钢的热处理案例分析

钢的热处理案例分析I钢的热处理 1 32.1金属材料的性能 32.1.1金属材料的性能分为使用性能和工艺性能 32.1.2金属的硬度 32.1.3金属材料的冲击韧度 32.1.4金属材料的疲劳强度 32.2金属的结晶和合金的构造 42.2.1金属的结晶过程和同素异晶转变 42.2.2合金的相结构 43金属材料强化的机理及基本途径 43.1金属围观强化机构的分类 43.2工艺方法 5 6 6 63.1.2低温退火 6 63.2.1普通正火 7 7 7 7 83.3.2不完全退火 8 83.4.1低温回火 9 9 9T10钢淬火前后硬度测量实验案例报告 一、实验目的: 二、实验设备及材料 三、实验的相关原理和要求 参考文献 致谢 钢的热处理 错误!未定义书签。 1 32.1金属材料的性能 3钢的热处理2.1.1金属材料的性能分为使用性能和工艺性能 32.1.2金属的硬度 32.1.3金属材料的冲击韧度 32.1.4金属材料的疲劳强度 32.2金属的结晶和合金的构造 42.2.1金属的结晶过程和同素异晶转变 42.2.2合金的相结构 43金属材料强化的机理及基本途径 43.1金属围观强化机构的分类 43.2工艺方法 5 6 6 63.1.2低温退火 6 63.2.1普通正火 7 7 7 7 83.3.2不完全退火 8 83.4.1低温回火 9 9 9参考文献 致谢 钢的热处理钢的热处理方面还是与欧美等发达国家存在较大的差距。我们大学生时祖国的未来，希望我们可以奋发图强，将来做祖国的栋梁之才。1钢的热处理探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法:60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展模具的使用寿命成倍、甚至十几倍的提高，实现“搞好热处理，零件一顶几”的目标，收到事半功倍的效果。热处理对于充分发挥金属材料的性能潜力，提高产品的内在质量，节约材料，减少能耗，延长产品的使用寿命，提高经济效益都具有十分重要的意义。建国以来，我国的热处理技术有了很大的发展，现有热处理生产厂点一万余家，职工和热处理设备方面却存在着较大的差距，还没有完全扭转热处理生产工艺和热处理设备落2钢的热处理术，实现“优质、高效、节能、降耗、无污染、低成本、专业化生产”，力争到2020年时达到工业发达国家八十年代中期的水平。3钢的热处理第2章文献综述2.1金属材料的性能使用性能:是金属材料在使用时所表现出的性能，包括物理性能、化学性能和力学性能工艺性能:是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力，包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。弹性变形。它是衡量材料软硬程度的重要指标。硬度越高，材料的耐磨性越好。金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧度。许多机械零件在工作中往往要受到冲击载荷的作用，如活塞销、锻锤杆、冲模、锻模等。制造此类零件所用材料必须考4钢的热处理突然发生断裂，这就叫做疲劳断裂[1]。2.2金属的结晶和合金的构造金属结晶过程:一、金属的结昌过程液态金属冷却到凝固温度时，原子由无序状态转变为按一定的几何形状作有序的排列。金属的这种由液体转变为晶体的现象叫做结晶。液态金属的结晶过程就是凝固过程，大致可分为两个阶段:即晶核(结晶中心)的形成和晶核的成长。有规律排列起来而形成，这叫做自发晶茧;另一方面也可能是电量液态金属中一些外来的微固体物质一般分为晶体和非晶体，晶体原子一般呈周期性有规则的排列,而非晶体的原子一般不规则杂乱排列。金属材料通常都是晶体，为了便于分析晶体中原子的排列规律,通常用假想的线条将各原子中心连接起来,使之构成一个空间格来,这种三维的空间格架，称作“晶格”(或称空间点阵j取晶格中个最基本的几何与潘心昱芳晶格密排关方晶格〔3]。3金属材料强化的机理及基本途径3.1金属围观强化机构的分类相变强化、Spindal(调幅分解和有序化强化七类。实际强化大多为复合作用的结果，要严格5钢的热处理理的基本特点和本质有大致的了解。3.2工艺方法或碳化物相，使晶粒度细化到10级以上。由于超细化作用，使晶界面积增加，从而对金属塑性变形的抗力增加，反映在机械性能方面其金属强韧性大为提高。如奥氏体晶粒细化10级以上，强韧性大为提高，其方法有3种:(1)利用极高加热速度的能源进行快速加热(2）利用奥氏体的递转变3)采用两相区交替加热淬火法。6钢的热处理第3章技术路线衡状态组织的各种工艺方法统称为退火。退火的目的在于均匀化学成分、改善力学性能及工很多，按加热温度可分为两大类:①临界温度《A。j或Az)以上的退火〔相变重结晶退火)，包括完全退火、不完全退火、晶粒粗化退火、均匀化退火和球化退火等;②临界温度以下的退火，包括软化退火、再结晶退火及去应力退火等。将亚共析钢加热到A3以上的温度，并在此保温足够时间,完成奥氏体化并使成分基本均匀之后缓慢冷却(控速冷却、炉冷、理于砂将钢件加热到略低于A,:的温度，保持一定时间。然后缓慢冷却的热处理工艺称为低温中间退火(软化退火)、去应力退火等皆属于低温退火范畴。7钢的热处理亚共析钢加热到Ac3+(30～50-c),共析钢和过共析钢加热到Aca+(30~50°)，均温后在空气中冷却，得到珠光体组织的热处理工艺，成为普通正火。低碳钢正火后，可得到较细的片状珠光体，硬度较退火略高,利于切削加工。由于所得铁素体品粒较细，钢的韧性较好，可以保证较好的力学性能组合-对于等温退火面言)的珠光体组织，然后空冷，以获得较好的加工性能和力学性能的热处理均匀分布的碳化物。水冷正火时钢材的加热温度与保温时间与普通正火相同。淬火是将钢或合全加热到一定温度。保温适当的时间获得相应的高温相,然后快速冷却，以获得远离平衡状态的不稳定姐织的热处理工艺总称。淬火是使钢或合金强化的主要工艺(或工序)。钢件淬火主要是为了获得马氏体组织，以便在适当温度的回火后具有所需要的力学性能组合。合金淬火则是为了得到单一均匀的固溶体，为下工序的时效强化或形变加工傲8钢的热处理好组织上的准备。钢的淬火工艺种类很多，可根据加热温度、加热方式、加热介质以及冷却介质和冷却方式的不同，可分为以下几种。按加热龌度的不同可分为:完全淬火、不完全淬火、亚共析钢的亚温淬火《临界区淬火)、低温(低于临界温度)淬火等。将重共析钢加热到Aea以上温度保温以后大于临界冷却速度的冷却速度急速冷却，得到马氏体组织，以提高强度、硬度及耐磨性的热处理称为完全淬火。国共析钢以及共析钢加热到某一温度，保温后急速冷却的热处理工艺成为不完全淬火，不完全淬火有以下有点;①淬火加热温度低,保留了一定数量未溶的颗粒状碳化物，使钢在淬火后具有最高的硬量不致过多，有利于提高硬度及耐磨性。碳素工具钢及低合金工具钢9钢的热处理冷却到室温的热处理工艺。经渗碳和表面淬火的零件，国火后的硬度一般为58-6A4HRC.中温回火常在250~~500℃温度范围内进行，主要用途是对淬火后的各种弹箦及锻模回火。其目的是为了获得较高的弹性极限和屈服点。同时使塑性及韧性得到改善。低强度、硬度及耐磨性的情况下大幅度提高塑性及韧性,以便得到良好的综合力学性能。含Cr.Mo、W、v、Ti等元素较多的合金钢(结构钢及工具钢)在高温回火过程常因析出弥散钢的热处理T10钢淬火前后硬度测量实验案例报告一、实验目的:1、了解碳钢的基本热处理(退火、淬火及回火）工艺方法。2、研究冷却条件与钢性能3、分析淬火后的回火工艺其温度的选择对钢性能的景响。二、实验设备及材料3.实验用的箱式电阻加热炉(附测滤控湿装置).4.冷却剂:水(使用滤度约20℃).三、实验的相关原理和要求热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法,也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。热处理的主要目的是改变钢的性能,其中包括使用性能及工艺性能。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度,经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来,通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等。40、45钢;经退火后消除了残余应力，组织稳定,硬度较低(HB180~220)有利于下一步进行切削加工。实输的材料为45钢,退火工艺中其加热温度选择为A以上温度,此实验选择的温度钢的热处理钢的淬火:淬火就是将钢加热到Aa(亚共析钢)或A(过共析钢)以上30~50°c，保温后放入各种不同的冷却介质中快速令却Ⅳ冷>V临),以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。碳须考虑下列三个重要因素:淬火加热温度、保温时间和令却速度。1、淬火温度的选择正确选定加热温度是保证淬火质里的重要一环o淬火时的具体加热温度主要取决于钢的含碳里，可根据Fe-Fe:c相窗图确定(如窗3-1所标)。对45#的亚共析钢,其加热温度为Aca+30~50c,此实验采用的加热温度为830°。若加热温度不足(低于780°C的Aca温度)∶则淬火组织中将出现铁素体而造宓虽度及硬度的降低﹔但过高的加热温度（如超过Am）不仅无助于强度、硬影的增加,威而会由于产生过琴的残余奥氏体而导致硬度和耐磨性的下降。2、保温时间的确定温度所需的拍时间及在淬火温度停留所需时间的总和。力加热时间与钢的成分、工件的形械尺寸、所用的加热介质、加热方法等因素有关,一般按经验公式加以估算o(经验公式:加热温度为800°C的圆钢的热处理3、冷却速度的景响冷却是淬火的关键工序,它直接景知响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界泠却速度,以保证获得马氏体组织﹔在这个前提下又应尽里缓慢冷却,以减少内应力，防止变形和开裂。为保证淬火效果，应选用适当的冷却介质〔如水、油等)。此实验的(三)钢的回火钢经经淬火后得到的马氏体组织质硬而脆,并且工件内部存在很大的内应力,如果直接进行磨肖啦工往往会出现龟裂﹔—些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化而失去精度,甚至开裂。因此淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得所需的各种不同的低温回火:回火温度150~250C:回后的组织为回火马氏体+残余奥氏体+碳化物:性能特点是硬度高·内应力减少。高温回火:回火温度500~650°C;回火后的组织为回火索氏体﹔性能特点是对碳钢来说，回火工艺的选择主要考虑回火温度和保温时间这两个因素。实验所用试样淬火钢在回火过程中发生了一系列的组织变化,这必然会引起机械性能发生相应的变化。淬火钢的回火，实质上是一个软化过程,性能变化的总趋势是，随着回火温度的升高硬钢的热处理(四)不同的回火温度对碳钢硬度的影响淬火钢在回火过程中发生了一系列的组织变化，这必然会引起机械性能发生相应的变化。淬火钢的回火，实质上是一个软化过程，性能变化的总趋势是，随着回火温度的升高，硬度、强度降低，而塑性、韧性提高。(五)碳钢含碳量对淬火后硬度的影响在正常淬火条件下，钢的含碳量越高，淬火后的硬度也越高。但含碳量大于0.8%的钢，一般低碳钢淬后，硬度在HRC40左右;中碳钢淬火后，硬度可达HRC50~62;高碳钢淬火后，便度高达HRC62~65。附注:洛氏硬度试验机的结构和操作钢的热处理四、实验指导和方法:1、本区实验加热所用都为电炉，往炉中放、取试样必须使用夹钳必须擦干，不得沾有油和水。开关炉门要迅速，炉门打开时间不宜过长。火液中应不断搅动，否则试样表面会由于冷却不均而出现软点。4、淬火时水温应保持五、数据记录第一组400oC回火）钢的热处理六、实验总结保温15分钟）后的洛氏硬度处60HRC---70HRC之间中温回火（400度保温30分钟）后的洛氏硬度处于30HRC---40HRC左右之间。高温回火（回火温度600oC保温30分钟）回火后的洛氏硬度又有所下降，处于10HRC---20HRC之间。45号钢在淬火后得到的“马氏体”，硬度明显增大，实验现象与理论相符合。淬火钢经过中温（400度保温30分钟）后得到的是“回火屈氏体”，较回火前硬度值有所下降。高温回火（温度600oC保温30分钟）后得的组织为“回火索氏体”，较之前的洛氏硬度又有所下温度的升高，硬度、强度降低，但塑性、韧性有所提高。钢的热处理参考文献[1]吕海,糜留芳，张大为。朱玉霞．