钢的淬火和回火.ppt

1、钢的淬火和回火，淬火和淬火是指将钢加热到限制点以上，保温后以超过Vk的速度蒸发制冷，将奥氏体不锈钢转换为高碳马氏体的热处理过程。 因此，淬火的目的是为了得到高碳马氏体，提高钢的力学性能。 淬火是钢最重要的强化方法，也是最广泛的热处理工艺之一。 作为淬火温度、淬火温度的钢奥氏体化温度是淬火的主要工艺残奥表之一。 碳钢的淬火温度可用合金相图选择(如下图所示)。 对于亚共析钢，淬火温度是Ac3 3050。 碳含量在0.5%以下时，淬火后的组织为高碳马氏体，碳含量超过0.5%时，淬火后的组织为高碳马氏体和少量的残余奥氏体，亚共析钢在Ac1Ac3间加热淬火后的组织为高碳马氏体加镍锌铁氧体，由于在组织中存

2、在自由镍锌铁氧体，所以钢的强度和硬度降低，但可以改善韧性，在共析钢和过共析钢中共析钢淬火后的组织为高碳马氏体和少量残馀奥氏体不锈钢。 因为过共析钢在淬火前经过球化退火，所以淬火后的组织如下图所示，为细高碳马氏体加颗粒状的渗碳体和少量残留奥氏体。 分散分布的颗粒状渗碳体有利于提高钢的硬度和耐磨性。 如果将过共析钢加热到Accm以上，由于奥氏体晶粒粗大碳含量变高，所以淬火后的高碳马氏体晶粒也粗大，并且残余奥氏体量变多，钢的硬度、耐磨耗性降低，脆性和变形裂纹倾向增加。 关于合金钢材，许多合金元素体(Mn、p除外)具有阻碍奥氏体晶粒生长的作用，因此，淬火温度高于碳钢，通常在限制点以上50-100。 淬

3、火介质、理想淬火介质的冷却曲线只应在c曲线“鼻尖点”处迅速冷却，在Ms附近尽可能缓慢冷却，达到同时获得高碳马氏体组织和内部应力的目的，但目前尚未找到这种理想介质。 常用的淬火介质是水和油：水是经济、蒸发制冷能力强的淬火介质，缺点是在650-550范围内蒸发制冷能力不是一盏茶，而在300-200范围内蒸发制冷能力过大，因此在生产上主要用于形状简单、断面大的碳钢零配件淬火。 油在低温区的蒸发制冷能力是理想的，但在高温区的蒸发制冷能力过低，主要用于合金钢材和小尺寸碳钢零配件的淬火。 大尺寸碳钢在油淬火时，因蒸发制冷不足而发生珍珠型分解。 熔化的碱和盐也经常作为淬火介质使用，被称为盐浴和碱浴。 这种介

4、质只适用于形状复杂、变形要求苛刻的小型零配件的分级淬火和等温淬火。 淬火方法，采用适当的淬火方法可以弥补蒸发制冷介质的不足，图示一般的淬火方法。 1 )将加热工件在一个介质中连续蒸发制冷至室温的淬火方法。 水淬和油淬等也属于这种方法。 该方法操作简单，易于机械化，应用广泛。 2 )双介质淬火是指用一种蒸发制冷能力强的介质蒸发制冷工件，避免珠光体转变，然后转移到另一种蒸发制冷能力弱的介质中产生马氏体相变的方法。 常用的方法是水淬火油冷或油淬火风冷。 其优点是蒸发制冷是理想的，缺点是在第一类介质中的停留时间难以控制，需要实践经验。 该方法主要用于形状复杂的碳钢工件和大型合金钢材工件。 3 )分级淬

5、火是指，将奥氏体化的工件放入比Ms点稍高的盐浴或碱浴中保温，取出工件表、芯部温度直至接近盐浴温度后进行空冷的淬火方法。 分级淬火能够良好地消除淬火工件表心部的温差问题，有效地降低工件的变形裂纹倾向。 4 )等温淬火，将加热工件在温度高于Ms的盐浴或碱浴中蒸发制冷一盏茶时间后保温，获得下贝体组织后再进行空冷的淬火方法。 等温淬火零配件具有良好的综合力学性能，适合淬火应力小、形状复杂、要求高的小型零配件。钢的淬透性、钢淬透时得到淬透层深度的能力称为钢的淬透性，其高低用规定条件下的淬透层深度表示。 淬火层深度是指从工件表面到半高碳马氏体的深度。 淬透性与淬透性不同，淬透性是指钢淬透后能达到的最高硬度

6、，即硬化能力。 同一材料的淬火层深度与工件尺寸、蒸发制冷介质有关，工件尺寸小，蒸发制冷能力强，淬火层深，淬火性与工件尺寸、蒸发制冷介质无关，只能用于不同材料之间的比较，尺寸、蒸发制冷介质同时使用的淬火性测定、淬火性在末端淬火奥氏体化标准化试样后，对末端进行水射流蒸发制冷。 并且，如果从水冷段开始每隔一定距离测量硬度值，则得到沿试料轴向的硬度分布曲线，称为钢的淬透性曲线。 影响淬火性的主要原因是，钢的淬火性依赖于其临界冷却速度，临界冷却速度越小奥氏体越稳定，钢的淬火性越高。 临界冷却速度依赖于c曲线的位置，因为c曲线越右临界冷却速度越小，所以影响c曲线的因素都是影响淬火性的因素。 碳钢中共析钢的

7、临界冷却速度最小，因此其淬火性以碳钢最高。 除了Co以外，融入奥氏体不锈钢的合金元素体都使c曲线向右偏移，临界冷却速度减少，钢的淬火性提高。 提高奥氏体化温度、延长保温时间是使奥氏体晶粒生长、成分均匀、提高奥氏体不锈钢稳定性、钢中不溶的第二相促进蒸发制冷转变时的成核、降低奥氏体不锈钢稳定性、应用淬火、淬火性，力学性能是机修中材料选用的主要依据， 钢的淬透性直接影响其热处理，因此，在选择材料时，必须让一盏茶理解钢的淬透性。 图为淬火性不同的两种钢在同一轴上调质处理后力学性能的比较。 高淬透性钢截面整体为淬火源组织，力学性能均匀，强度高，韧性好。 低淬透性钢的心部组织在片状源体中添加镍锌铁氧体，韧

8、性差。 烧烤、烧烤是指将淬火钢加热保温在A1以下的某温度后蒸发制冷的热处理过程。 为了淬火目的，去除或减少淬火内应力，获得工件变形或裂纹防止工艺所要求的力学性能，使工件尺寸稳定。 淬火高碳马氏体和残馀奥氏体都是非平衡组织，有自发转变为平衡组织的镍锌铁氧体加渗碳体的倾向。 回流将高碳马氏体和残馀奥氏体变换为平衡或接近平衡的组织，防止使用时的变形。 淬火性高的钢中，也有可以通过空冷进行淬火的钢，如果退火软化周期过长，可以通过淬火软化降低硬度，可以缩短软化周期。 对于没有淬火的钢，淬火没有意义，但淬火钢即使没有淬火也不能直接使用。 为了防止淬火材料在放置过程中变形或破裂，钢必须在淬火后立即烧毁。 关

9、于退火的种类，根据钢的退火温度范围，退火可以分为3种。 1 .低温退火2 .中温退火3 .高温退火1 .低温退火，退火温度为150-250。 低温烘烤时发生如下变化，得到了m次组织。 低温淬火的目的是在保持淬火后的高硬度、高耐磨损性的同时，降低内部应力，提高韧性。 主要用于处理各种手工工具、模具、轴承、渗碳和表面淬火的工件。 中温烘烤，烘烤温度为350-500。 在中温煅烧时，在保持高碳马氏体形态的镍锌铁氧体沉积基质上得到细粒状渗碳体分布的组织即t次组织。 退火竞赛图组织具有较高的弹性极限和屈服极限，具有一定的韧性，硬度一般为35HRC-45HRC，主要用于各种弹簧的处理。 3 .高温烘烤，烘

10、烤温度为500-650。 在高温回火时，得到颗粒状Fe3C分布于多角的镍锌铁氧体沉积基质上的组织即s次组织。烘烤蝎子体具有良好的综合力学性能，即在保持高强度的同时，具有良好的塑性和韧性，硬度一般为25HRC-35HRC。 调质处理通常将淬火和高温回火的热处理工艺称为“调质处理”，简称为“调质”。 调质可广泛应用于各种重要结构，如连杆、轴、齿轮等处理，还可用作某种要求高的精密零配件、校正器等预备热处理。 淬火钢退火时的组织变化、高碳马氏体退火加热时的5个主要过程：室温200、碳的偏析和凝聚100250、高碳马氏体分解200300、残余奥氏体分解250400、碳化物类型变化400700、相恢复再结

11、晶、Fe3C球化粗化、 2 .高碳马氏体分解(100250 )、(1)高碳高碳马氏体分解、对于高碳双晶高碳马氏体，固溶于m中的过饱和c原子脱溶沉淀而析出碳化物，在m的100个熟悉面中与m合格。 分解方式有二相分解(不足125150 )单相分解(150以上)、单相分解、(2)低碳及中碳高碳马氏体分解、回火高碳马氏体、3 .残余奥氏体(AR )分解(200300 )、(1)两种，如高速钢W18Cr4V，在1280下淬火，AR=23%，560 (2)ARB或p相变，注：一定量的高碳马氏体的存在促进奥氏体的相变，特别是加速贝氏体相变。 烘烤时的催化剂和稳定作用，4 .碳化物的析出和类型变化，中碳高碳马

12、氏体碳化物的析出，碳化物转移方式，5 .碳化物的凝聚和成长，6 .相的恢复和再结晶，(1)恢复和再结晶，低碳玻璃高碳马氏体，孪晶高碳马氏体，(2)内部应力的2 .高碳钢烘烤后的力学性能， 3 .中碳钢退火后的力学性能、二次硬化现象、退火脆性、1 .第一类退火脆性及防止方法、第一类退火脆性影响因素、第一类退火脆性防止方法、2 .第二类退火脆性及防止方法、退火工艺的制定应变热处理奥氏体晶粒及自由碳化物相的超细化热处理高碳马氏体； 活用下贝氏体组织的强韧性化的热处理淬火钢中存在的使用塑性第二相复合组织的强韧性化热处理，1 .应变热处理，应变热处理是将零配件的热塑性成形的工序和热处理工序结合综合考虑的

13、零配件加工工艺。 关于应变热处理，高温应变热处理等温应变热处理低温应变热处理，高温应变热处理是将钢加热至Ac3以上，保温后进行塑性形变，然后以比临界冷却速度快的冷却速度冷却。 高温应变热处理后，零配件必须回火，通过该处理，达到了相当高的力学性能，特别是屈服极限和强度极限。 低温变形热处理必须将钢加热到Ac3以上，蒸发制冷到奥氏体不锈钢稳定作用温度(即低于A1，高于Ms点)，在该温度下塑性形变，然后快速蒸发制冷，保证冷速形成高碳马氏体。 等温变形热处理将钢加热至Ac3以上，蒸发制冷至奥氏体不锈钢等温分解曲线珍珠岩“鼻”的温度，并在该温度下变形。 电热变形热处理在快速电加热的情况下，奥体具有细晶粒组织，碳在奥体中的分布不均匀。 在最初形成板状珍