金屬加工與實(shí)訓(xùn)(基礎(chǔ)常識與技能訓(xùn)練)課題三-鋼課件

鋼的熱處理綜述一課題三鋼的熱處理剛的普通熱處理二

鋼的表面熱處理和化學(xué)熱處理三課目一鋼的熱處理綜述一、熱處理的概念和目的二、熱處理的基本過程和原理三、熱處理的分類和應(yīng)用一、熱處理的概念和目的1．熱處理的概念

熱處理就是使固態(tài)金屬加熱到一定溫度，并在這個(gè)溫度保持一定時(shí)間（保溫），然后以一定的冷卻速度、方式冷卻下來，從而改變金屬內(nèi)部組織，獲得預(yù)期性能的工藝過程。2．熱處理的目的

熱處理不僅可以改善工件的加工工藝性能，更重要的是可以改善其使用性能，特別顯著地提高其力學(xué)性能，并延長其使用壽命。達(dá)到充分發(fā)揮材料潛力，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長使用壽命的目的。不同化學(xué)成分的材料可以具有不同的力學(xué)性能，而同一化學(xué)成分的材料，由于有不同的內(nèi)部組織，也可以具有不同的性能，通過不同的熱處理方法可以改變材料的內(nèi)部組織。二、熱處理的基本過程和原理1．加熱2．保溫3．冷卻三、熱處理的分類和應(yīng)用課目二鋼的普通熱處理一、退火二、正火三、淬火四、回火一、退火1．退火的用途通過退火處理可以達(dá)到以下目的。（1）降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工。（2）消除工件中的殘余應(yīng)力，防止工件變形和開裂。（3）消除缺陷，改善組織，細(xì)化晶粒，提高鋼的力學(xué)性能。（4）消除冷作硬化，提高塑性以利于繼續(xù)冷加工。（5）改善或消除毛坯在鑄、鍛、焊時(shí)所造成的成分或組織不均勻，以提高其工藝性能和使用性能。（6）消除前一道工序（鑄造、鍛造、冷加工等）所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，為下道工序最終熱處理（淬火、回火）做好準(zhǔn)備。2．常用的退火方法二、正火1．正火的用途

正火既可作為預(yù)備熱處理工藝，為后續(xù)熱處理工藝提供適宜的組織狀態(tài)，也可作為最終熱處理工藝，使工作具備合適的力學(xué)性能。（1）對力學(xué)性能要求不高的結(jié)構(gòu)、零件，可用正火作為最終熱處理，以提高其強(qiáng)度、硬度和韌性。（2）對低、中碳素鋼，可用正火作為預(yù)備熱處理，以調(diào)整硬度，改善切削加工性。2．退火與正火的選用

正火與退火的主要區(qū)別在于冷卻速度不同，正火冷卻速度較快，得到的組織細(xì)小，因而強(qiáng)度和硬度也較高。（1）從改善鋼的切削加工性能方面考慮。一般認(rèn)為，鋼的硬度在20HBC以下時(shí)具有良好的切削加工性能。（2）從使用性能方面考慮。一些受力不大的零件，力學(xué)性能要求不高，可用正火作為最后熱處理，對某些大型或形狀復(fù)雜的零件，當(dāng)淬火有開裂的危險(xiǎn)時(shí)，可用正火代替淬火、回火處理。（3）從經(jīng)濟(jì)性方面考慮。由于正火比退火生產(chǎn)周期短，操作簡便，工藝成本低。因此。在滿足鋼的使用性能和工藝性能的前提下，應(yīng)盡可能用正火代替退火。三、淬火淬火的目的

淬火是使鋼材強(qiáng)化和獲得某些特殊使用性能的主要方法，主要目的如下。（1）提高鋼的硬度及耐磨性。例如量具、模具、刀具等零件，通過淬火可以大幅提高其硬度及耐磨性。這類零件淬火后一般要配合低溫回火。（2）提高鋼的強(qiáng)韌性，即提高鋼的硬度、強(qiáng)度的同時(shí)獲得較高的塑韌性。如機(jī)器中的大部分承載零件（變速箱花鍵軸、機(jī)床主軸、齒輪等）。這類零件淬火后一般要配合高溫回火。（3）提高硬磁性，如用高碳鋼和磁鋼制的永久磁鐵。（4）提高零件的彈性，如各種彈簧。這類零件淬火后一般要配合中溫回火。（5）提高鋼的耐蝕性和耐熱性，如不銹鋼和耐熱鋼。四、回火1．回火的目的

淬火后的鋼鐵工件處于高內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)，不能直接使用，必須即時(shí)回火，否則會有斷裂的危險(xiǎn)。回火主要有以下幾個(gè)目的。（1）減小和消除淬火時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力和脆性，防止和減小工件的變形和開裂。（2）獲得穩(wěn)定組織，保證工件在使用中形狀和尺寸不發(fā)生改變。（3）調(diào)整工件的內(nèi)部組織，獲得工件所要求的使用性能。2．回火溫度的選擇和確定（1）低溫回火（溫度低于250℃的回火）。（2）中溫回火（溫度為350℃～500℃）。（3）高溫回火（回火溫度大于500℃）。課目三鋼的表面熱處理和化學(xué)熱處理一、表面熱處理的目的二、鋼的表面淬火三、鋼的化學(xué)熱處理一、表面熱處理的目的

對于齒輪、傳動(dòng)軸等重要零件，通過表面熱處理可以提高零件的表面性能，使其具有高硬度、高耐磨和高的疲勞強(qiáng)度。同時(shí)，又可以使零件心部具有足夠高的塑性和韌性。防止脆性斷裂，從而使整個(gè)零件“表硬心韌”。二、鋼的表面淬火1．工藝特點(diǎn)表面淬火的工藝特點(diǎn)如下。（1）不改變工件表面化學(xué)成分，只改變表面組織結(jié)構(gòu)和性能。（2）表面與心部的成分一致，但組織結(jié)構(gòu)不同。2．適用材料

一般多適用于中碳鋼、中碳合金鋼，也少量用于工具鋼、球墨鑄鐵等。例如用40鋼、45鋼制作的機(jī)床齒輪齒面的強(qiáng)化、主軸軸頸處的硬化等。三、鋼的化學(xué)熱處理1．工藝特點(diǎn)化學(xué)熱處理的工藝特點(diǎn)如下。（1）既改變工件表面化學(xué)成分，又改變表面組織結(jié)構(gòu)和性能。（2）表面與心部的成分不同、組織結(jié)構(gòu)不同。與表面熱處理的不同之處是，化學(xué)熱處理改變了工件表層的化學(xué)成分。2．目的

提高表面硬度、耐磨性，而使心部仍保持一定的強(qiáng)度和良好的塑性、韌性。3．分類

根據(jù)滲入元素的不同來分，化學(xué)熱處理主要有滲碳、滲氮、多元滲、滲鋁、滲鉻等滲非金屬和滲金屬兩大類。（1）滲碳、滲氮、碳氮共滲可提高零件的硬度、耐磨性