金屬材料及熱處理課件-zlp

1、金屬材料及熱處理金屬材料及熱處理 常用金屬材料分類、牌號(hào)及用途；常用金屬材料分類、牌號(hào)及用途； 工程用鋼；工程用鋼； 熱處理原理、工藝及作用熱處理原理、工藝及作用主要內(nèi)容主要內(nèi)容最常用的金屬材料最常用的金屬材料鋼鋼 steel經(jīng)濟(jì)建設(shè)中使用最廣泛、用量最大的金屬材料。經(jīng)濟(jì)建設(shè)中使用最廣泛、用量最大的金屬材料。 以以Fe為主要元素、含碳量一般在為主要元素、含碳量一般在2%以下，并含以下，并含有其他元素的材料有其他元素的材料。(GB/T 13304.1-2008 )注：在鉻鋼中含碳量可能大于注：在鉻鋼中含碳量可能大于2%，但，但2%通常是鋼和鑄通常是鋼和鑄鐵的分界線。鐵的分界線。 鋼的分類鋼的分類

2、按化學(xué)成分分類按化學(xué)成分分類（GB/T 13304.1-2008 ）可分為碳素鋼和合金鋼可分為碳素鋼和合金鋼碳素鋼碳素鋼（含碳量）：（含碳量）： 低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼合金鋼合金鋼（按合金元素）：（按合金元素）： 合金鋼合金鋼 、中合金鋼和高合金鋼、中合金鋼和高合金鋼 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 普通碳鋼普通碳鋼 低碳鋼低碳鋼（0.25%） 碳鋼碳鋼 中碳鋼中碳鋼（0.250.6%） 優(yōu)質(zhì)碳鋼優(yōu)質(zhì)碳鋼 高碳鋼高碳鋼（0.6%） 鉻鋼鉻鋼 按合金元素分按合金元素分 鉬鋼鉬鋼 錳鋼錳鋼合金鋼合金鋼 低合金鋼低合金鋼 5 按合金元素總量

3、按合金元素總量 中合金鋼中合金鋼 510 高合金鋼高合金鋼 10 按冶金質(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，可分為：按鋼中所含有害雜質(zhì)硫、磷的多少，可分為： 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（脫氧較完全）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。和半鎮(zhèn)靜鋼三類。 結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼又分為：又分為： 工

4、程構(gòu)件用鋼和機(jī)器零件用工程構(gòu)件用鋼和機(jī)器零件用工具鋼工具鋼分為：分為： 刃具鋼、量具鋼、模具鋼刃具鋼、量具鋼、模具鋼 特殊性能鋼特殊性能鋼分為：分為： 不銹鋼、耐熱鋼等不銹鋼、耐熱鋼等 按用途分類按用途分類（GB/T 13304.2-2008 ） 工程結(jié)構(gòu)用鋼工程結(jié)構(gòu)用鋼 （建筑，車輛，造船，橋梁）（建筑，車輛，造船，橋梁） 機(jī)器結(jié)構(gòu)（零件）用鋼機(jī)器結(jié)構(gòu)（零件）用鋼 工模具用鋼工模具用鋼 特殊用途用鋼特殊用途用鋼 普通碳素鋼普通碳素鋼低合金高強(qiáng)度鋼低合金高強(qiáng)度鋼微合金化低合金高強(qiáng)度鋼微合金化低合金高強(qiáng)度鋼滲碳鋼、氮化鋼滲碳鋼、氮化鋼調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼彈簧鋼彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼刃具用鋼刃具用鋼模

5、具用鋼模具用鋼抗氧化鋼，熱強(qiáng)鋼抗氧化鋼，熱強(qiáng)鋼不銹鋼不銹鋼耐酸鋼耐酸鋼易切削用鋼等易切削用鋼等碳素工具鋼碳素工具鋼低合金工具鋼低合金工具鋼高速鋼高速鋼冷變形模具鋼冷變形模具鋼熱變形模具鋼熱變形模具鋼塑料模具鋼塑料模具鋼小結(jié)：按用途分類小結(jié)：按用途分類 按金相組織分類按金相組織分類 退火狀態(tài)退火狀態(tài)正火狀態(tài)正火狀態(tài)按加熱冷卻時(shí)按加熱冷卻時(shí)有無(wú)相變和有無(wú)相變和室溫組織分室溫組織分 a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體） b.共析鋼 （珠光體） c.過(guò)共析鋼（珠光體+滲碳體） a.珠光體鋼 b.貝氏體鋼 c.馬氏體鋼 d.奧氏體鋼。 a.鐵素體鋼 b.馬氏體鋼 c.奧氏體鋼 d.雙相鋼鋼的牌號(hào)鋼的牌號(hào)GB/

6、T 221-2008GB/T 221-2008 通常采用大寫(xiě)漢語(yǔ)拼音字母、通常采用大寫(xiě)漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的牌化學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的牌號(hào)。產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法等，一般用漢語(yǔ)拼音字母字頭表號(hào)。產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法等，一般用漢語(yǔ)拼音字母字頭表示。牌號(hào)中的主要化學(xué)元素含量示。牌號(hào)中的主要化學(xué)元素含量( () )為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。碳素結(jié)構(gòu)鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào) 1. 牌號(hào)的編號(hào)：由四部分組成牌號(hào)的編號(hào)：由四部分組成 （1 1）代表屈服點(diǎn)的屈字漢語(yǔ)拼音字母字頭：）代表屈服點(diǎn)的屈字

7、漢語(yǔ)拼音字母字頭：Q Q （2 2）屈服點(diǎn)的屈服強(qiáng)度數(shù)值：阿拉伯?dāng)?shù)字）屈服點(diǎn)的屈服強(qiáng)度數(shù)值：阿拉伯?dāng)?shù)字 （3 3）質(zhì)量等級(jí)符號(hào)：）質(zhì)量等級(jí)符號(hào)：A A，B B，C C，D D，E E，F(xiàn) F （4 4）脫氧方法符號(hào)：）脫氧方法符號(hào)： F F沸騰鋼沸騰鋼 b b半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼 Z Z鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼 TZTZ特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼 2. 牌號(hào)的編號(hào)牌號(hào)的編號(hào)舉例舉例 Q235A.F 表示碳素結(jié)構(gòu)鋼，屈服強(qiáng)度表示碳素結(jié)構(gòu)鋼，屈服強(qiáng)度235MPa， 質(zhì)量等級(jí)為質(zhì)量等級(jí)為A的沸騰鋼的沸騰鋼 Q345C 表示低合金高強(qiáng)度鋼，屈服強(qiáng)度表示低合金高強(qiáng)度鋼，屈服強(qiáng)度345MPa， 質(zhì)量等級(jí)為質(zhì)量等級(jí)為C 優(yōu)質(zhì)碳素

8、結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼牌號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼牌號(hào)產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱采用的漢字及漢語(yǔ)拼音或英文單詞采用的漢字及漢語(yǔ)拼音或英文單詞采用字母采用字母位置位置漢字漢字漢語(yǔ)拼音漢語(yǔ)拼音英文單詞英文單詞鍋爐和壓力容器用鋼鍋爐和壓力容器用鋼容容RONGR牌號(hào)尾牌號(hào)尾鍋爐用鋼（管）鍋爐用鋼（管）鍋鍋GUOG牌號(hào)尾牌號(hào)尾低溫壓力容器用鋼低溫壓力容器用鋼低容低容DI RONGDR牌號(hào)尾牌號(hào)尾橋梁用鋼橋梁用鋼橋橋QIAOQ牌號(hào)尾牌號(hào)尾耐候鋼耐候鋼耐候耐候NAIHOUNH牌號(hào)尾牌號(hào)尾高耐候鋼高耐候鋼高耐候高耐候GAO NAI HOUGNH牌號(hào)尾牌號(hào)尾汽車大梁用鋼汽車大梁用鋼梁梁LIANGL牌號(hào)尾牌號(hào)尾高性能

9、建筑結(jié)構(gòu)用鋼高性能建筑結(jié)構(gòu)用鋼高建高建GAO JIANGJ牌號(hào)尾牌號(hào)尾低焊接裂紋敏感性鋼低焊接裂紋敏感性鋼低焊接裂紋敏感性低焊接裂紋敏感性Crack FreeCF牌號(hào)尾牌號(hào)尾保證淬透性鋼保證淬透性鋼淬透性淬透性HardenabilityH牌號(hào)尾牌號(hào)尾礦用鋼礦用鋼礦礦KUANGK牌號(hào)尾牌號(hào)尾船用管船用管采用國(guó)際符號(hào)采用國(guó)際符號(hào)牌號(hào)舉例牌號(hào)舉例 45：表示含碳量為：表示含碳量為0.45的碳素結(jié)構(gòu)鋼。的碳素結(jié)構(gòu)鋼。 10，20，35，10F，50MnE，20R等均為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，等均為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼， 65Mn為優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼為優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼碳素工具鋼牌號(hào)碳素工具鋼牌號(hào) 碳素工具鋼都是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼或

10、特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼碳素工具鋼都是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼或特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 1. 1. 編號(hào)方法編號(hào)方法 用用“T”（碳）表示含碳量千分之幾的數(shù)值表示。（碳）表示含碳量千分之幾的數(shù)值表示。錳含量高的加錳含量高的加Mn元素符號(hào)元素符號(hào) 2. 2. 舉例舉例 T8表示含碳量為表示含碳量為0.8的碳素工具鋼。的碳素工具鋼。 類似鋼號(hào)類似鋼號(hào)： T7，T9，T10，T9A，T10A，T8MnA A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼合金鋼的牌號(hào)合金鋼的牌號(hào) 合金元素采用國(guó)際化學(xué)符號(hào)（或元素中文名稱）表示，合金元素及其合金元素采用國(guó)際化學(xué)符號(hào)（或元素中文名稱）表示，合金元素及其含量、碳元素及其含量表示方法如下：含量、碳元素及其含量表示方法

11、如下： 1. 1. 含碳量含碳量 1) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼： 一般以平均含碳量的萬(wàn)分之幾表示，如一般以平均含碳量的萬(wàn)分之幾表示，如40Cr，40CrNiMo等。等。 2）合金工具鋼）合金工具鋼： 含碳量小于含碳量小于1時(shí)用千分之幾表示，如時(shí)用千分之幾表示，如 9SiCr，9Mn2V等。等。 含碳量大于含碳量大于1時(shí)不標(biāo)碳含量，如時(shí)不標(biāo)碳含量，如 Cr12MoV，CrWMn等。等。 小結(jié)小結(jié) C%結(jié)構(gòu)鋼，萬(wàn)分之幾；結(jié)構(gòu)鋼，萬(wàn)分之幾； 工具鋼，千分之幾；工具鋼，千分之幾； Me%一般為百分之幾；一般為百分之幾； 含含Cr低的合金工具鋼低的合金工具鋼 和軸承鋼，用千分之幾。和軸承鋼，用千分之幾。概

12、述概述： 用于制造大型結(jié)構(gòu)用于制造大型結(jié)構(gòu)-橋梁橋梁,船舶船舶,屋架屋架,容器容器-工程用鋼。工程用鋼。工作特點(diǎn)：工作特點(diǎn)： 不作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，承受靜載荷。有一定的使用溫度不作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，承受靜載荷。有一定的使用溫度(高溫、低溫、大高溫、低溫、大氣氣)。要求：要求： 構(gòu)件穩(wěn)定，有較高的剛度；較高的屈服和抗拉強(qiáng)度，塑韌性較好，構(gòu)件穩(wěn)定，有較高的剛度；較高的屈服和抗拉強(qiáng)度，塑韌性較好，較小冷脆性和好的耐蝕性。良好的工藝性能（冷變形性和可焊性很重較小冷脆性和好的耐蝕性。良好的工藝性能（冷變形性和可焊性很重要）。要）。成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)： 低碳鋼低碳鋼( 0.25%)，少量的合金元素，不熱處理，而是在熱軋空

13、冷，少量的合金元素，不熱處理，而是在熱軋空冷態(tài)使用，有時(shí)也正火或回火態(tài)使用。組織為鐵素體加少量的珠光體態(tài)使用，有時(shí)也正火或回火態(tài)使用。組織為鐵素體加少量的珠光體工程用鋼工程用鋼工程用鋼的力學(xué)性能特點(diǎn)工程用鋼的力學(xué)性能特點(diǎn)（一）屈服現(xiàn)象（一）屈服現(xiàn)象（二）應(yīng)變實(shí)效和淬火實(shí)效（二）應(yīng)變實(shí)效和淬火實(shí)效（三）冷脆傾向性（三）冷脆傾向性鎳：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)

14、度增加，增加電磁氣性質(zhì)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)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

15、性，但一般含量要少硫：增加鋼的切削性及熱脆性，但一般含量要少合金元素對(duì)工程用鋼的影響合金元素對(duì)工程用鋼的影響 鋼的可焊接性是指在簡(jiǎn)單可行的焊接條件下，鋼材焊接后不產(chǎn)鋼的可焊接性是指在簡(jiǎn)單可行的焊接條件下，鋼材焊接后不產(chǎn)生裂紋，并獲得良好的焊縫區(qū)的性能。生裂紋，并獲得良好的焊縫區(qū)的性能。 熔化區(qū)熔化區(qū): 鋼材或焊條中的鋼材或焊條中的S、P含量較高，在凝固過(guò)程中將產(chǎn)生含量較高，在凝固過(guò)程中將產(chǎn)生熱裂熱裂紋紋。因而必須控制。因而必須控制S、P的含量。的含量。 熱影響區(qū)：冷卻時(shí)造成極大的過(guò)冷度，發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，熱應(yīng)力和熱影響區(qū)：冷卻時(shí)造成極大的過(guò)冷度，發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，使硬度升高，塑性

16、韌性明顯下降，出現(xiàn)裂紋，稱之為組織應(yīng)力，使硬度升高，塑性韌性明顯下降，出現(xiàn)裂紋，稱之為冷裂紋冷裂紋。 鋼的焊接性能鋼的焊接性能: 取決于鋼的取決于鋼的淬透性和淬硬性淬透性和淬硬性，含，含碳量及合金元素碳量及合金元素的本性和含量的本性和含量，碳及淬透性大，開(kāi)裂傾向越大。，碳及淬透性大，開(kāi)裂傾向越大。 通常用碳當(dāng)量的概念，碳當(dāng)量大于通常用碳當(dāng)量的概念，碳當(dāng)量大于0.40.5時(shí)，鋼就不具有時(shí)，鋼就不具有良好的焊接性。良好的焊接性。合金元素對(duì)工程用鋼焊接性能的影響合金元素對(duì)工程用鋼焊接性能的影響 C=c+Mn/6+Cr/5+Mo/4+Ni /15+Si/24+Cu/13+P/2 常用工程用鋼及其選擇常

17、用工程用鋼及其選擇 （一）普通碳素構(gòu)件用鋼（一）普通碳素構(gòu)件用鋼 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱普碳鋼普碳鋼，產(chǎn)量約占鋼總產(chǎn)量的，產(chǎn)量約占鋼總產(chǎn)量的7080，大，大部分作鋼結(jié)構(gòu)，少量作機(jī)器零件。易冶煉、價(jià)格低部分作鋼結(jié)構(gòu)，少量作機(jī)器零件。易冶煉、價(jià)格低廉，性能也基本滿足了一般工程構(gòu)件的要求，所以廉，性能也基本滿足了一般工程構(gòu)件的要求，所以工程上用量很大。工程上用量很大。 為滿足工藝性能和使用性能要求，含碳量較低為滿足工藝性能和使用性能要求，含碳量較低。國(guó)標(biāo)將普碳鋼分為。國(guó)標(biāo)將普碳鋼分為甲類鋼、乙類鋼，特類甲類鋼、乙類鋼，特類三類。三類。 以以熱軋熱軋狀態(tài)供應(yīng)，一般不經(jīng)熱處理強(qiáng)化。狀態(tài)供應(yīng)，一般不經(jīng)熱處理強(qiáng)化。Q19

18、5/Q215/Q235/Q275常用工程用鋼及其選擇常用工程用鋼及其選擇（二）普通低合金構(gòu)件用鋼（二）普通低合金構(gòu)件用鋼少量合金元素，具有較高強(qiáng)度的構(gòu)件鋼，強(qiáng)度高少量合金元素，具有較高強(qiáng)度的構(gòu)件鋼，強(qiáng)度高，1t普低鋼抵普低鋼抵1.22.0t普碳鋼使用，普碳鋼使用，減輕重量，減輕重量，提高可靠性并節(jié)約鋼材。提高可靠性并節(jié)約鋼材。應(yīng)用：建筑、應(yīng)用：建筑、石油、石油、化工、鐵道、造船、機(jī)車車化工、鐵道、造船、機(jī)車車輛、鍋爐容器、農(nóng)機(jī)農(nóng)具等許多部門。我國(guó)輛、鍋爐容器、農(nóng)機(jī)農(nóng)具等許多部門。我國(guó)1957年試制第一個(gè)普低鋼年試制第一個(gè)普低鋼16Mn，占鋼總產(chǎn)量的，占鋼總產(chǎn)量的15。 按照使用狀態(tài)下的組織分為

19、三類，即鐵素體按照使用狀態(tài)下的組織分為三類，即鐵素體一珠光體鋼、貝氏體鋼和馬氏體鋼。常用的普低一珠光體鋼、貝氏體鋼和馬氏體鋼。常用的普低鋼見(jiàn)表鋼見(jiàn)表115。Q295/Q345/Q390/Q460金屬熱處理：金屬熱處理：將鋼放固態(tài)下加熱熱到預(yù)定的溫度，并在該溫度下保持一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻到室溫下保持一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻到室溫的一種熱加工工藝。金屬熱處理的作用：金屬熱處理的作用：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。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，消除鑄、鍛、焊等熱加工工藝造成的各種缺陷，細(xì)化晶粒，消除偏析，降低內(nèi)應(yīng)力，使鋼的組織和性能更加

20、均勻。鋼的熱處理鋼的熱處理 熱處理工藝一般包括熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻加熱、保溫、冷卻三個(gè)過(guò)程，有時(shí)只有加三個(gè)過(guò)程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程。這些過(guò)程互相銜接，不可間斷。熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程。這些過(guò)程互相銜接，不可間斷。加熱加熱是熱處是熱處理的重要工序之一。理的重要工序之一。熱處理過(guò)程中四個(gè)重要因素?zé)崽幚磉^(guò)程中四個(gè)重要因素: : 在熱處理時(shí)，因工件的大小不同，形狀不同，材料的在熱處理時(shí)，因工件的大小不同，形狀不同，材料的化學(xué)成分不同，所以在具體熱處理過(guò)程中，要用不同的加化學(xué)成分不同，所以在具體熱處理過(guò)程中，要用不同的加熱速度、最高的加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度。通常熱速度、最高的加熱溫

21、度、保溫時(shí)間和冷卻速度。通常把把加熱速度、最高加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度加熱速度、最高加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度稱為工件稱為工件熱處理的四個(gè)要素，也稱熱處理的四個(gè)要素，也稱工藝參數(shù)工藝參數(shù)。正確地確定和保證實(shí)。正確地確定和保證實(shí)施好工藝，就能獲得預(yù)期的效果，并將得到滿意的性能。施好工藝，就能獲得預(yù)期的效果，并將得到滿意的性能。 從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看，熱處理的質(zhì)量是溫度和時(shí)間的函數(shù)，從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看，熱處理的質(zhì)量是溫度和時(shí)間的函數(shù)，所以工件的熱處理工藝規(guī)范可用時(shí)間一溫度為坐標(biāo)表示出所以工件的熱處理工藝規(guī)范可用時(shí)間一溫度為坐標(biāo)表示出來(lái)，任何工件的熱處理，都應(yīng)包括。來(lái)，任何工件的熱處理，都應(yīng)包括。鋼在加

22、熱時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變熱處理的第一道工序是加熱，將鋼加熱到熱處理的第一道工序是加熱，將鋼加熱到1以上，以上，加熱是個(gè)重要的環(huán)節(jié)，加熱好壞直接影，加熱是個(gè)重要的環(huán)節(jié)，加熱好壞直接影響著熱處理的質(zhì)量；響著熱處理的質(zhì)量；影響因素：加熱溫度、加熱速度、保溫時(shí)間、原影響因素：加熱溫度、加熱速度、保溫時(shí)間、原始組織、化學(xué)成分始組織、化學(xué)成分 實(shí)際生產(chǎn)中，奧氏體只有實(shí)際生產(chǎn)中，奧氏體只有通過(guò)冷卻得到室溫組織才能通過(guò)冷卻得到室溫組織才能獲得一定的使用性能。獲得一定的使用性能。鋼的冷卻有兩種方式，一鋼的冷卻有兩種方式，一種是種是等溫冷卻等溫冷卻，一種是，一種是連續(xù)連續(xù)冷卻冷卻，見(jiàn)圖所示。，見(jiàn)圖所示。鋼在冷卻

23、時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 過(guò)冷奧氏體：過(guò)冷奧氏體： 在臨界點(diǎn)以下存在的，不穩(wěn)定的，處于在臨界點(diǎn)以下存在的，不穩(wěn)定的，處于過(guò)冷態(tài)，將要發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體稱為過(guò)冷態(tài)，將要發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體稱為過(guò)冷過(guò)冷奧氏體奧氏體。 過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變類型：過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變類型： 高溫、高溫、 緩冷緩冷（鐵、碳均擴(kuò)散）（鐵、碳均擴(kuò)散）爐冷爐冷或空冷或空冷退火或正火退火或正火珠光體轉(zhuǎn)變。（擴(kuò)珠光體轉(zhuǎn)變。（擴(kuò)散型）散型）共析鋼過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變曲線（曲線；共析鋼過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變曲線（曲線；TTTTTT圖）圖）由圖中由圖中可以看出可以看出:孕育期孕育期：轉(zhuǎn)變開(kāi)始后轉(zhuǎn)變速度逐漸加快，轉(zhuǎn)變開(kāi)始后轉(zhuǎn)變速度逐漸加快，當(dāng)當(dāng)A轉(zhuǎn)變體

24、積分?jǐn)?shù)達(dá)到轉(zhuǎn)變體積分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)變速度最變速度最大大。 TTT圖中的線：圖中的線：A1線線：奧氏體和珠光體的平衡：奧氏體和珠光體的平衡溫度；溫度；Ms線線：奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的：奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的開(kāi)始線；開(kāi)始線；Mf線線：奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的：奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的終了線；終了線；轉(zhuǎn)變開(kāi)始線，轉(zhuǎn)變終了線；轉(zhuǎn)變開(kāi)始線，轉(zhuǎn)變終了線；珠光體轉(zhuǎn)變珠光體轉(zhuǎn)變/馬氏體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變/貝氏體轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變實(shí)際的熱加工和熱處理過(guò)程并不是等溫冷卻過(guò)程，而實(shí)際的熱加工和熱處理過(guò)程并不是等溫冷卻過(guò)程，而是連續(xù)冷卻過(guò)程，所以要研究過(guò)冷奧氏體的是連續(xù)冷卻過(guò)程，所以要研究過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的過(guò)程，要

25、研究曲線。轉(zhuǎn)變的過(guò)程，要研究曲線。過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（曲線）及其應(yīng)用（曲線）及其應(yīng)用 通常用通常用膨脹法、金相法和磁性法膨脹法、金相法和磁性法測(cè)測(cè)定，一般常用膨脹法來(lái)測(cè)定，定，一般常用膨脹法來(lái)測(cè)定， 其其速度快，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。具體過(guò)程是將速度快，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。具體過(guò)程是將鋼試樣鋼試樣奧氏體化奧氏體化測(cè)定不同冷速下測(cè)定不同冷速下的的膨脹曲線膨脹曲線在膨脹曲線上確定在膨脹曲線上確定臨臨界點(diǎn)界點(diǎn)將轉(zhuǎn)變將轉(zhuǎn)變開(kāi)始點(diǎn)和終了點(diǎn)開(kāi)始點(diǎn)和終了點(diǎn)連接連接起來(lái)形成了冷卻轉(zhuǎn)變曲線。起來(lái)形成了冷卻轉(zhuǎn)變曲線。連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線的應(yīng)用連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線的應(yīng)用、從曲線上獲得鋼真實(shí)的、從曲線上獲得鋼真實(shí)

26、的 臨界淬火冷速臨界淬火冷速，、是制定鋼正確的冷卻規(guī)范的依據(jù)，、是制定鋼正確的冷卻規(guī)范的依據(jù)，、可以估算淬火以后鋼的組織與性能。、可以估算淬火以后鋼的組織與性能。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工藝金屬熱處理工藝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

27、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?；鼗饘⒋慊鸷蟮匿摷诟哂谑覝囟陀?50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

28、定的強(qiáng)度和韌性 一、退火一、退火 種類：種類： 按加熱溫度分按加熱溫度分如圖重結(jié)晶退火完全退火擴(kuò)散退火不完全退火球化退火低溫退火再結(jié)晶退火去應(yīng)力退火 按冷卻方式分：按冷卻方式分：等溫退火和連續(xù)退火v 退火和正火的選取原則退火和正火的選取原則（）（）0.25的低碳鋼，采用正火，利于切削加工的低碳鋼，采用正火，利于切削加工；防止游離三次滲碳體的析出，提高工件的冷變形性。；防止游離三次滲碳體的析出，提高工件的冷變形性。（）（）0.250.5的中碳鋼，也采用正火，因成本的中碳鋼，也采用正火，因成本低；低；（）（）.5.75%的中高碳鋼，一般采用完全退的中高碳鋼，一般采用完全退火；火；（）（）.75%

29、的高碳鋼，一般采用球化退火，便的高碳鋼，一般采用球化退火，便于降低硬度，改善切削加工性。于降低硬度，改善切削加工性。 （ 5 ）含碳量、合金元素高，奧氏體穩(wěn)定高，緩冷得到馬）含碳量、合金元素高，奧氏體穩(wěn)定高，緩冷得到馬氏體和貝氏體，應(yīng)高溫回火。氏體和貝氏體，應(yīng)高溫回火?；鼗鸱椒ɑ鼗鸱椒?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 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

30、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、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。將組織偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金加熱到適當(dāng)?shù)臏貙⒔M織偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻以達(dá)到接近平衡度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻以達(dá)到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝稱為退火。狀態(tài)組織的熱處理工藝稱為退火。退火的目的在于均勻化學(xué)成分、改善機(jī)械性能及工退火的目的在于均勻化學(xué)成分、改善機(jī)械性能及工藝性能、消除或減少內(nèi)