鋼板的熱處理工藝技術(shù)課件

42CrMo鋼板的熱處理工藝

供應(yīng)窄帶鋼行業(yè)熱處理設(shè)備Therefore,熱處理是一種非常重要的加工方法，極大部分機(jī)械零件都必須經(jīng)過(guò)熱處理！預(yù)備熱處理:退火;正火最終熱處理:淬火;回火毛坯生產(chǎn)預(yù)備熱處理機(jī)械加工最終熱處理機(jī)械精加工一般機(jī)械鋼零件生產(chǎn)的工藝路線:毛坯生產(chǎn)機(jī)械加工機(jī)械精加工使用×√教學(xué)內(nèi)容4.1鋼的退火與正火工藝4.2鋼的淬火與回火4.3鋼的表面熱處理4.4鋼的化學(xué)熱處理過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變－CCT曲線C---continuousC---coolingT---transformation知識(shí)回顧Ps：A→P開始線Pf：A→P終止線K：珠光體型轉(zhuǎn)變終止線Vk：上臨界冷卻速度（馬氏體臨界冷卻速度）→M最小冷速Vk1：下臨界冷速→完全P最大冷速共析鋼TTT曲線與CCT曲線的比較（1）CCT位于TTT曲線右下方A→P轉(zhuǎn)變溫度低一些，t長(zhǎng)一些；（2）CCT無(wú)A→B轉(zhuǎn)變CCT測(cè)定困難，常用TTT曲線定性分析。4．142CrMo鋼板的退火與正火工藝將鋼件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。退火工藝曲線一、退火

目的:消除應(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。

1．完全退火加熱溫度：Ac3以上20-30度

組織：P+F目的：①細(xì)化，均勻化粗大、不均勻組織；②接近平衡組織——調(diào)整硬度→切削性↑；③消除內(nèi)應(yīng)力。應(yīng)用范圍：亞共折鋼，共析鋼，不適用于過(guò)共析鋼。2．球化退火（不完全退火）加熱溫度：Ac1以上20-40度組織：球狀P（F+球狀Cem）目的：①使Cem球化→HRC↓，韌性↑→切削性↑；②為淬火作準(zhǔn)備。應(yīng)用范圍：過(guò)共析鋼，共析鋼加熱溫度：1050-1150℃，10-20h,組織：P+F或P+Fe3CII目的：消除偏析后果：粗大晶粒（應(yīng)用完全退火消除）4．再結(jié)晶退火加熱溫度：Ac1以下50-150℃

，或T再+30-50

℃目的：消除加工硬化5．去應(yīng)力退火500-650℃3．?dāng)U散退火（均勻化退火）把鋼零件加加熱到臨界溫度以以上30～～50℃,保溫一定定時(shí)間,然然后在空氣中冷冷卻的熱處理工藝藝。二、正火（（空冷））（1）42CrMo鋼板廠廠家作最終熱處處理，普通通結(jié)構(gòu)鋼零零件a.細(xì)化A晶粒，組組織均勻化化b.減少亞亞共析鋼中中F%→P%↑，細(xì)細(xì)化組織→→強(qiáng)度，韌韌性，硬度度↑（2）預(yù)先熱處理理a.消除除魏氏組織織，帶狀組組織；細(xì)化化組織→為為淬火、調(diào)調(diào)質(zhì)作準(zhǔn)備備b.使使過(guò)共析析鋼中Fe3CII↓→使其其不形成成連續(xù)網(wǎng)網(wǎng)狀，為為球化作作準(zhǔn)備（3）改善切削削加工性性能（低碳鋼鋼）臨界溫度度：Ac3或或Accm+30-50℃組織：S+（F或Fe3C）應(yīng)用及目目的：例：45#鋼正正火工藝藝曲線保溫時(shí)間間的經(jīng)驗(yàn)公公式:ττ=KD(單位為為min,式中中,K――加熱系系數(shù),一一般K=1.5-2.0m/min,若若裝爐量量大則可可延長(zhǎng)保保溫時(shí)間間,D――工件有有效厚度度,單位位為m)操作步驟驟如下：：入爐保溫出爐空冷三、退火火、正火火的選擇擇

工具鋼→正火+球化退火結(jié)構(gòu)鋼→正火返修件→退火正火：冷速快，材料組織細(xì)化，機(jī)械性能好。1．切削加工低碳鋼→正火中高碳鋼→完全退火高碳鋼、合金工具鋼——正火＋球化退火2．作為最終熱處理→正火3．為最終熱處理提供良好的組織狀態(tài)→正火4.正火可替代完全退火以提高效率4.2鋼鋼的淬淬火與回回火加熱到AC3、AC1相變溫度度以上，保保溫，快速冷卻卻→M+A′一、淬火火1．淬火火溫度的的決定淬火溫度度過(guò)高→→A粗大大→M粗粗大→力力學(xué)性能能↓，淬火溫度度過(guò)高→→A粗大大→M粗粗大→淬淬火應(yīng)力力↑→變變形，開開裂↑650℃以上，慢，減小熱應(yīng)力650-400℃，快，避免跨越C曲線400℃以下，慢，減輕相變應(yīng)力理想淬火冷卻曲線示意圖不同淬火方法示意圖2．淬火火介質(zhì)保證快快速冷冷卻以45#鋼為例例的淬火火工藝曲曲線：入爐保溫出爐油冷(或水冷)二、鋼的的淬透性性1．淬透透性：淬火條件件下得到到M組織織的能力力，取決決于VK（上臨界界冷卻速速度）2．淬硬硬性：鋼在淬火火后獲得得硬度的的能力，，取決于于M中C%，C%↑↑→淬硬硬性↑3．影響響淬透性性的因素素——VK，C曲線線影響C曲曲線的因因素（1）根根據(jù)服役役條件，，確定對(duì)對(duì)鋼淬透透性的要要求；——選材材的依據(jù)據(jù)（2）熱熱處理工工藝制定定的依據(jù)據(jù)；（3）尺尺寸效應(yīng)應(yīng)。4．42CrMo鋼鋼板廠家家淬透性的的應(yīng)用三、回火火a.消除淬火應(yīng)力，降低脆性；b.穩(wěn)定工件尺寸，由于M，殘余A不穩(wěn)定；c.獲得要求的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性。1．回火目的（淬火組織的問(wèn)題）定義:把把淬淬火后的的零件重重新加溫溫到A1線以以下某個(gè)個(gè)溫度,保溫一一段時(shí)間間,然后后冷卻到到窒溫。。工藝參數(shù)數(shù)及組織織淬火+高溫溫回火=調(diào)調(diào)質(zhì)處理理2．鋼在在回火時(shí)時(shí)的組織織轉(zhuǎn)變a.馬氏體分分解（200℃℃以下））：析出ε-Fe2.4C碳化物物（亞穩(wěn)穩(wěn)定）回火組織織：回火火馬氏體體M’→→過(guò)飽和和α固溶體十十亞穩(wěn)定定ε碳化物（（極細(xì)的的)作用：晶晶格畸變變降低，，淬火應(yīng)應(yīng)力有所所下降。。b.殘余A分分解（200-300℃）：A→M’’（或A→B下）組織：回回火馬氏氏體M’’c.回火屈氏氏體T’’形成（（250-400℃℃）：ε→Fe3C;α→F－維維持M’’外形組織：回回火屈氏氏體T’’(F+Fe3C)d.碳化物的的聚集長(zhǎng)長(zhǎng)大，鐵鐵素體的的回復(fù)與與再結(jié)晶晶（>400℃℃）組織：回回火索氏氏體S’’—F（（等軸晶晶）+Fe3C（粒））e.碳化物→→Fe3C片→細(xì)細(xì)粒狀Fe3C。3．回火火工藝－－組織一一性能關(guān)關(guān)系（及及應(yīng)用））（1）低溫回火火（150-250℃）回火馬氏氏體M’降低淬火火應(yīng)力，，提高韌韌性，保保證高硬硬度（HRC58-64）和和耐磨性性高碳的工工具、模模具、滾滾動(dòng)軸承承，滲碳碳與表面面淬火的的零件（2）中溫回火火（350-500℃℃）回火屈氏氏體T’高彈性極極限和屈屈服強(qiáng)度度，一定定的韌性性，硬度度一般為為HRC35-45彈簧（3）高溫回火火（500-650℃）回火索氏氏體S′淬火＋高高溫回火火——調(diào)調(diào)質(zhì)處理理綜合機(jī)械械性能好好(強(qiáng)度度、韌性性、塑性性的配合合)，硬度一般般為HRC25-35承受交變變載荷，，連桿、、軸、齒齒輪等重重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件———最終熱熱處理精密量具具、模具具——預(yù)預(yù)先熱處處理回火馬氏氏體組織織金相圖圖1、高碳回回火馬氏氏體：強(qiáng)度、硬硬度高、、塑性、、韌性差差2、低碳碳回火馬馬氏體：：高的強(qiáng)度度與韌性性，硬度度、耐磨磨性也較較好?；鼗鹎鲜象w組織織金相圖圖屈服強(qiáng)度度與彈性性極限高高42CrMo╳╳40045鋼╳╳400回火索氏氏體組織織金相圖圖綜合機(jī)械械性能好好（見下頁(yè)）正火與調(diào)質(zhì)處理理的比較：：45鋼σb(MN/m2)δδ(%)ak(kJ/m2)HB組織正火700-80012-20500-800163-220細(xì)細(xì)片S+F調(diào)質(zhì)750-85020-25800-1200210-250細(xì)細(xì)粒S’淬火+高高溫回火火→調(diào)質(zhì)質(zhì)處理200度度以下，，HRC不變。。200-300度，M分解，，殘余A轉(zhuǎn)變?yōu)闉轳R氏體體，硬度度降低不不大，高碳鋼硬硬度,有有一定的的升高。。>300度，HRC降降低。1、韌性性：400度度開始升升高，600度度最高。。2、彈性性極限：：在300-400度最最高。3、塑性性：在600-650度最最高。4、高碳碳回火馬馬氏體：：強(qiáng)度、硬度高高、塑性、韌韌性差6、低碳回火火馬氏體：高的強(qiáng)度與韌韌性，硬度、、耐磨性也較好。7、回火屈氏氏體：屈服強(qiáng)度與彈彈性極限高8、回火索氏氏體：綜合機(jī)械性能能。（4）回火溫度與機(jī)機(jī)械性能的關(guān)關(guān)系4．合金元素素對(duì)回火轉(zhuǎn)變變的影響提高回火穩(wěn)定定性回火穩(wěn)定性：：指鋼在回火火時(shí)，抵抗回回火造成軟化化的能力。b.增大回火脆性（見見下頁(yè)）回火脆性：指指隨回火溫度度升高時(shí)，在在250~400℃和450-650℃兩個(gè)個(gè)區(qū)出現(xiàn)沖擊擊韌性明顯下下降的脆化現(xiàn)現(xiàn)象。c.產(chǎn)生二次硬化（見見下后頁(yè)）（1）低溫回火脆性性（250-400℃）碳化物片沿M晶界析出避免在此溫度度回火（3）高溫回火脆性性（450-650℃）P等元素在原原A晶界偏聚聚，慢冷時(shí)Cr、Ni等等促進(jìn)偏聚Mo等抑制偏偏聚減少P等雜質(zhì)質(zhì)元素，添加Mo等合合金元素二次硬化效應(yīng)應(yīng)：一些Mo、、W、V含量量較高的鋼回回火時(shí)，硬度度并不隨回火火溫度的升高高單調(diào)降低，，而是在某一一溫度（約400℃）后反而開始始增大，并在在另一更高溫溫度（550℃）達(dá)到峰值。。如圖鉬鋼合金金5．回火工藝藝及其應(yīng)用記注：淬火+高溫回火→→調(diào)質(zhì)處理應(yīng)用很多以45#鋼為為例的調(diào)質(zhì)工藝曲線：淬火+高溫回回火→調(diào)質(zhì)處處理4.3鋼鋼的表面熱處處理表面淬火：不不改變表面面化學(xué)成分，，只改變其表表面組織的局局部熱處理方法。。一、感應(yīng)加熱熱表面淬火1．原理交變磁場(chǎng)→感感應(yīng)電流→工工件電阻→加加熱，集膚效效應(yīng)→表面加熱2．分類a.高頻200-300KHz，淬硬深度0.5-2mm小工件b.中頻2500-8000Hz淬硬深度2-5mm尺寸較大的工工件c.低頻50Hz淬硬深度10-15mm大型工件d.超音頻30-40KHz3．鋼種中碳鋼和中碳碳低合金鋼加熱速度快幾幾秒——幾幾十秒b.加熱時(shí)時(shí)實(shí)際晶粒組組小，淬火得得到極細(xì)馬氏氏體，硬度↑↑，脆性↓c.殘余壓壓應(yīng)力→提高高壽命d.不易氧氧化、脫碳、、變形小e.工藝易易控制，設(shè)備備成本高4．特點(diǎn)鍛造→退火式式正火→粗加加工→調(diào)度→→精加工→表表面淬火→低低溫回火→（（粗磨→時(shí)效效→精磨）5．工藝路線線4.442CrMo鋼板的化學(xué)熱處理理一、滲碳：：AC3以上；900~950℃℃，低碳鋼1．目的及應(yīng)應(yīng)用提高表面硬度度，耐磨性，，而使心部仍仍保持一定的的強(qiáng)度和良好的塑性性和韌性2．鋼種低碳鋼，低碳碳合金鋼3．加工工藝藝路線鍛造→正火→→切削加工→→滲碳→淬火火（直接淬火火、一次淬火火，二次淬火火）→低溫回回火→噴丸→→磨削4．滲碳工藝藝-組織-性性能關(guān)系加熱溫度，保保溫時(shí)間→滲滲碳層厚度A3鋼多元共共滲滲層X40042CrMo鋼板多元共滲組織織

X400二、氮化（含Al,Cr,Mo，V的鋼鋼）它系指在一定定溫度（一般般在AC1）以下，使活活性氮原子滲滲入工件表面面的化學(xué)熱處處理工藝。其其目的是使工工件表面獲得得高硬度和良良好的耐蝕性性能，且因氮氮化溫度低、、變形小，因因此在工藝中中的應(yīng)用也非非常廣泛。常常用的氮化方方法又氣體氮氮化、離子氮氮化、氮碳共共滲（軟氮化化）等。氣體氮化是將將工件放在密密封的爐內(nèi)加加熱，并通入入氮?dú)狻B碳碳的加熱溫度度低（小于Ac1溫度，，鋼的組織處處于鐵素體狀狀態(tài)），因此此工件變形小小、氧化脫碳碳少。氣體氮化的原原理：氨氣在300℃以上是便便可以受熱分分解出活性氮氮原子，即：2NH3→3H2+2[N]活性氮原子被被鋼的表面吸吸收，形成固固溶體和化合合物。氣體氮化的溫溫度：如果滲氮的目目的是為了獲獲得高的硬度度、高耐磨性性和高的疲勞勞強(qiáng)度，則氮氮化溫度為500－570℃，，氮氮化時(shí)間為30－50h。如果滲氮的目目的是單純提提高零件的抗抗腐蝕性能，，則氮化溫度度宜為590－720℃℃，。氣體氮化的工工藝路線：鍛造→退火→→機(jī)械粗加工工→調(diào)質(zhì)→半半精加工→去去應(yīng)力退火→→粗磨→氮化化→精磨說(shuō)明：為保證零件的的心部具有良良好的綜合力力學(xué)性能，氮氮化前要經(jīng)過(guò)過(guò)調(diào)質(zhì)處理；；為減少在氮化化中的變形，，在切削加工工后要進(jìn)行去去應(yīng)力退火。。氮化作為最后后工序鋼的氮化層顯顯微組織400X鋼的氮化層顯顯微組織B-AlB-Al共晶晶組織（菊花花狀）B-Al-W共晶組織（三角形）B-Al亞共晶組織

（樹枝狀）作業(yè)術(shù)語(yǔ)：退火正正火回回火淬淬火淬淬透性淬淬硬性性回回火脆性二次硬化回回火穩(wěn)穩(wěn)定性調(diào)調(diào)質(zhì)表表面面熱處理化化學(xué)熱熱處理簡(jiǎn)答題：1、退火有哪哪些種類？并并簡(jiǎn)述各自的的工藝特點(diǎn)與與應(yīng)用范圍。。2、正火有哪哪些應(yīng)用。3、對(duì)不同的的鋼，在淬火火溫度確定與與冷卻介質(zhì)選選擇時(shí)應(yīng)注意意些什么？4、影響淬透透性的因素有有哪些？5、鋼回火的的目的是什么么？鋼在回火火時(shí)會(huì)發(fā)生哪哪些組織轉(zhuǎn)變變？6、不同的回回火工藝可得得到不同的回回火組織，簡(jiǎn)簡(jiǎn)述鋼回火溫溫度-組織-性能的關(guān)系系與應(yīng)用。7、簡(jiǎn)述表面面熱處理和化化學(xué)熱處理的的特點(diǎn)與應(yīng)用用。一般要求1.鋼在加加熱和冷卻時(shí)時(shí)組織轉(zhuǎn)變的的機(jī)理；2.各種熱熱處理的具體體工藝過(guò)程；；3.鋼在加加熱和冷卻過(guò)過(guò)程中產(chǎn)生的的缺陷.1.鋼在加加熱時(shí)組織轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中中及影響因素素；2.本質(zhì)晶晶粒度與實(shí)際際晶粒度的含含義，控制晶晶粒度大小的的因素；3.共析鋼鋼奧氏體等溫溫冷卻曲線中中各條線的含含義。C曲線線中種溫度區(qū)區(qū)域內(nèi)奧氏體體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的的組織形貌，，性能特點(diǎn)。。4.非共析析鋼C曲線與與共析鋼C典典線的差別及及影響C典線線的因素；5.奧低體體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變曲線的特特點(diǎn)，冷卻速速度對(duì)鋼的組組織變化和最最終性能的影影響；6.各種熱熱處理的定義義、目的、組組織轉(zhuǎn)變過(guò)程程，性能變化化，用途和適適用的鋼種，，零件的范圍圍。重點(diǎn)掌握

9、靜夜四四無(wú)鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黃葉葉樹，燈下下白頭人。。。21:56:3421:56:3421:5612/29/20229:56:34PM11、以我獨(dú)沈久久，愧君相見見頻。。12月-2221:56:3421:56Dec-2229-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。21:56:3421:56:3421:56Thursday,December29,202213、乍見翻疑疑夢(mèng)，相悲悲各問(wèn)年。。。12月-2212月-2221:56:3421:56:34December29,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國(guó)國(guó)見青青山。。。29十十二二月20229:56:34下下午21:56:3412月月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月229:56下午午12月-2221:56December29,202216、行動(dòng)出成成果，工作作出財(cái)富。。。2022/12/2921:56:3421:56:3429December202217、做做前前，，能能夠夠環(huán)環(huán)視視四四周周；；做做時(shí)時(shí)，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿著著以以腳腳為為起起點(diǎn)點(diǎn)的的射射線線向向前前。。。。9:56:35下下午午9:56下下午午21:56:3512月月-229、沒有有失敗敗，只只有暫暫時(shí)停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多事事情努力力了未必必有結(jié)果果，但是是不努力力卻什么么改變也也沒有。。。21:56:3521:56:3521:5612/29/20229:56:35PM11、成功就就是日復(fù)復(fù)一日那那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努努力的積積累。。。12月-2221:56:3521:56Dec-2229-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對(duì)圓滿滿，留一份份不足，可可得無(wú)限完完美。。21:56:3521:56:3521:56Thursday,December29,202213、不知香積寺寺，數(shù)里入云云峰。。12月-2212月-2221:56:3521:56:35December29,202214、意志志堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥塊一一樣任任意揉揉捏。。29十十二二月20229:56:35下下午21:56:3512月月-2215、楚塞三三湘接，，荊門九九派通。。。。十二月229:56下午午12月-2221:56December29,202216、少年十五二二十時(shí)，步行行奪得胡馬騎騎。。2022/12/2921:56:3521:56:3529December202217、空山新雨雨后，天氣氣晚來(lái)秋。。。9:56:35下下午9:56下下午21:56:3512