项目二常见热处理

1、项目二项目二 常见热处理常见热处理一、热处理概述一、热处理概述 1、定义、定义热处理是将钢在固态下采用适当的方式进行加热、保温和热处理是将钢在固态下采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织和性能的工艺。冷却，以获得所需组织和性能的工艺。2、目的、目的（1）提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长）提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长零件的使用寿命。零件的使用寿命。（2）改善工件的工艺性能，提高加工质量，减小刀具磨）改善工件的工艺性能，提高加工质量，减小刀具磨损。损。3、分类、分类普通热处理（如退火、正火、淬火、回火等）和表面热处普通热处理（如退火、正火、淬火、回火等）和表

2、面热处理（如表面淬火、化学热处理等）两大类。理（如表面淬火、化学热处理等）两大类。二、普通热处理二、普通热处理1、退火、退火(1)定义：退火是将钢加热到一定温度保温后，随炉缓慢冷定义：退火是将钢加热到一定温度保温后，随炉缓慢冷却的热处理工艺。却的热处理工艺。(2)目的：降低硬度，以利于切削加工；提高塑性和韧性，目的：降低硬度，以利于切削加工；提高塑性和韧性，以利于冷变形加工；细化或均匀组织；消除钢中的残余内以利于冷变形加工；细化或均匀组织；消除钢中的残余内应力，防止变形和开裂。应力，防止变形和开裂。(3)方法方法1）完全退火）完全退火2）球化退火）球化退火3）去应力退火）去应力退火 1）完全退

3、火）完全退火完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，它是将钢件或钢材加热至它是将钢件或钢材加热至Ac3以上以上2030，保温，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，足够长时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。以获得近于平衡组织的热处理工艺。这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。某些

4、工件的预先热处理。不完全退火是将钢加热至不完全退火是将钢加热至Ac1Ac3(亚共析钢亚共析钢)或或Ac1ACcm(过共析钢过共析钢)之间，经保温后缓慢冷却以获得近之间，经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。于平衡组织的热处理工艺。 2） 球化退火球化退火 球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具、量具、模具所用的钢种）。钢（如制造刃具、量具、模具所用的钢种）。其主要目的在于其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性降低硬度，改善切削加工性，并，并为以后淬火作好准备。为以后淬火作好准备。 3）去应力退火）去应力退火去应力退火又称低温退火（或

5、高温回去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火主要用来消除铸件，锻件，火），这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。变形或裂纹。 应用实例：齿轮退火应用实例：齿轮退火2、正火、正火（1）定义：将钢加热到临界温度以上，保温适当时间，）定义：将钢加热到临界温度以上，保温适当时间，出炉后在出炉后在空气空气中冷却的热处理方式称为正火。中冷却的热处理方式称为正火。（2）

6、适用于：碳素钢和合金元素含量不高的合金钢）适用于：碳素钢和合金元素含量不高的合金钢（3）目的）目的1）细化组织，用于低碳钢，可提高硬度，改善切削加工）细化组织，用于低碳钢，可提高硬度，改善切削加工性；性；2）用于中碳钢和性能要求不高的零件，可代替调质处理。）用于中碳钢和性能要求不高的零件，可代替调质处理。3）用于高碳钢，消除的网状碳化物，为球化退火做组织）用于高碳钢，消除的网状碳化物，为球化退火做组织准备。准备。3、淬火、淬火（1）定义：将钢加热到临界温度以上保温一段时间，然）定义：将钢加热到临界温度以上保温一段时间，然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低，以大于临界冷后很快放入淬火剂中，使其

7、温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度冷却，而获得马氏体为主的不平衡组织的热却速度的速度冷却，而获得马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。处理方法。（2）目的：获得马氏体组织，提高钢的强度、硬度和耐）目的：获得马氏体组织，提高钢的强度、硬度和耐磨性。磨性。（3）常用冷却介质：水、油、盐水、碱水等。）常用冷却介质：水、油、盐水、碱水等。（4）淬火冷却方法：单液淬火、双介质淬火、分级淬火、）淬火冷却方法：单液淬火、双介质淬火、分级淬火、等温淬火。等温淬火。（5）淬火缺陷：氧化与脱碳、过热与过烧、变形与开裂、）淬火缺陷：氧化与脱碳、过热与过烧、变形与开裂、硬度不足与软点。硬度不足与软点。4、回火、回火

8、（1）定义：回火是将淬火钢加热到临界温度以）定义：回火是将淬火钢加热到临界温度以下某一温度，保温一段时间，然后空冷至室温的下某一温度，保温一段时间，然后空冷至室温的热处理工艺。热处理工艺。（2）目的：减少或消除淬火应力，防止工件变）目的：减少或消除淬火应力，防止工件变形与开裂，稳定工件尺寸及获得工件所需的组织形与开裂，稳定工件尺寸及获得工件所需的组织和性能。和性能。回火回火种类种类回火回火温度温度组织组织性能性能应用应用低温低温回火回火150250回火马回火马氏体氏体高硬度、高硬度、高耐磨高耐磨性性刃具、量具、冷模具、刃具、量具、冷模具、滚动轴承、渗碳件和表滚动轴承、渗碳件和表面淬火件等面淬火

9、件等中温中温回火回火350500回火托回火托氏体氏体高弹性高弹性极限和极限和屈服强屈服强度度各种弹簧和模具等各种弹簧和模具等高温高温回火回火500650回火索回火索氏体氏体较好的较好的综合力综合力学性能学性能轴、齿轮、连杆、高强轴、齿轮、连杆、高强度螺栓等度螺栓等（3）回火的分类及其应用）回火的分类及其应用调质：调质：1、调质通常指淬火、调质通常指淬火+高温回火，以获得回高温回火，以获得回火索氏体的热处理工艺。火索氏体的热处理工艺。 2、方法也就是先淬火，淬火后在、方法也就是先淬火，淬火后在500650进行回火即可。进行回火即可。3、调质的主要目的是得到强度、塑性都比、调质的主要目的是得到强度

10、、塑性都比较好的综合机械性能。较好的综合机械性能。 三、表面热处理三、表面热处理1、定义、定义表面热处理是仅对工件表层进行热处理以表面热处理是仅对工件表层进行热处理以改变其组织和性能的工艺方法。改变其组织和性能的工艺方法。2、主要方法、主要方法表面淬火和化学热处理表面淬火和化学热处理（1）表面淬火）表面淬火1）定义）定义 表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。表面淬火时通过快速加热，使工件表面很法。表面淬火时通过快速加热，使工件表面很快达到淬火的温度，在热量来不及传

11、到工件心快达到淬火的温度，在热量来不及传到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。部就立即冷却，实现局部淬火。2）特点）特点表面淬火不改变工件表层的成分，只改变表层表面淬火不改变工件表层的成分，只改变表层的组织，其心部组织不发生变化。的组织，其心部组织不发生变化。3）方法：感应加热和火焰加热表面淬火）方法：感应加热和火焰加热表面淬火火焰淬火火焰淬火感应加热表面淬火感应加热表面淬火4)表面淬火用途表面淬火用途用于工件表层要求具有高强度、硬度、耐磨性及用于工件表层要求具有高强度、硬度、耐磨性及疲劳强度，而心部要具有足够的塑性和韧性的工疲劳强度，而心部要具有足够的塑性和韧性的工件。如：汽车、拖拉机、机床和

12、工程机械中的齿件。如：汽车、拖拉机、机床和工程机械中的齿轮、轴类；高碳钢、低合金钢制造的工具和量具；轮、轴类；高碳钢、低合金钢制造的工具和量具；铸铁冷轧辊及大模数齿轮等。铸铁冷轧辊及大模数齿轮等。铸铁冷轧辊铸铁冷轧辊（2）化学热处理）化学热处理1）定义）定义将工件置于一定的活性介质中保温，使一种将工件置于一定的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入工件表层，改变其化学成分，或几种元素渗入工件表层，改变其化学成分，从而使工件获得所需组织和性能的热处理工从而使工件获得所需组织和性能的热处理工艺。艺。2）目的）目的使工件表面强化和改善工件表面的物理、化使工件表面强化和改善工件表面的物理、化学性能。学性

13、能。3）化学热处理方法）化学热处理方法常用的方法有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属等。常用的方法有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属等。渗碳：使碳原子渗入工作表层的工艺方法。可分为气渗碳：使碳原子渗入工作表层的工艺方法。可分为气体渗碳、液体渗碳和固体渗碳。工件经体渗碳、液体渗碳和固体渗碳。工件经渗碳后经淬火、渗碳后经淬火、低温回火低温回火，表层具有高硬度和高耐磨性，心部具有较高，表层具有高硬度和高耐磨性，心部具有较高的韧性。的韧性。渗氮：将氮原子渗入工件表层的过程。目的是提高工渗氮：将氮原子渗入工件表层的过程。目的是提高工件表层硬度、耐磨性、疲劳强度、热硬性和耐蚀性。常件表层硬度、耐磨性、疲劳强度、热硬性和耐蚀性。常用的渗氮方法有气体渗氮、液体渗氮及离子渗氮等。主用的渗氮方法有气体渗氮、液体渗氮及离子渗氮等。主要用于要求具有高耐磨性和高精