工程材料与热加工基础教学课件作者高美兰白树全主编第3章钢的热处理课件.ppt

 主编：高美兰 白树全 3.3 钢的退火和正火 淬火：将钢加热到Ac3（或Ac1）以上 30~50℃，保温一定时间，然后 以大于υk的速度快速冷却，以获 得马氏体或下贝氏体组织的热处 理工艺。 目的：提高钢的硬度和耐磨性。 是强化钢材最重要的工艺方法。 M+A′ 钢的淬火 钢的退火 钢的正火 蘸火 冷却速度快，热应力和组织转变应力大，工件易变形和开裂； 淬火（+回火）一般是最终热处理，是决定产品质量的关键工序。 3.4 钢的淬火 （1）淬火加热温度 亚共析钢： Ac3 + 30～50 ℃ （过）共析钢 ：Ac1 + 30～50 ℃ 合金钢——比相同含碳量的碳钢高 碳钢——以铁碳相图为依据 850 782 40Cr 830 780 45 T/℃ Ac3 /℃ 钢号 3.4 钢的淬火 ——淬火工艺 （2）淬火保温时间： 用经验公式τ=αKD估算 常用冷却介质：水、油、盐或碱的水溶液 　 冷却速度： 盐水 ＞ 水 ＞ 盐浴 ＞ 油 理想的冷却介质： 在保证淬后获得M的前提下，又不造成开裂，且变形最小 。 3.4 钢的淬火 ——淬火工艺 （3）淬火冷却介质 ① ② ④ ③ ①单介质淬火：碳钢→水；合金钢→油 优点：操作简单、成本低； 缺点：淬火件质量较低、热应力大 ②双介质淬火：水—油；水—空气 优点：能保证淬火件的质量要求 缺点：操作难度大、热应力大 ③分级淬火：转变产物→ M； 优点：热应力小，工件不易变形； 缺点：操作难度大 ④等温淬火：转变产物→ B下； 优点：综合性能及尺寸精度高、不需回火； 缺点：工艺复杂、成本高 3.4 钢的淬火 ——常用淬火方法 淬透性：是指钢淬火时获得淬硬层深度的能力。 通常以在规定条件下获得淬硬层深度来衡量。 淬硬（透）层越深，表明淬透性越好。 决定于υK，υK越小，A越稳定，淬透性越好。 淬硬性：是指钢在淬火后所能达到的最高硬度。 决定于马氏体的含碳量。 含碳量越高，淬硬性越好。 淬透性≠淬硬性 3.4 钢的淬火 ——钢的淬透性 淬透性值的表示： 半M区到水冷端距离 半M区硬度 如: 淬透性曲线的测定——末端淬火法（端淬试验） 3.4 钢的淬火 ——钢的淬透性 加热 淬火钢 Ac1以下保温 冷却 室温 定义： 目的： 减少或消除淬火应力，防止工件变形与开裂 稳定工件组织及尺寸； 获得所需的力学性能。 马氏体的分解 残余奥氏体的分解 碳化物的析出和变化 α相（F）的回复和再结晶 回火时的组织转变及性能变化 3.5 钢的回火 回火时的组织转变及性能变化 回火阶段 组织变化 内应力 体积 性能 回火后组织 （一） ＜200℃ （二） 200～300℃ （三） 300～400℃ （四） ＞400℃ c/a? 1 c/a＞ 1 c/a＞1 c/a＝1 ε Fe3C Ar B下或M回 马氏体分解 M H 不变或略 δ、ψ、ak 略 含C过饱和 α(针)+ ε (点) M回 马氏体分解 残余奥氏体分解 (略) σ、H (略) 脆性 M回 1 马氏体分解 碳化物聚集长大 α相（F）的 回复和再结晶 消失 H δ、ak ＞ M回 σ、H 较高 弹性 最佳 σs 最佳 针状 F +颗粒状Fe3C T回 σ、H δ、ψ、ak 综合性能 最佳 等轴 F +颗粒状Fe3C S回 ——回火的种类和应用 广泛用于汽车、拖拉机轴类零件、齿轮和高强度螺栓、连杆等 具有较好的综合力学性能 回火索氏体 25~35HRC 500~650 高温回火 用于各种弹性零件，如汽车弹簧和热作模具 具有较高的弹性和一定的韧性 回火托氏体 38~50HRC 350~500 中温回火 用于工模量具、滚动轴承及表面处理件 保持了淬火M的高硬度和高耐磨性，韧性提高，内应力和脆性有所降低 回火马氏体 58~64HRC 100~250 低温回火 用 途 特 点 回火组织及硬度 回火温度/℃ 回火工艺 ※ 调质处理 ＝ 淬火 ＋ 高温回火 3.5 钢的回火 ——回火后的性能： 影响回火后性能的关键因素：回火温度 3.5 钢的回火 回火脆性的概念 第一类回火脆性 250～350 ℃（低温、不可逆） 产生范围：所有钢 防止措施： 避免在该脆性区回火； 钢中加少量 Si；