钢的热处理举例优选ppt资料

钢的热处理举例(jǔlì)第一页，共45页。齿轮(chǐlún)热处理轴承热处理弹簧热处理工具热处理轴的热处理基本思路：工作条件(tiáojiàn)（载荷，环境）失效(shīxiào)形式性能要求材料热处理工艺BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二页，共45页。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三页，共45页。1、工作条件－用于传递动力(dònglì)、改变方向或速度的重要零件，受力情况复杂。2、常见失效形式齿轮接触面磨损或齿面塑性变形（表面硬度不足）；齿轮面剥落（疲劳损坏、点蚀）；断齿（强度低或超载）一.齿轮(chǐlún)热处理BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第四页，共45页。一.齿轮热处理3.齿轮的技术要求齿面高的硬度、接触疲劳、耐磨损性能；齿轮根部(ɡēnbù)及齿轮具有高的强度和韧性。4.齿轮用钢低、中碳轻载齿轮：45，调质或正火中载齿轮：45、40Cr，调质，耐磨部位表面淬火重载(zhònɡzǎi)齿轮：20Cr、20CrMnTi，渗碳淬火高精度齿轮：38CrMoAlA，调质渗氮BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第五页，共45页。1）渗碳(shèntàn)齿轮

材料：20CrMnTi、20Cr、30CrMnTiA等

服役场合：高速重载（汽车齿轮）下料工艺(gōngyì)：锻造(duànzào)正火切削加工渗碳淬火低温回火5.齿轮热处理工艺精加工掌握各热处理工序的目的，工艺，组织BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第六页，共45页。(1)正火细化晶粒；调整硬度，便于切削(qiēxiāo)加工加热至Ac3+30～50℃,空冷,组织细珠光体+(少量铁素体)(2)渗碳提高表面含碳量920～930℃保温3～9h(3)渗碳后淬火获得马氏体，提高表面硬度直接淬火或一次淬火表面：高碳M+Ar+碳化物,过渡层:M+Ar,心部:低碳M+F（少量）(4)回火消除淬火应力，低温200℃，M→M回下料锻造正火切削加工渗碳淬火低温回火精加工BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第七页，共45页。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第八页，共45页。20CrMnTi钢制造齿轮的

热处理工艺(gōngyì)曲线BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第九页，共45页。加工工艺(gōngyì)路线:下料锻造粗加工半精加工精车加工及精磨5.齿轮(chǐlún)热处理工艺2）中载齿轮(chǐlún)（中碳钢）热处理（表面淬火）适用于35～55,40Cr,35CrMn,35CrMo,42SiMn等材料齿轮(chǐlún)。正火调质(diàozhì)表面淬火低温回火BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第十页，共45页。(1)正火(或完全退火）细化晶粒，调整硬度加热至Ac3+30～50℃,空冷,细珠光体+(少量铁素体)(2)调质热处理使心部具有良好强韧性加热至Ac3+30～50℃后淬火+500～600℃高温回火,回火索氏体(3)表面感应淬火(表面火焰淬火)提高表面硬度表面加热至Ac3+30～50℃，心部没有加热。淬火后表面获得(huòdé)马氏体+残余奥氏体,过渡层马氏体+F＋残余奥氏体,心部回火索氏体(4)低温回火消除淬火应力，低温200℃，M→M回

BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第十一页，共45页。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第十二页，共45页。二、滚动轴承(gǔndòngzhóuchéng)热处理滚珠轴承滚针轴承滚柱轴承1、工作条件高载荷，交变(jiāobiàn)应力高转速，一定冲击。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第十三页，共45页。接触(jiēchù)疲劳破坏二、滚动轴承(gǔndòngzhóuchéng)热处理2、失效(shīxiào)形式BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第十四页，共45页。塑性变形

BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第十五页，共45页。磨损(mósǔn)BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第十六页，共45页。3、性能(xìngnéng)要求:（内外圈和滚动体）高的硬度和耐磨性;高的接触疲劳强度;足够的韧性(rènxìnɡ)和耐蚀性;尺寸稳定性滚珠轴承滚针轴承滚柱轴承二、滚动轴承(gǔndòngzhóuchéng)热处理BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第十七页，共45页。4、轴承(zhóuchéng)用钢:二、滚动轴承(gǔndòngzhóuchéng)热处理G

Cr15

含Cr量WCr

≈1.5%滚动轴承钢高碳～1.15%BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第十八页，共45页。GCr15轴承(zhóuchéng)钢制造轴承(zhóuchéng)的工艺路线锻造(duànzào)机加工

球化退火(tuìhuǒ)淬火+冷处理(–60～–80℃;1h)低温回火正火磨削加工稳定化处理(120～150℃；5～10h)BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第十九页，共45页。5、热处理工艺①预备热处理:正火：消除网状碳化物，细化晶粒球化退火：降低硬度，提高韧性，为淬火组织(zǔzhī)准备②淬火:获得马氏体组织(zǔzhī)810～860℃（温度偏高），让Cr尽量溶入A，又不致于导致晶粒粗大，A含碳过高；油冷③冷处理:获得马氏体组织(zǔzhī),减少Ar④低温回火:消除残余应力，保持高硬度.二、滚动轴承(gǔndòngzhóuchéng)热处理BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二十页，共45页。汽车板簧扭转弹簧大型热卷弹簧弹簧(tánhuáng)丝BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二十一页，共45页。三、弹簧热处理1、工作条件储存能量和减轻震动(zhèndòng),主要承受拉力、压力、扭力、交变载荷；2、失效形式：疲劳断裂，永久变形3、性能要求：高的强度极限、弹性极限、疲劳极限、成型加工性能（塑性成型、热处理性能）4、常用材料65、65Mn、60Si2Mn等中碳钢及中碳合金钢BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二十二页，共45页。5、热处理工艺（一）冷成形弹簧（小弹簧）由强化过的钢丝（铅淬冷拔、冷拔、淬火(cuìhuǒ)+回火的钢丝）冷卷成弹簧，只需进行去应力退火（加热温度250～300℃），以消除变形过程中或淬火(cuìhuǒ)中形成的残余应力，稳定尺寸。（二）热成形弹簧采用热轧钢丝或钢板制成（如汽车板簧）淬火(cuìhuǒ)——提高强度，中温回火——消除应力，提高弹性极限。淬火(cuìhuǒ)温度Ac3以上，回火温度350～450℃，组织：回火屈氏体大型热卷弹簧——去应力(yìnglì)退火——淬火(cuìhuǒ)+中温回火（或采用等温淬火）或采用等温淬火，得到贝氏体组织BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二十三页，共45页。工具(gōngjù)一般包括刃具、模具、量具常用钢包括：碳素工具(gōngjù)钢、低合金工具(gōngjù)钢、高合金工具(gōngjù)钢（高速钢等）四.工具(gōngjù)热处理模具量具刃具成分(chéngfèn)特点：高碳BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二十四页，共45页。4.1刃具(rènjù)热处理性能(xìngnéng)要求高硬度(≥HRC60)，主要取决于含碳量。高耐磨性，靠高硬度和析出细小均匀硬碳化物来达到。红硬性即高温下保持高硬度的能力足够的韧性以防止脆断和崩刃。刃具用钢碳素工具钢：T7～T12（～1.2%C）木工凿手锤圆冲第二十五页，共45页。T12钢正常淬火组织球状珠光体碳工钢热处理及组织热处理：正火+球化退火+淬火+低温回火球化退火目的：①降低(jiàngdī)硬度，便于加工；②为淬火作组织准备。使用状态下的组织：M回+颗粒状碳化物+AR(少量)BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二十六页，共45页。丝锥板牙刃具用钢低合金工具钢：CrWMn、9SiCr热处理及组织同碳素工具钢，只是(zhǐshì)淬火介质为油（碳工钢为水）。板牙丝锥BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二十七页，共45页。9SiCr钢板(gāngbǎn)牙热处理工艺曲线板牙BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二十八页，共45页。W18Cr4V的生产工艺及热处理铸造锻造球化退火(tuìhuǒ)机加工淬火+三次高温回火磨削加工刃具(rènjù)用钢高合金刃具(rènjù)钢：（高速钢）W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二十九页，共45页。W18Cr4V钢的铸态组织(zǔzhī)W18Cr4V铸态组织420铸造:高速钢属于莱氏体钢,铸态组织中含有大量呈鱼骨状分布(fēnbù)的粗大共晶碳化物M6C,钢的韧性大幅下降。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三十页，共45页。锻造:鱼骨状碳化物不能用热处理（正火）来消除,只能依靠反复(fǎnfù)多次锻打来击碎。W18Cr4V锻造组织210BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三十一页，共45页。球化退火:消除应力,降低硬度，便于机加工,调整(tiáozhěng)组织,为淬火作好组织准备。球化退火(tuìhuǒ)后的组织:S+粒状Cm球化退火(tuìhuǒ)温度830～880℃易于机械加工。W18Cr4V球化退火组织420BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三十二页，共45页。淬火(cuìhuǒ):1200～1300℃淬火(cuìhuǒ)后的组织:M+Cm+AR(20～25%)（温度(wēndù)高）高速钢淬火温度高的原因：让C和Me充分溶入A，淬火后得到高合金马氏体高温回火(huíhuǒ)时产生二次硬化效应，提高硬度提高红硬性BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三十三页，共45页。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnologyW18Cr4V球化退火组织420低合金工具钢：9SiCr、9Mn2V、CrWMn或GCr15又不致于导致晶粒粗大，A含碳过高；BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology疲劳断裂，永久变形疲劳断裂，永久变形中温回火——消除应力，提高弹性极限。选材－多用40、45钢，重要轴类用合金调质钢制造（40Cr、35CrMo、42Mn2V等）4量具(liángjù)热处理BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第二十一页，共45页。多次回火,获得(huòdé)更多碳化物析出BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnologyBeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology2冷作(lěnɡzuò)模具热处理三次高温(gāowēn)回火在560℃回火时,产生二次硬化多次回火,获得(huòdé)更多碳化物析出让残余奥氏体转变。回火(huíhuǒ)组织：S回+碳化物+Ar(1～2%)*淬火后A残约20～25%。*第一次回火后A残约剩15～18%。*第二次回火后A残约剩3～5%。*第三次回火后A残约剩1～2%。组织硬度为HRC65以上。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三十四页，共45页。W18Cr4V钢的热处理过程(guòchéng)示意图进展:现在(xiànzài)对这种热处理工艺还不满意,对高速钢淬火+回火后,再进行TiN沉积BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三十五页，共45页。4.2冷作(lěnɡzuò)模具热处理性能(xìngnéng)要求:高硬度（HRC50～60）；高耐磨性、强度和韧性(rènxìnɡ)；热处理变形小;汽车冲压模具

应用:冷冲模、冷镦模、冷挤模、搓丝板等

冷作模具用钢:碳素工具钢：T7～T8低合金工具钢：9SiCr、9Mn2V、CrWMn或GCr15高合金工具钢：Cr12、Cr12MoV（C1.4%～2.3%、

Cr11%～12%）BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三十六页，共45页。Cr12型冷作(lěnɡzuò)模具钢的热处理（C1.4%～2.3%、Cr11%～12%）球化退火冷作模具钢铸态组织极不均匀,含有大量共晶碳化物，需反复锻打后退火处理(chǔlǐ)。球化退火温度830～880℃，获得细化碳化物+珠光体组织，易于机械加工。淬火+回火一次硬化法：较低温度淬火（980℃）＋低温回火回火组织为M回+碳化物+Ar二次硬化法：较高温度淬火（1050℃）＋2～3次高温回火回火组织为S回+碳化物+Ar(少量）BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三十七页，共45页。4.3热作模具(mújù)热处理性能(xìngnéng)要求:应用(yìngyòng):

热作模具用钢:使热金属或液态金属成型的模具，包括热锻模、热挤压模和压铸模等。高的热硬性、高温耐磨性;高的热强性和足够高的韧性;高的热疲劳抗力和导热性;中碳～0.6%;热变形模具钢，5CrNiMo、5CrMnMo压铸模具，3Cr2W8VBeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三十八页，共45页。5CrMnMo热处理:热处理工艺:完全(wánquán)退火→淬火→550℃回火

曲轴模具热处理后的组织(zǔzhī):S回BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第三十九页，共45页。3Cr2W8V钢热处理:热处理工艺:淬火(cuìhuǒ)+550℃三次回火回火时二次硬化现象HRC47汽车(qìchē)四缸压铸模BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第四十页，共45页。4.4量具(liángjù)热处理性能(xìngnéng)要求:量具(liángjù)用钢:高的硬度（HRC62）和耐磨性，热处理变形小、尺寸稳定，保证尺寸精度。卡尺量规千分尺碳素工具钢：T