1、1.1.2 合金合金 合金：合金：由两种或两种以上的金属元素或由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质称为特性的物质称为“合金合金”。例如，黄铜是铜和锌组成的合金，碳钢例如，黄铜是铜和锌组成的合金，碳钢和铸铁则都是铁和碳组成的合金。和铸铁则都是铁和碳组成的合金。 1.2.2 特点特点 和其他材料相比，金属材料的和其他材料相比，金属材料的特点是既具有较高的强度，又具有较好的塑性和加特点是既具有较高的强度，又具有较好的塑性和加工性，因而广泛用作结构材料。其不仅在现代工农工性，因而广泛用作结构材料。其不仅在现代工农业生产中占有极重要的
2、地位，而且在日常生活中也业生产中占有极重要的地位，而且在日常生活中也得到广泛应用，尤其在机械制造业中应用得更多。得到广泛应用，尤其在机械制造业中应用得更多。 1.3.1 有关晶体的基本知识有关晶体的基本知识图图1.2 纯铁内部结构示意图纯铁内部结构示意图1.3.2 金属的三种典型晶体结构金属的三种典型晶体结构 图图1.3 体心立方晶挌体心立方晶挌1.3.2 典型的金属晶体结构典型的金属晶体结构图图1.4 面心立方晶挌面心立方晶挌1.3.2 典型的金属晶体结构典型的金属晶体结构图图1.5 密排六方晶挌密排六方晶挌 2.2 铁碳合金相图铁碳合金相图 2.4 钢和铸铁钢和铸铁 固 态 下 ， 晶固
3、态 下 ， 晶体结构随温度体结构随温度变化而改变的变化而改变的现象，称为同现象，称为同素 异 构 转 变素 异 构 转 变（如右图（如右图2.1 所示）所示） 2.2 铁碳合金相图铁碳合金相图（铁碳状态图）（铁碳状态图）（如图（如图2.2所示，参见教材所示，参见教材P360379） 图图2.2 铁碳合金相图铁碳合金相图 它不仅指出了不同成分铁碳合金的结晶或熔它不仅指出了不同成分铁碳合金的结晶或熔化温度，在不同温度下的组成相及相对量，更重化温度，在不同温度下的组成相及相对量，更重要的是根据铁碳合金状态图，还能确定当温度、要的是根据铁碳合金状态图，还能确定当温度、合金成分改变时合金组识、性能的变化
4、规律，从合金成分改变时合金组识、性能的变化规律，从而可以正确制定铁碳合金的铸造，焊接，压力加而可以正确制定铁碳合金的铸造，焊接，压力加工、热处理等生产工艺过程以及为创造新合金指工、热处理等生产工艺过程以及为创造新合金指出方向。因此，铁碳合金状态图是研究铁碳合金出方向。因此，铁碳合金状态图是研究铁碳合金成分，组识以及由它们所决定的合金性能之间变成分，组识以及由它们所决定的合金性能之间变化规律的重要工具。化规律的重要工具。 渗碳体（渗碳体（Fe3C，Cm） 铁和碳所形成的具有复杂晶格的铁和碳所形成的具有复杂晶格的间隙化合物，每个晶胞中有一个间隙化合物，每个晶胞中有一个碳原子和三个铁原子，即碳原子和
5、三个铁原子，即Fe/C=3/1，其碳含量为其碳含量为669%，其熔点，其熔点1227。性能。性能特点：具有硬而脆的特性，其硬特点：具有硬而脆的特性，其硬度值很高度值很高(约约800HBW)，而塑性而塑性很差很差(=0)。Cm的熔点的熔点1227，它的热力学稳定性不高，在一定它的热力学稳定性不高，在一定条件下，条件下，Cm将发生分解，形成石将发生分解，形成石墨墨:Fe3CFe+C(石墨石墨)（见图（见图2.4）。可见，）。可见，Cm是亚稳定相。是亚稳定相。它是钢中主要的强化相，其数量、它是钢中主要的强化相，其数量、形态、大小和分布对钢的力学性形态、大小和分布对钢的力学性能有极大影响。组织特征：在
6、钢能有极大影响。组织特征：在钢和铸铁中与其它相共存时，呈片和铸铁中与其它相共存时，呈片状、粒状、网状或板状。状、粒状、网状或板状。 图图 渗碳体的晶体结构渗碳体的晶体结构图图2.5（a） 片状片状P的组织形态的组织形态（b）球化体的组织球化体的组织莱氏体（莱氏体（Ld，Ld） 由共晶反应所形成由共晶反应所形成的奥氏体和渗碳体组成的奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。性能特的机械混合物。性能特点点: 硬（硬（700HBS）而）而脆。组织特征：可概括脆。组织特征：可概括为呈黑色条状或粒状为呈黑色条状或粒状P分分布在白色布在白色Fe3C基体上基体上（如右图（如右图2.6所示）。所示）。 图图2.6 莱氏
7、体的组织形态莱氏体的组织形态图2.7 碳含量对钢力学性能影响 图图2.8 铁碳相图与铸锻工艺关系铁碳相图与铸锻工艺关系 2.4 钢和铸铁钢和铸铁 工业用钢在现代国民经济中是应用最为广泛的工业用钢在现代国民经济中是应用最为广泛的金属材料，占有极其重要的地位。依据分类标准不金属材料，占有极其重要的地位。依据分类标准不同，钢的分类方法有多种。同，钢的分类方法有多种。按化学成分分类按化学成分分类 可分为碳钢和合金钢。可分为碳钢和合金钢。 其中碳素钢按碳含量又可分为工业纯铁其中碳素钢按碳含量又可分为工业纯铁（wC0.04）、低碳钢（）、低碳钢（wC0.25%）、中碳钢）、中碳钢（wC）（）（0.250.
8、60%）、高碳钢（）、高碳钢（wC0.60%）；）； 合金钢按合金元素含量也可分为低合金钢合金钢按合金元素含量也可分为低合金钢（wMe5%）、中合金钢（）、中合金钢（wMe5%10% ）、高）、高合金钢（合金钢（wMe10%）。）。2.4 钢和铸铁的分类与表示方法钢和铸铁的分类与表示方法 按钢的质量等级分类按钢的质量等级分类 有普通钢（有普通钢（0.045P、0.055%S，或，或0.05P、S）、优质钢）、优质钢（0.04S、P）和高级优质钢（）和高级优质钢（0.035P、0.03S）。）。按金相组织分类按金相组织分类 可分为退火状态钢（亚共析可分为退火状态钢（亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱
9、氏体钢），正火状态钢钢、共析钢、过共析钢、莱氏体钢），正火状态钢（珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等），（珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等），冷却时有无相变的钢（铁素体钢、奥氏体钢、双相冷却时有无相变的钢（铁素体钢、奥氏体钢、双相钢等）等。钢等）等。2.4 钢和铸铁的分类与表示方法钢和铸铁的分类与表示方法 中国钢号的编号，根据中国钢号的编号，根据GB221-1979规定，由三部规定，由三部分相结合组成：分相结合组成：化学元素符号，用以表示钢中所含化学元素种类化学元素符号，用以表示钢中所含化学元素种类（采用国际化学元素符号）；（采用国际化学元素符号）；汉语拼音字母，用以表示产品的名
10、称、用途、冶炼汉语拼音字母，用以表示产品的名称、用途、冶炼方法等特点，常采用的缩写字母及含义见教材表方法等特点，常采用的缩写字母及含义见教材表1.51（P3334）；）；阿拉伯数字，用以表示钢中主要化学元素含量（质阿拉伯数字，用以表示钢中主要化学元素含量（质量百分数）或产品的主要性能参数或代号。量百分数）或产品的主要性能参数或代号。2.4 钢和铸铁的分类与表示方法钢和铸铁的分类与表示方法 2.4 钢和铸铁的分类与表示方法钢和铸铁的分类与表示方法 ii沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢钢，应在钢号后特别标出，例如“20锅”或“20g”即表示020%
11、C的锅炉专用钢。 2.4 钢和铸铁的分类与表示方法钢和铸铁的分类与表示方法 ii如为高级优质碳工钢如为高级优质碳工钢，则在其钢号后加“高”或“A”，如T10A钢。 2.4 钢和铸铁的分类与表示方法钢和铸铁的分类与表示方法 2.4 钢和铸铁的分类与表示方法钢和铸铁的分类与表示方法 特例特例 i在合金结构钢中对于专用的铬滚动轴承钢，应在钢号前注明“滚”或“G”，其后为Cr+数字，数字表示铬含量的平均值为千分之几。如GCr15，表示含1%C、15%Cr的滚动轴承钢。ii在合金工具钢中的高速钢牌号，一般不标出其碳含量，只标合金元素含量平均值的百分之几。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2钢中碳含量实
12、际为07%08%、08%0.9%。iii在珠光体耐热钢中，碳含量表示方法同结构钢，是以两位数字表示碳含量的万分之几。如15CrMo。 2.4 钢和铸铁的分类与表示方法钢和铸铁的分类与表示方法 16Mn, 20Cr, 40Cr, 60Si2Mn, 50CrVA, 20CrMnTi, 18Cr2Ni4WA, 40CrNiMo, GCr15, 15MnVN, Q235(A3), Q345(16Mn) 2.4 钢和铸铁的分类与表示方法钢和铸铁的分类与表示方法 1Cr13, 1Cr17Ti, 1Cr18Ni9Ti 4Cr9Si2, 15CrMo, 12Cr1MoV 2.4 钢和铸铁钢和铸铁的分类与表示的
13、分类与表示方法方法 (3) 铸铁的特征铸铁的特征 铁碳双重相图铁碳双重相图 Fe3C 3Fe+C（G） 2.4 钢和铸铁的分类与表示方法钢和铸铁的分类与表示方法 (3) 铸铁的特征铸铁的特征 铸铁的组织特征铸铁的组织特征 钢基体不同形态的钢基体不同形态的G（见教材（见教材P380422） 3 3 金属材料热处理金属材料热处理3.1 热处理概述热处理概述 3.2 钢的加热转变钢的加热转变 3.3 奥氏体在冷却时的组织转变奥氏体在冷却时的组织转变 3.4 钢的热处理工艺（钢的热处理工艺（5把火）把火） 3.1 热处理概述热处理概述 3.1.1 何谓热处理？何谓热处理？ 热处理就是使固态金属通过热处
14、理就是使固态金属通过加热、保温和冷却的方法，加热、保温和冷却的方法，改变其内部组织，从而获得改变其内部组织，从而获得预期性能的工艺过程。预期性能的工艺过程。 加热的目的主要是为获加热的目的主要是为获得均匀、细小的得均匀、细小的A晶粒，为随晶粒，为随后的冷却做好组织准备。后的冷却做好组织准备。 此外，通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等此外，通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能。特殊物理化学性能。 3.2 钢的加热转变钢的加热转变 3.2.1 钢加热转变的理论依据钢加热转变的理论依据 变化了变化了的铁碳相图的铁碳相图 3.2.1 钢加热转变的理论依据钢加热转变的理
15、论依据 变化了的变化了的铁碳相图铁碳相图 3.2.1 钢加热转变的理论依据钢加热转变的理论依据 变变化了的铁碳相图化了的铁碳相图A晶晶粒大粒大小对小对钢室钢室温组温组织的织的影响影响 3.2.2 奥氏体的形成过程奥氏体的形成过程可划分为可划分为A形核、长大，残余渗碳体溶解、形核、长大，残余渗碳体溶解、A成分均匀化等成分均匀化等4个阶段，如图个阶段，如图2.9所示。所示。图图2.9 奥氏体形成过程示意图（共析碳钢）奥氏体形成过程示意图（共析碳钢） 3.2.2 奥氏体的形成过程奥氏体的形成过程亚、过共析钢的奥氏体化过程亚、过共析钢的奥氏体化过程 3.2.3 奥氏体晶粒大小及其控制奥氏体晶粒大小及其
16、控制 （式中：式中：n为放大为放大100X时，每平方英时，每平方英寸寸6.45cm 2视野中视野中的平均晶粒数；的平均晶粒数；N为为晶粒度等级。）晶粒度等级。） 3.2.3 奥氏体晶粒大小及其控制奥氏体晶粒大小及其控制（2）注意区分三种）注意区分三种A晶粒度晶粒度 ：A.起始晶粒度；起始晶粒度；B.实际晶粒度；实际晶粒度； C.本质晶粒度。本质晶粒度。 3.2.3 奥氏体晶粒大小及其控制奥氏体晶粒大小及其控制（3）奥氏体晶粒度的控制）奥氏体晶粒度的控制 （加热条件；（加热条件；加热速度）加热速度） 3.3 奥氏体在冷却时的组织转变奥氏体在冷却时的组织转变 3.3.1 过冷奥氏体冷却转变的理论依
17、据过冷奥氏体冷却转变的理论依据 3.3.1 过冷奥氏体冷却转变的过冷奥氏体冷却转变的理论依据理论依据（1）为什么不同冷却速度下的性能不同？）为什么不同冷却速度下的性能不同？ 请看表请看表21： 3.3.1 过冷奥氏体冷却转变的过冷奥氏体冷却转变的理论依据理论依据（2）两种不同的冷却方式）两种不同的冷却方式 图图2.10 C曲线的建立曲线的建立 各条特性线的含义【5条线】，各个区域的组织【5个区域】，孕育期(3) 亚、过共析钢的亚、过共析钢的C曲线曲线 45钢的钢的CCT曲线曲线3.3.3 珠光体（珠光体（P）转变转变 （1）定义与分类）定义与分类 片状珠光体（片状珠光体（P） 片状珠光体片状珠
18、光体（2）珠光体的组织形态与性能）珠光体的组织形态与性能 片状珠光体片状珠光体（2） 珠光体的组织形态与性能珠光体的组织形态与性能 片片状状珠珠光光体体（2） 珠光体的组织形态与性能珠光体的组织形态与性能球化体（粒状珠光体）球化体（粒状珠光体）（2）珠光体的组织形态与性能）珠光体的组织形态与性能球化体（粒状珠光体）球化体（粒状珠光体）i 碳含量相同，塑韧性好；碳含量相同，塑韧性好；b相同，相同，-1高；高；ii 硬度相同，综合力学性能好（不易产生应力集中、裂纹）。硬度相同，综合力学性能好（不易产生应力集中、裂纹）。3.3.4 马氏体（马氏体（M）转变转变 （1）M的形成条件（的形成条件（TMS
19、，VVC）（2）晶体结构特点晶体结构特点 3.3.4 马氏体（马氏体（M）转变转变 （3）组织形态与性能）组织形态与性能3.3.4 马氏体（马氏体（M）转变转变 （3）组织形态与性能）组织形态与性能板条马氏体的组织形貌特征板条马氏体的组织形貌特征针片状马氏体的组织形态特征针片状马氏体的组织形态特征（3） M的组织形态与性能的组织形态与性能MM的性能的性能高强度、高硬度：高强度、高硬度：固溶强化，相变强固溶强化，相变强化，时效强化，细化，时效强化，细晶强化；晶强化；塑性、韧性主要取塑性、韧性主要取决于其亚结构：决于其亚结构：孪晶孪晶M - 塑韧性塑韧性差，位错差，位错M-强韧强韧性好。性好。碳含
20、量对碳含量对MMS S点和点和A AR R量的影响量的影响（3） M的组织形态与性能的组织形态与性能MM的性能的性能3.3.5 贝氏体（贝氏体（B）转变转变 （1）贝氏体的组织形态与性能）贝氏体的组织形态与性能 上贝氏体（上贝氏体（B上上）的组织形态）的组织形态 下贝氏体（下贝氏体（B下下）的组织形态）的组织形态 （2）性能）性能（1）组织形态【上贝氏体（）组织形态【上贝氏体（B上上）】）】（1）组织形态【下贝氏体（）组织形态【下贝氏体（B下下）】）】（2）性能）性能B上上：45HRC，塑、韧性差，易脆断。塑、韧性差，易脆断。B下下：56HRC，强韧性好。强韧性好。3.3.6 过冷奥氏体连续冷
21、却转过冷奥氏体连续冷却转变曲线变曲线（简称（简称CCT曲线，见图曲线，见图2.12） （1）CCT曲线曲线的含义的含义 （2）临界冷却）临界冷却速度速度 （3）CCT曲线曲线与与C曲线比较曲线比较（见图（见图2.13） 图图2.12 共析碳钢的共析碳钢的CCT曲线曲线 CCT曲线与曲线与C曲线比较曲线比较图图2.13 CCT曲线与曲线与C曲线比较曲线比较 3.4 钢的热处理工艺（钢的热处理工艺（5把火）把火） 钢的热处理工艺就是通过加热、保温和钢的热处理工艺就是通过加热、保温和冷却方法改变钢的组织结构以获得工件所冷却方法改变钢的组织结构以获得工件所要求性能的一种热加工技术。要求性能的一种热加工
22、技术。 3.4.1 热处理工艺的分类热处理工艺的分类 3.4.2 普通热处理工艺普通热处理工艺 （1）退火和正火）退火和正火(如表如表2.51，2.52所示，教材所示，教材P390391) 3.4.2 普通热处理工艺普通热处理工艺（2）淬火和回火）淬火和回火回火共分为哪三种，其相应的组织与适用范围如何？ 回火共分为哪三种，其相应的组织与回火共分为哪三种，其相应的组织与适用范围如何？适用范围如何？ 何谓回火脆性，第一、二类回火脆性的温何谓回火脆性，第一、二类回火脆性的温度范围与适用条件分别是什麽？度范围与适用条件分别是什麽？3.4.3 表面热处理表面热处理 （1）表面淬火）表面淬火 感应加热表面
23、淬火感应加热表面淬火 火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火（2）化学热处理）化学热处理（以渗碳为例）（以渗碳为例）（1 1）表面淬火）表面淬火 钢的表面淬火是钢的表面淬火是将工件表面快速加热到淬火温度，在将工件表面快速加热到淬火温度，在热量尚未传到心部时立即迅速冷却，使工件表面得到一定深热量尚未传到心部时立即迅速冷却，使工件表面得到一定深度的淬硬层，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火方法。度的淬硬层，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火方法。 钢经表面淬火（一般指表面淬火低温回火）后，其钢经表面淬火（一般指表面淬火低温回火）后，其表层组织为极细表层组织为极细回火马氏体回火马氏体(隐晶隐晶M)，而
24、心部则为原始组织，而心部则为原始组织，一般为一般为回火索氏体或正火索氏体回火索氏体或正火索氏体。 表面淬火方法很多，当前工业中广泛应用的就是感应表面淬火方法很多，当前工业中广泛应用的就是感应加热表面淬火法、激光加热表面淬火法、火焰加热表面淬火加热表面淬火法、激光加热表面淬火法、火焰加热表面淬火法等。法等。火焰与电接触加热表面淬火火焰与电接触加热表面淬火示意图示意图感应加热表面淬火简介感应加热表面淬火简介 基本原理：基本原理： “电磁感应电磁感应”、 “集肤效应集肤效应”感应加热表面淬火的类型感应加热表面淬火的类型（3）热处理缺陷及其防止）热处理缺陷及其防止氧化和脱碳氧化和脱碳 氧化是指钢表面的
25、铁被氧化成氧化是指钢表面的铁被氧化成氧化铁，其主要化学反应式为：氧化铁，其主要化学反应式为： 2Fe+022FeO Fe+C02CO+FeO Fe+H2OH2+FeO 脱碳是指钢表面的碳分被氧化成脱碳是指钢表面的碳分被氧化成CO、CH4等气体，等气体，使 钢 表 面 的 含 碳 量 降 低 ， 其 化 学 反 应 式 为 ：使 钢 表 面 的 含 碳 量 降 低 ， 其 化 学 反 应 式 为 ： 2(C)+O22CO (C)+C022CO (C)+H2OCO+H2 (C)+2H2CH4 式中：式中：(C)溶于奥氏体中的碳。溶于奥氏体中的碳。 氧化使工件表面金属烧损，影响工件尺寸和降低氧化使工
26、件表面金属烧损，影响工件尺寸和降低表面质量。脱碳使工件表面碳贫化从而导致工件淬表面质量。脱碳使工件表面碳贫化从而导致工件淬火硬度和耐磨性降低。严重的氧化脱碳会造成工件火硬度和耐磨性降低。严重的氧化脱碳会造成工件报废。报废。 （3）热处理缺陷及其防止）热处理缺陷及其防止氧化和脱碳氧化和脱碳 对需要控制氧化和脱碳的工件，可采用下列措对需要控制氧化和脱碳的工件，可采用下列措施。施。 i控制加热温度和加热时间。在保证工件淬火硬控制加热温度和加热时间。在保证工件淬火硬度和组织的前提下，尽量采用较低的加热温度，度和组织的前提下，尽量采用较低的加热温度，采用最短的加热时间。加热前先经预热，可有效采用最短的加
27、热时间。加热前先经预热，可有效地缩短高温加热时间，减少工件的氧化和脱碳。地缩短高温加热时间，减少工件的氧化和脱碳。 ii采用盐炉加热。采用盐炉加热。 iii采用保护气氛或可控气采用保护气氛或可控气氛加热。氛加热。 此外，加热时将工件装入有保护剂的铁箱中此外，加热时将工件装入有保护剂的铁箱中或涂以保护涂料，也有一定的防氧化脱碳效果。或涂以保护涂料，也有一定的防氧化脱碳效果。（3）热处理缺陷及其防止）热处理缺陷及其防止过热和过烧过热和过烧 加热温度过高，或在高温加热温度过高，或在高温下加热时间过长，引起奥氏体晶粒粗化，淬火后下加热时间过长，引起奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗针状马氏体的现象，称为过热
28、。过热组织得到粗针状马氏体的现象，称为过热。过热组织增加钢的脆性，容易造成淬火开裂。淬火过热可增加钢的脆性，容易造成淬火开裂。淬火过热可以返修，返修前需进行一次细化组织的正火或退以返修，返修前需进行一次细化组织的正火或退火，再按正确规范重新加热淬火。火，再按正确规范重新加热淬火。 如果加热温度太高，以致奥氏体晶界出现熔如果加热温度太高，以致奥氏体晶界出现熔化和氧化现象，称为过烧。过烧组织晶粒极为粗化和氧化现象，称为过烧。过烧组织晶粒极为粗大，晶界有氧化物网络，钢的性能急剧降低。这大，晶界有氧化物网络，钢的性能急剧降低。这种缺陷无法挽救，工件只得报废。种缺陷无法挽救，工件只得报废。（3）热处理缺
29、陷及其防止）热处理缺陷及其防止淬火硬度不够淬火硬度不够 硬度不够指整个工件或较硬度不够指整个工件或较大区域内硬度达不到技术要求。其形成原因如下：大区域内硬度达不到技术要求。其形成原因如下： i欠热欠热 造成欠热的原因是加热温度过低或保温时间不足，工艺错误，造成欠热的原因是加热温度过低或保温时间不足，工艺错误，控温仪表失灵，操作时装炉量太大使各层工件温度不均。控温仪表失灵，操作时装炉量太大使各层工件温度不均。 ii过热过热 过共析钢因过热奥氏体溶有过量的碳和合金元素，使过共析钢因过热奥氏体溶有过量的碳和合金元素，使Ms点大为点大为降低，以致淬火后因残留大量奥氏体而降低硬度。降低，以致淬火后因残留
30、大量奥氏体而降低硬度。 iii冷却速度不够冷却速度不够 工件在淬火过程中，因冷却速度不够而发生或部分发工件在淬火过程中，因冷却速度不够而发生或部分发生奥氏体珠光体转变。造成原因是冷却介质选择不当，冷却介质温度过高生奥氏体珠光体转变。造成原因是冷却介质选择不当，冷却介质温度过高或老化及工件尺寸太大等。或老化及工件尺寸太大等。 iv操作不当操作不当 如预冷淬火时预冷时间过长，双液淬火时在水中停留时间如预冷淬火时预冷时间过长，双液淬火时在水中停留时间太短，分级淬火时分级温度太高或停留时间过长等，均会造成奥氏体分解太短，分级淬火时分级温度太高或停留时间过长等，均会造成奥氏体分解而在最终组织中出现非马氏
31、体组织，使硬度降低。而在最终组织中出现非马氏体组织，使硬度降低。（3）热处理缺陷及其防止）热处理缺陷及其防止软点软点 工件上硬度不足的小区域称为软点。工件上硬度不足的小区域称为软点。软点往往是工件磨损或疲劳损坏的中心，重要工软点往往是工件磨损或疲劳损坏的中心，重要工件上不允许存在软点。造成软点的原因：件上不允许存在软点。造成软点的原因： i原材料缺陷原材料缺陷 钢中存在大块铁素体或带状组织。钢中存在大块铁素体或带状组织。 ii欠热欠热 因加热温度不够或保温时间不足，使奥氏体成因加热温度不够或保温时间不足，使奥氏体成分不均匀，或亚共析钢中铁素体未全部溶入奥氏体。分不均匀，或亚共析钢中铁素体未全部
32、溶入奥氏体。 iii冷却不均冷却不均 工件在介质中移动不充分，淬火时堆在一工件在介质中移动不充分，淬火时堆在一起，工件表面有氧化皮等污物附着以及冷却介质混有肥起，工件表面有氧化皮等污物附着以及冷却介质混有肥皂、油污等，都会造成工件冷却不均匀，使局部小区域皂、油污等，都会造成工件冷却不均匀，使局部小区域发生高温转变形成软点。发生高温转变形成软点。 变形和开裂变形和开裂 工件的变形与开裂是淬火操作中常工件的变形与开裂是淬火操作中常见的一种疵病。因此，在淬火时，最大限度地减小工件的变见的一种疵病。因此，在淬火时，最大限度地减小工件的变形和防止开裂是一个必须注意的重要问题。形和防止开裂是一个必须注意的
33、重要问题。 导致淬火工件变形或开裂的原因是淬火过程中产生的内导致淬火工件变形或开裂的原因是淬火过程中产生的内应力。淬火内应力按其形成的原因，可分为两类：应力。淬火内应力按其形成的原因，可分为两类： i热应力热应力 它是在加热和冷却过程中，由于工件各部分间存在温差所造它是在加热和冷却过程中，由于工件各部分间存在温差所造成的热胀冷缩先后不一致而产生的内应力。成的热胀冷缩先后不一致而产生的内应力。 ii组织应力组织应力 这是工件在热处理过程中，因组织转变的不同时性和不一这是工件在热处理过程中，因组织转变的不同时性和不一致性而形成的内应力。致性而形成的内应力。 变形和开裂不仅与淬火工艺有关，而且和工件
34、的设计与选材、坯料的变形和开裂不仅与淬火工艺有关，而且和工件的设计与选材、坯料的冶金与锻造质量、预先热处理、冷热加工的配合等均有密切关系。只有冶金与锻造质量、预先热处理、冷热加工的配合等均有密切关系。只有综合考虑这几方面的因素，采取相应的措施，才能取得良好的效果。生综合考虑这几方面的因素，采取相应的措施，才能取得良好的效果。生产中主要从以下几方面来考虑：产中主要从以下几方面来考虑： i合理设计零件。合理设计零件。 ii正确制定锻造和预先热处理工艺。正确制定锻造和预先热处理工艺。 iii冷热加工配合要协调。冷热加工配合要协调。 iv制定合理的热处理工艺。制定合理的热处理工艺。（3）热处理缺陷及其
35、防止）热处理缺陷及其防止回火缺陷回火缺陷 i硬度不合格硬度不合格 回火后硬度过高一般是回火不充分造成回火后硬度过高一般是回火不充分造成的，补救办法是按正常回火规范重新回火。回火后硬度的，补救办法是按正常回火规范重新回火。回火后硬度不足，主要原因是回火温度过高。补救办法是按前述返不足，主要原因是回火温度过高。补救办法是按前述返修规范重新淬火并回火。修规范重新淬火并回火。 ii韧性过低韧性过低 在第一类回火脆性区回火或具有第二类回在第一类回火脆性区回火或具有第二类回火脆性敏感的钢材，回火后未进行快冷，都会使工件回火脆性敏感的钢材，回火后未进行快冷，都会使工件回火后脆性增加。补救办法是对在第一类回火
36、脆性区进行火后脆性增加。补救办法是对在第一类回火脆性区进行回火的工件，按返修规范重新淬火并避开该脆性区进行回火的工件，按返修规范重新淬火并避开该脆性区进行回火；对因在第二类回火脆性区回火而未快冷的工件，回火；对因在第二类回火脆性区回火而未快冷的工件，可采用稍高一些的温度进行短时回火并快冷。可采用稍高一些的温度进行短时回火并快冷。4 热处理设备概要热处理设备概要 4.1 热处理炉的分类热处理炉的分类 4.3 热处理电阻炉热处理电阻炉 4.4 盐浴炉盐浴炉 4 热处理设备概要热处理设备概要 4.1 热处理炉的分类热处理炉的分类 加热是热处理过程中不可少的工序，而大多数加热形式又都是在热处理加热炉中
37、进行的。因此了解各种热处理加热炉的类型、主要性能和工作特点等是十分必要的。 4.1.3 按加热介质分类按加热介质分类 有空气炉、浴炉、可控气氛炉、流动粒子炉、真空炉等。 4.3 热处理电阻炉热处理电阻炉 4.3 热处理电阻炉热处理电阻炉4.4 盐浴炉盐浴炉 盐浴炉按热源方式可分为内热式和外盐浴炉按热源方式可分为内热式和外热式两种。内热式以电极盐浴炉应用最普热式两种。内热式以电极盐浴炉应用最普遍；外热式按热源种类不同，分为电热式遍；外热式按热源种类不同，分为电热式和燃料加热式两种。和燃料加热式两种。 4.4 盐浴炉盐浴炉4.4.1 外热式坩埚盐浴炉外热式坩埚盐浴炉 其牌号为：其牌号为：RYG-1
38、0-8，工业电阻坩埚盐浴炉工业电阻坩埚盐浴炉 4.4 盐浴炉盐浴炉 4.4.2 电极盐浴炉电极盐浴炉 它是在井式炉膛内插入或在炉墙中埋入电极，它是在井式炉膛内插入或在炉墙中埋入电极，通以低电压大电流的交流电，借助熔盐的电阻发通以低电压大电流的交流电，借助熔盐的电阻发出热能，使熔盐达到要求的温度，并使熔盐中的出热能，使熔盐达到要求的温度，并使熔盐中的工件加热。由于电流通过熔盐时产生强电磁循环，工件加热。由于电流通过熔盐时产生强电磁循环，促使熔盐翻腾，因而炉温易均匀，且加热迅速。促使熔盐翻腾，因而炉温易均匀，且加热迅速。常见的插入式电极盐炉结构图，如常见的插入式电极盐炉结构图，如RYD-50-6；
39、埋入式电极盐浴炉结构，如图所示，例如埋入式电极盐浴炉结构，如图所示，例如RDM-35-6 R表示工业电阻炉，表示工业电阻炉，DM表示埋入式电极表示埋入式电极盐浴炉。盐浴炉。 5 热处理基础知识小结热处理基础知识小结 金属、金属材料与合金的概念；金属、金属材料与合金的概念；金属的三种典型晶体结构。金属的三种典型晶体结构。 （1）纯铁的同素异构转变）纯铁的同素异构转变学习铁碳学习铁碳相图、钢的热处理的重要基础。相图、钢的热处理的重要基础。（2）基本相与组织（）基本相与组织（F,A,Cm，P,L）（3）相图的两种表示方法相图的两种表示方法（5）铸铁的特征（牌号表示法，组织特）铸铁的特征（牌号表示法，组织特征）征） (5) 淬火钢的回火转变（淬火钢的回火转变（4个阶段）个阶段） （6）普通热处理工艺特点、使用范围及相应组织）普通热处理工艺特点、使用范围及相应组织 (7) 表面热处理简介表面热处理简介 （8）热处理缺陷（氧化脱碳，过热过烧，淬火硬度不）热处理缺陷（氧化脱碳，过热过烧，淬火硬度不足，软点，变形开裂，回火缺陷）及防止足，软点，变形开裂，回火缺陷）及防止 5.4 热处理设备简介热处理设备简介 宋斌宋斌 谢谢大家！谢谢大家！
