金属学及热处理第八章钢的热处理工艺ppt课件.ppt

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1、金属学及热处理第8章钢的热处理工艺钢的热处理工艺是指根据钢在加热和冷却过程中的组织转变规律制定的热处理具体加热、保温、冷却的工艺参数。普通热处理包括：退火、正火、淬火和回火。表面热处理有：表面淬火和化学热处理等。还有预备热处理、最终热处理、形变热处理、真空热处理。第8章钢的热处理工艺8.1钢的退火和正火加热温度高于临界温度的退火称为相变重结晶退火。包括完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火等。加热温度低于临界温度的退火包括去应力退火和再结晶退火。正火是退火的一种特殊形式。8.1钢的退火和正火完全退火是将钢加热到Ac3温度以上，保温足够时间，缓慢冷却，获得接近

2、平衡组织的热处理工艺。退火的目的是细化晶粒、均匀组织，消除应力和热加工缺陷、降低硬度、改善切削加工和冷塑性变形性能。8.1.1完全退火完全退火的加热温度一般在Ac3以上20－30℃。8.1钢的退火和正火中碳结构钢锻轧件中常有魏氏组织、晶粒粗大的过热组织，和带状组织等缺陷，经过完全退火后，组织发生重结晶，魏氏组织和带状组织消除，晶粒细化，切削加工性能得到改善。焊接工件中焊缝处组织不均匀，热影响区具有过热组织和魏氏组织，且存在很大内应力。焊后经完全退火，组织均匀，晶粒细化，魏氏组织消除，内应力下降。8.1.1完全退火8.1钢的退火和正火8.1.1完全退火退火加热温度：

3、碳钢：Ac3点以上20~30℃，如：20#钢进行完全退火时，加热温度为900-950℃。合金钢：Ac3点以上50~70℃。8.1钢的退火和正火退火保温时间取决于工件透烧所需要的时间和组织转变所需要的时间，与钢的化学成分、工件的形状和尺寸、加热设备类型、装炉量和装炉方式有关。通常可以用工件的有效厚度来计算加热时间。对于碳素钢或低合金钢构件，当装炉量不大时，在箱式炉中的保温时间（τ）可按下式计算：τ＝KD（min）（K＝1.5－2min/mm）D为工件有效厚度（mm），K为加热系数。8.1.1完全退火8.1钢的退火和正火退火后的冷却速度应该缓慢，保证在较高温度发生珠光

4、体转变，避免硬度过高。一般碳钢的冷却速度应小于200℃/h，低合金钢的冷却速度应小于100℃/h，高合金钢的冷却速度应小于50℃/h。当工件在炉内控制冷却到600℃以下后就可以出炉空冷。8.1.1完全退火8.1钢的退火和正火将奥氏体化后的钢快冷至稍低于Ac1温度，等温一定时间，使奥氏体发生等温转变，得到珠光体后，再空冷至室温，可以缩短退火时间，使退火组织更加均匀。这种退火方法称为等温退火。等温退火适用于高碳钢、合金工具钢、高合金钢等。对于大截面工件和大批量炉料，工件内部不易达到等温程度，不适合进行等温退火。8.1.1完全退火8.1钢的退火和正火不完全退火是将钢加热

5、到Ac1~Ac3（Acm）温度，保温等温一定时间后缓慢冷却，得到接近平衡组织的热处理工艺。加热保温过程中，珠光体转变为奥氏体，先共析铁素体或渗碳体的形态及分布基本不变。不完全退火的目的是降低硬度，减小应力。不完全退火温度低，能耗小，成本低，效率高。不完全退火主要应用于大批量生产的亚共析钢锻件，20#钢不完全退火加热温度为800℃。8.1.2不完全退火8.1钢的退火和正火球化退火是使钢中的碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。球化退火主要针对共析钢、过共析钢、合金工具钢。加热温度在Ac1温度以上20~30℃，保温时间不易太长，使奥氏体中保留大量未溶碳化物质点，

6、并且奥氏体中碳浓度分布不均匀。炉冷或Ac1以下20℃保温等温处理，析出粒状碳化物。8.1.3球化退火8.1钢的退火和正火球化退火的目的是降低硬度，改善切削加工性，组织均匀化，为以后淬火作准备。T10钢的球化退火工艺：加热温度是760-780℃，保温2-4小时，再炉冷到680℃，保温4-6小时，出炉空冷。球化退火前，如有网状碳化物存在，需正火消除网状碳化物，再进行球化退火。8.1.3球化退火8.1钢的退火和正火球化退火工艺有以下三种：（1）一次球化退火：Ac1以上20~30℃，缓冷至600℃后出炉空冷。（2）等温球化退火：Ac1以上20~30℃，保温2~4h，快冷至

7、Ac1以下20℃，等温3~6h，炉冷至600℃后空冷。（3）往复球化退火：略高Ac1温度保温，随炉冷至略低于Ac1温度等温，如此多次反复加热冷却，600℃出炉空冷。球化效果好。8.1.3球化退火8.1钢的退火和正火扩散退火又称均匀化退火，将钢锭加热至略低于固相线温度，长时间保温，随炉缓慢冷却。加热温度一般为Ac3和Acm以上150~300℃，固相线以下100℃；保温时间可根据钢件最大界面厚度计算：每1mm保温1.5~2.5min。一般不超过15h。随炉冷至350℃后出炉。扩散退火的目的：消除晶内偏析，使成分均匀化。8.1.4扩散退火8.1钢的退火和正火扩散退火后，

8、奥氏体晶粒