钢的热处理课件(精品 值得参考)

第三章第一节 第二节

钢的热处理钢在加热时的转变 钢在冷却时的转变

第一节

钢在加热时的转变

热处理的定义：将固态金属采用适当的方式进行加热 、 保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。 钢的热处理不仅可以改善其组织和性能，还可以改善 其加工性能。更重要的是赋于零件的最终性能的关键工序。 不少零件加工成形后并不能直接使用，而是必须进行热处 理后才能使用。 本章主要介绍热处理的基本原理、常用热处理工艺方法 及其应用。 热处理方法很多，根据工艺类型、工艺名称和实现热处 理的加方法、将热处理工艺分为两类。 整体热处理：包括退火、正火、淬火和回火等。 表面热处理：包括表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗。

热处理的工艺要素是温度和时间。任何热处理过程都是 由加热、保温和冷却三个阶段组成的。因此，要掌握钢的热 处理原理，主要就是要掌握钢在加热和冷却时的组织转变规 律。温 度 加热 保 温 冷却

0 图3-1 热处理工艺曲线

时间

热处理的任务是通过改变钢材的组织，来改变钢材的性 能，以满足使用要求的。一般都有将钢加热到相变温度以上， 使常温组织变为高温组织--奥氏体。然后在冷却过程中使它 向要求的组织转变。因此，奥氏体在形成过程中，其成份、 晶粒大小等，将直接影响热处理的效果。为此，了解奥体的 形成过程和影响因素是很重要的。以共析钢为例，说明奥氏体的转变(形成)过程。 其转变过程可归纳为四个阶段。 1.奥氏体(A)晶核的形成 2.奥氏体(A)晶核的长大 3.残余渗碳体(Fe3C)的溶解 4.奥氏体(A)的均匀化

注意：(1)亚共析钢和过共析钢加热到AC1-AC3(或AC1ACcm)之间时将分别得到“A+F”和“A +Fe3C”组织，属 不完全奥氏体化。只有当加热到AC3或ACcm以上温度时， 才能完全奥氏体化。 (2)在实际生产中，奥氏体晶粒的大小对热处理 后的组织与性能有很大的影响。一般热处理加热时奥氏 体晶粒越均匀、细小，冷却后的组织也越均匀、细小， 其强度、塑性和韧性比较高。因此，应合理选择钢的化 学成分，并控制热处理的加热温度及保温时间。

第二节 钢在冷却时的转变冷却方式直接影响着钢的相变(决定热处理后钢的组 织和性能)。 需要热处理的零件，加热以后的冷却方式有以下两种： 1)等温冷却 把加热到奥氏体的钢先以较快的速度过冷到A1线 以下的一定温度，然后保持此温度，使奥氏体恒 温进行组织转变，当组织转变结束后再继续冷却 到室温 2)连续冷却 把加热到奥氏体的钢先以某一速度(在一定介质 中)冷却至室温，使奥氏体在A1

线以下的连续冷 却中发生组织转变

一、过冷奥氏体等温转变曲线的建立 1)过冷奥氏体(A)

在A1温度以下还没有转变成其它组织的奥氏体2)过冷奥氏体等温转变曲线(C曲线) 过冷奥氏体在A1温度以下不同温度等温转变时， 转变量与时间的关系曲线。

二、共析钢过冷奥氏体等温转变的产物 1.高温转变的产物(727 ~ 550℃ )→珠光体 2.中温转变的产物(550 ~ 230℃ )→贝氏体

3.低温转变的产物(≤ 230 ℃)→马氏体 (碳在α -Fe中的饱和固溶体)

三、过冷奥氏体连续冷却转变的曲线

注意：同一成分的钢在冷却时，由于冷却方式的不同，奥氏体被过 冷到不同的温度，将转变成不同的组织，体现出不同的性能。

第三节 钢的普通热处理教学目的和要求：1.掌握有几种热处理工艺。 2.掌握各种热处理工艺有何异同，如何操作 ，及其目的。

重点分析：各种热处理工艺操作方法及其目的。

整体热处理

退火、正火、淬火、回火 火焰加热法 感应加热法

热 处 理

表面热处理

激光加热法 化学、物理气相沉积

化学热处理保温 温 度 加热

渗碳、渗氮、多元共渗

临界点

冷却

时间

预先热处理

消除前道工序的某些缺陷，为 后续工序做准备的热处理 比如：退火、正火等

热 处 理最终热处理

获得零件所需要的使用性能的热处理比如：淬火、回火等

一 、钢的退火将工件加热到一定温度并保温，然后再缓慢冷却的一种热处理 工艺。

根据钢的成分和退火目的不同应采用不同的退火方法，常用的 退火方法有：完全退火(普通退火);球化退火(不完全退火); 去应力退火(低温退火)等。

完全退火 方法：将亚共析钢加热到AC3线以上30—50℃, 保温一定时间后缓慢冷却(随炉冷却)。

退 火

球化退火

方法：将共析钢或过共析钢加热到AC1线以上 20—30℃,保温后缓慢冷却。

去应力退火 方法：将钢加热到AC1线以下，保温后缓慢冷 却。