第05章 鋼的熱處理

1、第五章第五章 鋼的熱處理鋼的熱處理 1 概述概述 熱處理的概念熱處理的概念 將固態(tài)鋼材采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行將固態(tài)鋼材采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱加熱、保溫保溫和和冷卻冷卻以獲得所以獲得所需組織與性能的工藝。需組織與性能的工藝。 熱處理的目的熱處理的目的 （1）提高鋼的力學(xué)性能）提高鋼的力學(xué)性能 （2）改善鋼的工藝性能）改善鋼的工藝性能 熱處理的理論依據(jù)：鐵碳相圖熱處理的理論依據(jù)：鐵碳相圖熱處理分類熱處理分類2 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 對(duì)于加熱：非平衡對(duì)于加熱：非平衡條件下的相變溫度條件下的相變溫度高于平衡條件下的高于平衡條件下的相變溫度；相變溫度； 對(duì)于冷卻：非平衡對(duì)于冷卻：非平衡條

2、件下的相變溫度條件下的相變溫度低于平衡條件下的低于平衡條件下的相變溫度。相變溫度。 加熱與冷卻速度越加熱與冷卻速度越大，溫度提高與下大，溫度提高與下降的幅度就越大。降的幅度就越大。實(shí)際相變溫度與理論轉(zhuǎn)變溫度之間的關(guān)系一、相變溫度一、相變溫度二、奧氏體的形成過程二、奧氏體的形成過程 共析鋼共析鋼 亞共析鋼和過共析鋼與共析鋼的區(qū)別是有先共析相。其奧氏亞共析鋼和過共析鋼與共析鋼的區(qū)別是有先共析相。其奧氏體的形成過程是先完成珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變，然后再進(jìn)行體的形成過程是先完成珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變，然后再進(jìn)行先共析相的溶解。這個(gè)先共析相的溶解。這個(gè)PAPA的轉(zhuǎn)變過程同共析鋼相同，也是的轉(zhuǎn)變過程同共析鋼相

3、同，也是經(jīng)過前面的四個(gè)階段。經(jīng)過前面的四個(gè)階段。AAFPFACAC31ACFeACFePcmACAC331 三三、影響奧氏體形成速度的因素影響奧氏體形成速度的因素1. 加熱速度的影響加熱速度的影響 加熱速度越快，奧氏體化溫度越高，原子擴(kuò)散速度也加快，提高形核與加熱速度越快，奧氏體化溫度越高，原子擴(kuò)散速度也加快，提高形核與長大的速度，從而加快奧氏體的形成。長大的速度，從而加快奧氏體的形成。2. 化學(xué)成分的影響化學(xué)成分的影響 鋼中鋼中含碳量含碳量增加，碳化物數(shù)量相應(yīng)增多，增加，碳化物數(shù)量相應(yīng)增多，F(xiàn)和和Fe3C的相界面增多，奧氏的相界面增多，奧氏體晶核數(shù)增多，其轉(zhuǎn)變速度加快。體晶核數(shù)增多，其轉(zhuǎn)變速

4、度加快。 合金元素合金元素能改變鋼的臨界點(diǎn)，并影響碳的擴(kuò)散速度，且它自身也存在擴(kuò)能改變鋼的臨界點(diǎn)，并影響碳的擴(kuò)散速度，且它自身也存在擴(kuò)散和重新分布的過程，所以合金鋼的奧氏體形成速度一般比碳鋼慢。散和重新分布的過程，所以合金鋼的奧氏體形成速度一般比碳鋼慢。3. 原始組織的影響原始組織的影響 鋼中原始珠光體越細(xì)，其片間距越小，相界面越多，越有利于形核，同鋼中原始珠光體越細(xì)，其片間距越小，相界面越多，越有利于形核，同時(shí)由于片間距小，碳原子的擴(kuò)散距離小，擴(kuò)散速度加快，導(dǎo)致奧氏體形時(shí)由于片間距小，碳原子的擴(kuò)散距離小，擴(kuò)散速度加快，導(dǎo)致奧氏體形成速度加快。成速度加快。四四. 奧氏體晶粒度及對(duì)力學(xué)性能的影響

5、奧氏體晶粒度及對(duì)力學(xué)性能的影響 奧氏體晶粒度奧氏體晶粒度 起始晶粒度起始晶粒度：珠光體剛剛轉(zhuǎn)變成奧氏體的晶粒大小。：珠光體剛剛轉(zhuǎn)變成奧氏體的晶粒大小。 實(shí)際晶粒度實(shí)際晶粒度：熱處理后所獲得的奧氏體晶粒的大小。：熱處理后所獲得的奧氏體晶粒的大小。 本質(zhì)晶粒度：度量鋼本身晶粒在本質(zhì)晶粒度：度量鋼本身晶粒在930以下，隨溫度升高，以下，隨溫度升高，晶粒長大的程度。晶粒長大的程度。 奧氏體晶粒大小對(duì)鋼的力學(xué)性能的影響奧氏體晶粒大小對(duì)鋼的力學(xué)性能的影響 奧氏體晶粒均勻細(xì)小，熱處理后鋼的力學(xué)性能提高。奧氏體晶粒均勻細(xì)小，熱處理后鋼的力學(xué)性能提高。 粗大的奧氏體晶粒在淬火時(shí)容易引起工件產(chǎn)生較大的變形粗大的奧

6、氏體晶粒在淬火時(shí)容易引起工件產(chǎn)生較大的變形甚至開裂。甚至開裂。 奧氏體晶粒大小的控制奧氏體晶粒大小的控制 加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長，奧氏體晶粒越粗大。加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長，奧氏體晶粒越粗大。 加熱速度越快，過熱度越大，奧氏體實(shí)際形成溫度越高，加熱速度越快，過熱度越大，奧氏體實(shí)際形成溫度越高，可獲得細(xì)小的起始晶粒。可獲得細(xì)小的起始晶粒。 鋼的化學(xué)成分鋼的化學(xué)成分 碳全部溶于奧氏體時(shí)，隨奧氏體中含碳量的增加，晶粒長碳全部溶于奧氏體時(shí)，隨奧氏體中含碳量的增加，晶粒長大傾向增大。大傾向增大。 合金元素合金元素Ti、Zr、V、Nb、Al等，當(dāng)其形成彌散穩(wěn)定的碳等，當(dāng)其形成彌散穩(wěn)定的碳化物和氮化物

7、時(shí)，由于分布在晶界上，因而阻礙晶界的遷，化物和氮化物時(shí)，由于分布在晶界上，因而阻礙晶界的遷，阻止阻止奧氏體晶粒長大，有利于得到細(xì)晶粒鋼；奧氏體晶粒長大，有利于得到細(xì)晶粒鋼；Mn和和P是是促促進(jìn)進(jìn)奧氏體晶粒長大的元素。奧氏體晶粒長大的元素。2 鋼的冷卻轉(zhuǎn)變鋼的冷卻轉(zhuǎn)變 過冷奧氏體：高溫時(shí)所形成的奧氏體冷卻到過冷奧氏體：高溫時(shí)所形成的奧氏體冷卻到A A1 1點(diǎn)以下尚未發(fā)點(diǎn)以下尚未發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體生轉(zhuǎn)變的奧氏體 。 冷卻方式：冷卻方式：TTT曲線 ( C 曲線 )T - timeT - temperatureT - transformation一、共析鋼一、共析鋼TTT曲線的建立曲線的建立二、過冷奧

8、氏體等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物的組織和性能二、過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物的組織和性能 珠光體型轉(zhuǎn)變珠光體型轉(zhuǎn)變Fe、C的擴(kuò)散性相變的擴(kuò)散性相變( A1550 ) : A1650 : P ; 片間距為片間距為0.60.7m ( 500 )。 650600 :細(xì)片狀細(xì)片狀P索氏體索氏體(S); 片間距為片間距為0.20.4m (1000); 600550:極細(xì)片狀極細(xì)片狀P屈氏體屈氏體(T); 片間距為片間距為0.2m ( 電鏡電鏡 );珠光體型轉(zhuǎn)變示意圖珠光體型轉(zhuǎn)變示意圖珠光體珠光體索氏體索氏體屈氏體屈氏體 2.貝氏體型貝氏體型 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變半擴(kuò)散相變半擴(kuò)散相變( 550230 ) 550350形成形成上貝氏體上

9、貝氏體，組織為，組織為過飽和片狀過飽和片狀F滲碳體，滲碳體，呈羽毛狀，性脆無實(shí)用價(jià)值呈羽毛狀，性脆無實(shí)用價(jià)值 。 350230形成形成下貝氏體下貝氏體，組織為，組織為過飽和針狀過飽和針狀F彌散彌散碳化碳化物，呈針片狀，物，呈針片狀，綜合性能好綜合性能好。上貝氏體上貝氏體下貝氏體下貝氏體過飽和過飽和片狀片狀F滲碳體滲碳體過飽和過飽和針狀針狀F彌散彌散碳化物碳化物 馬氏體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變非擴(kuò)散相變非擴(kuò)散相變，Ms以下，以下，AM1) 當(dāng)冷卻當(dāng)冷卻VVK ，且過冷到，且過冷到MS線以下，過冷線以下，過冷AM，F(xiàn)e Fe，過飽和的碳來不及以滲碳體形式自，過飽和的碳來不及以滲碳體形式自Fe中析出，中析出，

10、而很快由而很快由A 直接轉(zhuǎn)變成直接轉(zhuǎn)變成碳在碳在Fe中過飽和固溶體中過飽和固溶體，這就，這就稱為馬氏體（稱為馬氏體（M）。）。2) 轉(zhuǎn)變特點(diǎn)轉(zhuǎn)變特點(diǎn): 在一個(gè)溫度范圍內(nèi)連續(xù)冷卻完成在一個(gè)溫度范圍內(nèi)連續(xù)冷卻完成; 轉(zhuǎn)變速度極快，即瞬間形核與長大轉(zhuǎn)變速度極快，即瞬間形核與長大; 無擴(kuò)散轉(zhuǎn)變無擴(kuò)散轉(zhuǎn)變( Fe、C原子均不擴(kuò)散原子均不擴(kuò)散 ), M與原與原A的成分相同。的成分相同。 轉(zhuǎn)變不完全性，轉(zhuǎn)變不完全性， QM = f ( T )奧氏體含碳量對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變溫度的影響奧氏體含碳量對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變溫度的影響奧氏體含碳量對(duì)殘余奧氏體量的影響奧氏體含碳量對(duì)殘余奧氏體量的影響馬氏體晶格示意圖馬氏體晶格示意圖（圖

11、中原子為可能出現(xiàn)的位置）（圖中原子為可能出現(xiàn)的位置）c/a1 稱為馬氏體的稱為馬氏體的正方度正方度，含碳量高，正方度大。，含碳量高，正方度大。M的形態(tài)主要有兩種：的形態(tài)主要有兩種： 板條狀板條狀 M 含含C低，低，高的強(qiáng)韌性高的強(qiáng)韌性。(C%1%時(shí)完全時(shí)完全針針片狀片狀M） 鋼中含碳量越高，淬火組織中片狀鋼中含碳量越高，淬火組織中片狀M就越多，板條狀就越多，板條狀M就越就越少。少。板條狀板條狀 M針片狀針片狀 M亞共析鋼的亞共析鋼的TTT曲線曲線過共析鋼的過共析鋼的TTT曲線曲線影響影響C曲線形狀與位置的因素曲線形狀與位置的因素 影響影響C曲線的主要因素是曲線的主要因素是奧氏體的成分奧氏體的成

12、分和和奧氏體化條件奧氏體化條件。 含碳量的影響含碳量的影響 共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定，共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定，C曲線最靠右。曲線最靠右。由共析鋼成分開始，含碳量增加或減少都使由共析鋼成分開始，含碳量增加或減少都使C曲線左移。與曲線左移。與共析鋼相比，亞共析鋼和過共析鋼共析鋼相比，亞共析鋼和過共析鋼C曲線的上部還各多一條曲線的上部還各多一條先共析相的析出線，先共析相的析出線， 合金元素的影響合金元素的影響 除除Co外，凡溶入奧氏體的合金元素都使外，凡溶入奧氏體的合金元素都使C曲線右移。碳化物形成元素含量較多時(shí)，還會(huì)使曲線右移。碳化物形成元素含量較多時(shí)，還會(huì)使C曲線的形曲線的形狀發(fā)生變化，狀發(fā)生

13、變化， 1. 奧氏體化條件的影響奧氏體化條件的影響 奧氏體化溫度提高和保溫時(shí)間延長，奧氏體化溫度提高和保溫時(shí)間延長，使奧氏體成分均勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，增加了使奧氏體成分均勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，增加了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移。曲線右移。三三.過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變CCT曲線曲線 Continuous、 Cooling、 TransformationV1 = 5.5/sV2 = 20/sV3 = 33/sV4 138/s3 鋼的普通熱處理鋼的普通熱處理 一般零件生產(chǎn)的工藝路線一般零件生產(chǎn)的工藝路線:一、鋼的退火一、鋼的退火

14、定義：將金屬緩慢加熱到一定溫度，保溫足夠時(shí)間，然后以定義：將金屬緩慢加熱到一定溫度，保溫足夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻適宜速度冷卻(通常是緩慢冷卻通常是緩慢冷卻)的一種金屬熱處理工藝的一種金屬熱處理工藝 。 目的：使經(jīng)過鑄造、鍛軋、焊接或切削加工的材料或工件消目的：使經(jīng)過鑄造、鍛軋、焊接或切削加工的材料或工件消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度、細(xì)化晶粒、均勻成分，為最終熱處理除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度、細(xì)化晶粒、均勻成分，為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。作好組織準(zhǔn)備。 擴(kuò)散退火擴(kuò)散退火 擴(kuò)散退火是將工件加熱到擴(kuò)散退火是將工件加熱到AC3(150250)，略低于固略低于固相線的溫度（亞共析鋼通常為相線的溫度（亞共析鋼通常為1

15、0501150，合金鋼為，合金鋼為10501200 ），長時(shí)間（），長時(shí)間（1020小時(shí)）保溫，然后隨小時(shí)）保溫，然后隨爐緩慢冷卻到室溫。爐緩慢冷卻到室溫。 擴(kuò)散退火的主要目的是使合金中的元素發(fā)生固態(tài)擴(kuò)散，來擴(kuò)散退火的主要目的是使合金中的元素發(fā)生固態(tài)擴(kuò)散，來減輕化學(xué)成分不均勻性（偏析），主要是減輕晶粒尺度內(nèi)減輕化學(xué)成分不均勻性（偏析），主要是減輕晶粒尺度內(nèi)的化學(xué)成分不均勻性（晶內(nèi)偏析或稱枝晶偏析）。退火溫的化學(xué)成分不均勻性（晶內(nèi)偏析或稱枝晶偏析）。退火溫度所以如此之高，是為了加快合金元素?cái)U(kuò)散，盡可能縮短度所以如此之高，是為了加快合金元素?cái)U(kuò)散，盡可能縮短保溫時(shí)間。保溫時(shí)間。 主要適用于鑄造后的高

16、合金鋼。主要適用于鑄造后的高合金鋼。 完全退火完全退火 完全退火是將鋼件或鋼材加熱到完全退火是將鋼件或鋼材加熱到Ac3+3050 ，經(jīng)完全，經(jīng)完全奧氏體化后進(jìn)行隨爐緩慢冷卻，以獲得近于平衡組織的熱奧氏體化后進(jìn)行隨爐緩慢冷卻，以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。處理工藝。 完全退火主要用于亞共析鋼，一般是中碳鋼及低、中碳合完全退火主要用于亞共析鋼，一般是中碳鋼及低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件、鑄件及熱軋型材，有時(shí)也用于它們的焊接金結(jié)構(gòu)鋼鍛件、鑄件及熱軋型材，有時(shí)也用于它們的焊接構(gòu)件。完全退火不適用于過共析鋼，因?yàn)檫^共析鋼完全退構(gòu)件。完全退火不適用于過共析鋼，因?yàn)檫^共析鋼完全退火需加熱到火需加熱到Accm以上

17、，在緩慢冷卻時(shí)，滲碳體會(huì)沿奧氏體以上，在緩慢冷卻時(shí)，滲碳體會(huì)沿奧氏體晶界析出，呈網(wǎng)狀分布，導(dǎo)致材料脆性增大，給最終熱處晶界析出，呈網(wǎng)狀分布，導(dǎo)致材料脆性增大，給最終熱處理留下隱患。理留下隱患。 等溫退火等溫退火 等溫退火是將鋼加熱到等溫退火是將鋼加熱到 Ac3（亞共析鋼）或（亞共析鋼）或 Ac1（共析鋼（共析鋼和過共析鋼）以上一定的溫度，保溫一段時(shí)間，使鋼奧氏和過共析鋼）以上一定的溫度，保溫一段時(shí)間，使鋼奧氏體化，然后迅速移入溫度在體化，然后迅速移入溫度在A1以下的另一爐內(nèi)，等溫保持以下的另一爐內(nèi)，等溫保持直到奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w為止，然后出爐空冷。直到奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w為止，然后出爐空

18、冷。 鋼的等溫退火的目的，與完全退火基本相同，但工藝操作鋼的等溫退火的目的，與完全退火基本相同，但工藝操作和所需設(shè)備都比較復(fù)雜，所以通常主要是應(yīng)用于過冷奧氏和所需設(shè)備都比較復(fù)雜，所以通常主要是應(yīng)用于過冷奧氏體在珠光體型相變溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變相當(dāng)緩慢的合金鋼。因?yàn)轶w在珠光體型相變溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變相當(dāng)緩慢的合金鋼。因?yàn)槿舨捎猛耆嘶鸱椒?，往往需要?shù)十小時(shí)，很不經(jīng)濟(jì)；采若采用完全退火方法，往往需要數(shù)十小時(shí)，很不經(jīng)濟(jì)；采用等溫退火則能大大縮短生產(chǎn)周期，并能使整個(gè)工件獲得用等溫退火則能大大縮短生產(chǎn)周期，并能使整個(gè)工件獲得更為均勻的組織和性能。更為均勻的組織和性能。 球化退火球化退火 球化退火是將鋼加熱至球化退火是

19、將鋼加熱至Ac1以上、以上、Accm以下的雙相區(qū)，較以下的雙相區(qū)，較長時(shí)間保溫，并緩慢冷卻的工藝。長時(shí)間保溫，并緩慢冷卻的工藝。 目的在于使珠光體內(nèi)的片狀滲碳體以及先共析滲碳體都變目的在于使珠光體內(nèi)的片狀滲碳體以及先共析滲碳體都變?yōu)榍蛄顫B碳體，均勻分布于鐵素體基體中為球粒狀滲碳體，均勻分布于鐵素體基體中(這種組織稱為這種組織稱為球化珠光體球化珠光體)。具有這種組織的中碳鋼和高碳鋼硬度低、切。具有這種組織的中碳鋼和高碳鋼硬度低、切削性好、冷形變能力大。削性好、冷形變能力大。 適用于共析鋼與過共析鋼。適用于共析鋼與過共析鋼。 T10鋼球化退火組織 ( 化染 ) 500 再結(jié)晶退火應(yīng)用于經(jīng)過冷變形

20、加工的金屬及合金的一種退再結(jié)晶退火應(yīng)用于經(jīng)過冷變形加工的金屬及合金的一種退火方法。目的為使金屬內(nèi)部組織變?yōu)榧?xì)小的等軸晶粒，消火方法。目的為使金屬內(nèi)部組織變?yōu)榧?xì)小的等軸晶粒，消除形變硬化，恢復(fù)金屬或合金的塑性和形變能力（回復(fù)和除形變硬化，恢復(fù)金屬或合金的塑性和形變能力（回復(fù)和再結(jié)晶）。再結(jié)晶）。 去應(yīng)力退火：鑄、鍛、焊件在冷卻時(shí)由于各部位冷卻速度去應(yīng)力退火：鑄、鍛、焊件在冷卻時(shí)由于各部位冷卻速度不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，金屬及合金在冷變形加工中以及工件不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，金屬及合金在冷變形加工中以及工件在切削加工過程中也產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。若內(nèi)應(yīng)力較大而未及時(shí)在切削加工過程中也產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。若內(nèi)應(yīng)力較大而未及時(shí)予以

21、去除，常導(dǎo)致工件變形甚至形成裂紋。去除應(yīng)力退火予以去除，常導(dǎo)致工件變形甚至形成裂紋。去除應(yīng)力退火是將工件緩慢加熱到較低溫度（鋼是是將工件緩慢加熱到較低溫度（鋼是500650），保溫），保溫一段時(shí)間一段時(shí)間, 然后緩冷下來。去應(yīng)力退火并不能將內(nèi)應(yīng)力完全然后緩冷下來。去應(yīng)力退火并不能將內(nèi)應(yīng)力完全去除，而只是部分去除，從而消除它的有害作用。去除，而只是部分去除，從而消除它的有害作用。 消除內(nèi)應(yīng)力500650去應(yīng)力退火消除加工硬化TR +3050 再結(jié)晶退火過共析、共析鋼使Fe3C球化HRC， 韌性，切削性為淬火作組織準(zhǔn)備Ac1 +2030球化退火亞共析鋼、共析鋼細(xì)化晶粒，均勻化組織降低硬度 切削性消

22、除內(nèi)應(yīng)力Ac3 +3050完全退火高合金鋼均勻鋼內(nèi)部的化學(xué)成分略低于固相線擴(kuò)散退火適用鋼種退火目的加熱溫度退火工藝二、鋼的正火二、鋼的正火 正火是將鋼加熱到正火是將鋼加熱到Ac3以上以上3050（亞共析鋼）或（亞共析鋼）或Accm以上以上3050 （過共析鋼），保溫后空冷的熱處理工藝。（過共析鋼），保溫后空冷的熱處理工藝。 正火與退火的不同點(diǎn)是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快，正火與退火的不同點(diǎn)是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快，因而正火組織要比退火組織更細(xì)一些，其力學(xué)性能也有所提因而正火組織要比退火組織更細(xì)一些，其力學(xué)性能也有所提高。另外，正火爐外冷卻不占用設(shè)備，生產(chǎn)率較高，因此生高。另外，正火

23、爐外冷卻不占用設(shè)備，生產(chǎn)率較高，因此生產(chǎn)中盡可能采用正火來代替退火。產(chǎn)中盡可能采用正火來代替退火。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍: 1.預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理:調(diào)整低、中碳鋼的硬度調(diào)整低、中碳鋼的硬度;消除過共析鋼中的消除過共析鋼中的 Fe3C。 2.最終熱處理最終熱處理:用于力學(xué)性能要求不高的普通零件。用于力學(xué)性能要求不高的普通零件。三、鋼的淬火三、鋼的淬火 鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部（過共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到分奧氏

24、體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以以下（或下（或Ms附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。理工藝。 淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。淬火方法示意圖淬火方法示意圖 淬火方法淬火方法

25、 單液淬火：直冷，簡單易操作。單液淬火：直冷，簡單易操作。 雙液淬火：先快后慢，降低組織應(yīng)力。雙液淬火：先快后慢，降低組織應(yīng)力。 分級(jí)淬火：快分級(jí)淬火：快-恒恒-快，降低熱應(yīng)力與組織應(yīng)力?？?，降低熱應(yīng)力與組織應(yīng)力。 等溫淬火：得到等溫淬火：得到B下下（工模具、彈簧）。（工模具、彈簧）。 局部淬火：量具等的局部區(qū)域。局部淬火：量具等的局部區(qū)域。1. 冷冷 處處 理：理：-70-80，降低，降低A殘殘%，穩(wěn)定尺寸。，穩(wěn)定尺寸?？ㄒ?guī)局部淬火卡規(guī)局部淬火 鋼的淬透性鋼的淬透性 淬透性：是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。主要受奧氏淬透性：是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。主要受奧氏體中的碳含量和合金元素的影

26、響。鋼材淬透性好與差，常體中的碳含量和合金元素的影響。鋼材淬透性好與差，常用淬硬層深度來表示。淬硬層深度越大，則鋼的淬透性越用淬硬層深度來表示。淬硬層深度越大，則鋼的淬透性越好。淬硬層一般規(guī)定為工件表面至半馬氏體（馬氏體量占好。淬硬層一般規(guī)定為工件表面至半馬氏體（馬氏體量占50%）之間的區(qū)域，它的深度叫淬硬層深度。）之間的區(qū)域，它的深度叫淬硬層深度。1. 淬硬性：是指鋼淬火后獲得的馬氏體組織所能達(dá)到的最高淬硬性：是指鋼淬火后獲得的馬氏體組織所能達(dá)到的最高硬度。鋼的淬硬性主要決定于馬氏體的含碳量，即取決于硬度。鋼的淬硬性主要決定于馬氏體的含碳量，即取決于淬火前奧氏體的含碳量。淬火前奧氏體的含碳量

27、。淬硬層示意圖淬硬層示意圖用末端淬火法測(cè)定淬透性用末端淬火法測(cè)定淬透性四、鋼的回火四、鋼的回火 定義：將淬火鋼重新加熱到定義：將淬火鋼重新加熱到A1點(diǎn)以下某一溫度，保溫后冷點(diǎn)以下某一溫度，保溫后冷卻到室溫的熱處理工藝。卻到室溫的熱處理工藝。 回火的目的回火的目的: 改變強(qiáng)度、硬度高，塑性、韌性差的淬火組織。改變強(qiáng)度、硬度高，塑性、韌性差的淬火組織。 使不穩(wěn)定的淬火組織使不穩(wěn)定的淬火組織M和殘余和殘余A轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定組織，保證工件轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定組織，保證工件不再發(fā)生形狀和尺寸的改變。不再發(fā)生形狀和尺寸的改變。 消除淬火內(nèi)應(yīng)力，防止進(jìn)一步變形、開裂。消除淬火內(nèi)應(yīng)力，防止進(jìn)一步變形、開裂。 鋼淬火后都必須進(jìn)

28、行回火處理，回火決定了鋼在使用狀態(tài)鋼淬火后都必須進(jìn)行回火處理，回火決定了鋼在使用狀態(tài)的組織和壽命。的組織和壽命。 淬火鋼回火時(shí)組織和性能的變化淬火鋼回火時(shí)組織和性能的變化 馬氏體分解馬氏體分解（100200） 回火回火M(過飽和過飽和碳化物碳化物) 殘余奧氏體的分解殘余奧氏體的分解（200300） B下下 碳化物的轉(zhuǎn)變碳化物的轉(zhuǎn)變（300400） 碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)樘蓟镛D(zhuǎn)變?yōu)镕e3C 滲碳體的聚集長大和滲碳體的聚集長大和相再結(jié)晶相再結(jié)晶（400） 成為粒狀成為粒狀Fe3C，600后粗化后粗化回火的分類及應(yīng)用回火的分類及應(yīng)用回火類型回火溫度組織性能應(yīng)用組織形態(tài)低溫回火150250 M高硬度和高耐磨脆性及殘余應(yīng)力低。工模具鋼，表面淬火及滲碳淬火件過飽和-Fe+碳化物中溫回火350500 T彈性極限和屈服極限高彈性元件F針狀+ Fe3C細(xì)粒狀高溫回火500650 S良好的綜合機(jī)械性