退火正火淬火及回火课件.ppt

1、n机械零件的一般加工工艺为：机械零件的一般加工工艺为：毛坯（铸、锻）毛坯（铸、锻）预预 备热处理备热处理机加工机加工最终热处理。最终热处理。n一、退火一、退火n将钢件加热至高于或低于钢的临界温度，经适当保温将钢件加热至高于或低于钢的临界温度，经适当保温后后随炉或埋入导热性较差的介质中随炉或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却缓慢冷却，以获得，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。接近平衡状态组织的热处理工艺。真空退火炉真空退火炉l1、退火目的：、退火目的：l调整硬度，便于切削加工。调整硬度，便于切削加工。适适合加工的硬度为合加工的硬度为170-250HB。l 消除内应力，防止加工中变消除内应力，防止加

2、工中变形。形。l 细化晶粒，为最终热处理作细化晶粒，为最终热处理作组织准备组织准备。n2、退火工艺、退火工艺n退火的种类很多，常用的有退火的种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火扩散退火、去应力退火、再结晶退火。n 完全退火完全退火l将工件加热到将工件加热到Ac3+3050保温后缓冷的退火工艺，保温后缓冷的退火工艺，主要主要用于亚共析钢用于亚共析钢.（钢727912）n 等温退火等温退火n共析（共析（具有共析成分含0.77%碳的碳素钢碳素钢）、过共析钢加热到、过共析钢加热到Ac1+3050，保温后快冷到，保温后快冷到Ar1

3、以下的某一温度下停留，待以下的某一温度下停留，待相变完成后出炉空冷。相变完成后出炉空冷。等温退火可缩短工件在炉内停留时间。等温退火可缩短工件在炉内停留时间。n 球化退火球化退火n球化退火球化退火是将钢中渗碳体球状化的退火工艺。是将钢中渗碳体球状化的退火工艺。l将工件加热到将工件加热到Ac1+30-50 保温后缓冷，或者加热后保温后缓冷，或者加热后快冷到略低于快冷到略低于 Ar1 的温度的温度下保温，使珠光体中的渗下保温，使珠光体中的渗碳体球化后出炉空冷。碳体球化后出炉空冷。主主要用于共析、过共析钢。要用于共析、过共析钢。n球化退火的组织为铁素体基体球化退火的组织为铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体

4、的组织，上分布着颗粒状渗碳体的组织，称称球状珠光体球状珠光体,用用P球球表示。表示。球状珠光体球状珠光体l对于有网状渗碳体的过共析钢，对于有网状渗碳体的过共析钢，球化退火前应先进行正火，以消球化退火前应先进行正火，以消除网状除网状.n 去应力退火去应力退火l将工件缓慢加热（将工件缓慢加热（100150/小小时）到时）到500600，经过一段保温，经过一段保温后，随炉缓慢冷却到后，随炉缓慢冷却到300200 以以下，再出炉空冷。下，再出炉空冷。l主要用来主要用来消除热加工、冷加工等消除热加工、冷加工等工件中的残余内应力。工件中的残余内应力。l一般情况下，去应力退火应安排一般情况下，去应力退火应安

5、排在在精加工之前精加工之前，或在，或在淬火之前淬火之前。n二、正火n正火是将正火是将亚共析钢亚共析钢加热到加热到Ac3+30 50，共析钢共析钢加热到加热到Ac1+3050，过共析钢过共析钢 加热到加热到Accm+30 50保温保温 后后空冷空冷的工艺。的工艺。n正火比退火冷却速度大。正火比退火冷却速度大。正火温度正火温度三、淬火三、淬火n淬火淬火是将钢加热到临界点以上，保温后快速是将钢加热到临界点以上，保温后快速 冷却，使奥氏体转变为冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺马氏体的热处理工艺.l淬火是应用最广的热处淬火是应用最广的热处理工艺之一。理工艺之一。l淬火目的是为获得马氏淬火目的是为获

6、得马氏体组织，提高钢的性能体组织，提高钢的性能.真空淬火炉真空淬火炉1、淬火温度淬火温度n（1）碳钢）碳钢n亚共析钢亚共析钢l淬火温度为淬火温度为Ac3+30-50。n亚共析钢淬火组织：亚共析钢淬火组织：n 0.5%C时为时为Mn 0.5%C时为时为M+A。65MnV钢钢(0.65%C)淬火组织淬火组织45钢钢(含含0.45%C)正常淬火组织正常淬火组织n在在Ac1 Ac3之间的加热淬火之间的加热淬火为亚温淬火。为亚温淬火。35钢（含钢（含0.35%C）亚温淬火组织）亚温淬火组织l亚温淬火后，强、亚温淬火后，强、硬度低，但塑韧性硬度低，但塑韧性好好.n共析钢共析钢n淬火温度为淬火温度为Ac1+

7、30-50；淬火组织为；淬火组织为M+A。n过共析钢过共析钢n淬火温度淬火温度:Ac1+30-50.n淬火使钢硬度、耐磨性下降，淬火使钢硬度、耐磨性下降，脆性、变形开裂倾向增加脆性、变形开裂倾向增加T12钢（含钢（含1.2%C）正常淬火组织）正常淬火组织2、淬火介质、淬火介质 目前还没有找到理想的淬火介质。目前还没有找到理想的淬火介质。l常用淬火介质是水和油常用淬火介质是水和油.l水的冷却能力强，但低温却能力太大，只使水的冷却能力强，但低温却能力太大，只使用于形状简单的碳钢件。用于形状简单的碳钢件。n油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小，油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小

8、，使用于合金钢和小尺寸的碳钢件。使用于合金钢和小尺寸的碳钢件。n熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间,用用于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。n聚乙烯醇、硝盐水溶液等也是工业常用的淬火介质聚乙烯醇、硝盐水溶液等也是工业常用的淬火介质.3、淬火方法、淬火方法n采用不同的淬火方法可弥补介质的不足。采用不同的淬火方法可弥补介质的不足。n1、单液淬火法、单液淬火法n加热工件在一种介质中连续冷却到室温的淬火方法。加热工件在一种介质中连续冷却到室温的淬火方法。n操作简单，易实现自动化。操作简单，易实现自动化。n2、双液淬火

9、法、双液淬火法n工件先在一种冷却能力强的介质中冷，却躲过鼻尖工件先在一种冷却能力强的介质中冷，却躲过鼻尖后，再在另一种冷却能力较弱的介质中发生马氏体后，再在另一种冷却能力较弱的介质中发生马氏体转变的方法。转变的方法。如水淬油冷，油淬空冷如水淬油冷，油淬空冷.n优点是冷却理想，缺点是不易掌握。用于优点是冷却理想，缺点是不易掌握。用于形状复杂形状复杂的碳钢件及大型合金钢件的碳钢件及大型合金钢件。n3、分级淬火法、分级淬火法n盐浴或碱浴中淬火，待内外温度均匀后再取出缓冷。盐浴或碱浴中淬火，待内外温度均匀后再取出缓冷。l可减少内应力，用于小尺寸工件。可减少内应力，用于小尺寸工件。盐浴炉盐浴炉n4、等温

10、淬火法、等温淬火法n将工件在稍高于将工件在稍高于 Ms 的盐浴或碱浴中保温足够长时间，的盐浴或碱浴中保温足够长时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。从而获得下贝氏体组织的淬火方法。n经等温淬火零件具有良好的综合力学性能，淬火应力小经等温淬火零件具有良好的综合力学性能，淬火应力小.n适用于形状复杂及要求较高的小型件。适用于形状复杂及要求较高的小型件。钢的淬透性钢的淬透性网带式淬火炉网带式淬火炉n淬透性是钢的主要热处理性能。淬透性是钢的主要热处理性能。n是选材和制订热处理工艺的重要依据之一。是选材和制订热处理工艺的重要依据之一。淬透性的概念淬透性的概念M量和硬度随量和硬度随深度的变化深度的变化n淬

11、透性淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其大小是用是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。规定条件下淬硬层深度来表示。l淬硬层深度淬硬层深度是指由工件是指由工件表面到半马氏体区表面到半马氏体区(50%M+50%P)的深的深度。度。l淬硬性淬硬性是指钢淬火后所是指钢淬火后所能达到的最高硬度，即能达到的最高硬度，即硬化能力硬化能力.淬透性与淬硬层深度的关系淬透性与淬硬层深度的关系 n同一材料的淬硬层深度与工件尺寸、冷却介质有关。同一材料的淬硬层深度与工件尺寸、冷却介质有关。工件工件尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。n淬透性与

12、工件尺寸、冷却介质无关。淬透性与工件尺寸、冷却介质无关。它只用于不同它只用于不同材料之材料之间的比较，是通过尺寸、冷却介质相同时的淬硬层深度来间的比较，是通过尺寸、冷却介质相同时的淬硬层深度来确定的。确定的。n利用淬透性可控制淬硬层深度利用淬透性可控制淬硬层深度。n对于截面承载均匀的重要件对于截面承载均匀的重要件,要全部淬透。如螺栓、要全部淬透。如螺栓、连杆、模具等。连杆、模具等。对于承受弯曲、扭转的零件可不必对于承受弯曲、扭转的零件可不必淬透淬透(淬硬层深度一般为半径的淬硬层深度一般为半径的1/21/3)，如轴类、，如轴类、齿轮等。齿轮等。n淬硬层深度与工件尺寸有关淬硬层深度与工件尺寸有关,

13、设计时应注意尺寸效应。设计时应注意尺寸效应。四、钢的回火四、钢的回火n回火回火是指将淬火钢加热到是指将淬火钢加热到某温度保温适当时间后，某温度保温适当时间后，置于空气或水中冷却的工置于空气或水中冷却的工艺。艺。n1、回火的目的、回火的目的n减少或消除淬火内应力减少或消除淬火内应力防止变形或开裂。防止变形或开裂。l获得所需要的力学性能。获得所需要的力学性能。淬火钢一般硬度高，脆性大，回淬火钢一般硬度高，脆性大，回火可调整硬度、韧性。火可调整硬度、韧性。螺杆表面的螺杆表面的淬火裂纹淬火裂纹n对于某些高淬透性的钢对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用，空冷即可淬火，如采用 回火软化既能回火软化既

14、能降低硬度降低硬度，又能，又能缩短软化周期。缩短软化周期。l未经淬火的钢回火无意义，而淬火钢不回火在放置使未经淬火的钢回火无意义，而淬火钢不回火在放置使用过程中易变形或开裂用过程中易变形或开裂。钢经淬火后应立即进行回火。钢经淬火后应立即进行回火。2、钢在回火时的转变钢在回火时的转变n淬火钢回火时的组织转变主要发生在加热阶段。淬火钢回火时的组织转变主要发生在加热阶段。随随加热温度升高，淬火钢的组织发生四个阶段变化。加热温度升高，淬火钢的组织发生四个阶段变化。网带式回火电炉网带式回火电炉n第一类回火脆性第一类回火脆性n又称不可逆回火脆性。又称不可逆回火脆性。是指淬火钢在是指淬火钢在250-350回

15、火时出现的回火时出现的脆性。脆性。l这种回火脆性是不可逆这种回火脆性是不可逆的，只要在此温度范围的，只要在此温度范围内回火就会出现脆性，内回火就会出现脆性，目前尚无有效消除办法。目前尚无有效消除办法。l回火时应避开这一温度回火时应避开这一温度范围。范围。n第二类回火脆性第二类回火脆性n又称可逆回火脆性。是指淬火又称可逆回火脆性。是指淬火钢在钢在500-650范围内回火后范围内回火后缓冷时出现的脆性缓冷时出现的脆性.回火后快冷不出现，是可逆的。回火后快冷不出现，是可逆的。4、回火种类、回火种类n根据钢的回火温度范围，可将回火分为三类。根据钢的回火温度范围，可将回火分为三类。淬火加高温回火的热处理

16、称作淬火加高温回火的热处理称作调质处理调质处理，简称简称调质调质.广泛用于各种结构件如轴、广泛用于各种结构件如轴、齿轮等热处理。也可作为齿轮等热处理。也可作为要求较高精密件、量具等要求较高精密件、量具等预备热处理。预备热处理。适用于各种高碳适用于各种高碳钢、渗碳件及表钢、渗碳件及表面淬火件。面淬火件。应用应用获得良好的综合力学性能，获得良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时，即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。具有良好的塑性和韧性。提高提高 e及及 s，同时使工件具同时使工件具有一定韧性有一定韧性。在保留高硬度、在保留高硬度、高耐磨性的同时，高耐磨性的同时，降低内应力降低内应力。回火目的回火目的S回回 T回回 M回回 回火组织回火组织500-650350-500150-250 回火温度回火温度 高温回火高温回火 中温回火中温回火 低温回火低温回火 适用于适用于弹簧热处理弹簧热处理