《模具材料與熱處理》課件-第三章 熱處理的基本方法

鋼的熱處理

§3-2熱處理的基本方法想一想：銼刀、銑刀等切削刀具，自身必須具有很高的硬度?？墒沁@么硬的刀具刀是通過(guò)切削加工生產(chǎn)出來(lái)，那么它們是如何被加工的？又是怎樣克服其硬度過(guò)高的這一困難的呢？想一想銼刀銑刀一、退火與正火機(jī)械零件一般的加工工藝順序：

作用：消除前一工序所造成的某些組織缺陷及內(nèi)應(yīng)力，可以改善材料的切削性能，為隨后的切削加工及熱處理（淬火—回火）做好組織準(zhǔn)備。退火是將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻(一般隨爐冷卻)的熱處理工藝。1.退火常用退火方法：完全退火球化退火去應(yīng)力退火727°C1148°C912`°C退火目的1、降低硬度，提高塑性，以利于切削加工和冷變形加工2、細(xì)化晶粒，均勻組織，為后續(xù)熱處理作好組織上的準(zhǔn)備3、消除殘余內(nèi)應(yīng)力，防止工件的變形與開(kāi)裂正火是將鋼加熱到Ac3或Accm以上30~50℃，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在空氣中冷卻的工藝方法。2.正火727°C1148°C912`°C

亞共析鋼：正火目的是細(xì)化晶粒，均勻組織，提高機(jī)械性能。

力學(xué)性能要求不高的普通結(jié)構(gòu)零件：正火可作為最終熱處理。

低、中碳結(jié)構(gòu)鋼：調(diào)整硬度，改善切削加工性能。

高碳過(guò)共析鋼：正火的目的是消除網(wǎng)狀滲碳體，有利于球化退火，為淬火做好組織準(zhǔn)備。強(qiáng)調(diào)：通常金屬材料最適合切削加工的硬度約為170～230HBW1—完全退火2—球化退火

3—去應(yīng)力退火

4—正火a)加熱溫度范圍b)熱處理工藝曲線退火和正火的加熱溫度范圍及熱處理工藝曲線想一想：在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中對(duì)退火與正火如何選擇？在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中對(duì)退火與正火的的選擇，應(yīng)從以下三個(gè)方面考慮：（1）切削加工性能含碳量低于0.5%的鋼，通常采用正火；含碳量為0.5%～0.75%的鋼，一般采用完全退火；含碳量高于0.75%的鋼或高合金鋼，均應(yīng)采用球化退火。（2）使用性能由于正火處理比退火處理使工件具有更好的力學(xué)性能，因此，若正火和退火都能滿(mǎn)足使用性能要求，應(yīng)優(yōu)先采用正火。對(duì)于形狀復(fù)雜或尺寸較大的工件，因正火可能產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致變形和裂紋，故宜采用退火。（3）經(jīng)濟(jì)性由于正火比退火生產(chǎn)周期短，效率高，成本低，操作簡(jiǎn)便，因此，盡可能優(yōu)先采用正火。1.淬火加熱溫度的選擇將鋼件加熱到Ac3或Ac1以上的適當(dāng)溫度，經(jīng)保溫后快速冷卻(冷卻速度大于v臨)，以獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝稱(chēng)為淬火。鋼的淬火溫度范圍二、淬火目的：獲得馬氏體組織，提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。淬火原理2.淬火介質(zhì)的選擇冷卻介質(zhì)對(duì)鋼的理想淬火冷卻速度應(yīng)是“慢―快―慢”。冷卻中要避免引起鋼件的變形和開(kāi)裂。3.常用的淬火方法4.鋼的淬透性與淬硬性

淬透性——規(guī)定條件下，鋼在淬火冷卻時(shí)獲得馬氏體組織深度的能力。

淬硬性——鋼在理想的淬火條件下，獲得馬氏體后所能達(dá)到的最高硬度。

取決于鋼的臨界冷卻速度，臨界冷卻速度越低，則鋼的淬透性越好。鋼的臨界冷卻速度又主要取決于其化學(xué)成份。

取決于含碳量的高低。低碳鋼淬火的最高硬度低，淬硬性差；高碳鋼淬火的最高硬度高，則淬硬性好。5.鋼的淬火缺陷淬火與正火的區(qū)別說(shuō)明：課后我會(huì)推送線上作業(yè)到學(xué)習(xí)通，大家要認(rèn)真完成哦，我已設(shè)置系統(tǒng)自動(dòng)改題、統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)并排名。大家必須按時(shí)完成作業(yè)哦?。?！作業(yè)：大家進(jìn)入學(xué)習(xí)通完成線上作業(yè)三、回火回火是將淬火后的鋼重新加熱到Ac1點(diǎn)以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。

降低淬火鋼的脆性和內(nèi)應(yīng)力，防止變形或開(kāi)裂。調(diào)整和穩(wěn)定淬火鋼的結(jié)晶組織以保證工件不再發(fā)生形狀和尺寸的改變。獲得不同需要的機(jī)械性能。目的：注：回火一般是熱處理的最后一道工序。回火1.回火過(guò)程和組織轉(zhuǎn)變鋼(45鋼)的回火組織a)回火馬氏體b)回火屈氏體c)回火索氏體40鋼的力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系2.回火后的力學(xué)性能

隨著加熱溫度的升高，鋼的強(qiáng)度、硬度下降，而塑性、韌性提高。

強(qiáng)調(diào)：回火鋼的性能只與加熱溫度有關(guān)，而與冷卻速度無(wú)關(guān)。3.回火脆性實(shí)踐證明，淬火鋼回火時(shí)，一般隨回火溫度的升高，鋼的強(qiáng)度、硬度降低，而塑性、韌性提高。（1）不可逆回火脆性不可逆回火脆性又稱(chēng)低溫回火脆性，是指鋼件淬火后在300℃左右的溫度區(qū)間回火后出現(xiàn)韌性下降的現(xiàn)象。它與回火冷卻速度無(wú)關(guān)。（2）可逆回火脆性可逆回火脆性又稱(chēng)高溫回火脆性，是指含有鉻、錳、鎳等元素的合金鋼工件淬火后，在400℃～500℃回火后緩慢冷卻所產(chǎn)生的脆性。它與回火冷卻速度有關(guān)。（2）回火方法和應(yīng)用

由于回火溫度決定鋼的組織和性能，所以生產(chǎn)中一般以工所需的硬度來(lái)決定回火溫度?；鼗鹚魇象w回火托氏體回火馬氏體退火與回火的區(qū)別調(diào)質(zhì)處理

鋼件淬火+高溫回火的復(fù)合熱處理工藝稱(chēng)為調(diào)質(zhì)處理。工件經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后，不僅具有較高的強(qiáng)度和硬度，而且塑性和韌性也明顯比正火處理得好。因此，一些重要的鋼制零件一般都采用調(diào)質(zhì)處理，而不采用正火。強(qiáng)調(diào)：調(diào)質(zhì)處理一般作為工件的最終熱處理，但由于調(diào)質(zhì)處理后鋼的硬度不太高，便于切削加工，并能得到較好的表面質(zhì)量，故也常作為表面