金属热处理工艺课件

第2篇热处理原理及工艺第9章金属热处理工艺教学目标熟悉热处理的基本工艺，掌握退火、正火、淬火、回火等基本概念和热处理的工艺制定，熟悉其运用范围;熟悉表面热处理、化学热处理、形变热处理的基本原理和运用;掌握各种热处理后的组织形式和性能特点。

第2篇热处理原理及工艺1/17/20231§9.1钢的普通热处理§9.1.1钢的退火退火：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却(一般为随炉冷却)，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。目的：均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒,调整硬度，消除内应力和加工硬化，改善钢的成形及加工性能，并为淬火作组织准备。分类：根据目的和要求分为完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火等。第九章金属热处理工艺1/17/20232碳钢各种退火和正火工艺规范示意图第九章金属热处理工艺1/17/20233一、完全退火完全退火：又称重结晶退火，是把钢加热至Ac3以上20℃30℃，保温一定时间后缓慢冷却(随炉冷却或埋入石灰、砂中冷却)，以获得接近平衡组织的热处理工艺。目的：通过完全重结晶，使热加工造成的粗大、不均匀的组织均匀化和细化，以提高性能；或使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡状态的组织，以降低硬度，改善切削加工性能。由于冷却速度缓慢，还可消除内应力。第九章金属热处理工艺1/17/20234适用性：适用于亚共析钢。

低碳钢和过共析钢不宜采用原因：低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢加热至Accm以上A状态缓冷退火时，有网状Fe3CⅡ沿晶界析出，形成所谓的“魏氏组织”，会造成在以后热处理中引起裂纹，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。第九章金属热处理工艺1/17/20235二、不完全退火不完全退火：将钢加热至Ac1Ac3（亚共析钢）或Ac1Accm（过共析钢）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。目的：

降低硬度，消除内应力，改善切削加工性能。适用性

不完全退火一般用于过共析钢。从上可见所谓完不完全，视钢加热时奥氏体化的程度。第九章金属热处理工艺1/17/20236三、等温退火等温退火：将钢件加热到高于Ac3

(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快地冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使奥氏体等温转变，然后缓慢冷却的热处理工艺。目的:与完全退火相同，能获得均匀的预期组织；对于奥氏体较稳定的合金钢，可大大缩短退火时间。第九章金属热处理工艺1/17/20237四、球化退火球化退火：使钢中碳化物球状化的热处理工艺，是不完全退火的一种。目的：使Fe3CⅡ及P中的渗碳体球状化（退火前正火将网状渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；并为以后的淬火作组织准备。适用性：主要用于共析钢和过共析钢。第九章金属热处理工艺1/17/20238过共析钢球化退火后的显微组织为:在铁素体基体上分布着细小均匀的球状渗碳体。第九章金属热处理工艺片状珠光体球状珠光体1/17/20239球化退火工艺：球化退火一般采用随炉加热，加热温度略高于Ac1,以便保留较多的未溶碳化物粒子或较大的奥氏体中的碳浓度分布的不均匀性,促进球状碳化物的形成。若加热温度过高，Fe3CⅡ易在慢冷时以网状的形式析出球化退火需要较长的保温时间来保证二次渗碳体的自发球化。保温后随炉冷却，在通过Ar1温度范围时，应足够缓慢，以使奥氏体进行共析转变时，以未溶渗碳体粒子为核心形成粒状渗碳体。第九章金属热处理工艺1/17/202310五、扩扩散退退火扩散退退火：将钢钢加热热到略略低于于固相相线(固相线线以下下100200℃)的温度度，长长时间间保温温(10h15h)，并进进行缓缓慢冷冷却的的热处处理工工艺，，又称称为均匀化化退火火。目的的：减减少少钢钢锭锭、、铸铸件件或或锻锻坯坯的的化化学学成成分分和和组组织织不不均均匀匀性性。。注意意事事项项：扩扩散散退退火火后后钢钢的的晶晶粒粒很很粗粗大大，，因因此此一一般般再再进进行行完完全全退退火火或或正正火火处处理理。。第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺12/29/202211六、、去去应应力力退退火火去应应力力退退火火：将将钢钢件件加加热热至至低低于于Ac1的某某一一温温度度(一般般为为500℃℃650℃℃)，经经保保温温后后随随炉炉冷冷却却的的热热处处理理工工艺艺。。目的：消除铸铸造、锻锻造、焊焊接和机机加工、、冷变形形等冷热热加工在在工件中中造成的的残留内内应力。。可以消除除约50%80%的内应力力，不引引起组织织变化第九章金金属属热处理理工艺12/29/202212七、再结结晶退火火再结晶退退火：将冷变变形后的的金属加加热到再再结晶温温度以上上，保持持适当的的时间，，而后缓缓慢冷却却的热处处理工艺艺。目的：使变形形晶粒重重新转变变为均匀匀等轴晶晶粒而消消除加工工硬化。。再结晶退退火既可可作冷变变形中间间的退火火，也可可作为成成品热处处理。第九章金金属属热处理理工艺12/29/202213退火工艺艺总结：：加热、保保温后，，缓冷(炉冷)→近平平衡组织织P(+F或Fe3CII)第九章金金属属热处理理工艺扩散退火火加热至略略低于固固相线目的：使使成分、、组织均均匀再结晶退退火：加热温度度TR+30～50℃目的：消除加加工硬化去应力退火:加热温度＜Ac1，一般为500～650℃目的：消除冷冷热加工后的的内应力12/29/202214§9.1.2钢的正火火正火概念：将钢材或钢件件加热到Ac3(对于亚共析钢钢)和Accm(对于过共析钢钢)以上30℃50℃，保温适当时时间后，在自自由流动的空空气中均匀冷冷却的热处理理工艺。正火组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为为S+Fe3CII正火的目的：：使钢的组织正正常化，亦称称常化处理对比完全退火火，其冷却速速度更快。第九章金金属热处理工工艺12/29/202215应用作为预先热热处理：截面较大大的合金结结构钢件，，在淬火或或调质处理理（淬火加高温温回火）前常进行行正火，以以消除魏氏氏组织和带带状组织，，并获得细细小而均匀匀的组织。。对于过共共析钢可减减少二次渗渗碳体量，，并使其不不形成连续续网状，为为球化退火火作组织准准备。作为最终热热处理：正火可以以细化晶粒粒，使组织织均匀化，，减少亚共共析钢中铁铁素体含量量，使珠光光体含量增增多并细化化，从而提提高钢的强强度、硬度度和韧性。。对于普通通结构钢零零件，机械械性能要求求不很高时时，可以正正火作为最最终热处理理。第九章金金属热处处理工艺12/29/202216改善善切切削削加加工工性性能能：：对于于低低碳碳钢钢或或低低碳碳合合金金钢钢,由由于于完完全全退退火火后后硬硬度度太太低低，，一一般般在在170HB以以下下，，切切削削加加工工性性能能不不好好。。而而用用正正火火，，则则可可提提高高其其硬硬度度，，从从而而改改善善切切削削加加工工性性能能。。第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺钢的热处理与硬度12/29/202217第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺正火火工工艺艺总结结加热热温温度度：：Ac3(Accm)+30～～50℃℃，，空冷冷→→S（（+F或或Fe3CII）应用用：：1)钢的的最最终终热热处处理理细化化晶晶粒粒，，组组织织均均匀化化，，增增加加亚亚共共析析钢钢中P(S)%，使使强强度度、、韧韧性性、、硬硬度度↑↑2)预先先热热处处理理——淬淬火火、、球球化化退退火火前前改改善善组组织织。。3)增加加低低碳碳钢钢的的硬硬度度，，以以改改善善切切削削加加工工性性能能。。12/29/202218§9.1.3钢钢的的淬火火淬火：：将亚共共析钢钢加热热到Ac3以上，，共析析钢与与过共共析钢钢加热热到Ac1以上(低于Accm)的温温度，，保温温后以以大于于Vk的速度度快速速冷却却，使使奥氏氏体转转变为为马氏体体(M)的热热处理理工艺艺。马氏体体强化化是钢钢的主主要强强化手手段，，因此此淬火火的目目的就就是为为了获获得马马氏体体，提提高钢钢的机机械性性能。。另一一方面面为回回火作作准备备。淬火是是钢的的最重重要的的热处处理工工艺，，也是是热处处理中中应用用最广广的工工艺之之一。。第九章章金金属属热处处理工工艺12/29/202219一、淬淬火工工艺1、淬火温温度的的确定定淬火温温度即即钢的的奥氏氏体化化温度度，是是淬火火的主主要工工艺参参数之之一。。选择淬淬火温温度的的原则则是获获得均均匀细细小的的奥氏氏体组组织。。亚共析析钢的的淬火火温度度为：：Ac3以上30℃℃50℃℃；共析钢钢和过过共析析钢为为：Ac1以上30℃℃50℃℃。第九章章金金属属热处处理工工艺12/29/202220钢的的淬淬火火温温度度范范围围第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺12/29/202221淬火温度度确定的的理论依依据亚共析钢钢加热到到Ac3以下时，，淬火组组织中会会保留F，使钢的的硬度降降低。过共析钢钢加热到到Ac1以上两相相区时，，组织中中会保留留少量Fe3CⅡ，而有利利于钢的的硬度和和耐磨性性，并且且，由于于降低了了奥氏体体中的碳碳质量分分数，可可以改变变马氏体体的形态态，从而而降低马马氏体的的脆性。。此外，，还可以以减少淬淬火后残残余奥氏氏体的量量。若淬火温温度太高高，奥氏氏体晶粒粒会过分分粗大形形成粗大大的马氏氏体，使使机械性性能恶化化；同时时由于成成分和温温差的原原因，会会增大淬淬火应力力，使变变形和开开裂倾向向增大。。第九章金金属属热处理理工艺12/29/2022222、加热热时间的的确定加热时间间由升温时间间和保温时间间组成。升温时间间：由零件入入炉温度度升至淬淬火温度度所需的的时间，，并以此此作为保保温时间间的开始始。保温时间间：指零件温温度均匀匀化并完完成奥氏氏体化过过程所需需要的时时间。加热时间间通常根根据经验验公式估估算或通通过实验验确定。。生产中中往往要要通过实实验确定定合理的的加热及及保温时时间，以以保证工工件质量量。第九章金金属属热处理理工艺12/29/2022233、淬淬火冷冷却介介质的的确定定①理理想淬淬火冷冷却淬火过过程是是冷却却非常常快的的过程程，为为了得得到马马氏体体组织织，淬淬火冷冷却速速度必必须大大于上上临界界冷却却速度度Vk。但是是，冷冷却速速度快快必然然产生生很大大的淬淬火内内应力力，这这往往往会引引起工工件变变形和和开裂裂，造造成废废品。。淬火的的目的的是得到到马氏氏体组组织，，同时时又要要避免免产生生变形形和开开裂。。第九章章金金属属热处处理工工艺理想淬淬火冷冷却曲曲线示示意图图12/29/202224由上图图可见见：只要在在“鼻鼻尖””温度度附近近快冷冷，使使冷却却曲线线躲过过“鼻鼻尖””，不不碰上上C曲线，，就能能得到到马氏氏体。。也就就是说说，在在“鼻鼻尖””温度度以上上，在在保证证不出出现珠珠光体体类型型组织织的前前提下下，可可以尽尽量缓缓冷；；在““鼻尖尖”温温度附附近则则必须须快冷冷，以以躲开开“鼻鼻尖””，保保证不不产生生非马马氏体体相变变；而而在Ms点附近近又可可以缓缓冷，，以减减轻马马氏体体转变变时的的相变变应力力。但是到到目前前为止止，还还找不不到这这样理理想的的淬火火冷却却介质质。第九章章金金属属热处处理工工艺12/29/202225②常用淬火冷冷却介质水：：650～550℃℃和300～200℃℃范围围内内冷冷却却能能力力较较大大，，易易造造成成零零件件变变形形和和开开裂裂。。淬淬火火用用水水温温度度一一般般控控制制在在30℃℃以下下，，主主要要用用于于形形状状简简单单、、截截面面较较大大的的碳碳钢钢零零件件的的淬淬火火。。矿物物油油：：300～200℃℃范围围内内冷冷却却能能力力低低，，有有利利于于减减少少工工件件变变形形；；但但在在650～550℃℃范围围内内冷冷却却能能力力也也低低,不不利利于于淬淬硬硬，，油油一一般般用用于于合合金金钢钢的的淬淬火火。盐浴浴：：特点点是是沸沸点点高高，，冷冷却却能能力力介介于于水水和和油油之之间间，，可可减减少少零零件件淬淬火火时时的的变变形形，，主主要要用用于于分分级级淬淬火火和和等等温温淬淬火火，，以以处处理理形形状状复复杂杂、、尺尺寸寸较较小小、、变变形形要要求求严严格格的的工工具具等等。。冷却却速速度度：：盐水水＞＞水水＞＞盐盐浴浴＞＞油油第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺12/29/2022264、、淬火火方方法法第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺12/29/202227单介质淬火：：将奥氏体状态态的工件放入入一种淬火介介质中，一直直冷却到室温温的淬火方法法。优点是操作简简单，容易实实现机械化，，应用较广。。缺点是如果果选择水，淬淬变形开裂倾倾向大；选择择油，淬冷却却速度小，淬淬透直径小，，大件淬不硬硬。单介质淬火适适用于形状简简单的碳钢和和合金钢工件件。双介质淬火：：先将奥氏体状状态的工件在在冷却能力强强的淬火介质质中冷却至接接近Ms点温度时，再立立即转入冷却却能力较弱的的淬火介质中中冷却，直至至完成马氏体体转变。第九章金金属热处理工工艺12/29/202228分级淬淬火：：将奥氏氏体状状态的的工件件首先先淬入入略高高于钢钢的Ms点的盐盐浴或或碱浴浴炉中中保温温，当当工件件内外外温度度均匀匀后，，再从从浴炉炉中取取出空空冷至至室温温，完完成马马氏体体转变变。双介质质淬火火和分分级淬淬火能能有效效地减减少热热应力力和相相变应应力，，降低低工件件变形形和开开裂的的倾向向，所所以可可用于于形状状复杂杂和截截面不不均匀匀的工工件的的淬火火。等温淬淬火：：将奥氏氏体化化后的的工件件在稍稍高于于Ms温度的的盐浴浴或碱碱浴中中冷却却并保保温足足够时时间，，从而而获得得下贝氏氏体组织的的淬火火方法法。该方法法大大大降低低内应应力，，减少少变形形，适适合处处理复复杂和和精度度要求求高的的小件件，如如弹簧簧、螺螺栓等等。缺缺点是是生产产中期期长、、生产产效率率低。。第九章章金金属属热处处理工工艺12/29/202229二、钢钢的淬淬透性性1、概概念淬透性性：钢接受受淬火火时形形成马马氏体体的能能力。。不同成成分的的钢，，淬火火时形形成马马氏体体的能能力不不同，，容易易形成成马氏氏体的的钢淬淬透性性高(好)，反反之则则低(差)。例例如：：合金金钢(40CrNiMo)比碳素素钢(45钢)淬淬透性性好。。2、淬淬透性性测定定方法法淬透性性的测测定方方法很很多，，目前前应用用得最最广泛泛的是是“末端淬淬火法法”(GB225-63)，，简称称端淬试试验。第九章章金金属属热处处理工工艺12/29/202230第九章金金属热处处理工艺12/29/202231第九章金金属热处处理工艺3、关于淬淬透性曲线线实验测出的的各种钢的的淬透性曲线线均收集在有有关手册中中。同一牌牌号的钢，，由于化学学成分和晶晶粒度的差差异，淬透透性曲线实实际上为有有一定波动动范围的淬淬透性带。。根据GB225-63规定，，钢的淬透透性值用表表示示。其中J表示末端淬淬火的淬透透性，d表示距水冷冷端的距离离，HRC为该处的的硬度。例如：淬透性值表表示距水冷冷端5mm试样硬度度为42HRC。12/29/2022324、淬透透层深度度淬透层深深度：试样表面面至半马氏体体区(马氏体和和非马氏氏体组织织各占一一半)的距离。半马氏体体组织的的确定：硬度测试试法：M中含非M组织不不多时，，硬度变变化不大大；非M组织量增增至50%时，硬度度陡然下下降，曲曲线出现现明显转转折点。。半马氏氏体组织织的硬度度主要与与碳质量量分数有有关，而而与合金金元素质质量分数数关系不不大。断口观察察法：淬火试样样的断口口上，以以马氏体体为界，，发生由由脆性断断裂向韧韧性断裂裂的变化化，并且且其酸蚀蚀断面呈呈现明显显的分界界线。第九章金金属属热处理理工艺12/29/202233第九章金金属热处理工工艺12/29/202234淬透性、淬透层深度和淬硬性三个概念的区区别淬透性:是钢在淬淬火时形成马马氏体的能力力，是钢在规规定条件下的的一种工艺性性能，取决于上临界界冷却速度VK。淬透层深度:是指实际际工件在具体体条件下淬火火得到表面马马氏体到半马氏体处的距离，它它与钢的淬透透性、工件的的截面尺寸和和淬火介质的的冷却能力有有关。淬透性性好,工件截截面尺寸小，，淬火介质的的冷却能力强强，则淬透层层深度越大。。在同样淬火火条件下，淬透层深度越大，则反映映钢的淬透性越好。淬硬性:指钢淬火火后能达到的的最高硬度，，主要取决于于马氏体的含含碳量，C%↑→淬硬性↑↑。第九章金金属热处理工工艺12/29/202235第九章金金属热处处理工艺淬透性不同同的钢调质质后机械性性能的比较较(a)完全全淬透(b)淬透透较大厚度度(c)淬透较小小厚度12/29/2022365、影响淬透性性的因素钢的淬透性性由其临界界冷却速度度决定，临临界冷却速速度越小，，即奥氏体体越稳定，，则钢的淬淬透性越好好。故凡影响奥氏氏体稳定性性的因素，，均影响钢钢的淬透性性。①碳含量在碳钢中，，碳含量影影响钢的临临界冷却速速度。共析析钢的临界界冷速最小小，淬透性性最好；亚亚共析钢随随碳含量减减少，临界界冷速增加加，淬透性性降低；过过共析钢随随碳含量增增加，临界界冷速增加加，淬透性性降低。第九章金金属热处处理工艺12/29/202237第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺12/29/202238②合金金元元素素：除除钴以外外，，其其余余合合金金元元素素溶溶于于奥奥氏氏体体后后,降降低低临临界界冷冷却却速速度度，，使C曲线线右移移，，提提高高钢钢的的淬淬透透性性，，因因此此合金金钢钢往往往往比比碳碳钢钢的的淬淬透透性性要要好好。。③奥氏体化化温度：提高奥奥氏体化化温度，，将使奥奥氏体晶晶粒长大大、成分分均匀，，可减少少珠光体体的生核核率，降降低钢的的临界冷冷却速度度，增加加其淬透透性。④钢中未溶溶第二相相：钢中未未溶碳化化物、氮氮化物及及其它非非金属夹夹杂物，，可成为为奥氏体体分解的的非自发发核心，，使临界界冷却速速度增大大，降低低淬透性性。第九章金金属属热处理理工艺12/29/2022396、淬透性性曲线线的应应用可比较较不同同钢种种的淬淬透性性，方方便选选材。。第九章章金金属属热处处理工工艺12/29/202240淬透性性不同同的钢钢材经经调质质处理理后，，沿截截面的的组织织和机机械性性能差差别很很大。。第九章章金金属属热处处理工工艺40CrNiMo40Cr40钢全部回火S回火S回火SS＋F回火S回火SS＋F淬透性性不同同的钢钢调质质后机机械性性能的的比较较12/29/202241淬透性与选选材：截面较大形形状复杂以以及受力较较苛刻的螺螺栓、拉杆杆、锻模、、锤杆等工工件，要求求截面机械械性能均匀匀，应选用用淬透性好好的钢。而承受弯曲曲或扭转载载荷的轴类类零件、外外层受力较较大，心部部受力较小小，可选用用淬透性较较低的钢种种。第九章金金属热处处理工艺12/29/202242§9.1.4钢的回火火回火：钢件淬火后，，为了消除内内应力并获得得要求的组织织和性能，将将其加热到Ac1以下某一温度度，保温一定定时间，然后后冷却到室温温的热处理工工艺。一、为什么要要回火淬火后得到的的是性能很脆脆的M组织，，并存在有内内应力，容易易产生变形和和开裂。淬火火后回火可降低或消除除内应力，以以防止工件开开裂和变形。。淬火马氏体和和残余奥氏体体都是不稳定定组织，在工工作中会发生生分解，导致致零件尺寸变变化，而这对对精密零件是是不允许的。。淬火后回火火可稳定组织，，以稳定工件件尺寸。淬火后回火可获得合理的的强度、硬度度、塑性和韧韧性的配合，，即具备综合合的机械性能能，满足零件件的使用要求求。第九章金金属热处理工工艺12/29/202243二、回火的分分类回火工艺按照照加热温度的的不同，分为为三大类：低温回火、中温回火和高温回火。①低温回火回火温度：150℃-250℃回火组织：回火M＋残余A钢件淬火后，，在上面温度度范围内加热热,马氏体将将分解,从淬淬火马氏体组组织内部会析析出ε-碳化物薄片(Fe2.4C)，马氏体的碳过过饱和度减小小；部分残余余奥氏体转变变为下贝氏体体，但量不多多可忽略。第九章金金属热处理工工艺12/29/202244回火M：由极细的ε碳化物和过饱饱和程度有所所降低的α固溶体组成。在显微镜下下，高碳回火火M为黑色针状，，低碳回火M为暗板条状，，中碳回火M为两者混合物物。回火M强度高、硬度度高、耐磨性性好。回火目的：降低淬火应应力，提高工工件韧性，保保证淬火后的的高硬度(一一般为58HRC64HRC)和高耐磨性性。应用：主要用于处处理各种高碳碳钢工具、模模具、滚动轴轴承以及渗碳碳和表面淬火火的零件。第九章金金属热处理工工艺12/29/202245②中温回火回火温度：350℃500℃回火组织：得到回火屈氏氏体(回火T是铁素素体基体与大大量弥散分布布的细粒状渗渗碳体的混合合组织)铁素体仍仍保留马氏体体的形态，渗渗碳体比低温温回火马氏体体中的碳化物物粗大。应用：回火T具有高的弹性极限限和屈服强度度，同时也具具有一定的韧性，硬度度一般为3545HRC。主要用于处理理各类弹簧。。第九章金金属热处理工工艺12/29/202246③高温温回回火火回火火温温度度：500℃℃～650℃℃回火火组组织织：：得到到回火火索索氏氏体体(回火火S是粒粒状状渗渗碳碳体体和和铁铁素素体体基基体体的的混混和和组组织织)。。回火火S强度度、、塑塑性性和和韧韧性性都都比比较较好好，，硬硬度度一一般般为为25HRC～35HRC，，具具有有良良好好的的综综合合机机械械性性能能。。第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺回火火索索氏氏体体显显微微组组织织12/29/202247第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺调质质处处理理：：淬火火+高高温温回回火火。广泛泛用用于于各各种种重重要要的的机机器器结结构构件件，，特特别别是是受受交交变变载载荷荷的的连连杆杆、、轴轴等等零零件件。。也也可可作作为为某某些些精精密密工工件件如如量量具具、、模模具具等等的的预预先先热热处处理理。。弥散散强强化化：：细小小、、弥弥散散的的第第二二相相均均匀匀分分布布基基体体之之上上使使强强度度提提高高45钢调质处理和正火后机械性能的对比工艺机械性能组织σb/MPaδ(％)αk/kJ·m-2HB正火700~80012~20500~800163~220S＋F调质750~85020~25800~1200210~250回火S12/29/202248三、、钢钢回回火火时时性性能能的的变变化化随回回火火温温度度的的升升高高，，碳碳钢钢的的硬硬度度、、强强度度降降低低，，塑塑性性提提高高。。但但回回火火温温度度太太高高，，塑塑性性会会有有所所下下降降（（因出现现粗粗大大的的碳碳化化物物粒粒子子，，故故塑塑性性下下降降）。。第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺12/29/202249淬火钢钢中马马氏体体的碳碳质量量分数数、残残余奥奥氏体体量、、内应力力及碳碳化物物尺寸寸与回回火温温度的的关系系第九章章金金属属热处处理工工艺12/29/202250四、钢回火火脆性第九章金金属热处处理工艺12/29/202251回火脆性性：钢在250400℃℃和450650℃℃两个温度度区间回回火后，，冲击韧韧性明显显下降的的现象。。低温回火火脆性淬火钢在在250400℃℃范围内回回火时出出现的脆脆性现象象，也叫叫第一类回回火脆性性。几乎所所有的钢钢都存在在这类脆脆性，是是一种不可逆回回火脆性性。第九章金金属属热处理理工艺12/29/202252低温回火火脆性的的原因淬火钢在250℃以上回回火时，碳化化物薄片沿板板条M的板条条边界或针状状M的孪晶带带或晶界析出出，破坏了M之间的连接接，降低了韧韧性。在这样的温度度下，残余A的分解也增加脆性性，但不是主主要原因。防止措施不可逆回火脆脆性，目前尚尚无有效办法法完全消除这这类回火脆性性。所以一般般都不在250400℃这个个温度范围内内回火。第九章金金属热处理工工艺12/29/202253高温回火脆性性淬火钢在450650℃范围内回火时时出现的脆性性现象，也叫叫第二类回火脆脆性。这种脆性主要要发生在含Cr、Ni、、Si、Mn等合金元素的结结构钢中。高温回火脆性性与加热、冷冷却条件有关关。加热至600℃以上后，以缓缓慢的冷却速速度通过脆化化温度区时，，出现脆性；；快速通过脆脆化区时，则则不出现脆性性。这是一种种可逆回火脆性性。第九章金金属热处理工工艺12/29/202254高温回火脆性性原因主要原因是Sb、Sn、、Pb等杂质在原A晶界偏聚，钢钢中Ni、Cr等合金元素促促进杂质的这这种偏聚，而而且本身也发发生晶界偏聚聚，因此增大大了产生回火火脆性的倾向向。防止措施尽量减少杂质质元素的含量量，或者加入入Mo等能抑制晶界界偏聚的合金金元素。如果果存在高温回回火脆性，可可采取快速冷却来避免。第九章金金属热处理工工艺12/29/202255回火总结工艺描述：淬火后，加热热到Ac1以下，保温，，冷却。目的：消除淬火应力力，调整性能能。低温回火(150250℃)→回火M(过饱和F+薄片状Fe2.4C)+Aˊ；淬火应力↓↓，韧性↑，，保持淬火后后的高硬度；；用于高碳工工具钢等。中温回火（350500℃）→回火T(F+细粒状Cm)；弹性极极限和屈服强强度↑，韧性性和硬度中等等；用于弹簧簧等高温回火（500650℃）→回火S(等轴状F+粒状Cm)；综合机械械性能最好，，即强度、塑塑性和韧性都都较好。用于于重要零件。。调质处理——淬火+高温回火火第九章金金属热处理工工艺12/29/202256第九章金金属热处理工工艺回火产物的组组织形态比较较回火M×400回火T×7500回火S×7500M低倍T×1000ccS×100012/29/202257§9.2其其它钢的传传统热处理一、钢的表面面淬火不改变心部组组织，利用快快速加热将表表层A化后进进行淬火。目的：提高表面硬度度，保持心部部良好的塑韧韧性。感应加热表面面淬火加热原理：交变磁场→→感应表面面电流→表表面加热特点：①加热速度快快，晶粒度小小，硬度↑，，脆性↓②表层层残余余压应应力→→提提高高疲劳劳强度度。③不易易氧化化、脱脱碳、、变形形小。。④加热热温度度和淬淬硬层层厚度度容易易控制制火焰焰加加热热表表面面淬淬火火(乙乙炔炔－－氧氧等等火火焰焰)特点点：：设备备简简单单，，但但生生产产率率低低第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺12/29/202258二、、钢钢的的化化学学热热处处理理钢的的化化学学热热处处理理———将将工工件件置置于于特特定定的的介介质质中中加加热热、、保保温温，，使使介介质质中中的的活活性性原原子子渗渗入入工工件件表表层层，，以以改改变变表表层层的的化化学学成成分分、、组组织织和和性性能能。。分类类———渗渗C、、N化、、CN共渗渗、、NC共渗渗（（软软氮氮化化））渗渗硼硼、、渗渗铬铬、、渗渗Al等。。第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺12/29/202259钢的的渗渗C——气气体体、、固固体体渗渗C工艺艺：：低C钢钢在在高高C介介质质中中加加热热到到900～～950℃℃、、保保温温→→高高碳碳表表层层（（约约1.0%））目的的：：表面面硬硬度度，，耐耐磨磨性性↑↑,心心部部保保持持一一定定的的强强度度和和塑塑韧韧性性。。第九九章章金金属属热热处处理理工工艺艺12/29/202260渗碳碳后后的的的的热热处处理理淬火火工工艺艺有有直接接淬淬火火：晶粒粒粗粗大大，，残残余余A多，，耐耐磨磨性性低低，变变形形大大一次次淬淬火火：加加热热温温度度Ac3以上上（（心心部部性性能能↑↑））或或Ac1以上上（（表表面面性性能能↑↑））二次次淬淬火火：Ac3以上（心心部性能能↑）+Ac1以上（表表面性能能↑）。。图示如如下----第九章章金金属属热处处理工工艺12/29/202261第九章章金金属属热处处理工工艺12/29/2022629、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。21:54:4821:54:4821:5412/29/20229:54:48PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2221:54:4821:54Dec-2229-Dec-2212、故人江海海别，几度度隔山川。。。21:54:4821:54:4821:54Thursday,December29,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2221:54:4821:54:48December29,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。29十十二二月月20229:54:48下下午午21:54:4812月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月229:54下下午午12月月-2221:54December29,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2921:54:4821:54:4829December202217、做做前前，，能能够够环环视视四