钢的淬火与回火

1、钢的淬火与回火一、钢的淬火淬火：将钢加热到 AC3 或 AC1 以上某一温度，保温然后快速冷却获得马氏体或下 贝 氏体组织的热处理工艺。目的：为了获得马氏体和下贝低体，然后通过适当的回火，获得所需的力学性能。一淬火工艺1、加热温度确实定：根据钢的化学成分来选择碳钢那么根据 WC 来选择1亚共析钢： AC3+ 30- 100 C冷却理由：加热时，得到全部 A,冷却后，得到M 4M假设低于 AC3 得到 A+F, 冷却后得到 M+F A+F- M+F2 共析钢和过共析钢： AC1 + 30-70 C加热后组织为： A+Fe3CH 一般为来溶解的小颗粒冷却后组织为： M+Fe3 K 粒状 +AR粒状

2、 Fe3C 可提高淬火钢硬度和耐磨性为什么不和热到 ACm 以上呢？?渗碳体全部溶解，那么 A的WCT,使MQ, ART,硬度J使淬火后的 M 体粗大 ，脆性 T2、加热时间确实定：保证零件内外温度一致热透，提高生产率米用经验公AT = aKDa加热系数min/mmK装炉修正系数D工件有效厚度mm3、冷却介质1冷却速度对淬火质量的影响冷却速度要大于 VK 以便保证得到 M冷却速度过大 T 引起大的内应力 T 零件变形或开裂2理想的冷却速度在 C 曲线鼻尖处 650-500 C 冷却要快一保证过冷 A 不转变 在 Ms 附近200- 300E 冷速要慢一防止变形或开裂3常用冷却介质水：650-

3、500 C 及 200- 300 C 冷速均快 易引起变形或开裂。一般用于碳钢 盐水、碱水：提高 600-500 C 的冷却能力 一般用于等温淬火或分级淬火 矿物油：冷却较慢，可能使一局部过冷 A 转变为 P 一般用合金钢 ? ?过冷 A 较稳定二淬火方法1、单介质淬火碳钢 - 水；合金钢 - 油2、双介质淬火 优点：得到高硬度，又减少变形和开裂应用：1 形状较复杂的碳钢件一一先水后油 水冷到 400C 左右丝丝声再油汽2尺寸较大的合金钢件一一先油后空3、分级淬火先在 Ms 附近保温 2-5 分钟盐浴或溶炉中，然后油汽或空汽优点：减少变形和 开裂、内应力小 缺点：会出现局部 P 。应用：用于复

4、杂的小型碳钢件和合金钢件。4、等温淬火在略高于 Ms (260-400 C )的温度中保温较长时间(半小时)进行组织转变，然后空汽优点：得到 BF, 综合力学性能好 ，内应力小应用：用于 WO0.6% 的碳钢和合金钢的小型复杂件(三) 钢的淬透性1、何谓钢的淬透性？1) 定义：钢在规定条件下淬火时 ，获得淬硬层深度的能力2) 淬硬层：得到 50% 以上马氏体的金属层，成分相同的钢、淬火条件相同、质量越大、淬硬层越薄 P61 图 4? 213) 临界直径 DC 钢在某种介质中淬火后，心部得到50 沖上 ，马氏体组 织的最大直径。同一成分的钢，采用不同淬大介质冷却，得的 DC 不同，水淬比油淬的

5、DC 大钢的 DC 越大、淬透性越好 ， 合金钢比碳钢的淬透性好2、影响淬透 f 生的因素钢的过汽 A 越稳定，淬透性越好1) 化学局部WCi 接近 0.77%,淬透性越好。一 ? ? ? 共析钢比亚共析、过共析钢好大多数 合金 元 素能提高钢的淬透性。一合金钢比碳钢的淬透性好。2) 加热温度和保温时间提高加热温度和延长保温时间，可提高淬透性但 A 晶粒粗大，力学性能变差3、淬硬性钢在理想条件下进行淬火能到达的最高硬度的能力淬硬性主要取决于钢的 WCP5 图 2、钢的回火1 、回火及其目的1) 回火：将淬火后的钢和热到 Ac1 以下某一温度，保温到组织转变后，冷却到 室温 的热处理工艺。2)

6、回火的目的 减少或消除内应力，防止变形和开裂 稳定组织，保证工件在使用时不发生形状和尺寸变化 调整力学性能，适应不同零件的需要2、淬火件为什么要回火 ? ? 淬火后得到的组织为 M+AR M 和 AR 都是亚稳态组织在一定条件下会自发转变为稳定组织 假设淬火件不回火，那么过一段时间后， M 和 AR 发生转变一一工件形状、尺寸发生变 化 淬火时、冷却速度快、工件存在较大的内应力，必须及时回火消除，以免变 形、开裂3、 钢在回火时组织和性能的变化：四个阶段 P62 图 4-221) 马氏体分解，得到回火马氏体 w 200CM 回二 M (过饱和程度低) +极细的片状碳化物 过饱和的碳以极细的片状

7、碳化物形 式从 A 中析出内应力减少，硬度变化不大力学性能与回大温度尖系 P63 图 4-232)剩余 A 转变 200- 300 C得到 B 下或 M 回硬度稍下降3) 碳化物转变为细小颗粒状 Fe3C300-400C铁素体根本内分布细小的颗粒状 Fe3C 叫做回火托氏体内应力根本消除，硬度下 降， 塑性和韧性提高4) Fe3C 聚集长大为细小球状渗碳体 400C 铁素体根本内分布细小的球状渗碳体 叫 做回火索氏体内应力完全消除，具有良好的综合力学性能钢的回火力学 f 生能与 温度 的尖系见 P63 图 4-234、回火种类及应用1 低温回火 150-250C 组织：回火马氏体性能：高碳钢、

8、淬火 +低回、硬度高、塑性和韧性较低低碳钢、淬火 +低回强度、 硬度不高、塑性、韧性好应用：要求硬而耐磨的工件高碳钢件如刀具、量 具、冷变形模具、滚动轴承2 中温回火： 350-500 C 组织：回火托氏体性能：较高的强性极限和屈服点，塑性、韧性较好应用：主要 弹性零件和热变形模具3高温回火 500-650 C组织：回火索氏体性能：良好的综合力学性能例如：轴、曲轴、连杆、齿轮、重 要螺栓等调质=淬火+高温回火5、回火胞性淬火钢在某些温度压间回火时，产生脆化现象1第一类回火脆性：在 300 C 左右出现的脆性无法消降尽量不在此温度范围回火2第二类回火脆性：在 500-650 C 出现脆性 主要发生在含 Cr、Mn 、 Cr-Ni 等 合金钢可用高温回火后，快冷的方法消除如 406 调质时，高温回火后用水冷 ?二类回火脆 f 生 三、常见的淬火缺陷1、过热：加热温度过高或保温时间过长，引起A 体晶粒粗大的现象危害：使学性能变差，尤其是塑性和韧性用于力化的2、过烧：加热温度接近固相线，要使钢中低熔点物质局部熔化并开始发生晶界氧现象危害：使工件报废3、氧化与脆碳：氧化一一外表生成松脆的氧化皮脆碳一一表层的含碳量降低危 害：降低精度，增大外表粗糙度。4、硬度缺乏或软点产生原因：温度过彳氐，保温缺乏，汽速过慢一 M少氧化与脆碳5、变