第三章 正火+淬火

第三章鋼的正火與退火一.退火（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。）

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3．?dāng)U散退火（均勻化退火）1050-1150℃，10-20h,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度，或T再+30-50度目的：消除加工硬化5．去應(yīng)力退火500-650℃二、正火（空冷）AC3或Accm+30-50℃

組織：S+（F或Fe3C）應(yīng)用：（1）作最終熱處理，普通結(jié)構(gòu)鋼零件目的：a.細(xì)化A晶粒，組織均勻化b.減了亞共析鋼中F%→P%↑，細(xì)化→強(qiáng)度，韌性，硬度↑（2）預(yù)先熱處理a.消除魏氏組織，帶狀組織；細(xì)化組織→為淬火、調(diào)質(zhì)作準(zhǔn)備b.使過(guò)共析鋼中Fe3CII↓→使其不形成連續(xù)網(wǎng)狀，為球化作準(zhǔn)備（3）改善切削加工性能三、退火、正火的選擇正火：冷速快，材料組織細(xì)化，機(jī)械性能好1．切削加工低、中碳鋼→正火中高碳剛，合金工具鋼→完全退火，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)

工具鋼→正火+球化退火結(jié)構(gòu)鋼→正火返修件→退火四、鋼的淬火與回火把鋼加熱到AC3、AC1相變溫度以上，保溫一定的時(shí)間，大于臨界快速速度冷卻得到→M+A’1．淬火溫度的決定亞共析鋼：AC3+30---50度共析鋼：AC1+30----50度過(guò)共析鋼：AC3+30---50度保留一定的Cem→HRC↑，耐磨性↑A中C%↓→M中C%↓→M脆性↓A中C%↓→M過(guò)飽和度↓→殘余A↓淬火溫度過(guò)高→A粗大→M粗大→力學(xué)性能↓，淬火溫度過(guò)高→A粗大→M粗大→淬火應(yīng)力↑→變形，開裂↑2．加熱時(shí)間升溫、保溫3．淬火介質(zhì)

6500C以上，慢，減小熱應(yīng)力650-4000C，快，避免C曲線4000C以下，慢，減輕相變應(yīng)力理想淬火冷卻介質(zhì)示意圖

不同淬火方法示意圖五、鋼的淬透性1．淬透性；淬火條件下得到M組織的能力，取決于VK（臨界冷卻速度）2．淬硬性，鋼在淬火后獲得硬度的能力，取決于M中C%，

C%↑→淬硬性↑3．影響淬透性的因素——VK，C曲線C%：亞共析鋼C%↑→淬硬性↑，過(guò)共析鋼C%↑→淬硬性↓奧氏體化溫度：T↑t↑→淬透性↑合金元素：除Co%以外，C曲線右移，↑淬透性未溶第二相：↓淬透性4．淬透性的應(yīng)用

（1）根據(jù)服役條件，確定對(duì)鋼淬透性的要求——選材的依據(jù)（2）熱處理工藝制定的依據(jù)（3）尺寸效應(yīng)鋼中含碳量對(duì)冷卻速度的影響六.鋼的回火1．回火目的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。2．鋼在回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變a.馬氏體分解（800C-3000C）析出e碳化物（亞穩(wěn)定）回火組織為：過(guò)飽和a固溶體十亞穩(wěn)定e

碳化物（極細(xì)的）→回火M（M’）晶格畸變降低，淬火應(yīng)力有所下降。b.殘余A有分解200-3000CA→Mc.碳化物的聚集長(zhǎng)大>2800Ce

碳化物→Fe3C片→細(xì)粒狀Fe3Cd.鐵素體的回復(fù)與再結(jié)晶

鋼中馬氏體的碳含量、殘余奧氏體量、內(nèi)應(yīng)力及碳化物粒子大小與回火溫度的關(guān)系

3．回火工藝與組織一性能關(guān)系（及應(yīng)用）（1）回火馬氏體

1500C-3500C回火極細(xì)的e

碳化物和低過(guò)飽和度a固溶體，

形態(tài)基本不變（2）回火屈氏體

T

350-5000C馬氏體形F+細(xì)粒狀Fe3C（3）回火索氏體

S’500-6000C再結(jié)晶等軸F+粗粒狀Fe3C（4）球狀P

6500C~AC1粗大球狀Fe3C+F（5）回火溫度與機(jī)械性能的關(guān)系200度以下，HRC不變。200-300度，M分解，殘余A轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，硬度降低不大，高碳鋼硬度有一定的升高。>300度，HRC降低。韌性：400度開始升高，600度最高。彈性極限：在300-400度最高。塑性：在600-650度最高。鋼的硬度隨回火溫度的變化

高碳回火馬氏體：強(qiáng)度、硬度高、塑性、韌性差低碳回火馬氏體：高的強(qiáng)度與韌性，硬度、耐磨性也較好回火屈氏體：層服強(qiáng)度與彈性極限高回火索氏體：綜合機(jī)械性能。4．合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響a.提高回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性：指鋼在回火時(shí)，抵抗回火造成軟化的能力b.產(chǎn)生二次硬化c.增大回火脆性

回火脆性：指隨回火溫度升高時(shí)，在250~400和450-650兩個(gè)區(qū)出現(xiàn)沖擊韌性明顯下降的脆化現(xiàn)象。

一些Mo、W、V含量較高的鋼回火時(shí)，硬度并不隨回火溫度的升高單調(diào)降低，而是在某一溫度（約4000C）后反而開始增大，并在另一更高溫度（5500C）達(dá)到峰值。

低溫回火：150~250回火M（M’）保持高硬度，降低脆性及殘余應(yīng)力，用于工模具鋼，表面淬火及滲碳淬火件過(guò)和a-Fe+e

碳化物中溫回火：350-500回火屈氏體（T’）硬度下降