材料热处理与硬度课件

1、材料熱處理與硬度課時：2H課型:(理論，講座）適用對象：生技改善人員學員數：8人硬件設施：電腦及投影機製作:梅樹平11/0210指導：李四海審核：李四海第1页，共20页。目錄第1章 熱處理之基本概念第2章 硬度之基本概念第3章 熱處理之四“火”第4章 合金鋼性能及熱處理第5章 鋁合金性能及熱處理第6章 常用熱處理材料之選用第7章 化學熱處理之基本概念第2页，共20页。第1章 熱處理之基本概念 基本概念 鋼的熱處理就是將鋼在固態下施以不同的加熱、保溫和冷卻，以改變其內部組織結構，獲得所需性能的一種加工工藝。在大多數熱處理工藝中，鋼加熱的目的主要是獲得奧氏體組織，因此習慣上把鋼從室溫組織加熱到奧氏

2、體狀態的過程稱為鋼的奧氏體化.第3页，共20页。第2章 硬度之基本概念 基本概念 硬度即指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或划痕的能力，它是各種零件和工具必須具備的性能指標之一，也是熱處理主要的質量檢驗標準。 檢測方法 就是用一定幾何形狀的壓頭，在一定載荷下，壓入被測金屬材料表面，根據被壓入程度來測定其硬度值。硬度檢測的方法很多，有壓入硬度測定法(如佈氏硬度、洛氏硬度等);回跳硬度測定法(如肖氏硬度、里氏硬度)等，而在現場生產中常用的是壓入硬度測定法，即佈氏硬度、洛氏硬度等。第4页，共20页。第2章 硬度之基本概念 表示方法 第5页，共20页。第3章 熱處理之四“火” 概念第6页，共20

3、页。第3章 熱處理之四“火” 目的 第7页，共20页。第3章 熱處理之四“火” 四火之退火 第8页，共20页。第3章 熱處理之四“火” 四火之回火 第9页，共20页。第4章 合金鋼性能及熱處理 調質鋼(調質處理)一.調質鋼的基本性能要求:1.良好的綜合機械性能:綜合機械性能是指強度與韌性的配合，即滿足韌性的情下，爭取盡可能高的強度。2.足夠的淬透性:才能保證零件獲得回火索氏體組織，具有良好的綜合機械性能。3.良好的工藝性能，價格便宜。二.化學成分特點:1.含碳量0.250.50%;2.合金元素:(1).提高淬透性:主加元素有Mn 12%，Cr 12%，其它有Ni、Mo;(2).提高回火穩定性:

4、V、W、Mo、Cr;(3).細化奧氏體晶粒:V、Ti;(4).抑制第二類回火脆性:Mo、W。三.常用調質鋼的分類:1.低淬透性調質鋼:油淬直徑最大為3040mm，40Cr、45Mn2、40MnB;2.中淬透性調質鋼:油淬直徑4060mm，40CrNi、35CrMo;3.高淬透性調質鋼:油淬臨界直徑大於60100mm，40CrNiMo;4.含鋁滲氮專用鋼:38CrMoAlA。四.熱處理工藝特點: 淬火+高溫回火。第10页，共20页。 彈簧鋼一.彈簧鋼的性能要求:1.有高的彈性極限;2.高的疲勞極限;3.要有一定的韌性;4.淬火回火要求有足夠的淬透性，低的過熱敏感性和不易脫碳。二.化學成分特點:1

5、.含碳量:碳鋼0.60.9%，合金鋼0.50.75%;2.合金元素:(1).強化鐵素體:Mn、Si，提高鋼的屈服強度;(2).提高淬透性: Mn、Si、Cr;(3).提高回火穩定性:Cr、Mo、W;(4).提高鋼的屈服強度:W、Mo;(5).細化晶粒:V、Nb。三.常用彈簧鋼:1.碳素彈簧鋼:65;2.錳彈簧鋼:65Mn;3.硅錳系彈簧鋼:60Si2Mn;4.鉻系彈簧鋼:50CrVA。四.熱處理工藝特點: 1.淬火+中溫回火; 2.低溫消應力處理; 3.彈簧的鬆弛熱處理。第4章 合金鋼性能及熱處理第11页，共20页。 滾動軸承鋼一.滾動軸承鋼的性能要求:1.高的淬硬性，以保證高硬度、高耐磨性和

6、強度;2.良好的淬透性;3.高的接觸疲勞強度;4.高的彈性極限及一定的衝擊韌性;5.足夠的呎寸穩定性;6.一定的抗蝕能力;7.良好的工藝性能。二.化學成分特點:1.高碳0.951.15%;2.以鉻為最基本的合金元素，一是提高淬透性，二是形成鉻的碳化物,以提高耐磨性和接觸疲勞強度;3.加入硅、錳可進一步提高淬透性，硅0.40.7%，錳0.91.2%;4.純凈度要求很高。三.常用軸承鋼1.高碳鉻鋼:GCr15;2.滲碳鋼:20Cr2Ni4A、20Cr;3.不銹軸承用鋼:9Cr18;4.工具鋼或高速鋼:W9Cr4V2Mo。四:熱處理特點: 1.球化退火; 2.淬火+低溫回火; 3.附加回火。第4章

7、合金鋼性能及熱處理第12页，共20页。第4章 合金鋼性能及熱處理 冷作模具鋼一.冷作模具鋼的性能特點:1.高的硬度、強度和耐磨性; 2.足夠的韌性;3.熱處理變形小。二.化學成分特點:1.高碳1.0%以上; 2.加入較多的鉻、錳、鎢、鉬、釩等。三.常用冷作模具鋼:1.冷作模具用碳鋼:T8、T10A、T12A;2.冷作模具用低合金鋼:CrWMn、9Mn2V等;3.Cr12型高碳高鉻鋼:Cr12MoV、Cr12、SKD11、SLD等;4.高碳中鉻型冷作模具鋼:Cr6WV;5.中碳高韌性模具鋼:5CrW2Si;6.冷作模具用高速鋼:M2;7.基體鋼:65Nb;8.鋼結硬質合金:GT35、L型、WC系

8、。四.熱處理特點:1.球化退火; 2.淬火+低溫回火;3.淬火+高溫回火; 4.淬火回火+化學熱處理。第13页，共20页。第4章 合金鋼性能及熱處理 刃具鋼一.刃具鋼的基本性能要求:1.保證使用性能:高的硬度和耐磨性，較好的強度和足夠的韌性，高的紅硬性;2.高的淬透性; 3.良好的工藝性能;二.碳素刃具鋼及低合金刃具鋼的化學成分:1.高碳0.651.35%;2.合金元素:(1).提高淬透性:鉻、錳、硅;(2).細化晶粒:W、V、Cr;(3).形成穩定的碳化物以增加耐磨性:如W、V、Cr;(4).使碳化物均勻佈，如Si;(5).增加回火穩定性，如Si。三.碳素刃具鋼的分類:1.亞共析碳素刃具鋼:

9、T7、T8;2.共析碳素刃具鋼:T8、T8Mn;3.過共析碳素刃具鋼:T10A、T12A。四.低合金刃具鋼:1.鉻鋼:Cr2、Cr06; 2.鉻硅鋼:9SiCr;3.鉻鎢錳鋼:CrWMn; 4.錳釩鋼:9Mn2V;5.鉻鎢鋼:CrW5。五.熱處理特點: 1.球化退火 ; 2.淬火+低溫回火。第14页，共20页。第4章 合金鋼性能及熱處理 高速鋼一.高速鋼的化學成分特點:1.高碳0.71.5%;2.大量的鎢和鉬，造成二次硬化，提高紅硬性;3.加V以提高耐磨性，加Cr提高淬透性，加鈷和鋁等元素以進一步提高紅硬性和硬度;二.常用高速鋼:1.鎢系高速鋼:W18Cr4V、SKS94等;2.鉬系高速鋼:M

10、1(W2Mo8Cr4V1)、M10(Mo8Cr4V1)等;3.鎢鉬系高速鋼: W6Mo5Cr4V2、M2、SKH51等;三.熱處理特點: 1.球化退火; 2.淬火+550570回火。第15页，共20页。第5章 鋁合金性能及熱處理一.鋁合金分類與成分 鋁合金是指以鋁為基體加入其它元素組成的合金，它保持了純鋁的主要優點，即低密度、高電導和熱導性，良好的抗腐蝕性及加工工藝性等，而同時大幅度地提高了材料的強度。 (1) 鋁合金按生產工藝分變形鋁合金和鑄造鋁合金二大類， 變形鋁合金是指經壓力加工制成各種半成品及鍛件的合金，按其熱處理特點分為熱處理可強化和熱處理不可強化的鋁合金。按其性能及用途可分為硬鋁、

11、超硬鋁、鍛鋁和防銹鋁。1.硬鋁合金如：LY2. LY6. LY10 (屬Al-Cu-Mg-Mn)2.超硬鋁合金如：LC3. LC4 (屬Al-Zn-Mg-Cu系)3.鍛鋁合金如：LD2. LD2. LD510 (Al-Mg-Si-Cu系)4.防銹鋁合金如：LF2. LF3. LF5. LF6. LF10 (屬Al-Mn或Al-Mn合金系) 除上述四類主要變形鋁合金外，尚有某些專門用途的鋁合金，如特殊鋁(LT)、硬釬焊鋁(LQ)、涂料鋁粉(FLU)，煉鋼及化工用鋁粉(FLG)等。(2)鑄造鋁合金按合金成分系又分為Al-Si、Al-Cu、Al-Mg及Al-Zn系； 鑄造鋁合金： Al-Si系鑄造合

12、金 ZL-1，如ZL-101。 Al-Cu系鑄造合金 ZL-2，如ZL-201。 A1-Mg系鑄造合金 ZL-3，如ZL-301。 AI-Zn系鑄造合金 ZL-4，如ZL-401。第16页，共20页。第5章 鋁合金性能及熱處理二.鋁合金熱處理 A6061類鋁合金半導體產品相關零件除應力采用低溫退火，退火加熱溫度為160180，保溫時間根據工件形狀與有效厚度確定，一般為35h。 再結晶退火 A6061鋁合金退火溫度為350370，保溫時間按以下規律計算：工件厚度6mm時，保溫時間為6090(min)，但當工件厚度大於10mm時，在空氣循環爐中加工，每1mm應增加3min。如T=25mm的工件，保溫時間為： T=(6090)+15*3=105135(min) 鋁合金退火出爐溫度一般為150。 A6061鋁合金半導體產品相關零件熱處理出貨前除檢表面顏色、表面劃傷、撞傷、變形等方面外，還需對硬度方面進一確認，熱處理除應力后硬度HS：11以下，固溶、時效后硬度HS：2529之間。第17页，共20页。第6章 常用熱處理材料