鋼的淬火與回火

1、鋼的淬火與回火一、鋼的淬火淬火：將鋼加熱到 AC3 或 AC1 以上某一溫度，保溫然后快速冷卻獲得馬氏體或下 貝 氏體組織的熱處理工藝。目的：為了獲得馬氏體和下貝低體，然后通過適當?shù)幕鼗穑@得所需的力學性能。一淬火工藝1、加熱溫度確實定：根據(jù)鋼的化學成分來選擇碳鋼那么根據(jù) WC 來選擇1亞共析鋼： AC3+ 30- 100 C冷卻理由：加熱時，得到全部 A,冷卻后，得到M 4M假設(shè)低于 AC3 得到 A+F, 冷卻后得到 M+F A+F- M+F2 共析鋼和過共析鋼： AC1 + 30-70 C加熱后組織為： A+Fe3CH 一般為來溶解的小顆粒冷卻后組織為： M+Fe3 K 粒狀 +AR粒狀

2、 Fe3C 可提高淬火鋼硬度和耐磨性為什么不和熱到 ACm 以上呢？?滲碳體全部溶解，那么 A的WCT,使MQ, ART,硬度J使淬火后的 M 體粗大 ，脆性 T2、加熱時間確實定：保證零件內(nèi)外溫度一致熱透，提高生產(chǎn)率米用經(jīng)驗公AT = aKDa加熱系數(shù)min/mmK裝爐修正系數(shù)D工件有效厚度mm3、冷卻介質(zhì)1冷卻速度對淬火質(zhì)量的影響冷卻速度要大于 VK 以便保證得到 M冷卻速度過大 T 引起大的內(nèi)應力 T 零件變形或開裂2理想的冷卻速度在 C 曲線鼻尖處 650-500 C 冷卻要快一保證過冷 A 不轉(zhuǎn)變 在 Ms 附近200- 300E 冷速要慢一防止變形或開裂3常用冷卻介質(zhì)水：650-

3、500 C 及 200- 300 C 冷速均快 易引起變形或開裂。一般用于碳鋼 鹽水、堿水：提高 600-500 C 的冷卻能力 一般用于等溫淬火或分級淬火 礦物油：冷卻較慢，可能使一局部過冷 A 轉(zhuǎn)變?yōu)?P 一般用合金鋼 ? ?過冷 A 較穩(wěn)定二淬火方法1、單介質(zhì)淬火碳鋼 - 水；合金鋼 - 油2、雙介質(zhì)淬火 優(yōu)點：得到高硬度，又減少變形和開裂應用：1 形狀較復雜的碳鋼件一一先水后油 水冷到 400C 左右絲絲聲再油汽2尺寸較大的合金鋼件一一先油后空3、分級淬火先在 Ms 附近保溫 2-5 分鐘鹽浴或溶爐中，然后油汽或空汽優(yōu)點：減少變形和 開裂、內(nèi)應力小 缺點：會出現(xiàn)局部 P 。應用：用于復

4、雜的小型碳鋼件和合金鋼件。4、等溫淬火在略高于 Ms (260-400 C )的溫度中保溫較長時間(半小時)進行組織轉(zhuǎn)變，然后空汽優(yōu)點：得到 BF, 綜合力學性能好 ，內(nèi)應力小應用：用于 WO0.6% 的碳鋼和合金鋼的小型復雜件(三) 鋼的淬透性1、何謂鋼的淬透性？1) 定義：鋼在規(guī)定條件下淬火時 ，獲得淬硬層深度的能力2) 淬硬層：得到 50% 以上馬氏體的金屬層，成分相同的鋼、淬火條件相同、質(zhì)量越大、淬硬層越薄 P61 圖 4? 213) 臨界直徑 DC 鋼在某種介質(zhì)中淬火后，心部得到50 沖上 ，馬氏體組 織的最大直徑。同一成分的鋼，采用不同淬大介質(zhì)冷卻，得的 DC 不同，水淬比油淬的

5、DC 大鋼的 DC 越大、淬透性越好 ， 合金鋼比碳鋼的淬透性好2、影響淬透 f 生的因素鋼的過汽 A 越穩(wěn)定，淬透性越好1) 化學局部WCi 接近 0.77%,淬透性越好。一 ? ? ? 共析鋼比亞共析、過共析鋼好大多數(shù) 合金 元 素能提高鋼的淬透性。一合金鋼比碳鋼的淬透性好。2) 加熱溫度和保溫時間提高加熱溫度和延長保溫時間，可提高淬透性但 A 晶粒粗大，力學性能變差3、淬硬性鋼在理想條件下進行淬火能到達的最高硬度的能力淬硬性主要取決于鋼的 WCP5 圖 2、鋼的回火1 、回火及其目的1) 回火：將淬火后的鋼和熱到 Ac1 以下某一溫度，保溫到組織轉(zhuǎn)變后，冷卻到 室溫 的熱處理工藝。2)

6、回火的目的 減少或消除內(nèi)應力，防止變形和開裂 穩(wěn)定組織，保證工件在使用時不發(fā)生形狀和尺寸變化 調(diào)整力學性能，適應不同零件的需要2、淬火件為什么要回火 ? ? 淬火后得到的組織為 M+AR M 和 AR 都是亞穩(wěn)態(tài)組織在一定條件下會自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定組織 假設(shè)淬火件不回火，那么過一段時間后， M 和 AR 發(fā)生轉(zhuǎn)變一一工件形狀、尺寸發(fā)生變 化 淬火時、冷卻速度快、工件存在較大的內(nèi)應力，必須及時回火消除，以免變 形、開裂3、 鋼在回火時組織和性能的變化：四個階段 P62 圖 4-221) 馬氏體分解，得到回火馬氏體 w 200CM 回二 M (過飽和程度低) +極細的片狀碳化物 過飽和的碳以極細的片狀

7、碳化物形 式從 A 中析出內(nèi)應力減少，硬度變化不大力學性能與回大溫度尖系 P63 圖 4-232)剩余 A 轉(zhuǎn)變 200- 300 C得到 B 下或 M 回硬度稍下降3) 碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿☆w粒狀 Fe3C300-400C鐵素體根本內(nèi)分布細小的顆粒狀 Fe3C 叫做回火托氏體內(nèi)應力根本消除，硬度下 降， 塑性和韌性提高4) Fe3C 聚集長大為細小球狀滲碳體 400C 鐵素體根本內(nèi)分布細小的球狀滲碳體 叫 做回火索氏體內(nèi)應力完全消除，具有良好的綜合力學性能鋼的回火力學 f 生能與 溫度 的尖系見 P63 圖 4-234、回火種類及應用1 低溫回火 150-250C 組織：回火馬氏體性能：高碳鋼、

8、淬火 +低回、硬度高、塑性和韌性較低低碳鋼、淬火 +低回強度、 硬度不高、塑性、韌性好應用：要求硬而耐磨的工件高碳鋼件如刀具、量 具、冷變形模具、滾動軸承2 中溫回火： 350-500 C 組織：回火托氏體性能：較高的強性極限和屈服點，塑性、韌性較好應用：主要 彈性零件和熱變形模具3高溫回火 500-650 C組織：回火索氏體性能：良好的綜合力學性能例如：軸、曲軸、連桿、齒輪、重 要螺栓等調(diào)質(zhì)=淬火+高溫回火5、回火胞性淬火鋼在某些溫度壓間回火時，產(chǎn)生脆化現(xiàn)象1第一類回火脆性：在 300 C 左右出現(xiàn)的脆性無法消降盡量不在此溫度范圍回火2第二類回火脆性：在 500-650 C 出現(xiàn)脆性 主要發(fā)生在含 Cr、Mn 、 Cr-Ni 等 合金鋼可用高溫回火后，快冷的方法消除如 406 調(diào)質(zhì)時，高溫回火后用水冷 ?二類回火脆 f 生 三、常見的淬火缺陷1、過熱：加熱溫度過高或保溫時間過長，引起A 體晶粒粗大的現(xiàn)象危害：使學性能變差，尤其是塑性和韌性用于力化的2、過燒：加熱溫度接近固相線，要使鋼中低熔點物質(zhì)局部熔化并開始發(fā)生晶界氧現(xiàn)象危害：使工件報廢3、氧化與脆碳：氧化一一外表生成松脆的氧化皮脆碳一一表層的含碳量降低危 害：降低精度，增大外表粗糙度。4、硬度缺乏或軟點產(chǎn)生原因：溫度過彳氐，保溫缺乏，汽速過慢一 M少氧化與脆碳5、變