工程材料及制造基礎(chǔ)-第三講-鋼的熱處理、鋼的分類和編號

工程材料及制造基礎(chǔ)-第三講-鋼的熱處理、鋼的分類和編號第一頁，共21頁。鋼熱處理概述：

普通熱處理表面熱處理其他熱處理退火Annealing正火Normalizing淬火Hardening(Quenching)回火Tempering表面淬火化學(xué)熱處理火焰加熱Flame感應(yīng)加熱Induction滲碳Carburization滲氮Nitrogenizing碳氮共滲真空熱處理Vacuum可控氣氛熱處理ControledAtmosphere熱處理第二頁，共21頁。鋼的熱處理曲線第三頁，共21頁。鋼熱處理的兩種冷卻方式第四頁，共21頁。一.鋼在熱處理中的組織轉(zhuǎn)變(Transformation)

1.鋼在加熱和冷卻時存在過熱、過冷。2.鋼的加熱溫度不宜太高、時間不宜太長，防止A粗化。3.A在不同溫度下轉(zhuǎn)變有不同產(chǎn)物，以共析鋼過冷A為例，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物如下：727---650℃，生成粗片珠光體；650---600℃，生成細(xì)片珠光體（索氏體）；600---550℃，生成極細(xì)片珠光體（屈氏體）550---350℃，生成上貝氏體(Bainite)；350---230℃，生成下貝氏體；230℃以下，生成馬氏體(Martensite)。第五頁，共21頁。鋼在加熱和冷卻時，臨界轉(zhuǎn)變溫度變化第六頁，共21頁。共析鋼加熱獲得單一奧氏體的過程第七頁，共21頁。鋼的加熱溫度過高對轉(zhuǎn)變組織影響第八頁，共21頁。奧氏體晶粒長大示意圖第九頁，共21頁。二.熱處理工藝TypeofHeatTreatment1.退火Annealing：加熱到適當(dāng)溫度，保溫后緩慢冷卻。

目的：降低硬度利于切削；細(xì)化晶粒，提高性能；消除內(nèi)應(yīng)力，為下一工序作準(zhǔn)備；提高塑性，便于冷沖壓、冷拉拔。

分類：完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火。完全退火：只適用于亞共析鋼。

第十頁，共21頁。

球化退火：適用共析和過共析鋼。

加熱727℃以上，片狀滲碳體球化，

降低硬度或為淬火做好組織準(zhǔn)備。

去應(yīng)力退火：加熱到500-650℃，消除內(nèi)應(yīng)力。

2.正火Normalizing：加熱到適當(dāng)溫度，保溫后在空氣中冷卻。目的：細(xì)化晶粒；提高低碳鋼硬度，改善切削；使過共析鋼滲碳體呈鏈狀，利于球化。第十一頁，共21頁。碳素鋼正火、退火加熱溫度范圍第十二頁，共21頁。3.淬火Quenching：

加熱臨界溫度上30-50℃，保溫后快速冷卻，獲得高硬度組織。冷卻方式：在快冷介質(zhì)中，如水、油、鹽、堿的水溶液。目的：獲得馬氏體，提高硬度和耐磨性。缺點：較大內(nèi)應(yīng)力，增加脆性。

4.回火Tempering：

加熱到適當(dāng)溫度，保溫后自然冷卻。目的：消除淬火應(yīng)力，降低脆性。第十三頁，共21頁。碳素鋼淬火加熱溫度范圍第十四頁，共21頁?；鼗鸱诸悾?/p>

低溫回火（150--250℃）：降低淬火應(yīng)力和脆性。中溫回火（350--500℃）：保證一定韌性，提高彈性極限。高溫回火（500--650℃）：獲得高強度、塑性和韌性。調(diào)質(zhì)處理=淬火+高溫回火第十五頁，共21頁。三.鋼分類Classofsteels

鋼：C<2.11%Fe-C合金，還有Si、Mn、S、P等。1.按成分(byComposition)低碳鋼C≤0.25%；碳素鋼中碳鋼0.25%≤C≤0.60%；Carbon高碳鋼C≥0.6%；低合金鋼合金<5%；合金鋼中合金鋼5%≤合金≤10%Alloy高合金鋼合金>10%；鋼第十六頁，共21頁。2.按質(zhì)量：(byquality)

普通鋼：S≤0.055%；

(normal)P≤0.045%；

優(yōu)質(zhì)鋼：S≤（0.030-0.040）%、(highquality)

P≤（0.035-0.040）%；

高級優(yōu)質(zhì)鋼：S≤0.020-0.030%；(highduty)P≤（0.030-0.035）%；3.按用途(bypurpose)

(structural)結(jié)構(gòu)鋼---工程結(jié)構(gòu)和機械零件；(tool)工具鋼---工、模和量具；(special）特殊鋼---不銹鋼、耐熱、耐磨和耐蝕鋼。第十七頁，共21頁。四.鋼的編號MarksofSteels1.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：碳含量萬分?jǐn)?shù)表示：25、30、452.碳素工具鋼：

碳含量千分?jǐn)?shù)表示：T8、T12等，3.合金結(jié)構(gòu)鋼：30CrMnSi、12CrNi3等。4.合金工具鋼：9SiCr、W18Cr4V等。5.特殊用途合金鋼：1Cr18Ni9Ti不銹鋼、W18Cr4V第十八頁，共21頁。QUESTIONS:1.Distinguishbetweenthefollowing:a.QuenchingandTemperingb.Normalizingandannealingc.Cementiteandmartensite2.Explainwhytemperingfollowsthequenchingprocessinheattreatmentofsteel第十九頁，共21頁。詞匯：鋼熱處理：HeatTreatmentofSteel退火：Annealing正火：Normalizing淬火：Hardening（Quenching）回