钢的热处理工艺

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1、第十章钢的热处理工艺本章目的：介绍钢的常用热处理工艺及其应用。本章重点：（1）各类热处理(退火、正火、淬火与回火)工艺—组织－性能－应用的规律和特点；（2）淬透性、淬硬性的概念与应用1热处理分类普通热处理：退火、正火、淬火与回火表面热处理：表面淬火化学热处理形变热处理：控制轧制2§10-1钢的退火与正火一、钢的退火钢的退火：将（组织偏离平衡状态的）钢加热到Ac1以上或以下温度，保温一定的时间，然后缓慢冷却（一般为炉冷至550℃后空冷），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。（一）退火的目的1．细化晶粒（使热加工造成的粗大不均匀组织均匀化、细化；2．使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡状态

2、组织，降低硬度，以利于切削加工。3．由于冷却速度缓慢，可消除内应力，防止淬火变形与开裂。4.为最终热处理（淬火、回火）做好组织上的准备。3分类（1）高温退火(相变重结晶退火)T加热>AC1（2）低温退火T加热

3、℃)适用钢种：适用于亚共析钢优、缺点：工艺简单但生产周期较长，生产效率低1、完全退火工艺（完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火）56晶粒细化的原因：完全退火→相变重结晶过程α→γ→ααγα40钢退火前后金相组织——晶粒细化7等温退火一般是将钢件加热到Ac3+（30~50）℃（亚共析钢）或Ac1+（30~50）℃（过共析钢）保温后，在Ar1以下某一温度等温，使奥氏体转变为珠光体型组织。等温退火的目的与完全退火相同。与普通退火相比的优点：1）由于珠光体转变在恒温下完成，易于控制，并能获得均匀的预期组织；2）对于某些奥氏体比较稳定的合金钢，由于等温处理前后可较快冷却，常可大大缩

4、短退火周期。图2给出了高速钢的等温退火与普通退火工艺。组织：P型组织8等温退火工艺图2高速钢等温退火工艺路线9定义：为使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光体的热处理工艺。目的：碳化物（Fe3CⅡ、P中的Fe3C）球状化，细化晶粒，HB↓利于切削加工。加热温度：T＝Ac1+(30～50℃)适用钢种：适用于共析及过共析碳钢或合金钢。退火前的组织状态：细片状的P退火后组织：细小均匀的球状渗碳体分布在连续的铁素体基体上。球化退火工艺过程1011将钢加热到略高于Acl的某一温度并保温较长时间，使钢中未溶碳化物（共析Fe3C与Fe3CⅡ）由片状变成球状，然后随炉缓冷或在略低于Ar1的一定温度等温，使A

5、进行共析转变时，以未溶渗碳体粒子为核心形成球状Fe3C。T8钢球化退火后的粒状珠光体12扩散退火（均匀化退火）定义：是将钢加热到略低于固相线的温度，长时间保温（10~20h），以消除成分偏析的热处理工艺。加热温度；略低于固相线温度。亚共析钢：T＝Ac3+(150℃～300℃)过共析钢：T＝Accm+(150℃～300℃)目的：为了消除晶内偏析，使成分均匀化实质：使合金元素的原子充分扩散。适用于：合金钢铸件和铸锭。后续处理：保温10～20小时退火后晶粒较粗大，一般还须进行完全退火或正火处理。1314去应力退火又称低温退火，是将钢加热至低于Ac1的某一温度（一般是500~650℃），保温后

6、随炉缓冷至低于300~200℃出炉空冷的热处理工艺。目的：不发生相变，常用于消除铸、锻、焊及机加工后工件的残余应力，以稳定尺寸，减少变形。再结晶退火，用于消除冷变形加工产生的加工硬化现象。其工艺过程是将这类工件加热到再结晶温度以上150~250℃，保温后缓慢冷却，其目的是消除残余应力、改善组织、降低硬度和提高塑性。1516二.钢的正火正火：正火是将钢加热到Ac3（对于亚共析钢）或Accm（对于过共析钢）点以上30~50℃，保温一定时间，完全奥氏体化后在自由流动的空气中冷却从而得到珠光体类组织的的热处理工艺。加热温度亚共析钢：T＝Ac3+（30℃～50℃）过共析钢：T＝Accm+（30℃

7、～50℃）17正火的主要应用（一）（1）作为预先热处理。可消除中碳结构钢铸、锻、焊等热加工产生的组织缺陷（如晶粒粗大、魏氏组织、带状组织等），细化晶粒，均匀化组织，消除内应力，为后序热处理作组织准备。对过共析钢正火可消除或抑制网状二次渗碳体的形成，为球化退火作组织准备。如：T12钢退火组织中的Fe3CⅡ网（连续网），球化退火前必须先进行正火以消除Fe3CⅡ网，得到片层状P然后再进行球化退火。18正火的主要应用（二）（2）改善切削加工性。一般来说