第3章钢的热处理

1、第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理一、概述一、概述二、钢在加热时的组织二、钢在加热时的组织三、钢在冷却时的组织三、钢在冷却时的组织四、钢的退火与正火四、钢的退火与正火五、钢的淬火五、钢的淬火六、钢的回火六、钢的回火七、钢的表面热处理七、钢的表面热处理八、热处理工艺的应用八、热处理工艺的应用第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理热处理的概念热处理的概念 将固态金属采用适当的方式进行加热、保温将固态金属采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织与性能的工艺。和冷却以获得所需组织与性能的工艺。热处理的目的热处理的目的 （1 1）提高钢的力学性能；）提高钢的力学性能； （2 2）改善钢的工艺性能

2、。）改善钢的工艺性能。热处理的理论依据：铁碳合金相图热处理的理论依据：铁碳合金相图视频视频一、概述一、概述第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理热处理热处理分类分类普通热处理：退火、正火、淬火、回火普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理表面热处理表面淬火表面淬火化学热处理化学热处理感应加热感应加热火焰加热火焰加热电接触加热电接触加热激光加热激光加热渗碳渗碳渗氮渗氮碳氮共渗碳氮共渗渗金属等渗金属等第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理热处理工艺曲线热处理工艺曲线热处理的基本过程都是由加热、保温和冷却三个热处理的基本过程都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的，其工艺过程用温度阶段组成的，其工艺过程

3、用温度- -时间坐标系中的时间坐标系中的曲线图表示，曲线图表示，这种曲线称为热处理工艺曲线。这种曲线称为热处理工艺曲线。热处理工艺曲线热处理工艺曲线温温度度时间时间0加热加热保保 温温冷却冷却第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理二、钢在加热时的组织转变二、钢在加热时的组织转变1.1.加热、冷却的临界点加热、冷却的临界点钢在加热和冷却时的相变点钢在加热和冷却时的相变点第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理热处理时将钢加热到一定温度，使其组织全部或热处理时将钢加热到一定温度，使其组织全部或部分转变为奥氏体的过程称为奥氏体化。部分转变为奥氏体的过程称为奥氏体化。下面以共析钢为例说明钢的奥氏体化过程。下

4、面以共析钢为例说明钢的奥氏体化过程。2.2.奥氏体的形成过程奥氏体的形成过程共析钢奥氏体的形成过程示意图共析钢奥氏体的形成过程示意图钢的奥氏体化钢的奥氏体化第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理3.3.奥氏体晶粒的长大及其控制奥氏体晶粒的长大及其控制晶粒度是晶粒大小的尺度。一般认为，晶粒度是晶粒大小的尺度。一般认为，1-41-4级级为粗晶粒度，为粗晶粒度，5-85-8级为细晶粒度，级为细晶粒度，8 8级以上为超级以上为超细晶粒度。细晶粒度。奥氏体晶粒度奥氏体晶粒度起始晶粒度起始晶粒度实际晶粒度实际晶粒度本质晶粒度本质晶粒度第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理为避免加热时奥氏体晶粒的粗化，必须制订

5、合理的为避免加热时奥氏体晶粒的粗化，必须制订合理的热处理工艺规范，严格控制加热温度、保温时间、加热处理工艺规范，严格控制加热温度、保温时间、加热速度和原始组织。热速度和原始组织。奥氏体晶粒均匀细小奥氏体晶粒均匀细小, ,热处理后钢的力学性能提高。热处理后钢的力学性能提高。粗大的奥氏体晶粒在淬火时容易引起工件产生较大粗大的奥氏体晶粒在淬火时容易引起工件产生较大的变形甚至开裂。的变形甚至开裂。奥氏体晶粒大小对钢的力学性能的影响奥氏体晶粒大小对钢的力学性能的影响奥氏体晶粒大小的控制奥氏体晶粒大小的控制第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理三、钢在冷却时的组织转变三、钢在冷却时的组织转变过冷奥氏体：高温

6、时所形成的奥氏体冷却到过冷奥氏体：高温时所形成的奥氏体冷却到A A1 1点以点以下尚未发生转变而处于不稳定状态的奥氏体下尚未发生转变而处于不稳定状态的奥氏体 。冷却方式冷却方式第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理1.1.共析钢奥氏体等温转变曲线的建立共析钢奥氏体等温转变曲线的建立 第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理2.2.共析钢过冷奥氏体等温转变的产物共析钢过冷奥氏体等温转变的产物珠光体型转变珠光体型转变FeFe、C C的扩散性相变的扩散性相变（727727550550）珠光珠光体体P P索氏体索氏体S托氏体托氏体T T，又称屈氏体，又称屈氏体Fe、C的扩散性的扩散性相变相变第第3 3章章

7、钢的热处理钢的热处理贝氏体型转变贝氏体型转变半扩散相变半扩散相变( 550( 550230 )230 )550550350350形成上贝氏体，组织为过饱和片状形成上贝氏体，组织为过饱和片状F F渗碳体，呈羽毛状，性脆无实用价值渗碳体，呈羽毛状，性脆无实用价值 。350350230230形成下贝氏体，组织为过饱和针状形成下贝氏体，组织为过饱和针状F F弥散碳化物，呈黑色针状，综合性能好。弥散碳化物，呈黑色针状，综合性能好。上上贝贝氏氏体体B B上上下下贝贝氏氏体体B B下下第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理马氏体转变马氏体转变非扩散相变（非扩散相变（MsMs点以下）点以下）马氏体马氏体M M就

8、是碳在就是碳在-Fe-Fe中的过饱和固溶体，其组织中的过饱和固溶体，其组织形态有两种：形态有两种：板条状板条状M M ：含：含C C低，硬度、强度较高，低，硬度、强度较高，且塑性、韧性也较好；且塑性、韧性也较好；针片状针片状M M ：含：含C C高，硬而脆。高，硬而脆。l钢中含碳量越高，淬火组织中针片状钢中含碳量越高，淬火组织中针片状M M就越多，板条就越多，板条状状M M就越少。就越少。板板条条状状针针片片状状第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理3.3.亚共析钢和过共析钢的等温转变曲线亚共析钢和过共析钢的等温转变曲线亚共析钢亚共析钢过共析钢过共析钢第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理4.4.

9、奥奥氏氏体体等等温温转转变变曲曲线线的的应应用用 用等温转变曲线用等温转变曲线作为依据来分析作为依据来分析连续冷却转变过连续冷却转变过程，估计连续冷程，估计连续冷却时转变产物。却时转变产物。V Vk k临界冷却速度：临界冷却速度：转变为马氏体和转变为马氏体和少量残余奥氏体少量残余奥氏体的最小冷却速度，的最小冷却速度，其大小与其大小与C C曲线位曲线位置有关。置有关。第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理影响影响C C曲线的主要因素是曲线的主要因素是奥氏体的成分奥氏体的成分和和奥氏体化条件奥氏体化条件。含碳量的影响含碳量的影响 共析钢的过冷奥氏体最稳定，共析钢的过冷奥氏体最稳定，C C曲线最曲线最

10、靠右。由共析钢成分开始，含碳量增加或减少都使靠右。由共析钢成分开始，含碳量增加或减少都使C C曲线曲线左移。左移。合金元素的影响合金元素的影响 除除CoCo外，凡溶入奥氏体的合金元素都外，凡溶入奥氏体的合金元素都使使C C曲线右移。曲线右移。奥氏体化条件的影响奥氏体化条件的影响 奥氏体化温度提高和保温时间延奥氏体化温度提高和保温时间延长，使奥氏体成分均匀、晶粒粗大、未溶碳化物减少，增长，使奥氏体成分均匀、晶粒粗大、未溶碳化物减少，增加了过冷奥氏体的稳定性，使加了过冷奥氏体的稳定性，使C C曲线右移。曲线右移。第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理将钢加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷将钢

11、加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺称为退火。却的热处理工艺称为退火。四、钢的退火与正火四、钢的退火与正火概念概念1.1.退火退火热处理加热热处理加热和冷却设备和冷却设备第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。形加工。细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理做准备。为以后的热处理做准备。消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。目的目的根据钢的成分和退火目的不同，可分为完全退火、球根据

12、钢的成分和退火目的不同，可分为完全退火、球化退火、再结晶退火、低温退火和扩散退火等。化退火、再结晶退火、低温退火和扩散退火等。方法方法第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理应用：主要用于亚共析成分的碳钢及应用：主要用于亚共析成分的碳钢及合金钢的锻件、铸件、热轧型材等，有合金钢的锻件、铸件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件。时也用于焊接结构件。目的：细化晶粒、均匀组织、降低硬目的：细化晶粒、均匀组织、降低硬度、消除内应力。度、消除内应力。组织：铁素体组织：铁素体+ +珠珠光体光体加热温度：加热温度：AcAc3 3以上以上30305050完完全全退退火火完全退火完全退火第第3 3章章 钢的热处理钢的

13、热处理应用：主要用于共析碳钢、过共析碳钢应用：主要用于共析碳钢、过共析碳钢和合金工具钢。和合金工具钢。目的：消除应力，使钢的渗碳体球状化，目的：消除应力，使钢的渗碳体球状化，以降低硬度，改善切削加工性，并为以后以降低硬度，改善切削加工性，并为以后的热处理工序作好组织准备。的热处理工序作好组织准备。组织：球化珠光体（球粒状渗碳体组织：球化珠光体（球粒状渗碳体+ +铁素体）。铁素体）。加热温度：加热温度：AcAc1 1以上以上20203030球球化化退退火火球化退火球化退火第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理应用：奥氏体比较稳定的合金钢和大型应用：奥氏体比较稳定的合金钢和大型碳钢件常采用等温退火。

14、碳钢件常采用等温退火。目的：目的：与完全退火相同，但所用时间比完全与完全退火相同，但所用时间比完全退火缩短约退火缩短约1/31/3，并能得到均匀的组织和性能。，并能得到均匀的组织和性能。工艺方法：将钢加热到工艺方法：将钢加热到AcAc3 3以上以上30305050或或AcAc1 1以上以上20203030，保温一段时间，保温一段时间, ,使钢使钢奥氏体化奥氏体化, ,然后迅速移入温度在然后迅速移入温度在A A1 1以下不多以下不多的另一炉内，等温保持直到奥氏体全部转的另一炉内，等温保持直到奥氏体全部转变为珠光体为止，然后出炉空冷。变为珠光体为止，然后出炉空冷。等等温温退退火火第第3 3章章 钢

15、的热处理钢的热处理应用：应用：主要用于经冷塑性加工，如冷轧、主要用于经冷塑性加工，如冷轧、冷冲、冷拔而发生加工硬化的钢件。冷冲、冷拔而发生加工硬化的钢件。目的：目的：消除加工硬化，恢复塑性。消除加工硬化，恢复塑性。 加热温度：加热温度：再结晶温度以上再结晶温度以上（一般为（一般为650650700700再再结结晶晶退退火火第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理目的：消除由于塑性变形、焊接、切目的：消除由于塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余应力。削加工、铸造等形成的残余应力。加热温度：加热温度：AcAc1 1以下某一温度（一般为以下某一温度（一般为500500650650）去去应应力力退退

16、火火第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理应用：主要用于质量要求高的合金钢铸应用：主要用于质量要求高的合金钢铸锭和铸件。锭和铸件。均匀化退火后，钢件晶粒粗大，均匀化退火后，钢件晶粒粗大，应进行完全退火或正火。应进行完全退火或正火。目的：消除钢中化学成分偏析和组织不目的：消除钢中化学成分偏析和组织不均匀的现象。均匀的现象。工艺方法：工艺方法：将工件加热到高温将工件加热到高温（1050105011501150），），并长时间保温，然后缓慢冷却并长时间保温，然后缓慢冷却的退火工艺。的退火工艺。均均匀匀化化退退火火第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理应用：作为应用：作为对力学性能要求不高零件的最终热处理

17、；对力学性能要求不高零件的最终热处理；改善低碳钢的可切削性；作为中碳钢的预备热处理改善低碳钢的可切削性；作为中碳钢的预备热处理 。 目的：细化晶粒，消除过共析钢中的网状渗碳体，目的：细化晶粒，消除过共析钢中的网状渗碳体，提高硬度，改善切削加工性能。提高硬度，改善切削加工性能。概念：将钢加热到概念：将钢加热到AcAc3 3或或AcAccmcm以上以上30305050，保温，保温一定时间后，在静止空气中冷却的热处理工艺方法。一定时间后，在静止空气中冷却的热处理工艺方法。2.2.正火正火第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理正火与退火的区别？正火与退火的区别？第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理3.3

18、.正火与退火的选用正火与退火的选用从切削加从切削加工性考虑工性考虑从使用性能上考从使用性能上考虑虑从经济从经济性上考虑性上考虑第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理五、钢的淬火五、钢的淬火将钢加热到将钢加热到AcAc3 3或或AcAc1 1以上以上30305050 ，保温一定时间，保温一定时间，然后以适当速度冷却而获得马氏体或贝氏体组织的热然后以适当速度冷却而获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺方法称为淬火。处理工艺方法称为淬火。概概 念念为了获得马氏体或贝氏体组织，再经回火，使钢得为了获得马氏体或贝氏体组织，再经回火，使钢得到所需要的组织、性能。到所需要的组织、性能。目目 的的第第3 3章章 钢

19、的热处理钢的热处理亚共析钢：一般为亚共析钢：一般为AcAc3 3以上以上303050 50 共析钢、过共析钢：一般为共析钢、过共析钢：一般为AcAc1 1以上以上303050501 1、淬火工艺、淬火工艺加热温度加热温度第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理淬火的加热时间包括加热升温和保温两部分。淬火的加热时间包括加热升温和保温两部分。加热加热时间长短与加热介质、加热速度、钢的种类、工件形时间长短与加热介质、加热速度、钢的种类、工件形状和尺寸、装炉方式及装炉量有关。状和尺寸、装炉方式及装炉量有关。加热时间加热时间钢淬火后要得到马氏体组织的首要条件是：淬火的钢淬火后要得到马氏体组织的首要条件是：淬

20、火的冷却速度必须大于临界冷却速度冷却速度必须大于临界冷却速度k k。常用的淬火冷却介质有油、水、盐水、碱水等，其常用的淬火冷却介质有油、水、盐水、碱水等，其冷却能力依次增强。冷却能力依次增强。冷却介质冷却介质图图第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理冷处理冷处理等温淬火法等温淬火法分级淬火法分级淬火法双液淬火法双液淬火法单液淬火法单液淬火法2 2淬淬火火方方法法淬火方法示意图淬火方法示意图淬火方法淬火方法第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理3.3.钢的淬透性与淬硬性钢的淬透性与淬硬性 钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力。钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力。 主要受钢中的碳含量和合金元

21、素的影响。钢材淬透主要受钢中的碳含量和合金元素的影响。钢材淬透性好与差，常用淬硬深度来表示。淬硬深度越大，淬性好与差，常用淬硬深度来表示。淬硬深度越大，淬透性越好。透性越好。淬硬深度是从淬硬的工件表面到规定硬度淬硬深度是从淬硬的工件表面到规定硬度值（一般为值（一般为550HV550HV）处的垂直距离。）处的垂直距离。钢的淬透性钢的淬透性第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理 钢的淬硬性是指钢试样在规定条件下淬火硬化所能钢的淬硬性是指钢试样在规定条件下淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。其含义是钢试样在规定条件达到的最高硬度的能力。其含义是钢试样在规定条件下淬火时马氏体组织所能达到的硬度。下淬火时马

22、氏体组织所能达到的硬度。 钢的淬硬性主要取决于钢中含碳量。钢中含碳量越钢的淬硬性主要取决于钢中含碳量。钢中含碳量越高，淬硬性越好。高，淬硬性越好。钢的淬硬性钢的淬硬性第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理淬火变形和开裂淬火变形和开裂硬度不足与软点硬度不足与软点由于淬火工艺不当，由于淬火工艺不当， 常会产生下列缺陷常会产生下列缺陷4.4.常见的淬火缺陷及预防常见的淬火缺陷及预防第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理淬火后及时回火。淬火后及时回火。采用正确的浸入淬火介质的方式。采用正确的浸入淬火介质的方式。采用合理的热处理工艺。采用合理的热处理工艺。合理地锻造与预先热处理。合理地锻造与预先热处理。合理

23、选择钢材与正确设计零件结构。合理选择钢材与正确设计零件结构。为了控制与减小变形，防止开裂，为了控制与减小变形，防止开裂，可采用如下措施：可采用如下措施：第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理2.2.淬火钢的回火转变淬火钢的回火转变3.3.回回火火的的种种类类及及应应用用1.1.回回火火的的概概念念及及其其目目的的六、钢的回火六、钢的回火第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理将淬火后获得马氏体组织的钢重新加将淬火后获得马氏体组织的钢重新加热到热到ACAC1 1以下的某一温度，经保温后缓以下的某一温度，经保温后缓慢冷却到室温的慢冷却到室温的热处理工艺。是紧接热处理工艺。是紧接淬火之后的热处理工序。淬火

24、之后的热处理工序。概念概念1.1.回火的概念及其目的回火的概念及其目的第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理消除或减少工件中的内应力，消除或减少工件中的内应力， 降低脆性，防止变形和开裂降低脆性，防止变形和开裂调整工件组织，使工件获得调整工件组织，使工件获得所需性能所需性能稳定工件的组织和尺寸，稳定工件的组织和尺寸，保证精度保证精度目的目的第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理2.2.淬火钢的淬火钢的回火转变回火转变渗碳体的聚集长大渗碳体的聚集长大和铁素体的再结晶和铁素体的再结晶渗碳体渗碳体的形成的形成残余奥氏残余奥氏体的分解体的分解马氏体马氏体的分解的分解第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理3

25、3、回火转变的组织与性能回火转变的组织与性能回火马氏体：粒状极细碳化物回火马氏体：粒状极细碳化物FeFe2.42.4C C + +针叶状低过饱针叶状低过饱和和固溶体。固溶体。高的硬度和耐磨性，而塑性、韧性较差。高的硬度和耐磨性，而塑性、韧性较差。回火托氏体：铁素体和细粒状渗碳体的机械混合物。回火托氏体：铁素体和细粒状渗碳体的机械混合物。具有高的屈服极限和弹性。具有高的屈服极限和弹性。回火索氏体：铁素体和较粗大粒状渗碳体的机械混合回火索氏体：铁素体和较粗大粒状渗碳体的机械混合物。物。具有良好的综合力学性能。具有良好的综合力学性能。第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理高温回火高温回火中温回火中温回

26、火低温回火低温回火4.4.回火的种类回火的种类及应用及应用第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理目的：保持淬火钢的高硬度（一般为目的：保持淬火钢的高硬度（一般为565665HRC65HRC）和高耐磨性，减少淬火内应力、）和高耐磨性，减少淬火内应力、降低钢的脆性，提高钢的塑性、韧性。降低钢的脆性，提高钢的塑性、韧性。应用：各种高碳钢工具、模具、滚动轴应用：各种高碳钢工具、模具、滚动轴承以及渗碳件承以及渗碳件低温回火低温回火组织：回火马氏体组织：回火马氏体温度：温度：150150250250第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理应用：各种弹性元件及热锻模等。应用：各种弹性元件及热锻模等。目的：获得高的

27、弹性极限和屈服强度、高的屈目的：获得高的弹性极限和屈服强度、高的屈强比（强比（ssbb），），适当的塑性、韧性和硬度适当的塑性、韧性和硬度（404050HRC50HRC）。组织：回火托氏体组织：回火托氏体温度：温度：350350500500中温回火中温回火第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理应用：重要的受力结构件，特别是在交变载荷应用：重要的受力结构件，特别是在交变载荷下工作的连杆、连杆螺栓、齿轮、轴类零件等。下工作的连杆、连杆螺栓、齿轮、轴类零件等。目的：获得强度、塑性、韧性都较好的综合力目的：获得强度、塑性、韧性都较好的综合力学性能，硬度一般为学性能，硬度一般为202040HRC40HRC

28、。组织：回火索氏体组织：回火索氏体温度温度:500:500650650高温回火高温回火回火种类及应用回火种类及应用第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理调质处理：淬火高温回火调质处理：淬火高温回火区别：区别：组织和性能不同。组织和性能不同。调质与正火的区别及选用：调质与正火的区别及选用：热处理热处理工艺工艺b b/MPa/MPa() )k k(J/cm)(J/cm)HBSHBS组织组织正正 火火7007008008001212202050508080163163220220索氏体索氏体调调 质质750750850850202025258080120120210210250250回火索氏体回火索氏

29、体4545钢经调质和正火后的力学性能比较钢经调质和正火后的力学性能比较第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理对于要求综合性能高的重要结构零件，应采用对于要求综合性能高的重要结构零件，应采用调质处理。调质处理。在满足使用要求的前提下，尽量采用正火处理在满足使用要求的前提下，尽量采用正火处理u调质与正火的选用调质与正火的选用第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理习题：习题： 有一批有一批4545钢工件的硬度为钢工件的硬度为55HRC55HRC，现要求把它们的，现要求把它们的硬度降低到硬度降低到200HBS200HBS（20HRC20HRC），问有哪几种方法？），问有哪几种方法？答题要点：答题要点： 正

30、火、退火、高温回火正火、退火、高温回火 第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理七、钢的表面热处理七、钢的表面热处理1.1.钢的表面淬火钢的表面淬火概念：仅对工件表层进行淬火的工艺。概念：仅对工件表层进行淬火的工艺。目的：目的：使工件表层具有高硬度、耐磨性，而心部仍使工件表层具有高硬度、耐磨性，而心部仍保持原来的组织和性能，保持原来的组织和性能，具有足够的强度和韧性。具有足够的强度和韧性。分类：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火和激分类：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火和激光加热表面淬火。光加热表面淬火。第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理感应加热表面淬火感应加热表面淬火原理原理: :利用感应电

31、流通过工件所产生的集肤效应，利用感应电流通过工件所产生的集肤效应，使工件表面迅速加热并快速冷却的淬火工艺。使工件表面迅速加热并快速冷却的淬火工艺。特点：加热速度快，淬火质量好，工件变形小，不特点：加热速度快，淬火质量好，工件变形小，不易氧化及脱碳，淬火层容易控制；易实现机械化和自易氧化及脱碳，淬火层容易控制；易实现机械化和自动化动化，生产率高；设备投资大，生产率高；设备投资大，维修调整较难维修调整较难；不适；不适于复杂形状零件和单件、小批量生产。于复杂形状零件和单件、小批量生产。感应加热原理、分类及应用感应加热原理、分类及应用齿轮高频淬火过程齿轮高频淬火过程第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理

32、火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火原理原理: :应用氧乙炔（或应用氧乙炔（或其它可燃气体）火焰，对其它可燃气体）火焰，对零件表面加热，然后快速零件表面加热，然后快速冷却的淬火。冷却的淬火。特点：特点：设备简单设备简单, , 成本低，操作灵活方便；成本低，操作灵活方便；但生产但生产效率低，淬火质量较难控制。效率低，淬火质量较难控制。适于单件、小批量及大适于单件、小批量及大型零件的生产。型零件的生产。火焰表面淬火火焰表面淬火第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理激光加热表面淬火激光加热表面淬火原理原理: :用激光扫描工件表面，用红外线将工件表面用激光扫描工件表面，用红外线将工件表面迅速加热到钢的临界点

33、以上，随着激光束的离开，迅速加热到钢的临界点以上，随着激光束的离开，工件表面的热量迅速向周围散开，可自行冷却淬火。工件表面的热量迅速向周围散开，可自行冷却淬火。应用应用: :适用于其它表面淬火难于做到的复杂形状的适用于其它表面淬火难于做到的复杂形状的工件，如拐角、盲孔、深孔等。工件，如拐角、盲孔、深孔等。第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理2.2.钢的化学热处理钢的化学热处理概念：概念：将工件放在特定介质中加热和保温，使一种将工件放在特定介质中加热和保温，使一种或几种元素渗入工件表面，以改变表层成份、组织和或几种元素渗入工件表面，以改变表层成份、组织和性能的热处理工艺。性能的热处理工艺。目的：

34、目的：使工件表面与心部具有不同的机械性能或特使工件表面与心部具有不同的机械性能或特殊的物理、化学性能。殊的物理、化学性能。分类：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗金属。分类：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗金属。化学热处理过程化学热处理过程第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理钢的渗碳钢的渗碳目的：为了使低碳的钢件表面获得高碳浓度，在经目的：为了使低碳的钢件表面获得高碳浓度，在经淬火和回火处理后，提高钢件的表面硬度、耐磨性及淬火和回火处理后，提高钢件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度，而心部仍保持足够的韧性和塑性。疲劳强度，而心部仍保持足够的韧性和塑性。应用：主要用于同时受磨损和较大冲击载荷的零件，应用：主

35、要用于同时受磨损和较大冲击载荷的零件，如齿轮、活塞销、凸轮、轴类等。如齿轮、活塞销、凸轮、轴类等。渗碳方法：气体渗碳、固体渗碳、液体渗碳。渗碳方法：气体渗碳、固体渗碳、液体渗碳。渗碳操作过程渗碳操作过程第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理零件渗碳剂试棒盖泥封渗碳箱气体渗碳法气体渗碳法固体渗碳法固体渗碳法气体渗碳炉构造气体渗碳炉构造第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理钢的渗氮钢的渗氮应用：生产周期长，应用：生产周期长，一般要用合金钢，成本高，渗一般要用合金钢，成本高，渗氮层薄而脆，不宜承受集中重载荷，主要用于耐磨性氮层薄而脆，不宜承受集中重载荷，主要用于耐磨性和精度要求高的精密零件、承受交变载荷

36、的重要零件和精度要求高的精密零件、承受交变载荷的重要零件及较高温度下工作的耐磨零件。及较高温度下工作的耐磨零件。目的：提高工件的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和目的：提高工件的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度。疲劳强度。分类：气体渗氮、离子渗氮。分类：气体渗氮、离子渗氮。第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理碳氮共渗碳氮共渗把碳和氮同时渗入零件表层的把碳和氮同时渗入零件表层的过程称为氰化过程称为氰化 。根据处理温度的不同分为高温、根据处理温度的不同分为高温、中温和低温氰化。中温和低温氰化。第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理八、热处理工艺的应用八、热处理工艺的应用1. 1. 热处理技术条件的标注

37、热处理技术条件的标注 设计者根据零件的性能要求，提出热处理技术条件，设计者根据零件的性能要求，提出热处理技术条件，并标注在零件图上。其内容包括最终热处理方法及热并标注在零件图上。其内容包括最终热处理方法及热处理后应达到的力学性能，供热处理生产及检验时用。处理后应达到的力学性能，供热处理生产及检验时用。一般零件只标出硬度值，标定的硬度值允许有一定的一般零件只标出硬度值，标定的硬度值允许有一定的波动范围，如波动范围，如“调质调质230230250HBS250HBS”。第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理2.2.热处理工艺位置热处理工艺位置 预先热处理预先热处理 作用：消除毛坯的内应力，细化晶粒，均匀组织，作用：消除毛坯的内应力，细化晶粒，均匀组织，改善切削加工性，为最终热处理作好组织准备。改善切削加工性，为最终热处理作好组织准备。退火、正火的工序位置退火、正火的工序位置工艺路线一般为：工艺路线一般为：毛坯生产毛坯生产退火（或正火）退火（或正火）切削加工切削加工第第3 3章章 钢的热处理钢的热处理目的：提高零件的综合力学性能，或为淬火作组织目的：