1、 單元三單元三 鋼的熱處理鋼的熱處理重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機械學(xué)院機械學(xué)院概概 述述鋼的熱處理鋼的熱處理就是通過在固態(tài)下加熱就是通過在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，使鋼材內(nèi)部的組織結(jié)、保溫和冷卻，使鋼材內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而獲得所需性能的一構(gòu)發(fā)生變化，從而獲得所需性能的一種工藝方法。種工藝方法。一、退火一、退火 退火退火將金屬或合金加熱至適當溫度，將金屬或合金加熱至適當溫度，保持一定時間后緩慢冷卻的熱處理工藝。保持一定時間后緩慢冷卻的熱處理工藝。退火的目的：退火的目的：1) 調(diào)整硬度，便于切削加工。調(diào)整硬度，便于切削加工。2) 消除或改善工件在鑄、鍛、焊等加工過消除或改善工

2、件在鑄、鍛、焊等加工過程中所造成的成分不均勻或組織缺陷，提程中所造成的成分不均勻或組織缺陷，提高工件的工藝性能和使用性能。高工件的工藝性能和使用性能。3) 消除內(nèi)應(yīng)力或加工硬化，以防工件變形消除內(nèi)應(yīng)力或加工硬化，以防工件變形開裂。開裂。工藝參數(shù)工藝參數(shù):退火的方法：完全退火、球化退火、均退火的方法：完全退火、球化退火、均勻化退火（擴散退火）、去應(yīng)力退火。勻化退火（擴散退火）、去應(yīng)力退火。二、正火二、正火 正火正火鋼材或鋼材或鋼件加熱至鋼件加熱至Ac3以上以上 30 50 （亞共析鋼）或亞共析鋼）或Accm 以以上上 30 50 （過共析鋼），保溫過共析鋼），保溫適當時間后在靜止的空氣中冷卻的適

3、當時間后在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。熱處理工藝。 正火的作用：正火的作用：1）對普通結(jié)構(gòu)鋼中的低碳鋼、低碳合金鋼對普通結(jié)構(gòu)鋼中的低碳鋼、低碳合金鋼工件，消除鑄造和焊接過程引起的過熱工件，消除鑄造和焊接過程引起的過熱缺陷，細化晶粒、提高硬度、改善切削缺陷，細化晶粒、提高硬度、改善切削加工性。加工性。2) 對力學(xué)性能要求不高或尺寸較大的結(jié)構(gòu)對力學(xué)性能要求不高或尺寸較大的結(jié)構(gòu)件，正火作為最終熱處理，以提高其強件，正火作為最終熱處理，以提高其強度、硬度。度、硬度。3）對中碳結(jié)構(gòu)鋼工件，正火可消除成形工對中碳結(jié)構(gòu)鋼工件，正火可消除成形工藝過程中產(chǎn)生的缺陷，保證合適的切削藝過程中產(chǎn)生的缺陷，保證合適的

4、切削加工硬度。加工硬度。4）消除過共析鋼網(wǎng)狀二次滲碳體。消除過共析鋼網(wǎng)狀二次滲碳體。三、淬火三、淬火n淬火淬火將鋼件加熱到將鋼件加熱到Ac1或或Ac3以上以上30 50 ，保溫一定時間，然后快速冷卻的熱保溫一定時間，然后快速冷卻的熱處理工藝。處理工藝。n目的目的為了獲得馬氏體組織，提高鋼的為了獲得馬氏體組織，提高鋼的硬度、強度和耐磨性，以滿足使用要求。硬度、強度和耐磨性，以滿足使用要求。(一一)、鋼的淬火工藝鋼的淬火工藝 淬火加熱溫度的選擇淬火加熱溫度的選擇 n亞共析鋼：亞共析鋼：Ac3+(30 100) n共析鋼和過共析鋼：共析鋼和過共析鋼： Ac1+(30 100) 名名 稱稱 最大冷卻速

5、度時最大冷卻速度時平均冷卻速度平均冷卻速度/(s-1)所在溫所在溫度度/ 冷卻速度冷卻速度 /( s-1)650550 300200 20靜止水靜止水34077513545040靜止水靜止水28554511041060靜止水靜止水2202758018510%NaCl 溶液溶液58020001800100015%NaOH 溶液溶液560283027507752010號機油號機油43023060658010號機油號機油4302307055203號號錠子油錠子油50012010050（二）（二）淬火冷卻介質(zhì)淬火冷卻介質(zhì)四、回火四、回火 鋼件經(jīng)淬火后雖然具有高的硬度和強鋼件經(jīng)淬火后雖然具有高的硬度和強

6、度，但脆性較大，并存在有較大的淬火度，但脆性較大，并存在有較大的淬火應(yīng)力，必須經(jīng)回火后才能使用。應(yīng)力，必須經(jīng)回火后才能使用。 回火回火將淬火后的鋼件加熱到將淬火后的鋼件加熱到Ac1以下的以下的適當溫度，保溫一定時間，然后按要求適當溫度，保溫一定時間，然后按要求的方法冷卻到室溫的熱處理工藝。的方法冷卻到室溫的熱處理工藝。 回火的目的：回火的目的： 1) 穩(wěn)定組織，消除淬火應(yīng)力，防止穩(wěn)定組織，消除淬火應(yīng)力，防止工件在以后的加工和使用過程中產(chǎn)工件在以后的加工和使用過程中產(chǎn)生變形和裂紋；生變形和裂紋； 2) 減少脆性，調(diào)整硬度，以滿足各減少脆性，調(diào)整硬度，以滿足各種工件對力學(xué)性能的不同要求。種工件對力

7、學(xué)性能的不同要求。回火種類及應(yīng)用回火種類及應(yīng)用 1、低溫回火、低溫回火 (150 250 )l 作用：保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性作用：保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性l 組織：回火馬氏體組織：回火馬氏體l 回火硬度：回火硬度：5864HRCl 應(yīng)用：刃具、量具、冷作模具、滾動軸應(yīng)用：刃具、量具、冷作模具、滾動軸承、滲碳淬火件和表面淬火件等。承、滲碳淬火件和表面淬火件等。2、中溫回火中溫回火 (350 500 )l作用：獲得高的彈性極限、屈服點作用：獲得高的彈性極限、屈服點和和 較好的韌性較好的韌性l組織：回火托氏體組織：回火托氏體l回火硬度：回火硬度：3550HRCl應(yīng)用：彈性零件及熱鍛模具應(yīng)用

8、：彈性零件及熱鍛模具3、高溫回火高溫回火 (500 650 )l 作用：獲得良好的綜合力學(xué)性能。通常作用：獲得良好的綜合力學(xué)性能。通常把鋼件淬火把鋼件淬火+高溫回火的復(fù)合熱處理稱為高溫回火的復(fù)合熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理。 l 回火組織：回火索氏體回火組織：回火索氏體l 硬度：硬度：220330HBSl 應(yīng)用：調(diào)質(zhì)處理廣泛應(yīng)用于要求綜合力應(yīng)用：調(diào)質(zhì)處理廣泛應(yīng)用于要求綜合力學(xué)性能較好的重要結(jié)構(gòu)零件，如螺栓、連學(xué)性能較好的重要結(jié)構(gòu)零件，如螺栓、連桿、齒輪及軸類等。桿、齒輪及軸類等。 鋼的表面熱處理鋼的表面熱處理l表面淬火表面淬火l表面化學(xué)熱處理表面化學(xué)熱處理工藝的核心：使零件具有工藝的核心：使零

9、件具有“表硬里韌表硬里韌”的力學(xué)性能，提高工件表面的硬度、的力學(xué)性能，提高工件表面的硬度、耐磨性、耐蝕性及抗疲勞性。耐磨性、耐蝕性及抗疲勞性。 一、表面淬火一、表面淬火 表面淬火表面淬火一種不改變鋼表面化學(xué)成分，一種不改變鋼表面化學(xué)成分，但改變其組織的局部熱處理方法。僅把但改變其組織的局部熱處理方法。僅把零件需耐磨的表層淬硬，而中心仍保持零件需耐磨的表層淬硬，而中心仍保持未淬火的高韌性狀態(tài)。未淬火的高韌性狀態(tài)。 目的目的實際應(yīng)用中有許多零件要求表面實際應(yīng)用中有許多零件要求表面具有高的強度、硬度、耐磨性，而心部具有高的強度、硬度、耐磨性，而心部仍保持足夠的塑性和韌性，表面淬火是仍保持足夠的塑性和

10、韌性，表面淬火是強化鋼件表面的主要手段之一。強化鋼件表面的主要手段之一。 原理原理必須用高速加熱法使零件表面層必須用高速加熱法使零件表面層 很快地達到淬火溫度，而不等其熱量傳很快地達到淬火溫度，而不等其熱量傳 至內(nèi)部，立即冷卻使表面層淬硬。至內(nèi)部，立即冷卻使表面層淬硬。 材料材料一般是中碳鋼，如一般是中碳鋼，如40、45鋼及中鋼及中碳合金鋼如碳合金鋼如40Cr。 加熱方法加熱方法火焰加熱表面淬火、感應(yīng)加火焰加熱表面淬火、感應(yīng)加熱表面淬火、高能量束加熱應(yīng)用最為廣熱表面淬火、高能量束加熱應(yīng)用最為廣泛。泛。二、化學(xué)熱處理二、化學(xué)熱處理 化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理將工件置于一定溫度將工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入工件的表層，以改變其化元