热处理工艺课件

1、第三章钢铁热处理工艺、美国热处理技术发展路线图、美国能源部(DOE)、金属学会热处理学会(ASM2HTS)和热处理协会(HTI)从1997年开始准备了7年，2004年正式发表的美国热处理技术发展路线图2020年要达到的目标：能源节省80%，工序周期缩短50%，生产成本降低75%，热处理炉使用寿命提高10倍，热处理炉价格降低50%，热处理零件零失真，零质量分散度，企业利润率超过25%，与用户的固定合作关系裴珉姬10年以上我国热处理现状，我国热处理产业随着机械制造业的发展而发展。1949年以前，由于连年战乱，除了少数军工企业外，基本上没有机械制造业，当然也没有热处理产业。1949年以来，随着产业建

2、设的发展，由前苏联支持的大型机械制造工厂出现了现代热处理工厂，这就是典型的张俊雄faw和洛阳拖拉机工厂的热处理工厂。改革开放以来，随着机械制造业的繁荣，热处理产业也迅速发展，大型工厂的热处理工厂也进行了新改造，小型热处理专业工厂也像雨后春笋一样开业，设备先进、资金丰富、管理严格的外资专业热处理工厂也出现了，我国热处理水平大大提高。但是，我国热处理行业仍然存在很多问题，严重制约了我国机械制造产品的质量提高。1)重量、轻质量的错误思想至今还存在，结果热处理至今没有得到应有的重视；2)钢铁市场混乱，质量不好，很不稳定，热处理质量难以控制。3)为提高竞争力而降低成本，牺牲质量的恶性竞争，导致质量下降；

3、4)许多小型热处理专业工厂的设备非常落后，导致热处理质量下降、污物排放、高能耗；5)由于重材料、轻热处理，全国100多个金属材料热处理专业中大多数以材料为主，热处理专业毕业生数量大幅减少；6)由于中金融、中管理、轻生产，生产一线的技术人员大量流失。据初步了解，一流大学热处理专业毕业生大部分去了国外，二流大学热处理专业毕业生只有20%从事热处理技术工作，其他一切，结果热处理技术人才不足；7)热处理技术不足开发，工厂开发新技术认识不足，大学和研究机构大部分转向新材料研究，热处理新技术开发资金无法实施，热处理新技术研究主题难以得到国家资金支持。我国亟待解决的热处理技术问题，1)节能问题。在美国的发展

4、计划中，建议：“减少80%的能源消耗”，这真是一个惊人的指标。很难想象现在美国的热处理能耗以400千瓦时/t减少了80%，减少到80千瓦时/t。目前我国的热处理能耗是美国的1倍，800 kWh/t。2)热处理实现零失真和最低质量分布。3)加热炉使用寿命提高9倍，加热炉价格降低50%。延长加热炉的寿命必须保证加热炉的各种性能指标和经济指标。在我国受欢迎的“小车不只是推”确实不同。现在我们的问题是如何强制报废能耗大、效率低、温度不均的旧设备。4)生产实现零污染。这是个大问题，因为我们负债太多。过去30年的快速发展没有引起环境污染的足够重视，这种做法不能再继续下去了。我们必须查明热处理造成的任何污染

5、，并努力解决它。5)开发和应用新技术。美国热处理学会为了实现开发计划，推出了需要解决的70多个项目的目录。，3-1钢的退火和标准化，退火是将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后以较慢的速度冷却(炉冷却)，以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺。第一，完全退火工艺：将钢加热到Ac3以上20 30，绝热一段时间，然后慢慢冷却(与高炉一起冷却，或埋在石灰和沙子里冷却)，得到接近平衡组织(完全奥氏体化)的热处理工艺。目的：通过完全再结晶，均匀化和细化热加工引起的粗不均匀组织，提高性能。使中碳以上的碳钢和合金钢成为接近平衡状态的组织，降低硬度，提高切削性能。由于冷却速度慢，内部应力也可以消除。完全退火通常

6、用于准共晶钢。其次，球化退火工艺：目的：在二次渗碳体和珍珠岩中使渗碳体球形化(退火前正火粉碎网状渗碳体)，以减少硬度，提高切削性能。为以后淬火准备组织。应用：共晶钢、共析钢和合金工具钢。组织：球形珍珠岩。第三，扩散退火工艺：一般为Ac3或Accm以上150300，长时间绝缘(10h以上)，与高炉一起慢慢冷却。目的：减少铸锭、铸件或锻件的化学成分和组织不均匀性。4，应力消除退火工艺：一般作业与高炉一起慢慢加热到500650，加热一段时间后，炉子慢慢冷却到300200以下。目的：消除变形和铸造、焊接过程中产生的残余内应力，提高工件的尺寸稳定性，防止变形和开裂。第五，再结晶退火工艺：钢的再结晶退火温

7、度为650700。保温一段时间后，炉子慢慢冷却了。目的：去除加工硬化，提高塑性，提高加工和成型性能。6，钢正火，正火加热温度Ac3或Accm以上3050，绝热后冷却在空气中。以太冷却速度比退火快，珠穆朗玛峰的面片间距小，因此退火后强度和硬度更高。正火的应用：低碳钢和一些低碳低合金钢，用正火调整硬度，提高切削性能。共析钢的正火是为了去除网状碳化物。在一些阻力小、性能要求不高的情况下，碳钢及碳合金钢根据正火后的机械性能，可能适合最终热处理。45钢标准化和退火性能比较，(薄但容易过热) (硬度低不好)，典型零件钢的化学成分和临界温度，3-2钢淬火，将钢加热到Ac1或Ac3以上，经过一定时间保温后，马

8、氏体组织的热处理工艺淬火。第一，淬火加热温度选择的原则是，获得精细均匀的奥氏体晶粒，以便冷却后得到小马氏体组织。亚共晶钢：Ac3或更高3050；共晶钢：Ac1或更高3050。例如，45钢具有不同的780、860、1000加热、水冷后的编织和特性。保温时间：=KD(min)加热系数，k炉修正系数，d有效厚度(形状)，淬火加热缺陷(1)过热：工件在淬火加热时温度过高或过长，产生奥氏体晶粒粗缺陷。强度和韧性低，容易破碎，容易发生急冷裂纹。退火或正火可以去除。(魏氏组织)(2)过热：工件在急冷加热时温度太高，氧化奥氏体晶界或局部熔化的现象。只能不可救药地处置。(3)氧化：2 FeO 2=2 FeO F

9、e CO2=FeO co Fe H2O=减小FeO H2工件大小，降低表面粗糙度，影响淬火冷却速度；温度越高，氧化越严重。(4)脱碳：c O2=CO2 c CO2=2co c H2O=co H2 c 2 H2=CH4表面硬度降低、耐磨性、疲劳强度。温度越高，时间越长，脱碳越严重。预防：盐浴加热、保护气氛加热、真空加热、包装加热、第二，淬火冷却介质中常用的淬火冷却介质是水和油。水主要用于形状简单、截面大的碳钢零件的淬火。油通常用作合金钢的淬火和冷却介质。盐浴在淬火零件时为了减少变形，主要用作淬火介质，主要用于分级淬火和等温淬火。淬火应力(热应力和组织应力)热应力1)原因：内部和外部温差，淬火热应

10、力，圆柱样品Ac1以下电位计，热电偶，2)应力结果3360表面压力应力，心脏拉伸应力，淬火应力(热应力) 3)热应力元素： (1)冷却速度：V (2)淬火温度：T (3)截面尺寸：D (4)线膨胀系数：1)原因3360冷却过程中组织变形的异质性2)应力结果：表面组织应力，(1)碳含量： Wc高-基于组织应力的Wc低-热应力基础(2)合金元素：W热应力/组织应力(3)截面大小：d基于大-热应力的d-内部应力大小的主要影响因素，3，淬火典型的淬火方法有单、双、分级和等温淬火。3-3钢淬火炉，淬火炉，淬火炉是钢的主要热处理特性。是热处理工艺材料选择和发展的重要基础之一。第一，淬透性的概念，m量和硬度

11、随深度的变化，淬透性是钢在淬火时获得淬火层深度的能力。其大小以固定条件下的硬化层深度表示。硬化层深度是从工件表面到半马氏体区域(50%M 50%P)的深度。淬火是钢淬火后能达到的最高硬度，即硬化能力。第二，淬透性和硬化层深度，同一材料的硬化层深度与工件大小、冷却介质有关。工件大小，强烈的介质冷却能力，硬化层深度。淬透性与工件大小、冷却介质无关。这仅用于徐璐其他材料之间的比较，由大小、冷却介质相同时的硬化层深度确定。第三，影响淬火的因素，钢的淬火性取决于临界冷却速度Vk，Vk越小，淬火性越高。Vk取决于c曲线的位置，c曲线越接近右侧，Vk越小。因此，影响c曲线的所有因素都是影响淬火的因素。也就是

12、说，除Co外，所有溶于奥氏体的合金元素都提高了钢的淬透性。奥氏体化温度高，绝热时间长，钢的淬透性也提高。4、淬透性测定及其表达方法，1、淬透性测定一般为端淬火法，标记，j为端淬性，d为从半马氏体区域到水冷端的距离，HRC为半马氏体区域的硬度。2，淬透性表达方法用淬透性曲线表示，可用工作台，临界淬火直径为临界淬火直径，圆形钢棒在介质中冷却，中心以半马氏体最大直径D0淬火。D0与介质相关，例如45钢D0水=16mm、D0油=8mm。仅当冷却条件相同时(例如45钢D0油=8mm，40Cr D0油=20mm)，才能进行其他材料淬透性比较。5，应用淬透性，1，使用淬透性曲线和圆杆冷却速度与端淬距离的关系

13、曲线，预测零件淬火后的硬度分布。下图预测了50mm直径40MnB钢轴淬火后截面的硬度分布。2、使用淬透性曲线进行材料选择。需要淬火厚60mm汽车转向节时，表面硬度超过HRC50，四分之一半径为HRC45。可以通过单击图片箭头中显示的程序来执行材料选择分析。3、使用淬透性控制硬化层深度。要运输截面均匀的重要部件，都要淬火。螺栓、连杆、模具等。通常情况下，不需要在淬火层深度为半径的1/21/3的可承受折弯和扭转的零件(例如轴、齿轮等)中淬火。淬火层深度与工件尺寸有关，设计时要注意尺寸效果。不同冷却条件下的变形产物，(等温退火)，P，退火，(炉膛冷却)，正火，(空冷)，s，(油冷却)，T M A，(

14、等温淬火，b下，)，3-4钢回火，定义：淬火钢在Ac1以下的温度，绝缘特定时间后室温冷却的热处理工艺称为回火。目的：回火淬火钢零件，减少或消除淬火应力，稳定组织，使钢的强度、硬度和塑性、韧性符合徐璐其他工件的性能要求。1 .低温回火温度：150250。目的：降低应力和脆性，使钢具有高硬度、强度和耐磨性。组织：回火马氏体组织。2 .中温回火温度：350500。目的：弹性极限、强度和硬度、可塑性和韧性高。组织：回火的屈体组织。应用：各种柔性零部件。应用：低温回火通常用于加工需要高硬度和耐磨性的工件，如工具、仪表、滚动轴承、渗碳零件等。高温回火温度：500650。性能：高温回火使工件的强度、塑性、韧

15、性相适应。即，高合成力学性能组织回火索具。应用：适用于用中碳结构钢制作的曲轴、连杆、连杆螺栓、汽车拖拉机半轴、机床主轴和齿轮等重要机械零件。淬火高温回火称为调质处理。4，回火工艺，淬火高温回火=淬火和回火工艺，淬火高温回火=淬火工艺，热处理工艺，课堂讨论问题1。以45钢(Wc=0.45%)制造机械主轴，要求良好的综合机械特性，开发准备热处理和最终热处理工艺流程(包括工艺名称和特定工艺参数)，准备热处理和最终热处理后获得的组织(Ac1=730，Ac3=800)碳量为1.2%的碳钢的原始组织是片状珠光体和网状渗碳体，要获得回火马氏体和粒状碳化物组织，请开发必要的热处理工艺，以显示工艺名称、加热温度、冷却方法和热处理各个阶段获得的组织。(Ac1=730，Accm=830)，测试问题：什么是钢的调质处理？主要用于处理什么种类的工件？如果以45钢(Wc=0.45%)制造机械主轴，并需要良好的综合机械特性，则开发准备热处理和最终热处理工艺流程(包括工艺名称和特定工艺参数)，并分别说明热处理和最终热处理后获得的组织。(Ac1=730，Ac3=800)用65钢(Wc=0.65%)制造螺旋弹簧(Ac1730，Accm810)，开发初步热处理和最终热处理工艺，并说明每个阶段的组织变化。T10A(Wc=1.0%，Ac1=730，Ac3=