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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,第 三 章,熱處理與表面工程技術(shù),(熱處理,工 藝 部 分,）,教學(xué)要求,：,本節(jié)是課程的重點(diǎn)，要求熟練掌握：,1.各種熱處理工藝方法的目的，工藝特點(diǎn)，組織和性能特點(diǎn)及其應(yīng)用。,2.能根據(jù)零件材料和性能要求選擇合適的熱處理方法。,Review,金屬熱處理,是通過,加熱,、,保溫,、,冷卻,，,以改善材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能的工藝方法,。,根據(jù)工藝方法,熱處理可分為三大類：,普通熱處理,：退火、正火、淬火、回火,表面熱處理,：表面淬火和表面化學(xué)熱處理,其它熱處理,：形變熱處理，超細(xì)化熱處理,真空熱處理等,3.3,退

2、火與正火,1、定義,退火,（Annealing）,將鋼加熱到預(yù)定溫度，保溫后,緩慢冷卻,（爐冷）,，獲得接近平衡組織的熱處理工藝。,正火,（Normalizing）,將鋼加熱到奧氏體狀態(tài),保溫后在,空,氣中,冷,卻,的工藝。,1.退火與正火,（1）目的,例、齒輪加工工藝路線,毛坯鍛造,正火（退火）,機(jī)加工熱處理精加工-,1）,消除應(yīng)力,以減少鑄鍛焊和其它加工零件變形,開裂傾向；,2）,細(xì)化晶粒,，消除組織缺陷為后續(xù)熱處理作準(zhǔn)備。,3）,調(diào)整硬度，改善切削性能,（退火可降低硬度，正火可適當(dāng)提高硬度）；,正火還可以消除網(wǎng)狀滲碳體，利于后續(xù)球化退火。,2、工藝,1,3.3 鋼的退火與正火,1）完全退

3、火,特點(diǎn)：,完全A化,缺點(diǎn),：周期很長，成本高。,2）等溫退火,特點(diǎn),：完全A化,周期短，成本低,3）球化退火,適用,：高碳鋼,目的,：降低硬度，改善切削性能。,加熱溫度,：Ac1+3050,平衡組織,球化組織,含1.4%C鋼的組織,3、選擇,1）,考慮切削性能,（,刀具最佳切削硬度180220 HBS),表不同含碳量的鋼在正火和退火后的硬度(HBS),含碳量（）,0.25,0.250.65,0.650.8,工具鋼,退火硬度,150,150180,180220,187217,正火硬度,156,156228,228280,230340,中低碳鋼采用正火，,高碳鋼和工具鋼采用退火有利于切削,。,2

4、）,考慮使用性能,正火比退火硬，正火優(yōu)先。,3）,考慮經(jīng)濟(jì)性,正火生產(chǎn)周期短，成本較低,真空退火爐,3.4,鋼,鋼,的,的,淬,淬,火,火,淬,火,火,：,：,Quenching,激,激,冷,冷,Hardening,硬,硬,化,化,把,鋼,鋼加,熱,熱,保,保,溫,溫,快,快,冷,冷使,零,零,件,件,硬,化,化,的,熱,熱,處,處,理,理,工,工,藝,藝,。,淬,火,火,后,后,獲,獲,得,得,馬,氏,氏,體,體,或,或,貝,貝,氏,氏,體,體,組,組,織,織,。,3.4.1-1,淬,淬,火,火,加,加,熱,熱,溫,溫,度,度,的,的,選,選,擇,擇,碳,鋼,鋼,的,的,淬,淬,火,火,加,

5、加,熱,熱,溫,溫,度,度,范,范,圍,圍,1,、,、,亞,亞,共,共,析,析,鋼,鋼,AC,3,(30,50,),2,、,、,過,過,共,共,析,析,鋼,鋼,Ac,1,(30,50,),為,什,什,么,么,亞,亞,共,共,析,析,鋼,鋼,要,要,進(jìn),進(jìn),行,行,完,完,全,全,淬,淬,火,火,完,全,全,淬,淬,火,火,得,得,到,到,完,完,全,全,馬,馬,氏,氏,體,體,。,。,不,完,完,全,全,淬,淬,火,火,馬,氏,氏,體,體,組,組,織,織,中,中,有,有,鐵,鐵,素,素,體,體,出,出,現(xiàn),現(xiàn),。,。,為,什,什,么,么,過,過,共,共,析,析,鋼,鋼,只,只,能,能,進(jìn),進(jìn),

6、行,行,不,不,完,完,全,全,淬,淬,火,火,完,全,全,淬,淬,火,火,：,馬,馬,氏,氏,體,體,含,含,碳,碳,量,量,過,過,高,高,，,，,易,易,開,開,裂,裂,和,和,形,形,成,成,大,大,量,量,殘,殘,余,余,奧,奧,氏,氏,體,體,；,；,不,完,完,全,全,淬,淬,火,火,：,有,有,細(xì),細(xì),小,小,彌,彌,散,散,滲,滲,碳,碳,體,體,殘,殘,余,余,，,，,奧,奧,氏,氏,體,體,含,含,碳,碳,量,量,低,低,，,，,因,因,而,而,淬,淬,火,火,時(shí),時(shí),不,不,易,易,開,開,裂,裂,，,，,且,且,殘,殘,余,余,滲,滲,碳,碳,體,體,量,量,少,少,

7、。,。,為,什,什,么,么,過,過,共,共,析,析,鋼,鋼,只,只,能,能,進(jìn),進(jìn),行,行,不,不,完,完,全,全,淬,淬,火,火,1,T12鋼正常淬火組織,T12鋼過熱淬火組織,3.4.1-2,淬,火,火,冷,冷,卻,卻,介,介,質(zhì),質(zhì),的,的,選,選,擇,擇,選,用,用,原,原,則,則,：,：,為,為,減,少,少,淬,淬,火,火,應(yīng),應(yīng),力,力,，,，,能,能,獲,獲,得,得M,或,或B,盡,盡,可,可,能,能,慢,慢,冷,冷,。,水適,用,用,于,于,碳,碳,鋼,鋼,，,，,變,變,形,形,開,開,裂,裂,傾,傾,向,向,大,大,。,。,鹽,水,水10,的,的NaCl,水,水,溶,溶,液

8、,液,，,，,適,適,用,用,于,于,低,低,碳,碳,鋼,鋼,，,，,油常,用,用10,號(hào),號(hào),機(jī),機(jī),油,油,，,，,適,適,用,用,于,于,合,合,金,金,鋼,鋼,，,，,不,不,能,能,用,用,于,于,碳,碳,鋼,鋼,冷,冷,卻,卻,。,。,理,想,想,的,的,淬,淬,火,火,冷,冷,卻,卻,曲,曲,線,線,圖,圖,3.4.2,常,常,用,用,淬,淬,火,火,方,方,法,法,1.,單,單,液,液,淬,淬,火,火,優(yōu),點(diǎn),點(diǎn),：,：,工,工,藝,藝,簡(jiǎn),簡(jiǎn),單,單,，,，,操,操,作,作,方,方,便,便,。,。,缺,點(diǎn),點(diǎn),：,：,淬,淬,火,火,應(yīng),應(yīng),力,力,大,大,，,，,工,工,件

9、,件,易,易,變,變,形,形,。,。,適,用,用,：,：,形,形,狀,狀,簡(jiǎn),簡(jiǎn),單,單,的,的,中,中,、,、,低,低,碳,碳,鋼,鋼,工,工,件,件,。,。,3.4.2,常,常,用,用,淬,淬,火,火,方,方,法,法,-雙,液,液淬火,優(yōu)點(diǎn)：,大,大大減,小,小工件,的,的淬火,應(yīng),應(yīng)力和,變,變形開,裂,裂傾向,。,。,缺點(diǎn)：,操,操作難,度,度較高,。,。,適用：,小,小批量,3.4.2,常,常用淬,火,火方法,分級(jí)淬,火,火,優(yōu)點(diǎn)：操作,簡(jiǎn),簡(jiǎn)單。,可,可有效,防,防止應(yīng),力,力和開,裂,裂。,缺點(diǎn)：需要,鹽,鹽浴爐,適用：小工,件,件大批,量,量。,3.4.2,常,常用淬,火,火方

10、法,等溫淬,火,火,目的：得到B下,優(yōu)缺點(diǎn)：同分,級(jí),級(jí)淬火,，,，也需,要,要鹽浴,爐,爐。,適用：需要,高,高強(qiáng)韌,性,性的小,工,工件。,3.4.2,常,常用淬,火,火方法,單液淬,火,火,操作方,便,便，變,形,形大,雙液淬,火,火,水淬,油,油冷或,油,油淬,空,空冷,分級(jí)淬,火,火,加熱零,件,件先在Ms點(diǎn),附,附近介,質(zhì),質(zhì),中冷卻,再取,出,出空冷,，,，,等溫淬,火,火在貝氏,體,體轉(zhuǎn)變,區(qū),區(qū)的介,質(zhì),質(zhì)中,冷卻，,得,得到貝氏體組織常用淬,火,火方法,示,示意圖,3.4.3,鋼的淬,透,透性,1,定義,淬透性,（Hardenability）,直譯：,鋼,鋼可淬,火,火硬化

11、,的,的能力,鋼淬火,時(shí),時(shí)獲得,馬,馬氏體,的,的難易,程,程度,。,它主要,取,取決于,鋼,鋼中合,金,金元素,，,，,合金元,素,素的種,類,類和含,量,量越高,，,，鋼的,淬,淬透性,越,越高。,鋼的淬,透,透性對(duì),零,零件淬,硬,硬層深,度,度的影,響,響,a)b),圖3.28 淬火時(shí)零件截面上的冷速變化及結(jié)果,a）未淬透 b）淬透,2、測(cè),定,定-末端,淬,淬火法,（,（GB22588）,圖 3.29.末端,淬,淬示意,圖,圖,鋼的淬,透,透性值,以,以 J,表,表示,，,，J,表,表示末,端,端淬火,法,法，d,（,（mm,）,）為至,水,水冷端,距,距離，HRC,為,為相應(yīng),距

12、,距離的,硬,硬度值,。,。如：J,，,，,J,，,，J,（c）淬透性曲線,3、意,義,義,淬透性不同的鋼調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能的比較,淬透性,的,的意義,淬透性,好,好的鋼,材,材經(jīng)調(diào)質(zhì)處,理,理后，整,個(gè),個(gè)截面,都,都是回,火,火S，,力,力學(xué)性,能,能均勻,，,，強(qiáng)韌,性,性高；,而淬透,性,性差的,鋼,鋼表層,為,為回火S，心,部,部為片,狀,狀S+F，心,部,部強(qiáng)韌,性,性差。,4、應(yīng),用,用,1）選,擇,擇材料,2）選,擇,擇淬火,冷,冷卻介,質(zhì),質(zhì),40Cr鋼的,淬,淬透性,曲,曲線帶,3.5.淬,火,火鋼的,回,回火,回火(Tempering,韌,韌化),：,：,淬火鋼,在,在A,1

13、,溫度以,下,下 加,熱,熱、保,溫,溫、冷,卻,卻的工,藝,藝。,（1）,回,回火的,目,目的,1）,消除應(yīng),力,力,，降低,脆,脆性，,減,減少變,形,形和開,裂,裂；,2）,穩(wěn)定組,織,織,，使A,R,（RetainedAustenite）,分解轉(zhuǎn),變,變；,3）,調(diào)整和,改,改善性,能,能,，通過,不,不同回,火,火工藝,提,提高鋼,的,的強(qiáng)韌,性,性。,（2）,回,回火的,組,組織與,性,性能變,化,化,1）,組,組織變,化,化,100,300200300,馬氏體,的,的分解,M,碳化,物,物,（,回火馬,氏,氏體,）,殘余奧,氏,氏體的,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)變,A,R,B,或,或M,滲碳體,聚,

14、聚集長,大,大、,鐵素體,回,回復(fù)和,再,再結(jié)晶,500,組織：,塊,塊狀F,粒,粒狀Fe,3,C,（,回火索,氏,氏體,500）,碳化物,的,的形成,碳化物,Fe,3,C,針狀F,組織,：,針狀F+,細(xì),細(xì)粒狀Fe,3,C(,回火托,氏,氏體,（350500,）,）,),400,以上,300-400,2）,性,性能變,化,化,圖.40鋼,在,在不同,回,回火溫,度,度的性,能,能變化,隨著回,火,火溫度,升高,淬火,鋼,鋼的強(qiáng),度,度,硬,度,度,下降,塑性,升高,韌性呈,升,升高趨,勢(shì),勢(shì),但中間,出,出現(xiàn)兩,次,次下降,（,（回火,脆,脆性）,。,回火脆,性,性,第一類,回,回火脆,性,

15、性,發(fā)生在300,左右,，,，是,一種不,可,可避免,的,的脆性,，,，,亦稱不,可,可逆回,火,火脆性,。,。,第二類,回,回火脆,性,性,發(fā)生在570,左右,，,，但,回火以,后,后較快,冷,冷卻可,以,以,避免。,圖 淬,火,火鋼的,韌,韌性與,回,回火溫,度,度的關(guān),系,系,回火,名稱,回火溫度,回火后,組 織,性能特點(diǎn)及主要應(yīng)用,低溫,回火,150250,回 火,馬氏體,高硬度，高耐磨性,。,適用于工具、齒輪，滾動(dòng)軸承等,中溫,回火,350500,回 火,托氏體,高彈性極限，屈服極限和抗疲勞性能,適用于彈性元件，部分模具,高溫,回火,500650,回 火,索氏體,高的綜合力學(xué)性能.,

16、適用于軸類，桿類零件，以及齒輪的表面淬火前處理,。,3）回,火,火工藝,淬火+,高,高溫回,火,火稱為調(diào)質(zhì)處理,。,9,、靜夜四無,鄰,鄰，荒居舊,業(yè),業(yè)貧。12月-2212月-22,Thursday,December 29,2022,10,、,雨,雨,中,中,黃,黃,葉,葉,樹,樹,，,，,燈,燈,下,下,白,白,頭,頭,人,人,。,。,。,。13:06:2213:06:2213:06,12/29/20221:06:22PM,11,、以,我,我獨(dú),沈,沈久,，,，愧,君,君相,見,見頻,。,。12,月,月-2213:06:2213:06,Dec-2229-Dec-22,12,、故人江海,別,別，幾度隔,山,山川。13:06:2213:06:2213:06,Thursday,December 29,2022,13,、,乍,乍,見,見,翻,翻,疑,疑,夢(mèng),夢(mèng),，,，,相,相,悲,悲,各,各,問,問,年,年,。,。,。,。12,月,月-2212,月,月-2213:06:2213:06:22,December29,2022,14,、他鄉(xiāng),生,生白發(fā),，,，舊國,見,見青山,。,。29,十,十