金屬熱處理課件

1、熱處理熱處理普通（整體）熱處理普通（整體）熱處理表面熱處理表面熱處理退火退火正火正火淬火淬火回火回火表面淬火表面淬火表面化學(xué)熱處理表面化學(xué)熱處理感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火火焰加熱表面淬火火焰加熱表面淬火激光加熱表面淬火等激光加熱表面淬火等滲碳滲碳滲氮滲氮碳氮共滲碳氮共滲滲金屬等滲金屬等金屬熱處理分類金屬熱處理分類金金 屬屬 熱熱 處處 理理 金屬熱處理：金屬熱處理：是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度冷卻的一種工藝。 金屬熱處理的意義：金屬熱處理的意義：是通過(guò)改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特

2、點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。 金屬熱處理過(guò)程：金屬熱處理過(guò)程：包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過(guò)程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程。 金屬加熱時(shí)，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳，因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱。加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一。 冷卻是熱處理工藝過(guò)程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。 一、退火一、退火回火方法回火方法 加熱溫度加熱溫度 （） 力學(xué)性能力學(xué)性能 特點(diǎn)特點(diǎn)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 硬度硬度 （HRC）低溫回火低溫回火150250

3、高硬度、耐高硬度、耐磨性磨性刃具、量具、刃具、量具、冷沖模等冷沖模等5865中溫回火中溫回火350500高彈性、韌高彈性、韌性性彈簧、鋼絲彈簧、鋼絲繩等繩等3550高溫回火高溫回火500650良好的綜合良好的綜合力學(xué)性能力學(xué)性能連桿、齒輪連桿、齒輪及軸類及軸類2030熱處理中的熱處理中的“四把火四把火”熱處理方式熱處理方式定義定義作用作用退火將金屬構(gòu)件加熱到高于或低于臨界點(diǎn)，保持一定時(shí)間，隨后緩慢冷卻。降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)。正火將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻。正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改

4、善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。淬火將工件加熱保溫后，在水、油或其他無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。使鋼件變硬，但同時(shí)變脆。回火將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻。調(diào)質(zhì)淬火+回火獲得一定的強(qiáng)度和韌性一、表面淬火 表面淬火是僅對(duì)工件表層進(jìn)行淬火的工藝。目的：為了獲得高硬度的表面層和有利的殘余應(yīng)力分布，提高工件的硬度和耐磨性。表面淬火加熱的方法很多，如感應(yīng)加熱、火焰加熱、電接觸加熱、激光加熱等。二、

5、化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是將金屬和合金工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。常用的有滲碳、滲氮、碳氮共滲和滲金屬元素等。鋼的分類按化學(xué)成分分類按化學(xué)成分分類可分為碳素鋼和合金鋼可分為碳素鋼和合金鋼碳素鋼按含碳量多少可分為碳素鋼按含碳量多少可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼合金鋼按合金元素的含量又可分為合金鋼按合金元素的含量又可分為低合金鋼低合金鋼 、中合金鋼和高合金鋼、中合金鋼和高合金鋼合金鋼按合金元素的種類可分為合金鋼按合金元素的種類可分為錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、硅錳鋼等錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、硅錳鋼等 按冶

6、金質(zhì)量分類按冶金質(zhì)量分類 按鋼中所含有害雜質(zhì)硫、磷的多少，可分按鋼中所含有害雜質(zhì)硫、磷的多少，可分為：為： 普通鋼（普通鋼（S%0.055%，P%0.045%） 優(yōu)質(zhì)鋼（優(yōu)質(zhì)鋼（S%、P%0.040%） 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（S%0.030%，P%0.035%） 按冶煉時(shí)脫氧程度，可將鋼分為：按冶煉時(shí)脫氧程度，可將鋼分為： 沸騰鋼（脫氧不完全）、鎮(zhèn)靜鋼（脫氧較沸騰鋼（脫氧不完全）、鎮(zhèn)靜鋼（脫氧較完全）和半鎮(zhèn)靜鋼三類。完全）和半鎮(zhèn)靜鋼三類。 按用途分類按用途分類按鋼的用途可分為：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特按鋼的用途可分為：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼殊性能鋼 結(jié)構(gòu)鋼又分為：工程構(gòu)件用鋼和機(jī)器零件結(jié)構(gòu)鋼又

7、分為：工程構(gòu)件用鋼和機(jī)器零件用用 工具鋼分為：刃具鋼、量具鋼、模具鋼工具鋼分為：刃具鋼、量具鋼、模具鋼 特殊性能鋼分為：不銹鋼、耐熱鋼等特殊性能鋼分為：不銹鋼、耐熱鋼等 按金相組織分類按金相組織分類 按退火態(tài)的金相組織可分為：亞共析鋼、共析鋼、過(guò)按退火態(tài)的金相組織可分為：亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼三種。共析鋼三種。 按正火態(tài)的金相組織可分為：珠光體鋼、貝氏體鋼、按正火態(tài)的金相組織可分為：珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼等四種。馬氏體鋼、奧氏體鋼等四種。 奧氏體奧氏體 碳與合金元素溶解在碳與合金元素溶解在-fe-fe中的固溶體，仍中的固溶體，仍保持保持-fe-fe的的面心立方晶格面心立方晶

8、格。晶界比較直，呈規(guī)則多。晶界比較直，呈規(guī)則多邊形；淬火鋼中邊形；淬火鋼中殘余奧氏體殘余奧氏體分布在馬氏體間的空隙分布在馬氏體間的空隙處處 珠光體珠光體鐵碳合金中共析反應(yīng)所形成的鐵素體與滲碳鐵碳合金中共析反應(yīng)所形成的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。體的機(jī)械混合物。 合金元素在鋼中的作用鎳：增加強(qiáng)韌性、耐蝕性、耐磨性、彈性細(xì)述和低溫沖擊抵抗性鎳：增加強(qiáng)韌性、耐蝕性、耐磨性、彈性細(xì)述和低溫沖擊抵抗性鉻：增加耐磨性、耐蝕性及高溫強(qiáng)度鉻：增加耐磨性、耐蝕性及高溫強(qiáng)度鎢：增加耐磨性及高溫強(qiáng)度、硬度鎢：增加耐磨性及高溫強(qiáng)度、硬度硅：增加耐熱性、耐蝕性；低合金鋼之強(qiáng)度增加，增加電磁氣性質(zhì)硅：增加耐熱性、耐蝕性；

9、低合金鋼之強(qiáng)度增加，增加電磁氣性質(zhì)錳：高溫之抗拉強(qiáng)度、硬度增加，防止因硫而產(chǎn)生的脆性錳：高溫之抗拉強(qiáng)度、硬度增加，防止因硫而產(chǎn)生的脆性鉬：作用與鎢相同，但效果大兩倍鉬：作用與鎢相同，但效果大兩倍鈷：增加硬度與磁性鈷：增加硬度與磁性釩：增加韌性、耐磨性、淬火性釩：增加韌性、耐磨性、淬火性鈦：增加耐高溫強(qiáng)度及對(duì)海水的耐蝕性鈦：增加耐高溫強(qiáng)度及對(duì)海水的耐蝕性銅：增加在空氣中之抗氧化性及抗蝕性銅：增加在空氣中之抗氧化性及抗蝕性鋁：增加流動(dòng)性鋁：增加流動(dòng)性磷：增加耐蝕性，但超過(guò)磷：增加耐蝕性，但超過(guò)0.10.1時(shí)會(huì)有熱脆性時(shí)會(huì)有熱脆性硫：增加鋼的切削性及熱脆性，但一般含量要少硫：增加鋼的切削性及熱脆性，

10、但一般含量要少碳碳 鋼鋼 分分 類類按鋼中按鋼中含碳量含碳量多少分多少分：低低碳鋼碳鋼中中碳鋼碳鋼高高碳鋼碳鋼Wc 0.6%低碳鋼特點(diǎn)：特點(diǎn)：塑性好、韌性好、硬度強(qiáng)度低（軟剛）、耐塑性好、韌性好、硬度強(qiáng)度低（軟剛）、耐磨性差。磨性差。熱處理：熱處理：通常情況下將其進(jìn)行滲碳，然后淬火，再低通常情況下將其進(jìn)行滲碳，然后淬火，再低溫回火后使用。溫回火后使用。中碳鋼特點(diǎn)：特點(diǎn)：熱加工及切削性能良好，強(qiáng)度硬度比低碳鋼熱加工及切削性能良好，強(qiáng)度硬度比低碳鋼高，韌性塑性低于低碳鋼，焊接性能較差。高，韌性塑性低于低碳鋼，焊接性能較差。熱處理：熱處理：通常采用完全（加熱到單相奧氏體區(qū)得到單通常采用完全（加熱到單相奧氏體區(qū)得到單相均勻奧氏體）淬火加中溫或高溫回火的熱相均勻奧氏體）淬火加中溫或高溫回火的熱處理工藝。