金材第四章 钢的热处理办法

第四章钢的热处理§4－1热处理的原理及分类§4－2钢在加热及冷却时的组织转变§4－3热处理的基本方法§4－4钢的表面热处理§4－5零件的热处理分析*§4－6热处理实验§4－1热处理的原理及分类

现象：放在水中冷却的一根钢丝硬而脆，很容易折断；放在空气中冷却的一根较软、有较好的塑性，可以卷成圆圈而不断裂。钢丝的水冷与空冷

实验说明：虽然钢的成分相同，加热的温度也相，但采用不同的冷却方法，却得到了不同的力学性能。这主要是因为在不同冷却速度的情况下，钢的内部组织发生了不同的变化。热处理及工艺曲线热处理的分类：§4－2钢在加热及冷却时的组织转变一、钢在加热时的组织转变二、钢在冷却时的组织转变一、钢在加热时的组织转变1．钢在加热和冷却时的相变温度

在加热时钢的转变温度要高于平衡状态下的临界点；在冷却时要低于平衡状态下的临界点。加热时的各临界点：Ac1、Ac3和Accm

冷却时的各临界点：Ar1、Ar3和Arcm

2．奥氏体的形成

钢在加热时的组织转变，主要包括奥氏体的形成和晶粒长大两个过程。形核长大残余渗碳体溶解均匀化3．奥氏体晶粒的长大

晶粒的长大是依靠较大晶粒吞并较小晶粒和晶界迁移的方式进行。控制加热温度和保温时间，避免晶粒粗大的现象。二、钢在冷却时的组织转变两种冷却方式：等温处理连续冷却1．奥勤氏体扛的等泰温转翻变奥氏活体在A1线以钩上是茶稳定车相，届当冷贴却到A1线以穿下而厦又尚在未转稀变的莫奥氏粗体称石为过冷斤奥氏勉体。这粒是一斯种不清稳定曲的过野冷组缩慧织，蜜只要丘经过闸一段眨时间第的等挎温保顷持，忌它就镇可以望等温浪转变岔为稳辛定的亩新相明。这泄种转腹变就掀称为奥氏把体的嫂等温枪转变。过冷邻奥氏危体的泉转变牲包括珠光链体型女、贝女氏体搬型、微马氏勒体型等几务种转肉变共析狸钢等泼温转猫变曲城线图（1）高谁温等凡温转砖变：珠光喘体型编转变者区（过辫冷度匀越大比，片抢层越暑细，呆塑性湿变形取抗力各越大搞，硬话度和罩强度垒越高续）（2）中释温等屋温转走变：贝氏怖体型隙转变严区（3）低胜温连拾续转蜜变：马氏埋体型准转变价区珠光累体型旬转变南区贝氏魂体型配转变览区马氏陡体型善转变栽区（1）珠合光体器型转暗变区——高温末等温气转变共析众钢的求过冷先奥氏怖体在A1～55其0℃温度信范围梦内，朱过冷守奥氏御体将帽发生伙奥氏革体向进珠光呆体型录的转悄变宝，即仪转变幕为铁持素体胜和渗宾碳体总。（2）贝蛾氏体可型转微变区——中温抚等温眯转变在55供0℃～Ms温度捧范围省内，沫因转稠变温扇度较问低，印原子颗的活课动能愚力较码弱，房诚转变枝后得吩到的佣组织方为含答碳量禽具有闻一定齐过饱孤和程幕度的亡铁素盲体和瞎分散陕的渗侵碳体牙（或遇碳化执物）材所组肺成的悔混合启物，果称为统贝氏掌体，搏用符洁号B表示效。贝氏炮体有德上贝垮氏体剑（B上）和券下贝帖氏体破（B下）之鞋分。（3）马幻玉氏体罚型转假变区——低温斯连续链转变当钢誓从奥鼠氏体召区急稿冷到MS以下拐时，洁奥氏子体便国开始责转变姓为马被氏体析。由绞于转涉变温趣度低赏，原工子扩喝散能删力小患，在型马氏取体转蜂变过比程中梯，只罩有γ－Fe向α－Fe的晶劝格改肢变，泊而不认发生秆碳原茧子的臣扩散顾。因腔此，登溶解种在奥舍氏体沙中的投碳，悦转变赵后原声封不挠动地弄保留纲在铁淘的晶剂格中州，形涨成碳橡在α－Fe中的吃过饱卸和固袄溶体清，称惊为马庄氏体颗，用乡丰符号M表示乞。腐硬度留取决尿于含盟碳量柿。高碳M：针叉状，岁硬度址高，爷脆性穗大低碳M：板搏条状裁，良抓好的猛强度威，较早好的上韧性17尽0-溉23燥0H骡BW2．奥涉氏体统的连目续冷首却转以变v1：随田炉冷紧却（裁退火牵）v2：空浸冷（接正火备）v3：油眯冷（踩油冷击淬火绘）v4：水型冷（崭水冷主淬火璃）vk：临握界冷傅却速堪度V临§4－3热处握理的流基本挑方法一、谁退火神与正谦火二、挪淬火读与回获火一、粗退火讽与正廊火机械驰零件梅一般当的加喇工工麦艺顺体序：软化动组织永：降低辈硬度郊，消财除内犹应力帖，细里化晶控粒，释以利怖于切李削加即工

强化组织：增加强硬度和耐磨性，稳定组织，消除内应力。1．退拳火退火——将钢比加热兼到适奏当温顾度，肢保持汇一定浅时间尽，然袭后缓译慢冷街却（一般您随炉黎冷却）的顷热处蓬理工幅艺。常用徒退火援方法贸：完全液退火(中低加碳钢须，细冷化晶蚀粒，秘降低勒硬度冬）球化荐退火（高被碳钢盒，片孩状变冈为细控小球扫状颗怜粒，霉降低可硬度客，为稍淬火拢做准拜备）去应来力退模火（组敢织不丙变化返，消酿除内革应力线）退火当目的：降低雷硬度爸，提斤高塑恐性，杂以利狂于切可削加吼工和芳冷变沙形加遇工细化挑晶粒拳，均否匀组牵织，欢为后城续热丘处理练作好龄组织系上的沸准备消除匀残余债内应你力，果防止洞工件补的变纹形与嘉开裂2．正挺火（聚得到S组织跳）正火——将钢柄加热翻到Ａc3或Ａcc统m以上30～50妹℃，保涨温适内当的薯时间手后，菜在空气涉中冷宿却的工良艺方埋法。亚共俭析钢饲：正仔火目塘的是细化允晶粒错，均往匀组叹织，提少高机谣械性次能。宽低、不中碳竿结构烦钢：游调整向硬度乳，改蚕善切匹削加珍工性库能。高碳币过共意析钢侮：存程在网尺状渗纲碳体窝不能减直接赢球化顿退火安。正壮火的画目的腊是消除司网状督渗碳顺体，凭有利垮于球缓化退陪火，度为淬诵火做平好组主织准市备。正己火后科硬度圾过高组难以矿进行杆切削醋加工早，必晓须再拜进行滚球化刮退火倾。力学莫性能邀要求谈不高垄的普兼通结奔构零蚁件：撕正火专可作电为最淹终热皆处理大。但顽是形丑状复泼杂的他零件驳，正默火速线度较窗快，狮内应皱力较椅大，顾容易骡变形非开裂龙，应胶用退伐火。加热袜温度禾范围热处予理工布艺曲榨线1—完全套退火2—球化长退火3—去应俭力退玻火4—正火二、魔淬火爷与回调火1．钢滴的淬躺火淬火——将钢敞件加华热到Ac3或Ac1以上灶的适婆当温放度，闲经保样温后究快速个冷却亏（冷却羞速度绵大于v临），势以获趁得马棚氏体袋或下叔贝氏秋体组利织的辅热处据理工唉艺。还介质布：油、青水、盐蓝水、从碱水目的：获纺得马站氏体发组织翻，提狮高钢凭的强仅度、懂硬度云和耐墨磨性奴。晶格开改变鼻，碳政原子麻不扩省散，（1）淬腐火加茧热温河度的绒选择碳钢致淬火锤温度途范围亚共耀析钢蜡：Ac3以上30～50扑℃（过盖）共朴析钢唇：Ac1以上30～50弟℃（2）淬铸火冷宣却介启质的观选择淬火义的冷问却速袋度必侦须大虑于该及钢种邪的临伴界冷首却速蝴度。冷却袖中要钥避免熄引起屑钢件忽的变悲形和咐开裂捡。冷却瓦介质桂对钢栋的理确想淬遮火冷靠却速舌度应限是“慢―快―慢”。（3）常题用的隶淬火闲方法单液昂淬火碧法双介睁质淬件火马氏虎体分醉级淬迁火贝氏剩体等级温淬连火（4）钢没的淬痕透性顷与淬吵硬性淬透匆性——规定陪条件她下，昂钢在尾淬火凤冷却如时获蜜得马脖氏体棚组织债深度叉的能讽力。淬硬泄性——钢在艰理想联的淬前火条栏件下鞠，获域得马嫁氏体亿后所网能达划到的不最高筑硬度牧。取决躺于钢仗的临桶界冷与却速妥度，莲临界呼冷却柳速度右越低汤，则窜钢的虎淬透捉性越药好。萌钢的钳临界裤冷却尖速度锡又主站要取桥决于语其化乔学成诊份。取决避于含珍碳量虾的高扁低。润低碳逐钢淬旗火的明最高差硬度堵低，皂淬硬搁性差筋；高米碳钢资淬火思的最哥高硬妹度高奶，则依淬硬厘性好颂。（5）钢完的淬伟火缺村陷氧化暖与脱盗碳过热伍和过开烧变形约与开游裂硬度陡不足软点2．钢益的回砍火淬火也后残洗余A和M都不奇稳定神，会艺自发仇向稳技定组屯织转朗变。辣引起历工件带变形淡和开胀裂，闷必须晶马上鲁回火回火——将淬佳火后淹的钢脉重新倦加热治到Ac1点以脉下的禁某一文温度毅，保鱼温一淘定时盘间，冷然后召冷却者到室让温的景热处菜理工墓艺。降低达淬火逮钢的栋脆性冶和内时应力本，防望止变掀形或乓开裂东。调整载和稳羽定淬饥火钢角的结服晶组版织以搏保证鉴工件茎不再大发生滥形状似和尺蛋寸的息改变病。获得育不同烤需要托的机伤械性陡能。目的：（撕稳定黎组织土，消颠除内跪应力牛）（1）回写火时苹的组捏织转坝变钢（45钢）铁的回视火组污织回火困马氏死体回火栋屈氏膛体回火年索氏广体（2）回竿火时室钢的币性能删转变40钢的色力学砌性能症与回坝火温趁度的筝关系随着沃加热戒温度搭的升坝高，耍钢的荡强度爹、硬升度下仁降，知而塑恭性、桨韧性堆提高需。回火炭钢的祥性能失只与谢加热阴温度端有关梦，而勤与冷固却速貌度无肚关。（3）回绒火的切分类迟及应装用低温加回火清（回双火M)中温演回火(回火T)高温锦回火(回火S)调质——生产谁中淬堆火及恋高温勇回火张相结肚合的垒热处炼理工蚕艺。调质生钢具身有良敌好的综合坡力学杰性能选择川正确败的热穴处理奏方式退火正火淬火回火得到M组织霸，增霜加强虽硬度覆，耐法磨性细化尸晶粒蛮，调尊整硬右度，努为淬眼火和哀后期忌加工动做准挣备降低顽硬度贝，消妇除内浆应力挥以利抄于切结削加兆工。稳定禽组织需、结硬构和棵尺寸谊，消恨除内哄应力§4－4钢的旷表面桨热处策理一、敢表面示淬火二、竿化学暖热处豆理汽车呢变速膛齿轮传动猪齿轮害轴一、龟表面虑淬火表面拆淬火——仅对者工件简表层笼进行泽淬火严的热挂处理圣工艺捧。原理：通把过快陆速加腾热，叨使钢御的表来层奥谁氏体竖化，圆在热用量尚薪未充瘦分传事到零达件中匹心时宅就立灰即予凝以冷鸦却淬播火。适用：中呜碳钢星、中惭碳合浙金钢洋。方法：火汉焰加际热表晌面淬叼火、蹲感应提加热护表面霸淬、写电接西触加售热表约面淬叔火、服激光砖加热呆表面离淬火扶。1．火内焰加率热表确面淬析火应用陡氧－奔乙炔朋（或惹其他查可燃滋气体吧）火郑焰对压零件致表面险进行抱快速让加热片并随僵之快佳速冷系却的宵工艺丹。特点掩：加热皇温度弃及淬罗硬层资深度际不易橡控制禽，易依产生色过热仪和加怒热不匪均匀毅，淬敏火质煮量不朽稳定处。不卫需要搬特殊腿设备就，适帮用于横单件罚或小同批量辟生产蓝。2．感宴应加后热表蚕面淬融火利用翼感应疗电流堆通过胸工件拴所产口生的压热效锄应，愿使工谈件表偏面受僵到局丸部加滴热，渠并进滑行快递速冷收却的巨淬火寒工艺类。特点忆：（1）加砖热速疗度快谱。（2）淬碑火质萌量好役。（3）淬碍硬层启深度商易于蜘控制顷，易柳实现副机械躬化和罩自动桃化，通适用励于大尝批量闪生产临。二、灰化学欠热处忠理化学呜热处锈理——将工挎件置驼于一愧定温慎度的亿活性旦介质魔中保绒温，核使一停种或盖几种精元素我渗入孤它的祥表层词，以递改变堂其化阶学成腊分、灿组织菊和性糟能的亩热处较理工勉艺。不仅邻改变铲了钢推的组租织，版而且毙表面希层的矿化学第成分锄也发殊生了削变化素，因呀而能趁更有棋效地佛改变阔零件秧表层恨的性两能。分散领、吸杆收、途扩散蜘三个纽奉阶段根据蝇渗入别元素伍分：间渗碳壶、渗雁氮、器碳氮惩共渗测、渗吐硼、只渗金痕属等倒。1．化袄学热席处理悔的过枕程分解吸收扩散2．钢观的渗锻碳钢的遇渗碳——将钢窄件置辈于渗喷碳介拌质中降加热逆并保盖温，去使碳吗原子晓渗入族工件比表层维的化惕学热翻处理课工艺乎。目的：提宗高钢轻件表汉层的慕含碳折量。渗碳泻后处涨理：淬啦火及纷低温例回火新。工艺嘱路线秧：锻造凭→正遣火→恭机械搂加工遭→渗躺碳→带淬火+低温设回火分类：固类体渗雨碳、叙盐浴枪渗碳狂、气务体渗敲碳气体较渗碳——将工令件置添于气蚕体渗蒜碳剂俗中进励行渗汽碳的盲工艺涛。低碳池钢渗泥碳后秤缓冷露的渗贪碳层奥显微过组织由表编面向连中心功：过共般析组协织、爸共析团组织锻、亚秧共析夹组织奥（过另渡层晕），旺中心捉仍为寒原来套的亚慢共析羞组织们。3．钢据的渗育氮渗氮——在一厕定温板度下肾，炸使活酱性氮洪原子歇渗入撤工件栽表面忆的化奔学热惯处理老工艺示。目的：提六高零径件表尖面的背硬度亭、耐霉磨性身、耐陪蚀性温及疲散劳强泼度。（1）渗纪氮与府渗碳扮相比骆具有晒以下攻特点宋：渗氮免层具扇有很职高的唉硬度做和耐图磨性渗氮场层具驼有渗辨碳层紫所没烘有的役耐蚀萍性渗氮食比渗屈碳温康度低宪，工洽件变缸形小渗氮耐工件迅的工雨艺路币线：（2）渗令氮方加法气体片渗氮工件梅在气剪体介迁质中叹进行政渗氮泥。它到将工扔件放烤入密终闭的贞炉内疫，加声热到50射0～60帽0℃，通裙入氨桃气（NH3），厅氨气锅分解缘瑞出活翻性氮险原子梯。离子迎渗氮在低衬于一焰个大身气压先的渗剩氮气鹿氛中宏，利塘用工龙件（粮阴极兔）和症阳极电之间室产生赞的辉魔光放萝电现帆象进果行渗疗氮的制工艺菌。渗氮墙层及HV测痕渗氮社层中腹致密遥的针俊状氮昂化物录（白羽色）4．碳圣氮共蒙渗碳氮堡共渗——在一坡定温都