机械工程材料 课件 第4章 钢热处理改性

《工程材料》第4章钢的热处理改性

§1钢的热处理概述一、定义把钢在固态下加热到一定温度，使相变，从而改变组织、性能的工艺

二、作用提高机械性能

45钢：调质Rm由600提高到850，表面淬火＋低温回火HBW由230提高到500（50HRC）提高加工性能

T12钢：加工前，退火降低硬度；加工后淬火提高硬度；铸件、锻件、焊件退火消除应力防止变形三、应用机床：60～70%，汽拖：70～90%，工模具：100%四、方法加热

保温

冷却加热温度：由相图确定炉子：电炉、燃料炉、盐浴炉冷却炉冷、空冷、水冷AFPSEG五、分类普通热处理表面热处理退火（炉冷）正火（空冷）淬火（水或油冷）＋回火表面淬火渗碳渗氮（化学热处理）§2钢加热时的组织转变一、转变温度AC3AC1ACcmAFPSEGA1A3AcmPS—A1GS—A3ES—AcmAC1AC3ACcm二、转变过程PA奥氏体化P?若温度高、保温时间长，A晶粒长大，性能下降§3钢冷却时的转变APB下M指纹状竹叶状片状板条状塑韧性好强韧性好硬脆韧性＞５５０℃稍>２３０℃＜２３０℃一、转变产物B下PM板M片二、等温转变“C”曲线三、钢连续冷却转变在等温“C”曲线上画冷速线判断1、退火12345P2、正火P细3、水淬M4、油淬P细＋M

5、盐浴淬B下不同的钢“C”的左右位置不同PB下M温度时间0MS§4钢的退火与正火一、目的软化、细化、均匀化二、作用切削加工性机械性能四、钢淬火得M的临界冷速V临“C”曲线的切线“C”越靠右的钢，V临越小，易得MV临PB下M温度时间0MS完全退火球化退火去应力退火正火钢种加热温度冷却方式组织应用亚共析钢过共析钢各种钢各种钢AC3AC1ACcmAFPSEGAC3+△炉冷F+P受力较小铸焊件AC1+△炉冷F+Fe3C球高硬件预软化＜AC1炉冷不变受力小、复杂件AC3+△ACcm+△空冷F+P细P+Fe3C受力较大铸、焊件高硬件球退之前高硬度件——刀具.模具.量具.轴承受力小件——电机.风机等的壳体受力较小件——减速器外壳受力较大件——气缸体.缸盖.压缩机壳三、方法§5钢的淬火与回火一、淬火1、目的高强、高硬、高耐磨2、作用机械性能3、方法AC3AC1ACcmAFPSEG钢种加热温度冷却方式组织应用AC3+△AC1+△水冷M+A’M+A’＋Fe3C粒高强件高硬件淬火工艺过程亚共析钢过共析钢4、淬火方法分类a.单液淬火水淬（油淬）常用b.双液淬火水淬+油淬复杂件、大件c.分级淬火MS附近短时等温复杂小件d.等温淬火盐浴淬复杂精密件PB下M温度时间0MSabcd5、淬透性与淬硬性淬透性M层的深度MPV＞V临V冷淬硬性M的硬度“C”越靠右的钢，淬透性越好含碳量越高的钢，淬硬性越好选材：高强件（连杆）选淬透性好的钢表硬心韧件（模具）选淬透性小的钢选热处理：大尺寸选正火比淬火好。制订加工工序：淬透性小的钢，精加工前再淬火。淬透尺寸二、回火M→？MM回T回S回F过＋Fe3C

很少150～250℃350～500℃500～650℃F较过＋Fe3C

较少F＋Fe3C粒高硬高弹高综合性M回T回S回M即

F过1、目的球化、韧化、稳定化

2、作用3、方法降低M脆性低温回火中温回火高温回火150～250℃350～500℃500～650℃M回T回S回高硬高弹

高综合性工具、轴承淬火+高回

调质处理弹簧、轴套连杆、轴§6钢的表面热处理一、表面淬火1、目的提高表面硬度2、方法加热（快速）——冷却（快速）

感应加热交变I——交变B——表面感应I——表面加热

频率提高、加热速度快、表面层薄

火焰加热激光加热适合简单件（轴、轮），大批件

适合简单件（轧辊.导轨）小批量件适合精密件、沟槽件(汽缸套、汽缸)动画3、后续热处理低回4、预先热处理

正火、调质5、应用耐磨性要求较高的轴、轮工具件二、渗碳对低碳钢（C<0.25%）

渗碳表面达高碳（1%）

1、目的表硬心韧（中碳钢）（高碳钢）3、组织P+Fe3CⅡ——P——P+F4、后续热处理淬火＋低回

M回＋

Fe3C粒——M回——M回（低碳）5、应用受冲击大的轴、轮（低碳钢）2、方法加热保温冷却900～950℃2～10小时0.5～2.5mm

炉冷渗碳炉§7热处理缺