化工机械设备基础-钢热处理

7.3钢的热处理

热处理是把固态金属材料在一定介质中的加热、保温和冷却，以改变其组织和性能的一种工艺。热处理三个阶段：加热、保温、冷却钢的冷却曲线铁碳合金状态图的由来整体热处理：对工件进行穿透加热退火、正火、淬火、回火、调质处理表面热处理整体热处理化学热处理热处理表面热处理：对工件表面进行热处理表面淬火和回火、调质处理化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属、多元共渗热处理实例：①正火状态的45钢经调质处理，σb由600MPa提高到850MPa；②锉刀、车刀等刀具；③火车车轮耐磨不变形；④形状记忆合金。把钢件放在炉中缓慢加热到一定温度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却的过程。一、退火退火再结晶退火低温退火完全退火用于C<0.77%的钢材（亚共析钢）热加工后和切削加工前目的：①消除组织缺陷，细化晶粒，均匀化组织；②降低硬度；③消除内应力。1、完全退火工艺过程：加热到GS线以上30~50℃，保温一定时间后，随炉缓慢冷却到500℃以下，然后空冷退火温度的确定（GS线以上30~50℃

）：①保证钢件组织转化成奥氏体；②温度太高晶粒合并变粗大以致机械性能下降。保温时间的确定

：①保证钢件组织充分转化成奥氏体；②保温时间太长晶粒长大。组织转变

：钢件奥氏体铁素体+珠光体用于经过冷加工的钢材，如冷拉、冷冲压及冷轧等的低碳钢件目的：①消除焊接件内应力；②消除因塑性变形发生的冷作硬化。2、再结晶退火工艺过程：加热到600~700℃，保温一定时间后随炉冷却退火温度的确定

：退火温度比再结晶温度高100~200℃再结晶温度Tcr=（0.35~0.40）Tm用于消除铸件、锻件、焊接件、热轧件及冷拉件的内应力3、低温退火工艺过程：钢件随炉缓慢加热到500~600℃，保温随炉缓慢冷却到200~300℃以下出炉退火过程中无组织变化，内应力主要是通过钢在500~600℃保温后的缓冷过程消除的目的：①减少钢件内应力；②均匀组织，细化晶粒；③使碳化物分布更均匀。二、正火工艺过程：加热到GS或ES线以上30~50℃，适当保温后，从炉中取出空冷冷却速度比退火快，得到的晶粒较细组织转变

：钢件奥氏体铁素体+珠光体（亚共析）

钢件奥氏体奥氏体+Fe3C

Fe3C+珠光体（过共析）目的：增加工件强度、硬度和耐磨性三、淬火工艺过程：加热到GS或PSK线以上，保温后快速冷却使奥氏体换变为马氏体的过程组织转变

：C<0.77%，奥氏体马氏体

C>0.77%，奥氏体马氏体+Fe3C选择加热温度：基本原则：获得均匀细小的奥氏体C<0.77%，GS线以上30~50℃C>0.77%，PSK线以上30~50℃冷却速度：盐水＞水＞盐浴＞油经过淬火后的钢件，重新加热到PSK线以下某一温度，经较长时间保温后，在油中或空气中冷却的过程。四、回火回火中温回火高温回火低温回火目的：①降低脆性，消除和减少钢件内应力；②稳定内部组织和工件尺寸；③获得要求的机械性能。淬火后在150~250℃范围的回火，回火得到马氏体组织。1、低温回火目的：①降低钢件内应力和脆性；②保持淬火后所得到的高硬性和耐磨性，韧性增加。高碳工具钢，经常采用200℃的低温回火淬火后在350~500℃范围的回火，马氏体组织完全分解，细小点状Fe3C增多，硬度下降而韧性增加，弹性极限和屈服强度增加

。用于各种弹簧处理。2、中温回火淬火后在500~650℃范围的回火，马氏体组织全部消失，Fe3C呈球状，硬脆特征消除。与粗片珠光体相比，强度、塑性和韧性均有所提高，对提高中碳钢的机械性能很有意义。3、高温回火调质处理

——淬火+高温回火获得较高硬度、强度的同时提高韧性、塑性组织转变

：钢件奥氏体马氏体

铁素体+粒状Fe3CTt将钢件放在一定的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，改变表层的化学成分以获得预期的组织和性能的一种热处理过程。五、化学热处理目的：增强材料表层的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性能，而且能够保证工件芯部具有强韧性。分类

—渗C、渗N、CN共渗、渗硅、渗铬、渗Al等。Fe—Fe3C合金平衡相图完全退火正火淬火思考题1