1、1 第四节 钢的热处理 热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。热处理特点：不改变工件的形状和尺寸，提高工件的使用性能和使用寿命，而且还可以改善工件的加工工艺性能。2 热处理按目的与作用不同，分为以下三类：热处理整体热处理（旧称普通热处理）表面热处理化学热处理热处理方法很多，其工艺都由加热、保温和冷却三个阶段组成，可以用“温度-时间”为坐标的曲线来表示，称为热处理工艺曲线。3钢的退火与正火一、钢的退火退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺。退火目的：降低钢的硬度，以利于切削加工；提高塑形和韧性，以利
2、于冷变形加工；改善钢的性能或为以后的热处理做好组织准备；细化晶粒，消除钢中的残余内应力，防止变形和开裂。4一、钢的退火1.完全退火将工件完全奥氏体化后缓慢冷却，获得接近平衡组织的退火。加热温度：AC3以上2040。应用范围：合金钢的铸件、锻件、热轧型材、焊件等。5一、钢的退火1.完全退火 目的：降低钢件的硬度、细化晶粒、消除应力、为最终的热处理做组织准备。主要用于钢的铸件、锻件、热轧型材，焊接件的退火。45钢锻件完全退火操作6一、钢的退火2.等温退火工件加热到高于AC3（或AC1）的温度，保持适当的时间，较快地冷却到珠光体转变区间的适当温度并等温保持，使奥氏体转变为珠光体类组织后在空气中冷却的
3、退火。应用范围：中碳钢，经渗碳处理的低合金钢及冲压件等 目的：与完全退火相同，但时间相对于完全退火要短，用等温退火代替完全退火有利于缩短生产时间。7一、钢的退火3.球化退火为使工件中的碳化物球状化而进行的退火。应用范围：含碳量较高的合金钢。目的：使钢中碳化物呈球状化，以降低硬度，改善切削加工性能，为以后的淬火做好准备。T10刚球化退火.wmvT8T8钢球化退火显微组织钢球化退火显微组织8一、钢的退火4.去应力退火为去除工件塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力及铸件内存在的残留应力而进行的退火。应用范围：主要用于消除铸件、锻压件、焊件、切削加工件等钢件的残余内应力，避免钢件在以后的加工过程和
4、使用过程中产生变形和开裂。9一、钢的退火5.均匀化退火以减少工件化学成分和组织的不均匀程度为主要目的，将其加热到高温并长时间保温，然后缓慢冷却的退火。加热温度：10501150高温。应用范围：其生产时间长，成本高，能耗大，主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件和锻坯等。10二、钢的正火正火是将工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。钢的正火只适用于碳素钢和合金元素含量不高的合金钢。正火目的与退火目的基本相同。4545钢炉冷显微组织钢炉冷显微组织4545钢空冷显微组织钢空冷显微组织11 正火与退火区别是正火冷却速度较快。共同点都是将钢加热到一定的温度，如45钢加热温度到820。但冷却的方式不同
5、，退火是采用缓慢冷却，如埋入沙、灰中或随炉温逐渐冷却，以消内部应力；正火是将工件暴露在空气中冷却。相比之下，正火冷却的速度要快，目的是要得到细化的组织结构，工件的硬度和强度较退火处理高，一般正火适用于提高低碳钢的硬度。1213二、钢的正火正火的应用与退火一样合金调质钢：为调质处理（淬火加高温回火）做好组织准备。高碳钢：为球化退火做好组织准备。低碳钢或低碳合金钢：改善其切削加工性。性能要求不高的零件、大型或形状复杂的零件：也可用正火作为最终热处理。14二、钢的正火 正火与退火区别.wmv几种退火与正火的热处理工艺曲线如下:热处理工艺曲线热处理工艺曲线正火的应用与退火相近，但成本较低，在可能情况下
6、，优先采用正火。15三、刚的淬火 淬火是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后快速冷却的热处理工艺。目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性，只能适用于中碳钢或高碳钢工件。如45钢加热到830左右，快速放入水、油或盐溶中冷却，使工件的温度快速冷却而得到较高的硬度、强度，是一种常用的重要的热处理方法。16常用的淬火冷却方法 1.单液淬火 单液淬火是将加热的工件放入一种淬火介质中快速冷却至室温的操作方法。操作简单，易实现机械化与自动化。适用于形状简单的工件，但容易因冷却速度太快产生淬火缺陷。17 2.双液淬火 将加热的碳钢先放在水或盐水中冷却，冷到300400时迅速移入油中冷却，这种水淬油冷的方法称为双液
7、淬火法。双液淬火法既可使工件淬硬，又能减少淬火的内应力，有效地防止产生淬火裂纹，主要用于形状复杂的高碳工具钢，如丝锥、板牙等，缺点是操作困难，技术要熟练。18 3.分级淬火法 分级淬火法是把加热好的工件先投入温度稍高的盐浴或碱浴中快速冷却停留一段时间，待其表面与心部达到介质温度后取出空冷的淬火方法。分级淬火法比双液淬火法进一步减少了应力和变形，操作较容易。由于盐浴、碱浴的冷却能力小，故分级淬火法适用于形状较复杂、尺寸较小的工件。19 4.等温淬火法 等温淬火法与分级淬火法相类似，只是在盐浴或碱浴中的保温时间要足够长，然后取出空冷。由于淬火内应力小，因此能有效地防止工件变形和开裂，但等温淬火法的
8、缺点是生产周期较长又需要一定的设备。等温淬火法常用于薄、细而形状复杂，尺寸要求精确，并且要求强度、韧性较高的工件，如成型刀具、模具和弹簧。20 淬火常用方法.wmv 钢的淬火.wmv 局部淬火.wmv21淬火工艺 1.淬硬性 淬硬性是指钢经过淬火后能达到的最高硬度，主要取决于钢中碳的质量分数，碳的质量分数越高，获得的硬度越高。2.淬透性 淬透性是指钢经淬火获得淬硬层深度的能力，淬透性越好，淬硬层越厚。淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火冷却方式。一般来说，碳质量分数相同的碳素钢与合金钢的淬硬性没有差别，而合金钢的淬透性高于碳素钢。22三、回火钢的回火操作.wmv 将钢重新加热到低于727的某一温
9、度，保温一定时间，然后空冷至室温的热处理工艺，称为回火。目的：减少或消除淬火时产生的内应力，稳定组织，以满足工件的使用需要的性能。按回火温度分成三个：回火方法与应用.wmv（1）低温回火 150250度目的：降低淬火内应力，提高韧性，并保持高的硬度和耐磨性；应用：高碳工具钢、合金钢刃具、量具、滚动轴承、冷作模具和要求硬而耐磨的零件。23（2）中温回火 250500度 目的：使淬火钢件具有高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性。用途：用于弹性零件（如弹簧、发条）和热作模具等。（3）高温回火 500650度 目的：获得合理的硬度、强度、韧性、塑性以及较好的综合力学性能。淬火后高温回火称为调质，是合金钢常用的一种提高材料力学性能的有效方法。调质处理广泛用于螺栓、连杆、齿轮、曲轴等重要的结构零件。
