热处理讲义资料

2.根据碳在钢铁中的含量分类：含碳量小于等于2.11%的钢铁材料称为钢，含碳量大于结构钢：①用作各种机器零件的钢。它包括渗碳钢(如20CrMnTi)、调质钢(如45和40Cr)、弹簧钢(如65Mn)及滚动轴承钢(如Gr15)。②用作工程结构的钢。它包括碳素结构钢(如Q235A，旧牌号为A3)和低合金高强度钢(如Q345，旧牌号为16Mn)。钢。它分为刃具钢、模具钢与量具钢。特殊性能钢：具有特殊物理化学性能的钢。它分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。⑵按化学成分分类 碳素钢：按钢的含碳量可分为低碳钢(含碳量w为0.20%的钢；中碳钢(0.30〜0.55%C),女口45号钢，表示平均含碳量为0.45%的钢和高碳钢 AC女口T12，表示平均含碳量为1.20%的钢等。合金钢：按合金元素含量又可分为低合金钢(合金元素总含量w元素总含量=5〜10%);高合金钢(合金元素总含量〉10%)。⑶按质量分类按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为普通钢(磷、硫含量均w5%);中合金钢(合金0.050%);优质钢(磷、硫含量均w0.040%);高级优质钢(磷含量w0.035%，硫含量w0.035%)。钢的命名，常常将用途、成分和质量结合起来。如将钢称为优质碳素结构钢(如20和45)、碳素工具钢(如T12)、高级优质碳素工具钢(如T12A)、合金结构钢(如40Cr和20CrMnTi)、合金工具钢(如9SiCr和高速钢W18C4V)等。钢2.铁-渗碳体相图分析160015381500140013001200111111OT0U|72?1X60050040030020001,02,05.0铁-渗碳体相图中各点、线含义AE线：固相线，奥氏体的结晶终了线ECF线：固相线，液态金属开始结晶出高温莱氏体的转变线(称为共晶线)GS线：奥氏体转变为铁素体的开始线，又称A3线，线上的点为A3点GP为铁素体的终了线ES线：碳在奥氏体中溶解度线，又称Acm线，线上的点为Acm点PSK线：奥氏体开始析出珠光体的转变线(称为共析线)，又称Ai线，线上的点为Ai点的热处理根据加热和冷却方法的不同，热处理方法大致可分为普通热处理和表面热处理。普通热处理又淬火)和化学热处理(包括渗碳、氮化、碳氮共渗等)。⑵消除残余应力，以稳定钢件尺寸并防止其变形和开裂。⑷.最终热处理(淬火、回火)作好组织上的准备。退火完全退火：将钢加热到临界点AC3以上，保温一定时间，随炉缓慢冷却到600C以下,等温退火：将钢加热到临界点AC3以上，保温一定时间，再以较快速度冷却到临界点去应力退火：又称低温退火，将工件缓慢加热到临界温度ACi以下，保温一定时间 冲压件和机加工件中的残余应力，防止工件的变形和开裂。㈢正火正火就是将钢加热到临界点(AC3、Acm)以上，保温一定时间(imin/mm)，然后在空气中2.改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性(提高硬度)。体，可作为渗碳钢零件淬火前的预先热处理。ACSAAd完金程火吉应力遗火淬火㈠淬火的定义：将钢加热到临界点以上，保温一定时间，然后在水中或盐水或油中(一般常用钢)Al⑵双液淬火法先把加热的工件投入一种冷却能力较强的介质中冷却到稍高于Ms点温度(即马氏体转变温度)，短暂停留后，再立即转入另一种冷却能力较弱的介质中，以获得马氏体组织的淬火，称为双i的回火㈠回火的定义：将淬火钢重新加热到临界点A1以下某一温度，保温一定时间，然后冷却般都要进S->⑴低温回火(150C〜250C)低温回火组织为回火马氏体。目的是在保持钢的硬度的同时，降低其淬火内应力和脆性。回火后的硬度一般为HRC58-64。例如，我公司零件十字轴和轴承套(渗碳钢20CrMnTi)的回火⑵中温回火(350C〜500C)中温回火组织为回火屈氏体。目的是获得高的屈服强度、弹性极限和较高的韧性。回火后的硬度⑵高温回火(500C〜650C)高温回火组织为回火索氏体。目的是获得强度、硬度和塑性、韧性都较好的综合机械性能。回火后的硬度一般为HB200-330。习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。例如，我公司零件叉头(ZG35CrMo)和花键轴及花键套(40Cr)的回火即属于高温回火，图纸技术要求栏注明为调质处理，硬度为⑴第一类回火脆性(低温回火脆性)：钢的回火一般不在250C〜350C温度范围内进行回火，因为淬⑵第二类回火脆性(高温回火脆性)：合金钢不仅有第一类回火脆性，而且有第二类回火脆可采用快冷(油冷或水冷)；③大截面工件则采用含有钨(~②小截面工件在脆化温度回火后1%)钼(~0.5%)的合金钢，7.钢的淬透性㈠淬透性的意义形状和尺寸相同的不同钢种在同样条件下淬火，淬透性好的钢淬硬层较深，淬透性差的钢淬硬层较规定：由工件表面向里得到半马氏体组织织)的距离作为淬硬层深度(也称为淬透层深度) (即组织由50%马氏体和50%非马氏体组。实际工作中，由于半马氏体硬度与钢的含碳量有关系，因此可用测量硬度的方法来确定淬硬层深度。㈡淬透性与钢的机械性能的关系较差，使轴未能淬透。其机械性能比较如图所示。由图可见，二者硬度虽然相同，但机械性能却有明显透淬透淬透性对调质钢的机械I1Wik表表面中心表面表面性能影响硬而2.中频感应加热：常用频率为2500Hz和8000Hz，淬硬层深度23.工频感应加热：采用工业频率50Hz，淬硬层深度可达10〜2.感应加热时间很短，工件表层硬度较普通淬火时硬度高2-3HRC，且具有较低的脆性和频感焰加热表面淬火炔-氧火焰。火焰加热表面淬火的淬硬层一般为2-6mm。由于加热方法简单，适用于单件或小批生产。 (HRC50),因硬度达不到要求，曾经出现过多次反复。钢的化学热处理散⑴渗碳层的表面含碳量最好控制在0.85-1.05%范围内，过低，表面层硬度低，耐磨性差，过碳层深度一般为1.8-2.3mm。接淬火㈡钢的氮化钢的氮化是向钢的表面渗入氮原子的过程。其目的是提高工件表面的硬度、耐磨性、抗蚀我公司使用的是气体氮化法。气体氮化是在预先已排除了炉内空气的井式炉内进行，它是把已除油净化了的花键轴或花键套放在密封的炉内加热，并通入氨气。氨气在时间的增长，氮原子逐渐往里扩散，而获得一定深度的氮化层。叉头ZGCrMo调质。十字轴或轴承套材质一般为锻钢20CrMnTi,热处理方式为渗碳淬火。以十字轴SZZ35为例，要求,出炉放入冷却筒中冷至室温。0分钟出炉空冷。温退火”工序。等温退火的目的是消除渗碳过程中产生的网状碳化物,使随后的磨削加工不裂纹。㈢花键轴或花键套花键轴或花键套材质一般为锻钢40Cr,热处理方式为调质和氮化。以花键轴JZ35为例，w50C，然后排气，另外，对于长径比大于8的花键轴，氮化前需增加1〜2次去应力退火，以消除加工应力，减小㈠过热钢在加热时，如加热温度过高，或在高温下保温时间过长，会引起奥氏体晶粒显著粗化的现处理加热中的一种缺陷。热和保温。㈡过烧钢在加热时，如加热温度更高，以致使晶界开始熔化的现象，称为“过烧”过烧的工件严重脱碳，晶粒粗大，塑性趋近于零，失去金属声音。向表面扩散，这样使脱碳层逐渐加深。加热时间越长，脱碳层越深。氧化和脱碳不但造成钢材的大量损耗，而且使工件的质量与寿命大为降低。例如，在氧化严重时可质量降低，从而降低了疲劳极限。减少或防止钢在淬火中氧化与脱碳的办法为：4.在真空炉中加