鋼的熱處理課件)

1、熱熱處處理理整體熱處理整體熱處理退火、正火、淬火、回火退火、正火、淬火、回火表面熱處理表面熱處理火焰加熱法火焰加熱法感應(yīng)加熱法感應(yīng)加熱法激光加熱法激光加熱法化學(xué)、物理氣相沉積化學(xué)、物理氣相沉積化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理滲碳、滲氮、多元共滲滲碳、滲氮、多元共滲保溫保溫臨界點臨界點冷卻冷卻加熱加熱時間時間溫溫度度 一一 、鋼的退火、鋼的退火 將工件加熱到一定溫度并保溫，然后再隨爐緩慢冷卻的一種熱將工件加熱到一定溫度并保溫，然后再隨爐緩慢冷卻的一種熱處理工藝。處理工藝。 根據(jù)鋼的成分和退火目的不同應(yīng)采用不同的退火方法，常用的根據(jù)鋼的成分和退火目的不同應(yīng)采用不同的退火方法，常用的退火方法有：退火方法有：完全

2、退火（普通退火）完全退火（普通退火）；球化退火（不完全退火）球化退火（不完全退火）；去應(yīng)力退火（低溫退火）去應(yīng)力退火（低溫退火）等。等。退退火火完全退火完全退火球化退火球化退火去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火方法：將亞共析鋼加熱到方法：將亞共析鋼加熱到AC3線以上線以上3050，保溫一定時間后緩慢冷卻（隨爐冷卻）。保溫一定時間后緩慢冷卻（隨爐冷卻）。方法：方法：將共析鋼或過共析鋼加熱到將共析鋼或過共析鋼加熱到AC C1線以上線以上2030，保溫后緩慢冷卻。，保溫后緩慢冷卻。方法：方法：將鋼加熱到將鋼加熱到ACAC1 1線以下，保溫后緩慢冷線以下，保溫后緩慢冷卻。卻。退退火火完全退火完全退火球化退火球化退火

3、去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火目的：目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，降低硬度，消除細(xì)化晶粒，均勻組織，降低硬度，消除應(yīng)力。同時也是為切削加工和最終熱處理做準(zhǔn)應(yīng)力。同時也是為切削加工和最終熱處理做準(zhǔn)備備目的：目的：消除網(wǎng)狀或片狀滲碳體，降低硬度，提消除網(wǎng)狀或片狀滲碳體，降低硬度，提高韌性。同時也是為切削加工和最終熱處理做高韌性。同時也是為切削加工和最終熱處理做準(zhǔn)備準(zhǔn)備目的：目的：消除鑄件、焊件中的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺消除鑄件、焊件中的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸。寸。 主要應(yīng)用于：主要應(yīng)用于：亞共析鋼的鑄件、鍛件和軋件亞共析鋼的鑄件、鍛件和軋件主要應(yīng)用于：主要應(yīng)用于：共析、過共析鋼和合金工具鋼共析、過共析鋼和合金工具鋼主要特點：

4、主要特點：沒有組織變化沒有組織變化二二 、正火、正火 方法：方法：是將鋼件加熱到是將鋼件加熱到A AC3C3或或A AC Cm m以上以上30305050，保溫一，保溫一定時間后，從爐中取出在空氣中冷卻。定時間后，從爐中取出在空氣中冷卻。主要應(yīng)用于以下幾方面主要應(yīng)用于以下幾方面: : 改善低碳鋼的可切削性改善低碳鋼的可切削性 。 作為中碳鋼的預(yù)備熱處理（可以替代部分退火熱處理）。作為中碳鋼的預(yù)備熱處理（可以替代部分退火熱處理）。 對機械性能要求不高的零件的最終熱處理。對機械性能要求不高的零件的最終熱處理。 注意：注意：正火和普通退火屬于同一類型的熱處理工藝。都正火和普通退火屬于同一類型的熱處理

5、工藝。都是將鋼加熱到奧氏體狀態(tài)。所不同的是正火在空氣中冷卻，是將鋼加熱到奧氏體狀態(tài)。所不同的是正火在空氣中冷卻，而退火是隨爐冷卻。而退火是隨爐冷卻。三三 、淬火、淬火目的：目的： 是獲得均勻細(xì)小的馬氏體組織，再經(jīng)過回火處理，提高鋼的力是獲得均勻細(xì)小的馬氏體組織，再經(jīng)過回火處理，提高鋼的力學(xué)性能。學(xué)性能。注意：注意： 淬火的關(guān)鍵是：確定淬火溫度和冷卻方式。淬火的關(guān)鍵是：確定淬火溫度和冷卻方式。它是最常用的一種熱處理，是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。它是最常用的一種熱處理，是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。四四 、回火、回火目的：目的： 減少或消除淬火應(yīng)力，防止鋼件變形與開裂；穩(wěn)定組織和尺寸；減少或消除淬火應(yīng)力，防止鋼

6、件變形與開裂；穩(wěn)定組織和尺寸；獲得所需要的組織和性能。獲得所需要的組織和性能。注意：注意： 淬火鋼不經(jīng)過回火一般不能直接使用。淬火鋼不經(jīng)過回火一般不能直接使用。淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變 ：馬氏體分解和殘余奧氏體的分解：馬氏體分解和殘余奧氏體的分解 。 有些零件，采用表面熱處理可以獲得表面高硬度和心有些零件，采用表面熱處理可以獲得表面高硬度和心部高韌性。部高韌性。 五五 鋼的表面熱處理鋼的表面熱處理一、表面淬火一、表面淬火 表面淬火的特點是快速加熱，使工件要求淬硬的表表面淬火的特點是快速加熱，使工件要求淬硬的表面迅速升至淬火溫度，而心部仍保持面迅速升至淬火溫度，而心部仍保持A AC1C1

7、以下溫度，再迅以下溫度，再迅速冷卻，結(jié)果工件表面層被淬硬為馬氏體組織，心部仍速冷卻，結(jié)果工件表面層被淬硬為馬氏體組織，心部仍為原來的組織，保持了良好的韌性。再經(jīng)過適當(dāng)?shù)牡蜏貫樵瓉淼慕M織，保持了良好的韌性。再經(jīng)過適當(dāng)?shù)牡蜏鼗鼗?，就能獲得要求的性能?；鼗?，就能獲得要求的性能。 根據(jù)加熱方法不同，表面淬火方法可分為三種：根據(jù)加熱方法不同，表面淬火方法可分為三種： 1 1火焰加熱表面火焰加熱表面淬火法淬火法 淬深為淬深為2 26mm6mm需憑經(jīng)驗難以把握。需憑經(jīng)驗難以把握。 2 2感應(yīng)加熱表面淬火法感應(yīng)加熱表面淬火法 利用電流的集膚效應(yīng)對工件表面迅速加熱利用電流的集膚效應(yīng)對工件表面迅速加熱 ，而心部，

8、而心部則幾乎未被加熱。則幾乎未被加熱。 高頻感應(yīng)加熱高頻感應(yīng)加熱 電流頻率為（電流頻率為（f=200f=200300300）KHZKHZ 淬深為淬深為0.50.52mm 2mm 。主要用于淬硬層較淺的中、小。主要用于淬硬層較淺的中、小 型零件加熱，如小軸、小模數(shù)齒輪等。型零件加熱，如小軸、小模數(shù)齒輪等。 高頻淬火齒輪的工藝路線為：高頻淬火齒輪的工藝路線為： 鍛造鍛造正火或退火正火或退火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工高頻淬火高頻淬火低溫回火低溫回火磨削。磨削。二、化學(xué)熱處理二、化學(xué)熱處理 化學(xué)熱處理是把工件放在特定介質(zhì)中加熱和保溫，使一化學(xué)熱處理是把工件放在特定介質(zhì)中加熱和保溫，使一種或幾種元

9、素滲入工件表面，以改變表層成份和組織。使用種或幾種元素滲入工件表面，以改變表層成份和組織。使用工件表面與心部具有不同的機械性能或特殊的物理、化學(xué)性工件表面與心部具有不同的機械性能或特殊的物理、化學(xué)性能。能。 原理：將要滲的活性元素加熱分解，即所謂激活，然后原理：將要滲的活性元素加熱分解，即所謂激活，然后被工件表面吸收，進(jìn)而向工件內(nèi)部擴散。被工件表面吸收，進(jìn)而向工件內(nèi)部擴散。常用的化學(xué)熱處理方法有：常用的化學(xué)熱處理方法有： 1 1滲碳滲碳 鋼的表面吸收碳原子的過程，稱為滲碳。鋼的表面吸收碳原子的過程，稱為滲碳。 目的：目的：使零件表面獲得高硬度（使零件表面獲得高硬度（HRC58HRC586464

10、），心部獲），心部獲得較高的強度和韌性。得較高的強度和韌性。 (1) (1) 氣體滲碳法：主要用甲烷、煤氣、甲苯、煤油等作氣體滲碳法：主要用甲烷、煤氣、甲苯、煤油等作滲碳劑，在氣體高溫下分解出活性碳原子進(jìn)行滲碳。滲碳劑，在氣體高溫下分解出活性碳原子進(jìn)行滲碳。如圖所示如圖所示。 (2) (2) 固體滲碳法：固體滲碳劑主要是木炭，其次是少量固體滲碳法：固體滲碳劑主要是木炭，其次是少量碳酸鹽碳酸鹽。如圖所示如圖所示。 (3) (3) 液體滲碳法：液體滲碳法：因有有毒氣體產(chǎn)生，所以應(yīng)用于不廣。因有有毒氣體產(chǎn)生，所以應(yīng)用于不廣。 2 2氮化氮化 即使工件表面滲入氮原子。即使工件表面滲入氮原子。 目前應(yīng)用

11、較廣的是氣體氮化法。把工件放在專門氮化的爐目前應(yīng)用較廣的是氣體氮化法。把工件放在專門氮化的爐子里，加熱到子里，加熱到500500600600，同時通入氨氣，同時通入氨氣(NH3)(NH3)，氨氣加熱到，氨氣加熱到450450，就分解出活性氨原子，擴散滲入工件表層，形成氮化，就分解出活性氨原子，擴散滲入工件表層，形成氮化層。層。 氮化的要素是溫度和時間，用時間控制滲層厚度。氮化的要素是溫度和時間，用時間控制滲層厚度。 氮化處理的缺點是：時間長氮化處理的缺點是：時間長, ,一般要用合金鋼一般要用合金鋼, ,所以所以成本高。只用于機床中高速傳動軸；精密齒輪等。成本高。只用于機床中高速傳動軸；精密齒輪等。 一般氮化零件的工藝路線為：一般氮化零件的工藝路線為： 鍛造鍛造退火退火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工除應(yīng)力退火除應(yīng)力退火磨磨削削氮化氮化精磨。精磨。 3 3碳氮共滲碳氮共滲 把碳和氮同時滲入零件表層的過程稱為氰化把碳和氮同時滲入零件表層的過程稱為氰化 。 根據(jù)處理