是指將鋼或其制件加熱到適當(dāng)溫度，保持適當(dāng)時間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。鋼的正火主要是提高低碳鋼的力學(xué)性能，改善切削加工性，細(xì)化晶粒，消除組織缺陷，為后道熱處理做好組織準(zhǔn)備等。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝正火與退火的區(qū)別:正火的冷卻速度較快，是在空氣中冷卻，得到的結(jié)果比退火好，尤其在強(qiáng)度和硬度方面，而且縮短了冷卻時間，提高了生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，較經(jīng)濟(jì)，故應(yīng)用更廣泛。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝鋼的淬火鋼的淬火是指將鋼或其制件加熱到某一溫度，保持一定的時間，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度(水中冷卻、油中冷卻、鹽水中冷卻、堿溶液中冷卻等)獲得所需組織的熱處理方法。淬火的目的是提高材料的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，與回火配合后可賦予工件最終的使用性能。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝（1）提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性:采用淬火＋低溫回火，用于各種工模具。（2）提高彈性:采用淬火＋中溫回火，用于各種彈簧。（3）提高綜合性能:采用淬火＋高溫回火(也叫調(diào)質(zhì))，用于各種軸、齒輪類。注意：由于淬火的冷卻方式有很多種，如水中冷卻、油中冷卻、鹽水中冷卻、堿溶液中冷卻等，淬火操作時一定要注意工件侵入淬火介質(zhì)的方法，否則會造成不良后果。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝鋼的回火鋼的回火是指將鋼及其制件淬硬后，再加熱至臨界溫度以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。鋼的回火的目的主要是消除鋼件在淬火時所產(chǎn)生的應(yīng)力，降低脆性，穩(wěn)定工件尺寸，使鋼件除具有高的硬度和耐磨性外，還具有所需要的塑性和韌性等。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝（1）低溫回火(150~250℃):目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性，以免使用時崩裂或過早損壞，其主要用于各種高碳的切削刃具、量具、冷沖模具、滾動軸承及滲碳件等，回火后硬度一般為HRC58~64。根據(jù)回火處理的溫度，可將回火分為低溫回火、中溫回火和高溫回火等。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝（2）中溫回火(250

~500℃):目的是獲得高的屈服強(qiáng)度、彈性極限和較高的韌性，其主要用于各種彈簧和熱作模具的處理，回火后硬度一般為HRC35~50。（3）高溫回火(500~650℃):目的是獲得強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性都較好的綜合機(jī)械性能，其廣泛用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等的重要結(jié)構(gòu)零件，如連桿、螺栓、齒輪及軸類，回火后硬度一般為HB200~330,習(xí)慣上把淬火＋高溫回火結(jié)合的熱處理方法稱為調(diào)質(zhì)處理。Surfaceheattreatmentofsteel鋼的表面熱處理03鋼的表面熱處理汽車上許多零件，如齒輪、凸輪、曲軸等，都在交變載荷和摩擦狀態(tài)作用下工作，因而對其使用性能的要求是:表面高硬度、高強(qiáng)度及好的耐磨性，而心部高韌性，所以需要對這類零件進(jìn)行表面熱處理，才能使其滿足使用要求。鋼的表面熱處理可分為表面淬火和化學(xué)熱處理。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝鋼的表面淬火鋼的表面淬火是指對鋼及其制件快速加熱，使其表面很快到達(dá)淬火溫度，不等熱量傳到其心部就立即冷卻，實現(xiàn)局部淬火，達(dá)到表硬心韌目的的熱處理方法。鋼的常規(guī)普通熱處理工藝火焰加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火鋼的常規(guī)普通熱處理工藝鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理是指將鋼及其制件置于一