課題2鋼的基本組織和熱處理

1、機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理1.金屬、合金的晶體結(jié)構(gòu)金屬、合金的晶體結(jié)構(gòu) 及鐵碳合金的五及鐵碳合金的五種基本組織種基本組織2.金屬材料的普通熱處理及表面熱處理金屬材料的普通熱處理及表面熱處理3.激光淬火新技術(shù)激光淬火新技術(shù)1.三種常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu)、三種常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu)、 合金相結(jié)合金相結(jié) 構(gòu)及鐵碳合金分類構(gòu)及鐵碳合金分類 2.退火、正火、淬火及回火的應(yīng)用。退火、正火、淬火及回火的應(yīng)用?！局攸c(diǎn)掌握【重點(diǎn)掌握】【主要內(nèi)容【主要內(nèi)容】機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 不同的金屬材料在載

2、荷作用下表現(xiàn)出不同的力學(xué)性不同的金屬材料在載荷作用下表現(xiàn)出不同的力學(xué)性能，如下表所示的能，如下表所示的45鋼。鋼。 不同冷卻條件對(duì)不同冷卻條件對(duì)45鋼力學(xué)性能的影響鋼力學(xué)性能的影響（加熱溫度（加熱溫度840）冷卻冷卻方法方法抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度Rm/MP a屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度Rel/ MP a斷后伸長(zhǎng)率斷后伸長(zhǎng)率A（%）斷面收縮率斷面收縮率Z（%）硬度硬度HRC爐冷爐冷519272325491518空冷空冷657705333151845501824油冷油冷8826081820484050水冷水冷10787067812145260機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的

3、基本組織和熱處理 晶體晶體原子（離子或分子）呈原子（離子或分子）呈規(guī)則排列的物質(zhì)。如冬天的雪花規(guī)則排列的物質(zhì)。如冬天的雪花、天然金剛石、一切固態(tài)金屬及、天然金剛石、一切固態(tài)金屬及合金都是晶體合金都是晶體。l1 . 影響金屬材料性能的因素影響金屬材料性能的因素 （1）金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)金屬材料的晶體結(jié)構(gòu) 固態(tài)物質(zhì)按其原子的聚集狀固態(tài)物質(zhì)按其原子的聚集狀態(tài)可分為晶體與非晶體兩大類態(tài)可分為晶體與非晶體兩大類雪花雪花三角八面鉆石原石三角八面鉆石原石 機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 1）常見(jiàn)的三種晶體結(jié)構(gòu)）常見(jiàn)的三種晶體結(jié)構(gòu) a.體心立方晶格體心

4、立方晶格 屬于體心立方晶格的常見(jiàn)金屬有鉻（屬于體心立方晶格的常見(jiàn)金屬有鉻（Cr）、鎢）、鎢(W)、鉬鉬(Mo)、-鐵（鐵（912以下為以下為-Fe）等）等 。塑性較好。塑性較好機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 lB.面心立方晶格面心立方晶格 屬于面心立方晶格的常見(jiàn)金屬有金（屬于面心立方晶格的常見(jiàn)金屬有金（Au）、銀）、銀(Ag)、銅、銅(Cu)、鋁、鋁（Al）、鎳）、鎳(Ni)、-鐵（鐵（9121394之間為之間為-Fe）等。塑性好）等。塑性好機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 c.密

5、排六方晶格密排六方晶格屬于密排六方晶格的常見(jiàn)金屬有鎂屬于密排六方晶格的常見(jiàn)金屬有鎂(Mg)、鈹鈹(Be)、鋅、鋅(Zn)、鎘、鎘(Cd)、-鈦鈦(-Ti)等。等。塑性較差塑性較差機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 （2 ）合金的晶體結(jié)構(gòu)）合金的晶體結(jié)構(gòu) 合金合金由兩種或兩種以上的金屬元素（或金屬與非由兩種或兩種以上的金屬元素（或金屬與非 金屬元素）通過(guò)熔煉組成的具有金屬特性的金屬元素）通過(guò)熔煉組成的具有金屬特性的 材料。如鋼鐵材料都是由鐵與碳組成的合金材料。如鋼鐵材料都是由鐵與碳組成的合金 相相合金中具有成分、結(jié)構(gòu)、性能均相同的均勻合金中具

6、有成分、結(jié)構(gòu)、性能均相同的均勻 組成部分組成部分 機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 l合金的相結(jié)構(gòu)可分為合金的相結(jié)構(gòu)可分為固溶體固溶體、金屬化合物。、金屬化合物。1）固溶體）固溶體 定義：定義：合金在固態(tài)下，由于組元間合金在固態(tài)下，由于組元間相互溶解而形成的均勻相相互溶解而形成的均勻相 固溶強(qiáng)化：固溶強(qiáng)化：形成固溶體時(shí)，合金強(qiáng)形成固溶體時(shí)，合金強(qiáng)度、硬度提高的現(xiàn)象度、硬度提高的現(xiàn)象機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 固溶體固溶體 固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題

7、課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理（3）鐵碳合金）鐵碳合金 是鐵和碳組成的合金是鐵和碳組成的合金 定義：定義： 是金屬與金屬、或金屬與是金屬與金屬、或金屬與非金屬之間形成的具有金屬非金屬之間形成的具有金屬特性的物質(zhì)特性的物質(zhì) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 晶格復(fù)雜，熔點(diǎn)較高，硬晶格復(fù)雜，熔點(diǎn)較高，硬度高，脆性大度高，脆性大 2）金屬化合物）金屬化合物機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理1）鐵碳合金的基本組織（五種基本組織）鐵碳合金的基本組織（五種基本組織）a.奧氏體（奧氏體（A） 碳溶于碳溶于r-Fe中所形成的間隙固溶體，奧氏體中所形成的間隙固

8、溶體，奧氏體 的強(qiáng)度、硬度比鐵素體要高。的強(qiáng)度、硬度比鐵素體要高。 b.鐵素體鐵素體 （F） 碳溶于碳溶于-Fe中所形成的間隙固溶體，強(qiáng)度、中所形成的間隙固溶體，強(qiáng)度、 硬度較低，而塑性、韌性較好硬度較低，而塑性、韌性較好,易于塑性成形加工易于塑性成形加工 c.滲碳體（滲碳體（Fe3C ） 滲碳體是鐵和碳組成的具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)滲碳體是鐵和碳組成的具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu) 的間隙化合物的間隙化合物 。硬度很高。硬度很高(約約800HBW)，脆性，脆性極極 大，塑性和韌性幾乎為零大，塑性和韌性幾乎為零 。 d.珠光體（珠光體（P）是鐵素體與滲碳體組成的機(jī)械混合物是鐵素體與滲碳體組成的機(jī)械混合物,具有具有

9、足夠的強(qiáng)度、硬度和塑性，綜合性能良好。足夠的強(qiáng)度、硬度和塑性，綜合性能良好。 e.萊氏體萊氏體 是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.3的鐵碳合金。硬度高的鐵碳合金。硬度高 （約（約700HBW），塑性、韌性極差，脆性大。），塑性、韌性極差，脆性大。 機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 鐵素體鐵素體珠光體珠光體機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理奧氏體奧氏體 萊氏體萊氏體機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理2） FeFe3C相圖相圖機(jī)械基礎(chǔ)

10、機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理合金合金種類種類工業(yè)工業(yè)純鐵純鐵鋼鋼白口鑄鐵白口鑄鐵亞共亞共析鋼析鋼共析共析鋼鋼過(guò)共過(guò)共析鋼析鋼亞共晶亞共晶白口鐵白口鐵共晶共晶白口鐵白口鐵過(guò)共晶過(guò)共晶白口鐵白口鐵wc c/%/%0.02180.02182.112.116.690.774.30平衡平衡組織組織FF+PPP+Fe e3 3C CP+FeFe3 3C C+Ld+LdLdLdLdLd+ + FeFe3 3C C鐵碳相圖的分類和室溫平衡組織鐵碳相圖的分類和室溫平衡組織機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理

11、鐵碳合金室溫下的組織、性能變化規(guī)律鐵碳合金室溫下的組織、性能變化規(guī)律機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理l2.鋼的熱處理鋼的熱處理:l是對(duì)固態(tài)金屬或合金采用適是對(duì)固態(tài)金屬或合金采用適當(dāng)方式進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，當(dāng)方式進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以達(dá)到所需的組織與性能的工以達(dá)到所需的組織與性能的工 藝，藝，如右圖所示。如右圖所示。熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線分類：分類：普通熱處理：包括退火、正火普通熱處理：包括退火、正火 、淬火和回火、淬火和回火 表面熱處理：包括表面淬火等表面熱處理：包括表面淬火等 化學(xué)熱處理：包括滲碳、滲氮化學(xué)熱處理：包括滲碳、滲

12、氮機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理（1） 金屬材料普通熱處理金屬材料普通熱處理 1）退火）退火將金屬材料加熱到一定溫度，保溫后緩慢冷卻（在將金屬材料加熱到一定溫度，保溫后緩慢冷卻（在 爐中或埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中）的熱處理工藝爐中或埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中）的熱處理工藝 。 退火目的退火目的： 細(xì)化晶粒、均勻組織、降低硬度、消除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶粒、均勻組織、降低硬度、消除內(nèi)應(yīng)力、 改善切削加工性能。改善切削加工性能。常用退火方法常用退火方法:完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火等。完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火等。a.完全退火完全退火 加熱溫度：加

13、熱溫度：AC3（臨界點(diǎn)）（臨界點(diǎn)）+（30 50） 應(yīng)用：用于亞共析鋼的鑄件、鍛軋件、焊接件等。應(yīng)用：用于亞共析鋼的鑄件、鍛軋件、焊接件等。 機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 b.球化退火球化退火 加熱溫度：加熱溫度：AC1（臨界點(diǎn)）（臨界點(diǎn)）+ （20 40） 應(yīng)用：共析、過(guò)共析鋼的鍛、應(yīng)用：共析、過(guò)共析鋼的鍛、 軋件及結(jié)構(gòu)鋼的冷擠壓件軋件及結(jié)構(gòu)鋼的冷擠壓件 c.去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火 加熱溫度：加熱溫度：500650 應(yīng)用：消除鑄件、鍛件、焊接件、精應(yīng)用：消除鑄件、鍛件、焊接件、精 加工件等殘存的內(nèi)應(yīng)力，以穩(wěn)加工件等殘存的內(nèi)應(yīng)力，以穩(wěn)

14、定尺寸，減少變形，防止開(kāi)裂。定尺寸，減少變形，防止開(kāi)裂。 真空退火爐真空退火爐動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理臺(tái)車爐臺(tái)車爐箱式爐箱式爐退火熱處理爐退火熱處理爐機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 2）正火）正火是將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上，保溫適當(dāng)時(shí)間后在靜止的空氣是將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上，保溫適當(dāng)時(shí)間后在靜止的空氣 中冷卻的熱處理工藝。中冷卻的熱處理工藝。 目的目的:細(xì)化晶粒、調(diào)整硬度，并為后續(xù)工序作好組織準(zhǔn)備。細(xì)化晶粒、調(diào)整硬度，并為后續(xù)工序作好組織準(zhǔn)備。 從經(jīng)濟(jì)性能上考

15、慮從工藝性能上考慮從工藝性能上考慮從使用性能上考慮從使用性能上考慮正火正火 與與退火退火 的的選用選用動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 加熱溫度范圍加熱溫度范圍 熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理3）鋼的淬火）鋼的淬火是將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上是將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上3070，保溫后以大于臨，保溫后以大于臨界冷卻速度冷卻的熱處理工藝。界冷卻速度冷卻的熱處理工藝。 目的：目的： 得到高硬度、高耐磨組織以及得到高硬度、高耐磨組織以及強(qiáng)度、韌性的良好

16、配合，以適強(qiáng)度、韌性的良好配合，以適應(yīng)不同工作條件的需要應(yīng)不同工作條件的需要常用的淬火介質(zhì)：常用的淬火介質(zhì)： 水、鹽水或堿水、水、鹽水或堿水、礦物油以及鹽浴或堿浴等礦物油以及鹽浴或堿浴等動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理鋼的理想淬火冷卻曲線鋼的理想淬火冷卻曲線 碳鋼的淬火加熱溫度范圍碳鋼的淬火加熱溫度范圍機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理快速淬火爐快速淬火爐工件浸入淬火劑的方法工件浸入淬火劑的方法 動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組

17、織和熱處理鋼的基本組織和熱處理4）回火）回火 將淬火零件重新加熱到臨界點(diǎn)以下某一溫度，將淬火零件重新加熱到臨界點(diǎn)以下某一溫度，保溫一定時(shí)間后冷卻到室溫的工藝。淬火后必須及時(shí)保溫一定時(shí)間后冷卻到室溫的工藝。淬火后必須及時(shí)進(jìn)行回火。進(jìn)行回火。 目的：目的： 主要是為了消除或減少淬火內(nèi)應(yīng)力，降低脆性，防主要是為了消除或減少淬火內(nèi)應(yīng)力，降低脆性，防止工件變形與開(kāi)裂；穩(wěn)定組織，從而穩(wěn)定工件的形狀止工件變形與開(kāi)裂；穩(wěn)定組織，從而穩(wěn)定工件的形狀與尺寸；調(diào)整工件的力學(xué)性能，以滿足最終性能（硬與尺寸；調(diào)整工件的力學(xué)性能，以滿足最終性能（硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性等）要求。度、強(qiáng)度、塑性和韌性等）要求。機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基

18、礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理回火分為以下三種：回火分為以下三種：a.低溫回火低溫回火 (150250)：所得組織為回火馬氏體。高硬度所得組織為回火馬氏體。高硬度（5864HRC）、高耐磨性，同時(shí)內(nèi)應(yīng)力明低，減少了鋼的脆性。）、高耐磨性，同時(shí)內(nèi)應(yīng)力明低，減少了鋼的脆性。 應(yīng)用：應(yīng)用：用于各種高碳鋼、合金工具鋼制造的刃具、量具、冷用于各種高碳鋼、合金工具鋼制造的刃具、量具、冷 作模具以及滾動(dòng)軸承、滲碳件、碳氮共滲件和表面淬作模具以及滾動(dòng)軸承、滲碳件、碳氮共滲件和表面淬 火件等淬火后的回火。火件等淬火后的回火。b.中溫回火中溫回火 （350500)：組織

19、為回火托氏體。硬度一般為組織為回火托氏體。硬度一般為 3550HRC。屈強(qiáng)比較高，淬火內(nèi)應(yīng)。屈強(qiáng)比較高，淬火內(nèi)應(yīng) 力基本消除。力基本消除。應(yīng)用：應(yīng)用：常用于彈性零件（如彈簧、發(fā)條、刀桿、軸套）以及熱作常用于彈性零件（如彈簧、發(fā)條、刀桿、軸套）以及熱作 模具等淬火后的回火。模具等淬火后的回火。 機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理lc.高溫回火高溫回火 （500650）：）：組織為回火索氏體。通常把淬火加組織為回火索氏體。通常把淬火加高溫回火的復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火后硬度一般高溫回火的復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火后硬度一般

20、為為220330HBW。綜合性能好。綜合性能好。 應(yīng)用：應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等承受載荷較大、受力廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等承受載荷較大、受力 復(fù)雜的重要結(jié)構(gòu)零件復(fù)雜的重要結(jié)構(gòu)零件 ，如，如齒輪、軸類等零件。齒輪、軸類等零件。 回火保溫時(shí)間：回火保溫時(shí)間：13h，冷卻方式一般為空冷。，冷卻方式一般為空冷。機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理回火爐回火爐機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理（2）金屬材料表面熱處理）金屬材料表面熱處理1）表面淬火）表面淬火是將鋼件的表面層是將鋼件

21、的表面層淬透到一定深度，而心淬透到一定深度，而心部仍保持未淬火狀態(tài)的部仍保持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火的方法一種局部淬火的方法 ，如右圖。如右圖。感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火 機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理2）化學(xué)熱處理）化學(xué)熱處理將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越閷⒐ぜ糜谶m當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫，使一種或幾質(zhì)中加熱、保溫，使一種或幾種元素種元素(碳、氮、硼、鉻等碳、氮、硼、鉻等)滲滲入工件表面，以改變其表面化入工件表面，以改變其表面化學(xué)成分、組織和性能的

22、熱處理學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。工藝。 可控氣氛滲碳爐可控氣氛滲碳爐機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理滲碳變速齒輪滲碳變速齒輪氮化件氮化件機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理3.激光淬火新技術(shù)激光淬火新技術(shù) 為了不斷提高鋼材及零件的性能，縮短生產(chǎn)周期和改善勞動(dòng)條為了不斷提高鋼材及零件的性能，縮短生產(chǎn)周期和改善勞動(dòng)條件，經(jīng)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的熱處理工藝及新技術(shù)。如激光件，經(jīng)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的熱處理工藝及新技術(shù)。如激光淬火淬火動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一

23、課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 整體熱處理性能及用途小結(jié)整體熱處理性能及用途小結(jié)類別類別名稱名稱工藝工藝硬度硬度用途用途普普通通熱熱處處理理退火退火加熱：臨界點(diǎn)以上加熱：臨界點(diǎn)以上 去應(yīng)力去應(yīng)力500650冷卻：爐冷冷卻：爐冷160220HBW消除缺陷，降低消除缺陷，降低硬度，便于機(jī)硬度，便于機(jī)加加正火正火加熱：臨界點(diǎn)以上加熱：臨界點(diǎn)以上3050冷卻：空冷冷卻：空冷2535HRC性能高，生產(chǎn)率性能高，生產(chǎn)率高，經(jīng)濟(jì)高，經(jīng)濟(jì)淬火淬火加熱：臨界點(diǎn)以上加熱：臨界點(diǎn)以上3070冷卻：水冷或油冷冷卻：水冷或油冷3065HRC為回火做準(zhǔn)備為回火做準(zhǔn)備回火回火低溫回火：低溫回火：150

24、250中溫回火：中溫回火：350350500500高溫回火：高溫回火：500500650650冷卻：隨爐冷冷卻：隨爐冷5864HRC工、模、量具等工、模、量具等3550 HRC彈簧、熱模具等彈簧、熱模具等220330HBW重要結(jié)構(gòu)件軸等重要結(jié)構(gòu)件軸等機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 1解釋名詞：解釋名詞： 固溶體：合金在固態(tài)下，由于組元間相互溶解而形成的均勻固溶體：合金在固態(tài)下，由于組元間相互溶解而形成的均勻相稱為固溶體。相稱為固溶體。 金屬化合物：是金屬與金屬、或金屬與非金屬之間形成的具金屬化合物：是金屬與金屬、或金屬與非金屬之間形成的

25、具有金屬特性的化合物相。有金屬特性的化合物相。 鐵素體：碳溶于鐵素體：碳溶于-Fe中所形成的間隙固溶體稱為鐵素體中所形成的間隙固溶體稱為鐵素體 奧氏體：碳溶于奧氏體：碳溶于r-Fe中所形成的間隙固溶體稱為奧氏體。中所形成的間隙固溶體稱為奧氏體。 珠光體：是鐵素體與滲碳體組成的機(jī)械混合物。珠光體：是鐵素體與滲碳體組成的機(jī)械混合物。 熱處理：是對(duì)固態(tài)金屬或合金采用適當(dāng)方式進(jìn)行加熱、保溫?zé)崽幚恚菏菍?duì)固態(tài)金屬或合金采用適當(dāng)方式進(jìn)行加熱、保溫和冷卻和冷卻 ，以達(dá)到所需的組織與性能的工藝。，以達(dá)到所需的組織與性能的工藝。 退火：將金屬材料加熱到一定溫度，保溫后緩慢冷卻（在爐退火：將金屬材料加熱到一定溫度，

26、保溫后緩慢冷卻（在爐中或埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中）的熱處理工藝。中或埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中）的熱處理工藝。【習(xí)題與思考題習(xí)題與思考題】機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 正火：是將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上，保溫適當(dāng)時(shí)間后在靜止的空正火：是將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上，保溫適當(dāng)時(shí)間后在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。氣中冷卻的熱處理工藝。 淬火：是將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上淬火：是將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上3070，保溫后以大于臨界，保溫后以大于臨界冷卻速度冷卻的熱處理工藝。冷卻速度冷卻的熱處理工藝。 回火：將淬火零件重新加熱到臨界點(diǎn)以下某一溫度，保溫一定時(shí)回火：

27、將淬火零件重新加熱到臨界點(diǎn)以下某一溫度，保溫一定時(shí)間后冷卻到室溫的工藝。間后冷卻到室溫的工藝。2 2簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題（1 1）熱處理工藝由哪三個(gè)階段組成？試畫(huà)出工藝）熱處理工藝由哪三個(gè)階段組成？試畫(huà)出工藝曲線。曲線。答：熱處理工藝由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組答：熱處理工藝由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成。工藝曲線如圖成。工藝曲線如圖2-12-1所示。所示。機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理（2）退火和正火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選用？）退火和正火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選用？ 答：退火和正火的主要區(qū)別是冷卻速度。生產(chǎn)中選用退火和正答：

28、退火和正火的主要區(qū)別是冷卻速度。生產(chǎn)中選用退火和正火一般從以下三個(gè)方面考慮：火一般從以下三個(gè)方面考慮：從使用性能上考慮。力學(xué)性能要求從使用性能上考慮。力學(xué)性能要求不高、受力不大的工件，可采用正火熱處理；不高、受力不大的工件，可采用正火熱處理；從工藝性能上考慮從工藝性能上考慮。鋼的硬度在。鋼的硬度在170260HBW范圍內(nèi)時(shí)，切削加工性良好。而低碳鋼范圍內(nèi)時(shí)，切削加工性良好。而低碳鋼（wC0.25的鐵碳合金），退火后硬度低，切削加工易的鐵碳合金），退火后硬度低，切削加工易“粘刀粘刀”，可采用正火，提高硬度，改善切削加工性；對(duì)于高碳鋼（，可采用正火，提高硬度，改善切削加工性；對(duì)于高碳鋼（wC0.6

29、0的鐵碳合金稱為高碳鋼），當(dāng)?shù)蔫F碳合金稱為高碳鋼），當(dāng)wC0.75時(shí)，一般采用球化時(shí)，一般采用球化退火處理，可降低了硬度，便于切削加工，又能為淬火作好了組織退火處理，可降低了硬度，便于切削加工，又能為淬火作好了組織準(zhǔn)備；準(zhǔn)備；從經(jīng)濟(jì)性能上考慮。正火比退火生產(chǎn)周期短，成本低，操?gòu)慕?jīng)濟(jì)性能上考慮。正火比退火生產(chǎn)周期短，成本低，操作簡(jiǎn)單，故在滿足材料使用性能及工藝性能要求前提下，應(yīng)盡量選作簡(jiǎn)單，故在滿足材料使用性能及工藝性能要求前提下，應(yīng)盡量選用正火處理。用正火處理。機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理 （3）何謂退火？退火的目的是什么？常用退火工

30、藝方法有哪）何謂退火？退火的目的是什么？常用退火工藝方法有哪些？些？ 答：將金屬材料加熱到一定溫度，保溫后緩慢冷卻（在爐中或答：將金屬材料加熱到一定溫度，保溫后緩慢冷卻（在爐中或埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中）的熱處理工藝稱為退火。退火的主要目埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中）的熱處理工藝稱為退火。退火的主要目的是：細(xì)化晶粒、均勻組織、降低硬度、消除內(nèi)應(yīng)力、改善切削加的是：細(xì)化晶粒、均勻組織、降低硬度、消除內(nèi)應(yīng)力、改善切削加工性能。常用退火方法有完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火等。工性能。常用退火方法有完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火等。 （4）何謂淬火？淬火的主要目的是什么？）何謂淬火？淬火的主要目的是什么？ 答

31、：鋼的淬火是將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上答：鋼的淬火是將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上3070，保溫后以，保溫后以大于臨界冷卻速度冷卻的熱處理工藝。淬火的主要目的是為了得到大于臨界冷卻速度冷卻的熱處理工藝。淬火的主要目的是為了得到高硬度、高耐磨的組織以及強(qiáng)度、韌性的良好配合，以適應(yīng)不同工高硬度、高耐磨的組織以及強(qiáng)度、韌性的良好配合，以適應(yīng)不同工作條件的需要。作條件的需要。 （5）簡(jiǎn)述三種常見(jiàn)回火工藝的組織、性能及應(yīng)用。）簡(jiǎn)述三種常見(jiàn)回火工藝的組織、性能及應(yīng)用。 答：低溫回火：回火溫度在答：低溫回火：回火溫度在150250之間，所得組織為回火之間，所得組織為回火機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼

32、的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理馬氏體?；鼗瘃R氏體組織基本保持淬火鋼的高硬度（馬氏體。回火馬氏體組織基本保持淬火鋼的高硬度（5864HRC）、高耐磨性，同時(shí)內(nèi)應(yīng)力明顯降低，減少了鋼的脆性。低溫回火）、高耐磨性，同時(shí)內(nèi)應(yīng)力明顯降低，減少了鋼的脆性。低溫回火常用于各種高碳鋼、合金工具鋼制造的刃具、量具、冷作模具以及常用于各種高碳鋼、合金工具鋼制造的刃具、量具、冷作模具以及滾動(dòng)軸承、滲碳件、碳氮共滲件和表面淬火件等淬火后的回火。滾動(dòng)軸承、滲碳件、碳氮共滲件和表面淬火件等淬火后的回火。 中溫回火：回火溫度在中溫回火：回火溫度在350500之間，所得組織為回火托之間，所得組織為回火托氏體。回火托氏

33、體組織具有較高的彈性極限和屈服強(qiáng)度及一定的韌氏體?；鼗鹜惺象w組織具有較高的彈性極限和屈服強(qiáng)度及一定的韌性，且屈強(qiáng)比較高，淬火內(nèi)應(yīng)力基本消除。中溫回火后硬度一般為性，且屈強(qiáng)比較高，淬火內(nèi)應(yīng)力基本消除。中溫回火后硬度一般為3550HRC。中溫回火常用于彈性零件（如彈簧、發(fā)條、刀桿、軸。中溫回火常用于彈性零件（如彈簧、發(fā)條、刀桿、軸套）以及熱作模具等淬火后的回火。一般槍械上使用的彈簧、擊針套）以及熱作模具等淬火后的回火。一般槍械上使用的彈簧、擊針、抽筒子、閉鎖卡鐵以及沖擊工具等，多采用淬火后中溫回火。、抽筒子、閉鎖卡鐵以及沖擊工具等，多采用淬火后中溫回火。 高溫回火：回火溫度在高溫回火：回火溫度在5

34、00650之間，所得組織為回火索之間，所得組織為回火索氏體。通常把淬火加高溫回火的復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理?；厥象w。通常把淬火加高溫回火的復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。回火索氏體組織具有強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性都較好的綜合力學(xué)性能火索氏體組織具有強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性都較好的綜合力學(xué)性能，且，且機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 主編主編 康一康一課題課題2 鋼的基本組織和熱處理鋼的基本組織和熱處理切削加工性能較好。高溫回火后硬度一般為切削加工性能較好。高溫回火后硬度一般為220330HBW。調(diào)質(zhì)處。調(diào)質(zhì)處理廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等承受載荷較大、受力復(fù)雜的重理廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等承受載荷較大、受力復(fù)雜的重要結(jié)構(gòu)零件，如曲軸、連桿、半軸、齒輪、高強(qiáng)度螺栓及軸類等。