1、江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校金属材料与热处理班级:11综合时间:2012.11.30江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校4-3 热处理的基本方法教学目的：1、掌握退火、正火的概念、目的2、掌握退火的分类及应用3、了解钢的淬透性和淬硬性、淬火缺陷4、掌握钢的淬火的定义，加热温度，淬火冷却方法，淬火方法5、掌握回火的概念、目的6、掌握淬火钢回火时组织与性能的变化7、重点掌握回火的分类及应用，调质教学重点与难点：1、钢的淬火的定义，加热温度，淬火冷却方法，淬火方法是重点2、钢的淬透性和淬硬性、淬火缺陷是难点3、 钢的回火分类及应用是教学重点与难点江苏省高淳中等专业学校江苏省高
2、淳中等专业学校一、退火与正火1.退火概念： 将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺称为退火。退火的目的：(1)降低硬度，提高切削加工性能；(2)提高塑性，便于冷变形加工；(3)细化晶粒或消除组织缺陷，改善使用性能，(4)消除铸造偏析，均匀化学成分；(5)消除内应力，稳定工件尺寸，减小变形，防止开裂；(6)消除淬火过热影响，再进行重新淬火;(7)脱氢，防止白点。江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校退火的分类：1)加热温度在Ac3点以上30-50C保温一段时间后随炉冷至500C空冷的过程称为完全退火；完全退火工艺1-普通退火 2-等温退火江苏省高淳中等专
3、业学校江苏省高淳中等专业学校2)加热温度在Ac1与Acm点之间的称为不完全退火或球化退火；3)加热温度在Ac1点以下称为低温退火；还有扩散退火等退火工艺（目的：去应力或均匀化）。T7T12钢球化退火工艺江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校2.正火(1)将钢加热到上临界点(A3、Acm)以上，进行完全奥氏体化，然后在空气中冷却(有时吹风或喷雾冷却)的热处理过程称为正火。(2)正火与退火相比，冷却速度比较快，接近共析成分的碳钢(含碳量为Wc=0.6%1.4)正火后得到珠光体或索氏体的伪共析组织；中碳钢正火后的组织是少量铁素体加伪共析组织；对于低碳钢，正火后的组织中珠光体量多, 片细(与退火
4、相比较)。(3)正火主要用于如下场合：a.善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；b.正火可细化晶粒；c.消除过共析钢中的网状渗碳体，改善钢的力学性能，并为球化退火作组织准备；d.代替中碳钢和低碳合金结构钢的退火。江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校二淬火和回火1.淬火 钢的淬火是将钢加热到临界点30-50C以上，保温一定时间进行奥氏体化，然后在水或油中快速冷却，使奥氏体冷却到Ms点以下发生马氏体转变的热处理工艺。钢的淬火组织主要是马氏体，虽然马氏体不是热处理所要得到的最终组织，但马氏体再经适当的回火，可以使钢获得需要的组织和使用性能，最终达到热处
5、理的目的。(1)淬火加热温度 淬火加热温度的确定应以获得晶粒细小成分均匀的奥氏体为原则，以便得到细小的马氏体组织。 a.亚共析钢的淬火加热温度约为Ac3+(30-50) C，亚共析合金钢可以是Ac3+(30-70)C。 b.对于过共析钢，淬火前的组织应是粒状珠光体，淬火加热温度为Al+(30-50)C。 江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校(2)(2)淬火冷却淬火冷却 a.a.理想的淬火冷却速度理想的淬火冷却速度 淬火时，工件的冷却速度必须大于临界冷却速度才能获得马氏淬火时，工件的冷却速度必须大于临界冷却速度才能获得马氏体组织。体组织。 b.b.冷却介质冷却介质 盐水盐水 水水 油（冷
6、却速度）油（冷却速度）理想的冷却速度示意图江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校(3)淬透性 淬透性定义 淬透性是钢的一种热处理工艺性能，表征钢在淬火时所能得到的淬硬层深度。 一般将有50%分解产物加50%马氏体组织(又称半马氏体组织)处的深度定义为淬硬层深度，从表面到半马氏体处又称为淬透层。 同样形状和尺寸的工件，在同样条件下淬火，由于所用的钢种不同，淬硬层的深度不同，淬硬层深的钢淬透性好。淬透性与冷却速度关系 江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校影响淬透性因素 淬透性的好坏取决于钢的过冷奥氏体的稳定性，过冷奥氏体稳定性越大，分解转变的孕育期越长，C曲线越向右移，临界冷却速度越
7、小，越容易得到马氏体，钢的淬透性越好。 (a)亚共析钢：C增高，淬透性提高；(b)过共析钢：C增高，淬透性降低；(c)除Co以外，溶入奥氏体的合金元素，都增大奥氏体的稳定性，使淬透性提高；(d)A化温度越高淬透性增大。淬透性的意义 钢的淬透性在生产中有很重要的意义。在拉压或剪切载荷下服役的工件，希望其整个截面上性能均匀一致，由于所用钢种的淬透性差，淬硬层浅，只有表面很浅一层强度高，其他部位性能低，不能充分发挥材料的潜力。所以对于截面较大的重要工件，应选用淬透性好的钢种，便于工件在淬火时能够淬透，使截面获得均匀的组织和性能。对于形状比较复杂，或者变形要求严格的工件，如果选用淬透性好的钢，可以在较
8、缓和的淬火剂中淬火，减少淬火应力和变形。淬透性很好的合金钢，甚至可以在空气中冷却得到马氏体组织。 江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校淬火方法 a.单液淬火 工件在奥氏体化以后，放入一种冷却介质中一直冷却到室温，如图中的曲线1。b.双液淬火 如图中的曲线2所示，工件加热奥氏体化后，首先放入水中冷却到Ms温度附近，再快速转移到油中较慢地冷却到室温。c.分级淬火 将奥氏体化的工件先置于温度约为Ms点的盐浴或碱浴中冷却，待工件内外温度一致后，再取出在油中或空气中冷却，如图中的曲线3所示。 d.等温淬火 将奥氏体化的工件先置于温度约高于Ms点的盐浴或碱浴中冷却，待工件内外温度一致后，再取出在油
9、中或空气中冷却，如图中的曲线4所示。e.局部淬火f.冷处理江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校常用的淬火方式冷却曲线 (4)淬火缺陷： a）氧化与脱碳 b）过热和过烧 c）变形与开裂 d）硬度不足 e）软点江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校2.回火概念： 将钢淬火后，再加热到Ac1点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。回火目的： 1）消除内应力； 2）获得所需要的力学性能； 3）稳定组织和尺寸。淬火钢在回火时的组织转变: 0100 C M未分解,组织：M+残A； 100-200C M开始分解，正方度降低，碳脱熔析出渗碳体（Fe2.4C）,组织：过
10、饱和的固溶体+ 渗碳体+残A回火M； 200-300C 残余A分解为M或下B，硬度和强度并不下降 300-400C M分解为F()+Fe3C，渗碳体转变为Fe3C； 400C 固溶体回复再结晶，c/a下降到1变为体心立方结构，亚结构明显减少或消失。 江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校常用的三种回火工艺常用的三种回火工艺 (1)(1)低温回火低温回火 温度：温度：150150250250 C C； 组织：回火马氏体；组织：回火马氏体； 主要目的：是降低钢中的淬火残余应力和脆性；主要目的：是降低钢中的淬火残余应力和脆性； 性能特点：高的硬度性能
11、特点：高的硬度(58-64HRC)(58-64HRC)和耐磨性，疲劳强度高。和耐磨性，疲劳强度高。 适用场合：各种高碳钢工具、冷作模具、滚动轴承和渗碳的结适用场合：各种高碳钢工具、冷作模具、滚动轴承和渗碳的结构件都采用淬火低温回火工艺。对于尺寸稳定性要求很高的精密零构件都采用淬火低温回火工艺。对于尺寸稳定性要求很高的精密零件件( (如高精密滚动轴承如高精密滚动轴承) )，需经低温长时间回火或多次低温回火，稳，需经低温长时间回火或多次低温回火，稳定组织和充分消除残余应力。定组织和充分消除残余应力。 江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校(2)(2)中温回火中温回火 温度：温度：350350
12、500500 C C； 组织：一般得到回火屈氏体；组织：一般得到回火屈氏体； 性能特点：是具有一定的韧性，同时又有较高的弹性极限和屈性能特点：是具有一定的韧性，同时又有较高的弹性极限和屈服强度；服强度； 应用场合：主要应用于各种弹簧零件。应用场合：主要应用于各种弹簧零件。(3)(3)高温回火高温回火 温度：温度：500500650650 C C； 组织：回火索氏体；组织：回火索氏体； 目的：获得强度、硬度和塑性、韧性有良好配合的综合力学性目的：获得强度、硬度和塑性、韧性有良好配合的综合力学性能。能。 淬火加高温回火处理，通常称为调质处理，或简称调质。淬火加高温回火处理，通常称为调质处理，或简称调质。 应用场合：各种重要的结构零件，如各种轴、齿轮、连杆和其应用场合：各种重要的结构零件，如各种轴、齿轮、连杆和其他重要的连接件等等他重要的连接件等等。江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校江苏省高淳中等专业学校
