熱處理的基本方法

1、4-3熱處理的基本方法熱處理的基本方法數(shù)控科 王春青課型：新課課型：新課教學目的與要求：教學目的與要求：1 、掌握退火、正火掌握退火、正火、淬火淬火、回火的概念目回火的概念目的的2、 掌握熱處理的分類及應(yīng)用掌握熱處理的分類及應(yīng)用教學重點與難點：教學重點與難點： 熱處理的概念、分類及應(yīng)用熱處理的概念、分類及應(yīng)用教學過程：教學過程： 4-3熱處理的基本方法熱處理的基本方法q 前二節(jié)學習的內(nèi)容是熱處理的原理，從這一節(jié)開前二節(jié)學習的內(nèi)容是熱處理的原理，從這一節(jié)開始學習熱處理工藝，也就是具體的熱處理實現(xiàn)方法。始學習熱處理工藝，也就是具體的熱處理實現(xiàn)方法。q 在一個零件的加工路線中，熱處理起著很重要的在一

2、個零件的加工路線中，熱處理起著很重要的作用，作用， 一般有兩種情況，如一個齒輪：一般有兩種情況，如一個齒輪： 下料下料-鍛造鍛造-預(yù)備熱處理（退火或正火）預(yù)備熱處理（退火或正火）-銑齒銑齒- - 最終熱處理（淬火回火）最終熱處理（淬火回火）-精加工（磨精加工（磨削）；削）；q 其中預(yù)備熱處理的作用是消除鍛造的缺陷，如晶其中預(yù)備熱處理的作用是消除鍛造的缺陷，如晶粒粗大、內(nèi)應(yīng)力、缺陷組織等，同時調(diào)整硬度，為粒粗大、內(nèi)應(yīng)力、缺陷組織等，同時調(diào)整硬度，為后續(xù)的切削做準備。最終熱處理的作用是使材料具后續(xù)的切削做準備。最終熱處理的作用是使材料具有使用狀態(tài)下的性能，如強度、硬度等。有使用狀態(tài)下的性能，如強度

3、、硬度等。第三節(jié) 熱處理的基本方法 1.退火目的：降低硬度，以利于切削（比較退火目的：降低硬度，以利于切削（比較適合的切削硬度為適合的切削硬度為160-260HBS）；消除內(nèi)）；消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，防止變形或開裂；消除偏應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，防止變形或開裂；消除偏析，均勻成分；析，均勻成分；一、一、退火退火 加熱到適當?shù)臏囟龋匾欢〞r間后緩慢冷卻（爐冷）。加熱到適當?shù)臏囟龋匾欢〞r間后緩慢冷卻（爐冷）。 工藝參數(shù)為：加熱到工藝參數(shù)為：加熱到Ac3+30-50，保，保溫，隨爐冷卻到溫，隨爐冷卻到600出爐空冷。出爐空冷。a.完全退火：完全退火： 適用于亞共析鋼的鑄件、鍛件、焊接件。適用于亞共析鋼

4、的鑄件、鍛件、焊接件。主要適用于中碳鋼及低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛主要適用于中碳鋼及低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛件、鑄件、熱軋型材等。均勻組織，充分消除件、鑄件、熱軋型材等。均勻組織，充分消除內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力。2、退火的種類：、退火的種類：2.球化退火：適用于共析及過共析鋼，球化退火：適用于共析及過共析鋼，目的是為了獲取球狀珠光體，降低這目的是為了獲取球狀珠光體，降低這些高碳鋼的硬度，以利于切削。所有些高碳鋼的硬度，以利于切削。所有的高碳鋼在切削之前一般都要進行球的高碳鋼在切削之前一般都要進行球化退火。化退火。 工藝參數(shù)為：加熱到工藝參數(shù)為：加熱到Ac1+30-50，保溫，保溫，隨爐冷卻或等溫冷卻；隨爐冷

5、卻或等溫冷卻；3.去應(yīng)力退火：去應(yīng)力退火： 屬于低溫熱處理，加熱溫度一般在屬于低溫熱處理，加熱溫度一般在A1線以線以下，對于鋼來說，大約為下，對于鋼來說，大約為600。 鍛造鍛造、鑄造鑄造、焊接以及切削加工后（精度要求高）焊接以及切削加工后（精度要求高）的工件，應(yīng)采用去應(yīng)力退火來消除內(nèi)應(yīng)力的工件，應(yīng)采用去應(yīng)力退火來消除內(nèi)應(yīng)力。 三種退火溫度圖示：三種退火溫度圖示： v與退火區(qū)別：冷卻速度比退火稍快，組織與退火區(qū)別：冷卻速度比退火稍快，組織較細，強度硬度稍有提高。工藝周期短，較細，強度硬度稍有提高。工藝周期短，成本低，性能好。生產(chǎn)中常用正火代替退成本低，性能好。生產(chǎn)中常用正火代替退火。火。v加熱

6、到加熱到Ac3（或（或Accm ）以上）以上3050，保，保溫后在空氣中冷卻。它的主要特點是空冷，溫后在空氣中冷卻。它的主要特點是空冷，對于大型零件或在炎熱地區(qū)，也可用風冷或噴對于大型零件或在炎熱地區(qū)，也可用風冷或噴霧冷卻。霧冷卻。二、正火二、正火q正火能提高硬度，一般用于低碳鋼的正火能提高硬度，一般用于低碳鋼的預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理q對于一些大件，正火可代替調(diào)質(zhì)作為最終對于一些大件，正火可代替調(diào)質(zhì)作為最終熱處理使用；熱處理使用；三.淬火 q 將鋼加熱到將鋼加熱到Ac1或或Ac3以上以上30-50，適，適當保溫，然后快速冷卻，獲取馬氏體或當保溫，然后快速冷卻，獲取馬氏體或下貝氏體的一種熱處理工藝

7、。下貝氏體的一種熱處理工藝。q淬火是一種很早就應(yīng)用的熱處理工藝，它的目淬火是一種很早就應(yīng)用的熱處理工藝，它的目的是獲得馬氏體或下貝氏體，但主要是馬氏體。的是獲得馬氏體或下貝氏體，但主要是馬氏體。從性能上看，它是為了強化材料，提高材料的從性能上看，它是為了強化材料，提高材料的強度或硬度。強度或硬度。1.淬火工藝參數(shù)淬火工藝參數(shù)v加熱溫度加熱溫度 根據(jù)鋼的成分確定，亞共析鋼加熱到根據(jù)鋼的成分確定，亞共析鋼加熱到Ac3+30-50，共析、過共析鋼加熱到，共析、過共析鋼加熱到Ac1+30-50；（根據(jù)鐵碳相圖進行解釋）（根據(jù)鐵碳相圖進行解釋）為了獲得好的淬火效果，就必須制定正確的為了獲得好的淬火效果，

8、就必須制定正確的淬火工藝參數(shù)。淬火工藝參數(shù)。v例如，例如，45鋼的鋼的A3=780， 其淬火溫度為其淬火溫度為840-860 T8、T12鋼的鋼的Ac1=737， 其淬火溫度為其淬火溫度為770-790；v合金鋼由于合金元素的影響，加熱溫度比碳合金鋼由于合金元素的影響，加熱溫度比碳鋼高，具體情況可以查閱熱處理手冊。鋼高，具體情況可以查閱熱處理手冊。水及水溶液水及水溶液 在在650400相對冷卻速度較大，常用作相對冷卻速度較大，常用作碳鋼的淬火。碳鋼的淬火。 2.淬火介質(zhì)：淬火介質(zhì)：油油 在在300200間冷卻速度比水小，用于間冷卻速度比水小，用于合金鋼的淬火。合金鋼的淬火。 （4）等溫淬火）等

9、溫淬火形狀復(fù)雜，尺寸要求較精確，形狀復(fù)雜，尺寸要求較精確，強韌性要求較高的小型工模具及彈簧等的淬火強韌性要求較高的小型工模具及彈簧等的淬火3.淬火方法淬火方法（1）單液淬火）單液淬火 形狀簡單的碳鋼件在水形狀簡單的碳鋼件在水中淬火，合金鋼和中淬火，合金鋼和 小尺寸碳鋼件在油中淬火小尺寸碳鋼件在油中淬火（2）雙液淬火）雙液淬火形狀復(fù)雜的高碳鋼工件和尺寸形狀復(fù)雜的高碳鋼工件和尺寸 較大的合金鋼件較大的合金鋼件（3）分級淬火）分級淬火尺寸較小、形狀復(fù)雜工件的淬火尺寸較小、形狀復(fù)雜工件的淬火3、淬透性與淬硬性、淬透性與淬硬性v取決于取決于M中中C%，C%淬硬性淬硬性v 淬透性是指在規(guī)定條件下，決定鋼淬

10、硬深度淬透性是指在規(guī)定條件下，決定鋼淬硬深度 和硬度分布的特性。和硬度分布的特性。淬硬性是鋼在理想條件下淬火硬化所能達到的淬硬性是鋼在理想條件下淬火硬化所能達到的 最高硬度。最高硬度。 v影響淬透性的因素主要是影響淬透性的因素主要是C曲線的位置，曲線的位置，C曲曲線右移，淬火臨界冷卻速度減小，淬透性提線右移，淬火臨界冷卻速度減小，淬透性提高。高。4.鋼的淬火缺陷鋼的淬火缺陷(1).氧化與脫碳：氧化與脫碳： a.含義及產(chǎn)生原因：鋼在加熱時，含義及產(chǎn)生原因：鋼在加熱時，氧與鋼表面作用，形成脆皮稱為氧氧與鋼表面作用，形成脆皮稱為氧化化 脫碳：碳與氣體介質(zhì)作用逸出，脫碳：碳與氣體介質(zhì)作用逸出，使含碳量

11、降低。使含碳量降低。 b.后果：降低表面硬度，影響尺寸后果：降低表面硬度，影響尺寸c.防止與補救：隔絕空氣加熱防止與補救：隔絕空氣加熱（2）過熱與過燒：）過熱與過燒：a.含義及產(chǎn)生原因：加熱溫度過高晶粒粗含義及產(chǎn)生原因：加熱溫度過高晶粒粗化成為過熱化成為過熱加熱溫度過高出現(xiàn)氧化和熔化則成為過燒加熱溫度過高出現(xiàn)氧化和熔化則成為過燒b.后果：晶粒粗大易引起變形和開裂后果：晶粒粗大易引起變形和開裂c.防止與補救：嚴格控制加熱溫度和保溫防止與補救：嚴格控制加熱溫度和保溫時間時間 過燒的只能報廢過燒的只能報廢（3）變形與開裂）變形與開裂:a.含義及產(chǎn)生原因：淬火內(nèi)應(yīng)力含義及產(chǎn)生原因：淬火內(nèi)應(yīng)力b.后果后

12、果:無法使用無法使用c.防止與補救：防止與補救： 選用合理的工藝方法選用合理的工藝方法 變形的可校正變形的可校正 開裂的只能報廢開裂的只能報廢（4）硬度不足：a.含義及產(chǎn)生原因：加熱溫度不足，保溫時間不足，冷卻速度不夠快，氧化與脫碳等。b.后果：無法滿足使用要求c.防止與補救：嚴格執(zhí)行工藝規(guī)程 四.回火1、回火的概念：、回火的概念： 將淬火后鋼件再加熱到將淬火后鋼件再加熱到Ac1以下的某一溫度，以下的某一溫度，保保 溫一定時間后，然后冷卻到室溫的熱處理溫一定時間后，然后冷卻到室溫的熱處理工藝工藝 。2、回火的目的：、回火的目的： 降低淬火鋼的脆性，提高韌性，降低淬火鋼的脆性，提高韌性，調(diào)整硬度

13、，消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定工件的尺寸，調(diào)整硬度，消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定工件的尺寸，獲得所需要的力學性能。獲得所需要的力學性能。3、回火的種類按回火溫度的不同，回火可分以下三種：v低溫回火：150 C 250 C v中溫回火：350 C 500 C v高溫回火：500 C 650 C 1、低溫回火低溫回火（150250150250）C C 目的：保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性，降低淬火目的：保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性，降低淬火應(yīng)應(yīng) 力力, ,減少鋼的脆性。硬度為減少鋼的脆性。硬度為58-64HRC58-64HRC。 主要用于：刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳淬主要用于：刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳淬火件和表面淬火件?；鸺捅砻娲慊鸺?。 2 2、中溫回火（、中溫回火（350500350500）C C 目的：獲得高的彈性極限、屈服點和較好的韌性。目的：獲得高的彈性極限、屈服點和較好的韌性。 又稱彈性處理。硬度為又稱彈性處理。硬度為35-45HRC.35-45HRC. 主要用