第四章 鋼的熱處理

1、第四章第四章 金屬材料熱處理金屬材料熱處理 ( Heat Treatment of Steel ) 概述概述 鋼的普通熱處理工藝鋼的普通熱處理工藝 鋼的表面熱處理工藝鋼的表面熱處理工藝 機械制造過程中的熱處理機械制造過程中的熱處理第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 1、熱處理熱處理: 是指將金屬材料是指將金屬材料(鋼鋼)在固態(tài)下加熱、保在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻溫和冷卻, 以改變鋼的組織結構以改變鋼的組織結構, 獲得所需要性能的獲得所需要性能的一種工藝一種工藝.l為簡明表示熱處理為簡明表示熱處理的基本工藝過程，的基本工藝過程，通常用溫度通常用溫度時間時間坐標繪出熱處理工坐標繪出熱處理工藝曲線。藝曲線。 2、

2、熱處理特點熱處理特點: 熱處理區(qū)熱處理區(qū)別于其他加工工藝如鑄造別于其他加工工藝如鑄造、壓力加工等的特點是只通壓力加工等的特點是只通過改變工件的組織來改變過改變工件的組織來改變性能，而不改變其形狀。性能，而不改變其形狀。 鑄造鑄造軋制軋制l3、熱處理適用范圍、熱處理適用范圍:只適用于固態(tài)下發(fā)生只適用于固態(tài)下發(fā)生相變的材料，不發(fā)生相變的材料，不發(fā)生固態(tài)相變的材料不能固態(tài)相變的材料不能用熱處理強化。用熱處理強化。 2.熱處理的主要目的熱處理的主要目的: :改變鋼的性能。改變鋼的性能。3.熱處理的應用范圍熱處理的應用范圍: :整個制造業(yè)。整個制造業(yè)。4.熱處理的分類熱處理的分類熱處理熱處理普普 通通熱

3、處理熱處理表表 面面熱處理熱處理退火退火;正火正火;淬火淬火;回火回火;表面淬火表面淬火 化化 學學 熱處理熱處理感應加感應加熱淬熱淬火火火焰加火焰加熱淬熱淬火火滲碳滲碳; 滲氮滲氮;碳氮共滲碳氮共滲;一一.鋼的退火鋼的退火(Annealing of steel)一一)定義定義: 把鋼加溫到預定溫度，保溫一定時間后緩慢冷卻后把鋼加溫到預定溫度，保溫一定時間后緩慢冷卻后（通常隨爐冷卻），獲得接近于平衡組織的熱處理工藝（通常隨爐冷卻），獲得接近于平衡組織的熱處理工藝二二)目的目的: 消除應力消除應力;降低硬度降低硬度;細化晶粒細化晶粒;均勻成分均勻成分;為最終熱處為最終熱處理理 作好組織準備。作好

4、組織準備。 退火退火溫溫 度度 ( C )名名 稱稱Ac3 + 3050完全退火完全退火Ac1 + 3050球化退火球化退火500600去應力退火去應力退火Ac3 + 150250擴散退火擴散退火（1）完全退火 工藝規(guī)范：加熱溫度，Ac3+3050 保溫時間；據零件大小，裝爐量多少和加熱方式而定 冷卻方式：隨爐冷卻，實際應用為了縮短生產周期， 冷至600后往往出爐空冷。主要 適用于亞共析鋼.將其加熱到Ac3+3050使鋼材完全奧氏體化 ,緩慢冷卻后獲得接近于平衡狀態(tài)的珠光體組織.使熱加工過程中造成的粗大不均勻組織均勻細化,降低硬度,提高塑性,改善加工性能,消除內應力.缺點:所需時間較長,生產率

5、低。特別是某些奧氏體化比較穩(wěn)定的合金鋼，退火時間長達幾十小時以上，所以一般對合金鋼大件常采用等溫退火工藝。 將鋼件加熱保溫后，較快地冷卻到珠光體轉變的溫度范圍內，等溫保持到奧氏體全部轉變?yōu)橹楣怏w組織，然后出爐空冷。 等溫退火與完全退火目的相同，但等溫退火可以通過控制等溫溫度，更快地獲得所需要的均勻組織和性能，退火效果好，大大縮短了退火時間。 （2）球化退火）球化退火 、工藝規(guī)范：加熱溫度 ：Ac1+1030 、保溫時間：以充分使二次滲碳體球化為原則。、冷卻方式：經過保溫后采用空氣中冷卻。使用于共析鋼和過共析鋼。、球化原因 ：使鋼中的網狀二次滲碳體和珠光體中的片狀滲碳體球化，降低材料硬度，改善切

6、削加工性，為最終熱處理做準備。球化退火 保溫時間較長，以保證二次滲碳體球化。為了獲得較好的球化效果，對于含碳量高、網狀滲碳體嚴重的鋼，應在退火前用正火消除網狀滲碳體。 T10鋼球化退火組織 ( 化染 ) 500 （3）擴散退火）擴散退火 、工藝規(guī)范：加熱溫度： Ac3+150200 以上（10501150 ），長時間保溫（1015h）后隨爐冷卻。主要使用合金鋼大型鑄、鍛件。目的是為了消除其化學成分的偏析和組織的不均勻性。缺點：擴散退火容易使鋼的晶粒粗大，影響力學性能，因此，一般擴散退火后仍需進行完全退火或正火，以細化擴散退火中因高溫和長時間的保溫所產生的粗大組織。（3）、去應力退火 、工藝規(guī)范

7、：加熱溫度：Ar1以下，通常為Ar1以下，一般為500 650，充分保溫后緩慢冷卻至200出爐空冷。 去應力退火 加熱溫度低，在退火過程中無組織變化。目的是為了消除毛坯和零件中的殘余應力，穩(wěn)定工件尺寸及形狀，減少零件在切削加工和使用過程中的變形和開裂傾向。、保溫時間：一般保溫時間都較短、冷卻方式：隨爐緩冷至200左右出爐。把零件加溫到把零件加溫到Ac3（亞共析鋼）或Accm以上以上3050,保溫一段保溫一段時間，然后在空氣中冷卻。時間，然后在空氣中冷卻。目的目的：（1）對普通碳、低合金鋼和力學性能要求不高的結構件，可）對普通碳、低合金鋼和力學性能要求不高的結構件，可 作為最終熱處理。作為最終熱

8、處理。 （2）對）對低碳素鋼用來調整硬度，避免切削加工中低碳素鋼用來調整硬度，避免切削加工中“粘刀粘刀”現現象，改善切削性能象，改善切削性能 （3）對）對共析鋼、共析鋼、過共析鋼用來消除網狀二次滲碳體，為球化過共析鋼用來消除網狀二次滲碳體，為球化退火作好組織準備。退火作好組織準備。正火比退火加熱溫度高，冷卻速度快，冷卻后組織中鐵素體量正火比退火加熱溫度高，冷卻速度快，冷卻后組織中鐵素體量少，珠光體彌散度大，得到的索氏體組織比退火的珠光體組織少，珠光體彌散度大，得到的索氏體組織比退火的珠光體組織細，故正火比退火具有較高的力學性能。同樣的鋼件在正火后細，故正火比退火具有較高的力學性能。同樣的鋼件在

9、正火后強度和硬度比退火后高強度和硬度比退火后高二、 正火另外，正火生產周期短，生產效率高，操作簡便，經濟性好。另外，正火生產周期短，生產效率高，操作簡便，經濟性好。低碳鋼含碳量少，經過正火處理后的強度和硬度與退火后的差低碳鋼含碳量少，經過正火處理后的強度和硬度與退火后的差不多，所以在條件允許的情況下，盡量采用正火。不多，所以在條件允許的情況下，盡量采用正火。四四) 工藝參數工藝參數:三、淬火 把鋼材加熱到把鋼材加熱到AcAc3 3（亞共析鋼）亞共析鋼）或或AcAc1 1（共析鋼和過共析鋼）共析鋼和過共析鋼）以上以上30305050，經過保溫后在冷卻介質中水）迅速，經過保溫后在冷卻介質中水）迅速

10、冷卻，冷卻，得得到以馬氏體和貝氏體為主的的熱處理工藝。到以馬氏體和貝氏體為主的的熱處理工藝。淬火的目的：提淬火的目的：提高鋼的力學性能，強化材料。高鋼的力學性能，強化材料。例如：過共析鋼退火后硬度為例如：過共析鋼退火后硬度為25HRC，而淬火后為，而淬火后為62HRC。淬火工藝的選擇對淬火工件的質量影響較大。淬火工藝的選擇對淬火工件的質量影響較大。淬火工藝的選擇對淬火工件的質量影響較大，如果選擇不當，淬火工藝的選擇對淬火工件的質量影響較大，如果選擇不當，容易使淬火件力學性能不足或產生過熱，馬氏體晶粒粗大和容易使淬火件力學性能不足或產生過熱，馬氏體晶粒粗大和變形開裂等缺陷，嚴重的會造成零件報廢。

11、因此，對淬火工變形開裂等缺陷，嚴重的會造成零件報廢。因此，對淬火工藝提出更為嚴格的要求藝提出更為嚴格的要求一、一、淬火溫度和加熱時間淬火溫度和加熱時間 碳鋼碳鋼 亞共析鋼亞共析鋼l淬火溫度為淬火溫度為Ac3+3050。l淬火后的組織為均淬火后的組織為均勻細小的馬氏體。勻細小的馬氏體。 加熱溫度小于加熱溫度小于 Ac3。淬火組淬火組織為馬氏體和鐵素體，織為馬氏體和鐵素體，強度、強度、硬度低。硬度低。35鋼鋼(含含0.35%C)亞溫淬火組織亞溫淬火組織 加熱溫度大于加熱溫度大于 Ac3。將導致馬氏體晶粒將導致馬氏體晶粒粗大并引起工件變粗大并引起工件變形。形。 過共析鋼過共析鋼 淬火溫度淬火溫度:

12、Ac1+3050. 淬火組織淬火組織: M+Fe3C顆粒顆粒+A。T12鋼（含鋼（含1.2%C）正常淬火組織）正常淬火組織溫度高于溫度高于Accm，則奧氏，則奧氏體晶粒粗大、含碳量體晶粒粗大、含碳量高高,淬火后馬氏體晶淬火后馬氏體晶粒粗大、粒粗大、A量增多。量增多。使鋼硬度、耐磨性下使鋼硬度、耐磨性下降，脆性、變形開裂降，脆性、變形開裂傾向增加。傾向增加。 2、合金鋼、合金鋼 由于多數合金元素由于多數合金元素(Mn、P除外除外)對奧氏體晶粒長對奧氏體晶粒長大有阻礙作用，因而合金鋼淬火溫度比碳鋼高。大有阻礙作用，因而合金鋼淬火溫度比碳鋼高。 亞共析鋼淬火溫度為亞共析鋼淬火溫度為Ac3+ 5010

13、0。 共析鋼、過共析鋼淬火溫度共析鋼、過共析鋼淬火溫度為為Ac1+50100。 鋼坯加熱鋼坯加熱五五)淬火加熱時間淬火加熱時間 ( ) 的選擇的選擇: = K D工工 件件 有有 效效 厚厚 度度(尺寸最小部位尺寸最小部位)裝爐量有關系數裝爐量有關系數一般一般 K = 11.5加熱系數加熱系數,與鋼種與鋼種及加熱介質有關及加熱介質有關 冷卻是決定鋼的淬火冷卻是決定鋼的淬火質量的關鍵。根據質量的關鍵。根據 Vk CCT曲線可知，曲線可知，冷卻速度必須大于臨冷卻速度必須大于臨界冷卻速度才能獲得界冷卻速度才能獲得全部進行馬氏體轉變，全部進行馬氏體轉變，但冷卻速度過快又不但冷卻速度過快又不可避免地造成

14、很大內可避免地造成很大內應力，使工件產生變應力，使工件產生變形和開裂。形和開裂。VkVk時間時間/s溫度溫度/共析鋼的共析鋼的CCT圖圖共析溫度共析溫度連續(xù)冷卻轉連續(xù)冷卻轉變曲線變曲線完全退火完全退火正火正火等溫轉等溫轉變曲線變曲線油淬油淬水淬水淬M+AM+T+ASP200100二、二、淬火介質淬火介質 理想的冷卻曲線應只在理想的冷卻曲線應只在C曲線鼻尖處快冷，而在曲線鼻尖處快冷，而在Ms附近盡量緩冷，以達到既獲得馬氏體組織，又減小附近盡量緩冷，以達到既獲得馬氏體組織，又減小理想淬火曲線示意圖理想淬火曲線示意圖MsMf 內應力的目的。但目前內應力的目的。但目前還沒有找到理想的淬火還沒有找到理想

15、的淬火介質。介質。l常用淬火介質是水和油常用淬火介質是水和油.l水的冷卻能力強，但低水的冷卻能力強，但低溫卻能力太大，只使用溫卻能力太大，只使用于形狀簡單的碳鋼件。于形狀簡單的碳鋼件。 油在低溫區(qū)冷卻能力較理想，但高溫區(qū)冷卻能力太油在低溫區(qū)冷卻能力較理想，但高溫區(qū)冷卻能力太小，使用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件。小，使用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件。 熔鹽作為淬火介質稱鹽浴，冷卻能力在水和油之間熔鹽作為淬火介質稱鹽浴，冷卻能力在水和油之間,用于形狀復雜件的分級淬火和等溫淬火。用于形狀復雜件的分級淬火和等溫淬火。 聚乙烯醇、硝鹽水溶液等也是工業(yè)常用的淬火介質聚乙烯醇、硝鹽水溶液等也是工業(yè)常用的淬火介質.2

16、.常用的淬火冷卻介質常用的淬火冷卻介質 名名 稱稱 最大冷卻速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58020001900100010%NaOH 溶液溶液560283027507752010號機號機油油43023060658010號機號機油油4302307055三、淬火方法三、淬火方法 采用不同的淬火方法采用不同的淬火方法可彌補介質的不足?？蓮浹a介質的不足。

17、1、單液淬火法、單液淬火法 加熱工件在一種介質加熱工件在一種介質中連續(xù)冷卻到室溫的中連續(xù)冷卻到室溫的淬火方法。淬火方法。 操作簡單，易實現自操作簡單，易實現自動化動化。各種淬火方法示意圖各種淬火方法示意圖1單液淬火法單液淬火法2雙液淬火法雙液淬火法3分級淬火法分級淬火法4等溫淬火法等溫淬火法 2、雙液淬火法、雙液淬火法 工件先在一種冷卻能力工件先在一種冷卻能力強的介質中冷，卻躲過強的介質中冷，卻躲過鼻尖后，再在另一種冷鼻尖后，再在另一種冷卻能力較弱的介質中發(fā)卻能力較弱的介質中發(fā)生馬氏體轉變的方法。生馬氏體轉變的方法。如水淬油冷，油淬空冷如水淬油冷，油淬空冷. 優(yōu)點是冷卻理想，缺點優(yōu)點是冷卻理想

18、，缺點是不易掌握。用于形狀是不易掌握。用于形狀復雜的碳鋼件及大型合金鋼件。復雜的碳鋼件及大型合金鋼件。 3、分級淬火法、分級淬火法 在在Ms附近的鹽浴或堿浴中淬火，待內外溫度均勻后附近的鹽浴或堿浴中淬火，待內外溫度均勻后再取出緩冷。再取出緩冷。l可減少內應力，用于小尺可減少內應力，用于小尺寸工件。寸工件。鹽浴爐鹽浴爐 4、等溫淬火法、等溫淬火法 將工件在稍高于將工件在稍高于 Ms 的鹽的鹽浴或堿浴中保溫足夠長時浴或堿浴中保溫足夠長時間，從而獲得下貝氏體組間，從而獲得下貝氏體組織的淬火方法?？椀拇慊鸱椒?。 經等溫淬火零件具有良好經等溫淬火零件具有良好的綜合力學性能，淬火應的綜合力學性能，淬火應力

19、小力小. 適用于形狀復雜及要求較適用于形狀復雜及要求較高的小型件。高的小型件。1.碳鋼的淬火工藝是將其工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，碳鋼的淬火工藝是將其工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是（然后采用的冷卻方式是（ ）。）。 A隨爐冷卻隨爐冷卻 B在風中冷卻在風中冷卻 C在空氣中冷卻在空氣中冷卻 D在水中冷卻在水中冷卻2.正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是（卻方式是（ ）。）。 A隨爐冷卻隨爐冷卻 B在油中冷卻在油中冷卻 C在空氣中冷卻在空氣中冷卻 D在水中冷卻在水中冷卻3.完全退火主要用于（

20、完全退火主要用于（ ）。）。 A亞共析鋼亞共析鋼 B共析鋼共析鋼 C過共析鋼過共析鋼 D所有鋼種所有鋼種4.退火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后退火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是（采用的冷卻方式是（ ）。）。 A隨爐冷卻；隨爐冷卻；B在油中冷卻在油中冷卻 ； C在空氣中冷卻在空氣中冷卻 D在水中冷卻在水中冷卻5亞共析鋼加熱到亞共析鋼加熱到AC1AC3之間某溫度，水冷后組之間某溫度，水冷后組織為織為 .A 馬氏體馬氏體+珠光體；珠光體；B 馬氏體馬氏體+鐵素體；鐵素體；C 馬氏體馬氏體+殘余殘余奧氏體；奧氏體；D 鐵素體鐵素體+滲碳體滲碳體6常用淬火冷卻介質

21、有常用淬火冷卻介質有 、 、 、和、和 。7常用淬火方法有常用淬火方法有 淬火、淬火、 淬火、淬火、 淬淬火和火和 淬火。淬火。8. 含碳量為含碳量為0.4%的碳鋼分別經過退火、正火和淬火后，那種工的碳鋼分別經過退火、正火和淬火后，那種工藝處理后鋼材的硬度最高，那種工藝處理后硬度最低？藝處理后鋼材的硬度最高，那種工藝處理后硬度最低？7確定碳鋼淬火加熱溫度的基本依據是確定碳鋼淬火加熱溫度的基本依據是 - A C曲線曲線 B FeFe3C相圖相圖 C 鋼的鋼的Ms 線線 D CCT曲線曲線判斷正誤判斷正誤1.過共析鋼完全退火后能消除網狀滲碳體。過共析鋼完全退火后能消除網狀滲碳體。2. 完全退火主要

22、應用于過共析鋼。完全退火主要應用于過共析鋼。3.去應力退火的溫度一般在去應力退火的溫度一般在500650,因此退火過程因此退火過程是沒有相變的。是沒有相變的。4去應力退火可以細化鋼的晶粒。去應力退火可以細化鋼的晶粒。5鋼的含碳量愈高，淬火加熱溫度愈高。鋼的含碳量愈高，淬火加熱溫度愈高。簡答題簡答題1在在C曲線上畫出常用的幾種淬火方法，并說明單液曲線上畫出常用的幾種淬火方法，并說明單液淬火方法的優(yōu)缺點淬火方法的優(yōu)缺點。四四.鋼的回火鋼的回火 ( Tempering of steel )為什么鋼要進行回火？為什么鋼要進行回火？ 鋼在淬火后一般很少直接使用，因為淬火后的組鋼在淬火后一般很少直接使用，

23、因為淬火后的組織馬氏體和殘余奧織馬氏體和殘余奧氏體，馬氏體雖然強度、硬度高，氏體，馬氏體雖然強度、硬度高，但塑性差，脆性大，在交變載荷和沖擊載荷作用下但塑性差，脆性大，在交變載荷和沖擊載荷作用下極易斷裂；此外，淬火后組織是不穩(wěn)定的，在室溫極易斷裂；此外，淬火后組織是不穩(wěn)定的，在室溫下就能緩慢分解，產生體積變化而導致工件變形。下就能緩慢分解，產生體積變化而導致工件變形。因此，淬火后的零件必須進行回火才能使用。因此，淬火后的零件必須進行回火才能使用。回火的定義回火的定義一一)定義定義: 把淬火后的零件重新加熱到低于把淬火后的零件重新加熱到低于Ac1的的某某個個溫度溫度,保溫一段時間保溫一段時間,然

24、后冷卻到窒溫的熱處理工藝。然后冷卻到窒溫的熱處理工藝。二二)回火的目的回火的目的:1.1.消除內應力消除內應力 鋼在淬火后，存在較大的內應力，加上淬火馬鋼在淬火后，存在較大的內應力，加上淬火馬氏體性能較脆時，容易出現開裂，有的零件淬火當時未裂，氏體性能較脆時，容易出現開裂，有的零件淬火當時未裂，在大的內應力作用下，放置或稍有受力就開裂。利用回火可在大的內應力作用下，放置或稍有受力就開裂。利用回火可以消除或減小內應力，達到防止以后變形開裂。以消除或減小內應力，達到防止以后變形開裂。2.2.穩(wěn)定組織和尺寸穩(wěn)定組織和尺寸 淬火后的組織為馬氏體加殘余奧氏體，它淬火后的組織為馬氏體加殘余奧氏體，它們都是

25、不穩(wěn)定組織，使用過程中溫度發(fā)生變化，它們都會發(fā)們都是不穩(wěn)定組織，使用過程中溫度發(fā)生變化，它們都會發(fā)生轉變，會帶來零件的尺寸和性能的變化。利用回火讓可能生轉變，會帶來零件的尺寸和性能的變化。利用回火讓可能的變化的熱處理時發(fā)生，得到的亞穩(wěn)組織在使用過程中不再的變化的熱處理時發(fā)生，得到的亞穩(wěn)組織在使用過程中不再發(fā)生變化，達到穩(wěn)定零件的組織性能和尺寸。發(fā)生變化，達到穩(wěn)定零件的組織性能和尺寸。3.調整性能調整性能 淬火后得到的馬氏體在含碳量較高時，淬火后得到的馬氏體在含碳量較高時，材料的硬度高，脆性大，通過回火處理，控制回材料的硬度高，脆性大，通過回火處理，控制回火的溫度和時間，達到需要的強度、塑性和韌

26、性?；鸬臏囟群蜁r間，達到需要的強度、塑性和韌性。 未經淬火的鋼回火無意義，而淬火鋼不回火在放置未經淬火的鋼回火無意義，而淬火鋼不回火在放置使用過程中易變形或開裂。鋼經淬火后應立即進行使用過程中易變形或開裂。鋼經淬火后應立即進行回火回火1. 淬火鋼回火過程中的組織變化淬火鋼回火過程中的組織變化 淬火后的組織為馬氏體淬火后的組織為馬氏體+殘余奧氏體，都是不穩(wěn)定組織，本殘余奧氏體，都是不穩(wěn)定組織，本身有向穩(wěn)定組織轉變的趨勢，回火過程加熱和保溫加速這一過身有向穩(wěn)定組織轉變的趨勢，回火過程加熱和保溫加速這一過程的發(fā)展。程的發(fā)展。 （1）馬氏體的分解（）馬氏體的分解（200以下）以下） 回火回火溫度溫度

27、100時，鋼的組織和體積無變化。時，鋼的組織和體積無變化。100-200加熱加熱時，馬氏體將發(fā)生分解時，馬氏體將發(fā)生分解,從馬氏體中析出從馬氏體中析出 -碳化物碳化物( - FeXC)，使馬氏體過飽和度降低，正方度降低。析出的使馬氏體過飽和度降低，正方度降低。析出的 -碳化物具有密碳化物具有密排六方晶格，它是以細片狀分布在馬氏體基體上，其數量隨排六方晶格，它是以細片狀分布在馬氏體基體上，其數量隨鋼中含碳量增多而增多。這種彌散的鋼中含碳量增多而增多。這種彌散的 -碳化物和與它保持共格碳化物和與它保持共格聯系的低碳馬氏體稱回火馬氏體，用聯系的低碳馬氏體稱回火馬氏體，用M回回表示。表示。二）二）回火

28、組織變化及性能變化回火組織變化及性能變化 2殘余奧氏體的分解（殘余奧氏體的分解（200300） 殘余奧氏體也是不穩(wěn)定組織殘余奧氏體也是不穩(wěn)定組織, ,由于溫度升高由于溫度升高, ,碳碳原子的擴散速度加快和馬氏體不斷分解原子的擴散速度加快和馬氏體不斷分解, ,造成體積造成體積縮小縮小, ,減少了對殘余奧氏體的壓力減少了對殘余奧氏體的壓力, ,促使殘余奧氏體促使殘余奧氏體發(fā)生分解。發(fā)生分解。 殘余奧氏體從殘余奧氏體從200200開始分解，到開始分解，到300300左右分解基左右分解基本完成。本完成。 200200300300是下貝氏體轉變溫度范圍，殘余奧氏體是下貝氏體轉變溫度范圍，殘余奧氏體轉變?yōu)?/p>

29、與回火馬氏體近似的下貝氏體。轉變?yōu)榕c回火馬氏體近似的下貝氏體。回火馬氏體的組織與下貝氏體非常相像，難以區(qū)分回火馬氏體的組織與下貝氏體非常相像，難以區(qū)分, ,統(tǒng)一稱為統(tǒng)一稱為回火馬氏體回火馬氏體。3. 滲碳體的形成（滲碳體的形成（250400） 在在250 以下由馬氏體和殘余奧氏體分解生成的以下由馬氏體和殘余奧氏體分解生成的碳碳化物和較低程度的過飽和化物和較低程度的過飽和固溶體固溶體,隨著溫度升高進一步隨著溫度升高進一步發(fā)生轉變。發(fā)生轉變。由于碳原子析出、擴散能力增強由于碳原子析出、擴散能力增強,過飽和過飽和固溶體含碳量固溶體含碳量下降至正常含碳量下降至正常含碳量,由體心正方晶格變?yōu)轶w心立方晶格

30、由體心正方晶格變?yōu)轶w心立方晶格,即即鐵素體。鐵素體。而亞穩(wěn)定狀態(tài)的而亞穩(wěn)定狀態(tài)的碳化物也逐漸轉變?yōu)榉€(wěn)定的細顆粒狀的碳化物也逐漸轉變?yōu)榉€(wěn)定的細顆粒狀的滲碳體。滲碳體。碳化物和母相的共格關系消失，碳化物和母相的共格關系消失， 固溶體與滲固溶體與滲碳體各形成自己的界面，導致了內應力的大量消除。此碳體各形成自己的界面，導致了內應力的大量消除。此階段所形成的組織為鐵素體與極細粒狀滲碳體的混合物，階段所形成的組織為鐵素體與極細粒狀滲碳體的混合物，即即回火托氏體?；鼗鹜惺象w。4滲碳體的聚集長大（滲碳體的聚集長大（400以上）以上） 回火托氏體中的回火托氏體中的鐵素體晶體內位錯密度很高，還鐵素體晶體內位錯密度

31、很高，還沒有完全失去其馬氏體形態(tài)。沒有完全失去其馬氏體形態(tài)。 當溫度繼續(xù)升高，內部組織發(fā)生回復和再結晶轉變當溫度繼續(xù)升高，內部組織發(fā)生回復和再結晶轉變時，產生位錯密度較低的鐵素體等軸狀晶粒，而滲時，產生位錯密度較低的鐵素體等軸狀晶粒，而滲碳體也不斷聚集長大，固溶強化作用逐漸減弱。碳體也不斷聚集長大，固溶強化作用逐漸減弱。 回火溫度越高，滲碳體質點越大，彌散度越小，則回火溫度越高，滲碳體質點越大，彌散度越小，則鋼的硬度和強度越低，塑性、韌性越高。此時的組鋼的硬度和強度越低，塑性、韌性越高。此時的組織主要是回火索氏體織主要是回火索氏體” 從低溫到高溫的回火過程中，鋼在從低溫到高溫的回火過程中，鋼在

32、100-200回回火時產生的主要變化是火時產生的主要變化是馬氏體的含碳量降低（馬氏馬氏體的含碳量降低（馬氏體分解）；體分解）； 在在200-300回火時，主要變化是回火時，主要變化是殘余奧氏體分解；殘余奧氏體分解； 在在300-400回火時，主要是回火時，主要是滲碳體的全部析出及滲碳體的全部析出及內應力基本消除；內應力基本消除； 在在400以上回火時，是以上回火時，是滲碳體聚集粗化（碳化物滲碳體聚集粗化（碳化物尺寸增大）尺寸增大）淬火鋼硬度隨回火溫度的變化淬火鋼硬度隨回火溫度的變化4040鋼力學性能與回火溫度的關系鋼力學性能與回火溫度的關系 回火時的性能變化回火時的性能變化 回火時力學性能變化

33、總的趨勢是隨回火溫度提高，回火時力學性能變化總的趨勢是隨回火溫度提高，鋼的強度、硬度下降，塑性、韌性提高。鋼的強度、硬度下降，塑性、韌性提高。 其原因是由于回火溫度的提高，產生馬氏體分解，其原因是由于回火溫度的提高，產生馬氏體分解，滲碳體析出和聚集長大，固溶強化消失，彌散強化滲碳體析出和聚集長大，固溶強化消失，彌散強化減弱，內應力消除過程而形成。減弱，內應力消除過程而形成。回火組織與過冷奧氏體直接分解的組織的區(qū)別回火組織與過冷奧氏體直接分解的組織的區(qū)別： 回火組織與過冷奧氏體直接分解的組織相比，回火組織與過冷奧氏體直接分解的組織相比，均具有較優(yōu)的性能。在硬度相同時，回火托氏體與均具有較優(yōu)的性能

34、。在硬度相同時，回火托氏體與回火索氏體比托氏體、索氏體具有較高的強度、塑回火索氏體比托氏體、索氏體具有較高的強度、塑性和韌性。性和韌性。 其主要原因是過冷奧氏體直接分解出來的滲碳體是其主要原因是過冷奧氏體直接分解出來的滲碳體是片狀滲碳體，而回火組織轉變的是顆粒狀滲碳體。片狀滲碳體，而回火組織轉變的是顆粒狀滲碳體。片狀滲碳體在受力時容易產生應力集中，形成裂紋片狀滲碳體在受力時容易產生應力集中，形成裂紋和具有較大的脆性，所以受交變應力和沖擊作用的和具有較大的脆性，所以受交變應力和沖擊作用的重要零件應采用淬火和高溫回火處理，以獲得較高重要零件應采用淬火和高溫回火處理，以獲得較高的力學性能。的力學性能

35、。 根據鋼的回火溫度范圍，可將回火分為根據鋼的回火溫度范圍，可將回火分為三類。三類。 淬火加高溫回火的熱處理稱作淬火加高溫回火的熱處理稱作調質處理調質處理，簡稱調質簡稱調質.廣泛用于各種結構件如軸、廣泛用于各種結構件如軸、齒輪等熱處理。也可作為齒輪等熱處理。也可作為要求較高精密件、量具等要求較高精密件、量具等預備熱處理。預備熱處理。 適用于各種高碳適用于各種高碳鋼、滲碳件及表鋼、滲碳件及表面淬火件。面淬火件。 應用應用獲得良好的綜合力學性能，獲得良好的綜合力學性能，即在保持較高的強度同時，即在保持較高的強度同時，具有良好的塑性和韌性。具有良好的塑性和韌性。 提高提高 e及及 s，同時使工件具同

36、時使工件具有一定韌性有一定韌性 。在保留高硬度、在保留高硬度、高耐磨性的同時，高耐磨性的同時，降低內應力降低內應力。 回火目的回火目的S回回 T回回 M回回 回火組織回火組織500-650350-450150-250 回火溫度回火溫度 高溫回火高溫回火 中溫回火中溫回火 低溫回火低溫回火 適用于適用于彈簧熱處理彈簧熱處理回火工藝及應用回火工藝及應用 回火馬氏體組織金相圖回火馬氏體組織金相圖 回火屈氏體組織金相圖回火屈氏體組織金相圖 回火索氏體組織金相圖回火索氏體組織金相圖回火脆性回火脆性淬火鋼在某些溫淬火鋼在某些溫度區(qū)間回火或從度區(qū)間回火或從回火溫度緩慢通回火溫度緩慢通過該溫度區(qū)間的過該溫度區(qū)

37、間的脆化現象，即在脆化現象，即在此溫度區(qū)間產生此溫度區(qū)間產生的組織，其沖擊的組織，其沖擊韌性反而顯著降韌性反而顯著降低，這種現象稱低，這種現象稱為回火脆性。為回火脆性?；鼗鼗鸹鸫啻嘈孕缘谝活惢鼗鸫嘈裕河址Q不可逆回火脆性或低第一類回火脆性：又稱不可逆回火脆性或低溫回火脆性，是淬火鋼在溫回火脆性，是淬火鋼在300 左右回火時左右回火時所產生的回火脆性。所產生的回火脆性。第二類回火脆性：又稱可逆回火脆性或高第二類回火脆性：又稱可逆回火脆性或高溫回火脆性，是含有溫回火脆性，是含有Ni、Cr、Mn的鋼淬火的鋼淬火后，在脆化溫度（后，在脆化溫度（450550）回火，或）回火，或經更高溫度回火后緩慢冷卻通過

38、脆化溫度經更高溫度回火后緩慢冷卻通過脆化溫度區(qū)所產生的脆性。這種脆性可通過高于脆區(qū)所產生的脆性。這種脆性可通過高于脆化溫度的再次回火后快冷以消除，消除后化溫度的再次回火后快冷以消除，消除后如再次在回火溫度區(qū)回火，或更高溫度回如再次在回火溫度區(qū)回火，或更高溫度回火后緩慢冷卻通過脆化溫度區(qū)，則重復出火后緩慢冷卻通過脆化溫度區(qū)，則重復出現?，F。 第一類回火脆性產生的原因：第一類回火脆性產生的原因：鋼材在此溫度范圍內，鋼材在此溫度范圍內，碳化物沿馬氏體的晶界析出并不斷增厚，割裂了基體碳化物沿馬氏體的晶界析出并不斷增厚，割裂了基體的連續(xù)性使鋼的韌性下降，所有鋼幾乎都存在第一類的連續(xù)性使鋼的韌性下降，所有

39、鋼幾乎都存在第一類回火脆性，第一類回火脆性不易消除，應避免在此溫回火脆性，第一類回火脆性不易消除，應避免在此溫度區(qū)回火。但可用更高溫度的回火提高韌性，以后再度區(qū)回火。但可用更高溫度的回火提高韌性，以后再次在次在300 回火則不再重復出現。回火則不再重復出現。第二類回火脆性產生的原因：第二類回火脆性產生的原因：鋼中鋼中Ni、Cr、Mn等合金等合金元素本身在回火時易產生晶界偏析，而且還促使其他雜質元元素本身在回火時易產生晶界偏析，而且還促使其他雜質元素偏聚在素偏聚在晶界，造成高溫回火脆性晶界，造成高溫回火脆性。第二類回火脆性僅在第二類回火脆性僅在部分材料中發(fā)生，且回火后采用快速冷卻可以抑制部分材料

40、中發(fā)生，且回火后采用快速冷卻可以抑制其發(fā)生，也稱可逆回火脆性。對具有第二類回火脆其發(fā)生，也稱可逆回火脆性。對具有第二類回火脆性的鋼在高溫回火后必須采用快速冷卻或加入合金性的鋼在高溫回火后必須采用快速冷卻或加入合金元素元素W、Mo、Nb消除或減弱回火脆性。消除或減弱回火脆性。1. 在鋼的回火時，隨著回火溫度的升高，淬火鋼的在鋼的回火時，隨著回火溫度的升高，淬火鋼的組織轉變可以歸納為以下四個階段：馬氏體的分解，組織轉變可以歸納為以下四個階段：馬氏體的分解，殘余奧氏體的轉變，（殘余奧氏體的轉變，（ ），（），（ ）。）。2. 鋼的高溫回火的溫度范圍在（鋼的高溫回火的溫度范圍在（ ），回火后的組織），

41、回火后的組織為（為（ ）。）。3. 鋼的低溫回火的溫度范圍在（鋼的低溫回火的溫度范圍在（ ），回火后的組織），回火后的組織為（為（ ）。）。4.鋼的高溫回火的溫度為（鋼的高溫回火的溫度為（ ）。）。 A500 B450 C400 D3505.鋼的中溫回火的溫度為（鋼的中溫回火的溫度為（ ）。）。 A350 B300 C250 D2006.鋼的低溫回火的溫度為（鋼的低溫回火的溫度為（ ）。）。 A400 B350 C300 D2507.可逆回火脆性的溫度范圍是（可逆回火脆性的溫度范圍是（ ）。）。 A150200；B250300；C400550；D5506508.不可逆回火脆性的溫度范圍是（不可

42、逆回火脆性的溫度范圍是（ ）。）。 A150200；B250300；C400550；D5506509.調質鋼經淬火和高溫回火后的組織是回火馬氏體。調質鋼經淬火和高溫回火后的組織是回火馬氏體。10. 在生產中，習慣把淬火和高溫回火相結合的熱處理方法稱在生產中，習慣把淬火和高溫回火相結合的熱處理方法稱為預備熱處理。為預備熱處理。11.淬火后的鋼在回火時，回火溫度越高，其強度和硬度越高。淬火后的鋼在回火時，回火溫度越高，其強度和硬度越高。2某鋼材調質處理與正火后性能比較，硬度相當，為什么調某鋼材調質處理與正火后性能比較，硬度相當，為什么調質處理后的強度、塑韌性更好？質處理后的強度、塑韌性更好？六、鋼

43、的淬透性六、鋼的淬透性 1.1.淬透性的概念淬透性的概念 淬透性淬透性 是指在規(guī)定的淬火條件下，決定鋼材淬硬深是指在規(guī)定的淬火條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性。通常用在規(guī)定的淬火條件下度和硬度分布的特性。通常用在規(guī)定的淬火條件下（工件尺寸、淬火介質）所能獲得的淬硬層深度來表（工件尺寸、淬火介質）所能獲得的淬硬層深度來表示。示。同樣形狀和尺寸的工件，在同樣加熱和冷卻條件下同樣形狀和尺寸的工件，在同樣加熱和冷卻條件下淬火，由于鋼種類不同，淬硬層的深度也不同。淬火，由于鋼種類不同，淬硬層的深度也不同。它是它是一種材料特性，與零件的尺寸和淬火工藝無關。同樣一種材料特性，與零件的尺寸和淬火工藝無

44、關。同樣淬透性的鋼，用不同冷卻方法得到的淬硬層深度是不淬透性的鋼，用不同冷卻方法得到的淬硬層深度是不一樣的一樣的 。淬硬層深度淬硬層深度 當試樣尺寸較大時，從表面向內冷卻速度逐漸減當試樣尺寸較大時，從表面向內冷卻速度逐漸減小，當冷卻速度低于小，當冷卻速度低于VkVk，就不能得到全部馬氏體，隨，就不能得到全部馬氏體，隨著深度的加深，馬氏體的數量愈來愈少，得到一定的著深度的加深，馬氏體的數量愈來愈少，得到一定的深度后，冷卻速度低于深度后，冷卻速度低于VkVk，根本不能發(fā)生馬氏體相，根本不能發(fā)生馬氏體相變。變。所以大尺寸試樣想全部得到馬氏體是不可能的，隨著所以大尺寸試樣想全部得到馬氏體是不可能的，隨

45、著馬氏體數量的減少，對應的硬度也不斷下降，馬氏體數量的減少，對應的硬度也不斷下降，通常把通常把淬火鋼從表面到馬氏體組織占淬火鋼從表面到馬氏體組織占5050處的距離成為淬硬處的距離成為淬硬層深度層深度。實際淬硬層的深度除了與材料本身有關外，。實際淬硬層的深度除了與材料本身有關外，還與試樣的大小、冷卻方式有密切的關系還與試樣的大小、冷卻方式有密切的關系。 淬透性與淬透性與淬硬層深度之間的關系淬硬層深度之間的關系 兩者之間并不是同一概念，鋼的兩者之間并不是同一概念，鋼的淬透性是鋼材本身淬透性是鋼材本身固有的屬性，它不受其他外部工藝條件的影響，而鋼固有的屬性，它不受其他外部工藝條件的影響，而鋼的淬硬層

46、深度雖然取決鋼的淬透性，但規(guī)定條件如果的淬硬層深度雖然取決鋼的淬透性，但規(guī)定條件如果改變，淬透性高的鋼材淬硬層深度不一定深。改變，淬透性高的鋼材淬硬層深度不一定深。例如例如,工件尺寸大工件尺寸大,淬火冷卻介質冷卻能力低淬火冷卻介質冷卻能力低,即便淬透即便淬透性高的鋼材也很不容易獲得較大的淬硬深度。因為大性高的鋼材也很不容易獲得較大的淬硬深度。因為大工件心部溫度高，影響零件冷卻速度。工件小，淬火工件心部溫度高，影響零件冷卻速度。工件小，淬火介質冷卻快，很容易獲得較大的淬硬層深度，甚至可介質冷卻快，很容易獲得較大的淬硬層深度，甚至可以全部淬透。以全部淬透。鋼的淬硬性鋼的淬硬性 是指鋼在淬火時所能獲

47、到的最高硬度。是指鋼在淬火時所能獲到的最高硬度。淬硬性大淬硬性大小主要決定于馬氏體的含碳量。馬氏體含碳量越高則小主要決定于馬氏體的含碳量。馬氏體含碳量越高則淬硬性越高。淬硬性越高。 在馬氏體含碳量相同的條件下，馬氏體量越多，則淬在馬氏體含碳量相同的條件下，馬氏體量越多，則淬硬性越高。淬硬性是反映鋼材在淬火時的硬化能力。硬性越高。淬硬性是反映鋼材在淬火時的硬化能力。影響鋼的淬透性的因素是鋼的臨界冷卻速度，影響鋼的淬透性的因素是鋼的臨界冷卻速度，臨界冷臨界冷卻速度越小，鋼的淬透性越大。卻速度越小，鋼的淬透性越大。Vk取決于取決于C曲線的位曲線的位置，置，C 曲線越靠右，曲線越靠右，Vk越小。因而凡

48、是影響越小。因而凡是影響C曲線的曲線的因素都是影響淬透性的因素因素都是影響淬透性的因素.1)1) 鋼的含碳量。鋼的含碳量。 在亞共析鋼范在亞共析鋼范圍內，隨含碳量的圍內，隨含碳量的增加，增加，臨界冷卻速臨界冷卻速度降低，鋼的淬透度降低，鋼的淬透性提高，而在過共性提高，而在過共析鋼范圍內，隨含析鋼范圍內，隨含碳量的增加，臨界碳量的增加，臨界冷卻速度增大，鋼冷卻速度增大，鋼的淬透性降低的淬透性降低。過共過共析鋼析鋼共析共析 鋼鋼亞共亞共析鋼析鋼溫度A1共析鋼的共析鋼的C曲線最靠右，曲線最靠右， Vk越越小，小，鋼的淬透性最好鋼的淬透性最好合金元素合金元素。除。除Co外，大多數合金元素都能增加奧氏外

49、，大多數合金元素都能增加奧氏體的穩(wěn)定性，絕大部分都使體的穩(wěn)定性，絕大部分都使C曲線右移，曲線右移，臨界冷臨界冷卻速度降低，鋼的淬透性提高卻速度降低，鋼的淬透性提高.鋼中的未溶物質鋼中的未溶物質:鋼中形成碳化物、氧化物和其他非鋼中形成碳化物、氧化物和其他非金屬夾雜物等未溶入奧氏體的物質金屬夾雜物等未溶入奧氏體的物質,有促進奧氏體有促進奧氏體分解的作用分解的作用,使使臨界冷卻速度增大，鋼的淬透性降臨界冷卻速度增大，鋼的淬透性降低低. 工件的截面尺寸和淬火的冷卻速度也影響了鋼工件的截面尺寸和淬火的冷卻速度也影響了鋼的淬硬層深度的淬硬層深度,同種材料同種材料,在同一淬火介質中在同一淬火介質中,工件工件

50、的截面尺寸越小的截面尺寸越小,心部冷卻速度越快心部冷卻速度越快,則淬火層深則淬火層深度越大度越大.而同種材料而同種材料,工件直徑相同工件直徑相同,則冷卻能力大則冷卻能力大的淬火介質淬硬層深度大。的淬火介質淬硬層深度大。淬淬透透性性的的測測試試方方法法臨界直徑法：臨界直徑法：鋼材在某種介質中淬鋼材在某種介質中淬冷后，心部得到全部馬氏體或冷后，心部得到全部馬氏體或50%馬氏體組織的最大直徑（臨界直徑）馬氏體組織的最大直徑（臨界直徑）的方法的方法。D0與介質有關，如與介質有關，如45鋼鋼D0水水=16mm，D0油油=8mm。只有冷卻條件相同時，才能進行不只有冷卻條件相同時，才能進行不同材料淬透性比較

51、，如同材料淬透性比較，如45鋼鋼D0油油=8mm，40Cr D0油油=20mm。端淬實驗法：端淬實驗法：距 水 冷 端 距 離? 25? 25水100淬 透 性 曲 線硬度HRC端淬實驗法端淬實驗法“國家規(guī)定試國家規(guī)定試樣尺寸為樣尺寸為25100mm；水柱；水柱自由高度自由高度65mm；將鋼加熱奧；將鋼加熱奧氏體化后，迅速噴水冷卻。顯氏體化后，迅速噴水冷卻。顯然，在噴水端冷卻速度最大，然，在噴水端冷卻速度最大，沿試樣軸向的沿試樣軸向的冷卻速度逐漸減小。據此，末端組織應為馬氏體，硬度最冷卻速度逐漸減小。據此，末端組織應為馬氏體，硬度最高，隨距水冷端距離的加大，組織和硬度也相應變化，將高，隨距水冷

52、端距離的加大，組織和硬度也相應變化，將硬度隨水冷端距離的變化繪成曲線稱為淬透性曲線。硬度隨水冷端距離的變化繪成曲線稱為淬透性曲線。不同鋼種有不同的淬透性曲線，工業(yè)上用鋼的淬透性不同鋼種有不同的淬透性曲線，工業(yè)上用鋼的淬透性曲線幾乎都已測定，并已匯集成冊可查閱參考。由淬曲線幾乎都已測定，并已匯集成冊可查閱參考。由淬透性曲線就可比較出不同鋼的淬透性大小。透性曲線就可比較出不同鋼的淬透性大小。淬透性與選材的關系淬透性與選材的關系 鋼的淬透性是選擇材料的重要依據之一。合理的選擇材料淬鋼的淬透性是選擇材料的重要依據之一。合理的選擇材料淬透性，可以充分發(fā)揮材料的性能潛力，防止產生熱處理缺陷，提透性，可以充

53、分發(fā)揮材料的性能潛力，防止產生熱處理缺陷，提高材料使用壽命。所以選擇材料時應考慮以下方面：高材料使用壽命。所以選擇材料時應考慮以下方面：1)1) 重要零件對心部性能要求較高的，如連桿、鍛模等，為保證重要零件對心部性能要求較高的，如連桿、鍛模等，為保證心部的性能需要淬透，選用淬透性較高的鋼；對焊接件為減心部的性能需要淬透，選用淬透性較高的鋼；對焊接件為減小熱影響區(qū)內出現淬火組織，造成變形開裂，應用淬透性較小熱影響區(qū)內出現淬火組織，造成變形開裂，應用淬透性較低的鋼為宜。低的鋼為宜。 2)2) 根據鋼的淬透性不同，在淬火時選用根據鋼的淬透性不同，在淬火時選用合適合適的淬火冷卻介質。的淬火冷卻介質。

54、1)1) 考慮工件的尺寸效應。手冊中的試樣性能數據是根據標準試考慮工件的尺寸效應。手冊中的試樣性能數據是根據標準試樣（尺寸較小）測試而得出的，不能直接用于大尺寸工件。樣（尺寸較?。y試而得出的，不能直接用于大尺寸工件。在相同材料和相同淬火冷卻介質的條件下，截面尺寸大的工在相同材料和相同淬火冷卻介質的條件下，截面尺寸大的工件淬硬深度小，有時連表面也淬不硬；而件淬硬深度小，有時連表面也淬不硬；而截面尺寸小的工件截面尺寸小的工件淬硬深度大，容易全部淬透。淬硬深度大，容易全部淬透。第五節(jié)第五節(jié) 材料表面熱處理材料表面熱處理 表面淬火表面淬火 化學熱處理化學熱處理 其它新技術其它新技術為什么要采用表面淬

55、火？為什么要采用表面淬火？ 對于承受彎曲、扭轉等交對于承受彎曲、扭轉等交 變載荷及沖擊載荷并變載荷及沖擊載荷并在摩擦條件下工件的零件，如齒輪、軸類在摩擦條件下工件的零件，如齒輪、軸類 等，等， 不但要求表面有高的強度、硬度、耐磨性和疲勞不但要求表面有高的強度、硬度、耐磨性和疲勞強度，還要求零件心部有足夠的塑性和韌性，以強度，還要求零件心部有足夠的塑性和韌性，以使零件的表面和心部實現良好的性能配合。使零件的表面和心部實現良好的性能配合。 普通熱處理方法不能滿足這些性能要求，生產上普通熱處理方法不能滿足這些性能要求，生產上常用表面淬火的方法。常用表面淬火的方法。表面淬火表面淬火表面淬火表面淬火一、

56、一、 定義定義:是將淬火零件表層金屬迅速加熱至是將淬火零件表層金屬迅速加熱至相變溫度以上，而心部未加熱，然后迅速冷卻，相變溫度以上，而心部未加熱，然后迅速冷卻，使零件表層獲得馬氏體而心部仍為原始組織的使零件表層獲得馬氏體而心部仍為原始組織的“外硬內韌外硬內韌”狀態(tài)。狀態(tài)。是一種不改變表層化學成是一種不改變表層化學成分分,但改變表層組織的局部熱處理工藝但改變表層組織的局部熱處理工藝。表面淬火所用零件材料的含碳量在表面淬火所用零件材料的含碳量在0.40% 0.50%之間。之間。含碳量過高，會增加表面淬硬層的脆性，易開裂，而含碳量過高，會增加表面淬硬層的脆性，易開裂，而心部塑性也較差。含碳量過低，表

57、面淬硬層的硬度和心部塑性也較差。含碳量過低，表面淬硬層的硬度和耐磨性不足，不能滿足要求。為了保證心部較好的塑耐磨性不足，不能滿足要求。為了保證心部較好的塑性和韌性，在表面淬火前應進行正火或調質處理。性和韌性，在表面淬火前應進行正火或調質處理。感應加熱感應加熱表面淬火表面淬火示意圖示意圖 5、表面淬火常用加熱方法表面淬火常用加熱方法 感應加熱感應加熱: 利用交變電利用交變電流在工件表面感應巨大渦流在工件表面感應巨大渦流，使工件表面迅速加熱流，使工件表面迅速加熱的方法。的方法。 根據所用電流頻率，感應加熱分為：根據所用電流頻率，感應加熱分為： 高頻感應加熱高頻感應加熱 頻率為頻率為250-300K

58、Hz，淬硬層深度，淬硬層深度0.5-2mm. 中頻感應加熱中頻感應加熱 頻率為頻率為2500-8000 Hz，淬硬層深度，淬硬層深度2-10mm。 工頻感應加熱頻率為工頻感應加熱頻率為50Hz，淬硬層深度，淬硬層深度1015mm 因此，隨著電流頻率提高，淬火后工件淬硬層越薄。因此，隨著電流頻率提高，淬火后工件淬硬層越薄。3)生產特點生產特點: 淬火件的質量好淬火件的質量好; 工件變工件變 形小形小;不易氧化及脫碳不易氧化及脫碳;淬火層容易淬火層容易 控制控制;生產率高。設備投資大生產率高。設備投資大,不適不適 于復雜形狀零件和小批量生產于復雜形狀零件和小批量生產。2.火焰加熱表面淬火火焰加熱表

59、面淬火1)火焰加熱表面淬火的基本方法火焰加熱表面淬火的基本方法2)火焰加熱表面淬火的特點火焰加熱表面淬火的特點:*設備簡單設備簡單, 操作方便操作方便, 成本低。成本低。*淬火質量不穩(wěn)定。淬火質量不穩(wěn)定。*適于單件、小批量及大型零件的生產。適于單件、小批量及大型零件的生產。 化學熱處理化學熱處理一、定義一、定義:將零件置于一定的化學介質中將零件置于一定的化學介質中 , 通過加通過加熱、保溫熱、保溫,使介質中一種或幾種元素原子滲入工件使介質中一種或幾種元素原子滲入工件表層表層,以改變以改變鋼表層的化鋼表層的化 學成分和組織的學成分和組織的熱處理工熱處理工藝。藝。而表面淬火而表面淬火是一種不改變表

60、層化學成分，但改變是一種不改變表層化學成分，但改變表層組織的局部熱處理工藝。表層組織的局部熱處理工藝。 與表面淬火相比，化學熱處理不僅改變鋼的表層與表面淬火相比，化學熱處理不僅改變鋼的表層組織，還改變其化學成分。組織，還改變其化學成分。 化學熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一。化學熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一。 根據滲入的元素不同，化學熱處理可分為滲碳、根據滲入的元素不同，化學熱處理可分為滲碳、氮化、多元共滲、滲其他元素等氮化、多元共滲、滲其他元素等。 因此，因此， 鋼經過鋼經過化學熱處理后，除了使工件表面硬化學熱處理后，除了使工件表面硬度、耐磨性提高外，還可以使工件表面獲得一些度、