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文檔簡(jiǎn)介
7.3鋼的熱處理
熱處理是把固態(tài)金屬材料在一定介質(zhì)中的加熱、保溫和冷卻,以改變其組織和性能的一種工藝。熱處理三個(gè)階段:加熱、保溫、冷卻鋼的冷卻曲線鐵碳合金狀態(tài)圖的由來(lái)整體熱處理:對(duì)工件進(jìn)行穿透加熱退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)處理表面熱處理整體熱處理化學(xué)熱處理熱處理表面熱處理:對(duì)工件表面進(jìn)行熱處理表面淬火和回火、調(diào)質(zhì)處理化學(xué)熱處理:滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲金屬、多元共滲熱處理實(shí)例:①正火狀態(tài)的45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,σb由600MPa提高到850MPa;②銼刀、車(chē)刀等刀具;③火車(chē)車(chē)輪耐磨不變形;④形狀記憶合金。把鋼件放在爐中緩慢加熱到一定溫度,保溫一段時(shí)間后,隨爐緩慢冷卻的過(guò)程。一、退火退火再結(jié)晶退火低溫退火完全退火用于C<0.77%的鋼材(亞共析鋼)熱加工后和切削加工前目的:①消除組織缺陷,細(xì)化晶粒,均勻化組織;②降低硬度;③消除內(nèi)應(yīng)力。1、完全退火工藝過(guò)程:加熱到GS線以上30~50℃,保溫一定時(shí)間后,隨爐緩慢冷卻到500℃以下,然后空冷退火溫度的確定(GS線以上30~50℃
):①保證鋼件組織轉(zhuǎn)化成奧氏體;②溫度太高晶粒合并變粗大以致機(jī)械性能下降。保溫時(shí)間的確定
:①保證鋼件組織充分轉(zhuǎn)化成奧氏體;②保溫時(shí)間太長(zhǎng)晶粒長(zhǎng)大。組織轉(zhuǎn)變
:鋼件奧氏體鐵素體+珠光體用于經(jīng)過(guò)冷加工的鋼材,如冷拉、冷沖壓及冷軋等的低碳鋼件目的:①消除焊接件內(nèi)應(yīng)力;②消除因塑性變形發(fā)生的冷作硬化。2、再結(jié)晶退火工藝過(guò)程:加熱到600~700℃,保溫一定時(shí)間后隨爐冷卻退火溫度的確定
:退火溫度比再結(jié)晶溫度高100~200℃再結(jié)晶溫度Tcr=(0.35~0.40)Tm用于消除鑄件、鍛件、焊接件、熱軋件及冷拉件的內(nèi)應(yīng)力3、低溫退火工藝過(guò)程:鋼件隨爐緩慢加熱到500~600℃,保溫隨爐緩慢冷卻到200~300℃以下出爐退火過(guò)程中無(wú)組織變化,內(nèi)應(yīng)力主要是通過(guò)鋼在500~600℃保溫后的緩冷過(guò)程消除的目的:①減少鋼件內(nèi)應(yīng)力;②均勻組織,細(xì)化晶粒;③使碳化物分布更均勻。二、正火工藝過(guò)程:加熱到GS或ES線以上30~50℃,適當(dāng)保溫后,從爐中取出空冷冷卻速度比退火快,得到的晶粒較細(xì)組織轉(zhuǎn)變
:鋼件奧氏體鐵素體+珠光體(亞共析)
鋼件奧氏體奧氏體+Fe3C
Fe3C+珠光體(過(guò)共析)目的:增加工件強(qiáng)度、硬度和耐磨性三、淬火工藝過(guò)程:加熱到GS或PSK線以上,保溫后快速冷卻使奧氏體換變?yōu)轳R氏體的過(guò)程組織轉(zhuǎn)變
:C<0.77%,奧氏體馬氏體
C>0.77%,奧氏體馬氏體+Fe3C選擇加熱溫度:基本原則:獲得均勻細(xì)小的奧氏體C<0.77%,GS線以上30~50℃C>0.77%,PSK線以上30~50℃冷卻速度:鹽水>水>鹽?。居徒?jīng)過(guò)淬火后的鋼件,重新加熱到PSK線以下某一溫度,經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間保溫后,在油中或空氣中冷卻的過(guò)程。四、回火回火中溫回火高溫回火低溫回火目的:①降低脆性,消除和減少鋼件內(nèi)應(yīng)力;②穩(wěn)定內(nèi)部組織和工件尺寸;③獲得要求的機(jī)械性能。淬火后在150~250℃范圍的回火,回火得到馬氏體組織。1、低溫回火目的:①降低鋼件內(nèi)應(yīng)力和脆性;②保持淬火后所得到的高硬性和耐磨性,韌性增加。高碳工具鋼,經(jīng)常采用200℃的低溫回火淬火后在350~500℃范圍的回火,馬氏體組織完全分解,細(xì)小點(diǎn)狀Fe3C增多,硬度下降而韌性增加,彈性極限和屈服強(qiáng)度增加
。用于各種彈簧處理。2、中溫回火淬火后在500~650℃范圍的回火,馬氏體組織全部消失,F(xiàn)e3C呈球狀,硬脆特征消除。與粗片珠光體相比,強(qiáng)度、塑性和韌性均有所提高,對(duì)提高中碳鋼的機(jī)械性能很有意義。3、高溫回火調(diào)質(zhì)處理
——淬火+高溫回火獲得較高硬度、強(qiáng)度的同時(shí)提高韌性、塑性組織轉(zhuǎn)變
:鋼件奧氏體馬氏體
鐵素體+粒狀Fe3CTt將鋼件放在一定的介質(zhì)中加熱和保溫,使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層,改變表層的化學(xué)成分以獲得預(yù)期的組織和性能的一種熱處理過(guò)程。五、化學(xué)熱處理目的:增強(qiáng)材料表層的硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性能,而且能夠保證工件芯部具有強(qiáng)韌性。分類(lèi)
—滲C、滲N、CN共滲、滲硅、滲鉻、滲Al等。Fe—Fe3C合金平衡相圖完全退火正火淬火思考題1
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