机械工程材料课件-钢的热处理好

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1、【重点内容重点内容】1 1. . 钢加热及保温的目的；钢加热及保温的目的；2. 2. 奥氏体晶粒度的概念及影响因素；奥氏体晶粒度的概念及影响因素；3. 3. 共析钢过冷奥氏体等温冷却曲线中各种温度区域内奥氏共析钢过冷奥氏体等温冷却曲线中各种温度区域内奥氏体的转变产物及组织形貌，性能特点。体的转变产物及组织形貌，性能特点。4. 4. 过冷奥氏体连续冷却转变曲线的特点，冷却速度对钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线的特点，冷却速度对钢的组织变化和最终性能的影响；组织变化和最终性能的影响；5. 5. 各种热处理的定义、目的、组织转变过程，性能变化，各种热处理的定义、目的、组织转变过程，性能变化，用途和适用

2、的钢种，零件的范围。用途和适用的钢种，零件的范围。第第4 4章章 钢的热处理钢的热处理【本章难点本章难点】 等温冷却曲线中各种温度区域内奥氏等温冷却曲线中各种温度区域内奥氏体转变产物的组织形貌，性能特点、退火与体转变产物的组织形貌，性能特点、退火与正火的工艺及目的、淬火加热温度的选择、正火的工艺及目的、淬火加热温度的选择、淬透性与淬硬性的概念及区别、回火的种类淬透性与淬硬性的概念及区别、回火的种类及应用及应用。第第4 4章章 钢的热处理钢的热处理【基本要求基本要求】1.1.了解热处理的定义、目的、分类及作用；了解热处理的定义、目的、分类及作用；2.2.掌握钢加热和保温的目的掌握钢加热和保温的目

3、的 3.3.掌握钢在冷却转变时的产物及转变曲线；掌握钢在冷却转变时的产物及转变曲线；4.4.熟悉钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺熟悉钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺及应用；及应用；5.5.掌握钢的淬透性概念、影响因素及与淬硬性的区掌握钢的淬透性概念、影响因素及与淬硬性的区别；别；6.6.了解表面热处理的目的及应用。了解表面热处理的目的及应用。 第第4 4章章 钢的热处理钢的热处理第4章 钢的热处理v改善钢的性能，主要有两条途径：改善钢的性能，主要有两条途径：v一是合金化一是合金化，这是下几章研究的内容；，这是下几章研究的内容；v二是热处理二是热处理，这是本章要研究的内容。，这是本章

4、要研究的内容。 第一节第一节 概述概述v1、热处理热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺.l为简明表示热处理为简明表示热处理的基本工艺过程，的基本工艺过程，通常用温度通常用温度时间时间坐标绘出坐标绘出热处理工热处理工艺曲线艺曲线。 v在机床制造中在机床制造中约约60-70%的零的零件要经过热处理。件要经过热处理。v在汽车、拖拉机制造业中在汽车、拖拉机制造业中需需热处理的零件达热处理的零件达70-80%。l热处理是一种重要的加工工艺，热处理是一种重要的加工工艺，在制造业被

5、广泛应用在制造业被广泛应用. l模具、滚动轴承模具、滚动轴承100%需经过需经过热处理。热处理。l总之，重要零件总之，重要零件都需适当热处都需适当热处理后才能使用。理后才能使用。 v2、热处理特点、热处理特点: 热处理热处理区区别于其他加工工艺如铸造别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是压力加工等的特点是只通只通过改变工件的组织来改变过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。性能，而不改变其形状。 铸造铸造轧制轧制l3、热处理适用范围、热处理适用范围:只适用于固态下发生只适用于固态下发生相变的材料相变的材料，不发生，不发生固态相变的材料不能固态相变的材料不能用热处理强化。用热处理强化。

6、v4、热处理分类、热处理分类 v热处理原理热处理原理：描述热处理时钢中组织转变的规律称描述热处理时钢中组织转变的规律称热处理原理热处理原理。v热处理工艺热处理工艺：根据热处理原理制定的温度、时间、根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数称介质等参数称热处理工艺热处理工艺。(a)940淬火+220回火（板条M回+A少）(b)(c)(d)940淬火+820、780、750淬火（板条M+条状F+A少）(e)940淬火+780淬火+220回火（板条M回+条状F+A少）(f)780淬火+220回火（板条M回+块状F） 20CrMnTi钢不同热处理工艺的显微组织钢不同热处理工艺的显微组织v根据加热、冷却

7、方式及钢组织性能变化特点不同，将根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点不同，将热处理工艺分类如下：热处理工艺分类如下：其他热处理其他热处理普通热处理普通热处理表面热处理表面热处理热处理热处理退火退火正火正火淬火淬火回火回火真空热处理真空热处理形变热处理形变热处理激光热处理激光热处理控制气氛热处理控制气氛热处理表面淬火表面淬火感应加热、火焰加热、感应加热、火焰加热、电接触加热等电接触加热等化学热处理化学热处理渗碳、氮化、碳氮渗碳、氮化、碳氮共渗、渗其他元素等共渗、渗其他元素等v5、预备热处理与最终热处理、预备热处理与最终热处理v预备热处理预备热处理为随后的加工（冷拔、冲压、切削）为随后的加工（冷

8、拔、冲压、切削）或进一步热处理作准备的热处理。或进一步热处理作准备的热处理。v最终热处理最终热处理赋予工件所要求的使用性能的热处理赋予工件所要求的使用性能的热处理.预备热处理预备热处理最终热处理最终热处理W18Cr4V钢热处理工艺曲线钢热处理工艺曲线时间时间温度温度/ 钢加热时的实际转变温度分别用钢加热时的实际转变温度分别用Ac1、Ac3、Accm表示表示;冷却时的实际转变温度分别用冷却时的实际转变温度分别用Ar1、Ar3、Arcm表示。表示。v由于加热冷却速度直接影响转变温度，因此一般手册由于加热冷却速度直接影响转变温度，因此一般手册中的数据是以中的数据是以30-50/h 的速度加热或冷却时

9、测得的的速度加热或冷却时测得的.l6、临界温度与实际转变、临界温度与实际转变温度温度l铁碳相图中铁碳相图中PSK、GS、ES线分别用线分别用A1、A3、Acm表示表示.l实际加热或冷却时存在着实际加热或冷却时存在着过冷或过热现象，因此将过冷或过热现象，因此将7 7 钢的热处理工艺过程及工艺参数钢的热处理工艺过程及工艺参数： 1、钢的热处理工艺过程：（两大工艺过程）热处理条件是要有固态相变，要加热到A相。 加热过程：加热过程： 有升温和保温升温和保温两阶段。要求固相转变，要到相变温度以上才可，也即要加热到化，需到A1,A3,AcmA1,A3,Acm线以上温度才转变线以上温度才转变，由于加热时速度

10、影响，因此要有一定的过热度才转变，也即要加热到A1,A3,Acm线以上温度才转变，才能化。保温（时间）使零件热透及化转变成分均匀； 冷却过程：冷却过程： 由于冷却也有一定速度，也有一定过冷度也有一定过冷度，它要冷却到Ar1Ar1、Ar3,ArcmAr3,Arcm以下才能转变。以不同的速度冷却，可得到不同的组织。8、热处理的主要参数：、热处理的主要参数：有工艺过程可知 加热温度加热温度： 到Ac1,Ac3,Accm才能全化。 保温时间保温时间： 保温的目的是使零件热透零件热透和相变完全相变完全以及成成分均匀化分均匀化，从而使冷却后得到良好的组织性能。 冷却速度冷：冷却速度冷： 冷却介质有盐水、碱

11、水、油、空气、水。第第4 4章章 钢钢的的热处理热处理钢的热处理视频钢的热处理视频第二节第二节 钢在加热时的转变钢在加热时的转变v加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在A1以下加热，不发生相变；另一种是以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化奥氏体化。 钢坯加热钢坯加热l一、一、奥氏体的形成过程奥氏体的形成过程l奥氏体化也是形核和长大奥氏体化也是形核和长大的过程，的过程，分为四步。现以分为四步。现以共析钢为例说明：共析钢为例说明：v第一步第一步 奥