工程材料学 第05章 热处理课件.ppt

2．球化退火 （适用于共析钢和过共析钢） 定义：使某些高C钢中的片状、网状碳化物变成粒状（球化）的热处理工艺。 方法：将共析钢或过共析钢加热在A1以上30－50℃长时间保温，使Fe3C球化。然后极缓慢冷却，使A发生珠光体转变。 组织：铁素体的基体上均匀分布颗粒状的渗碳体，称为球状珠光体。 用途：1）降低过共析钢材料的硬度， 保证足够的韧性，便于进行 机械加工。 2）均匀组织，为以后淬火作好组 织准备。 共析钢球化退火组织 过共析钢球化退火组织 亚共析钢完全退火组织 3．去应力退火 方法：将钢缓慢加热到A1以下某一温度（如：200－400 C)，保温后慢冷。 目的：完全消除残余内应力。 组织：无相变发生，无组织明显变化。 用途：用于铸、锻、焊及冷变形件去除应力。 二、正火 定义：将钢加热到AC3（亚共析钢）或ACcm(过共析钢)以上30－50℃保温一段时间后，再空冷得到珠光体型组织的工艺。 注：合金钢在空气中连续冷却可能发生珠光体型、贝氏体型甚至马氏体型相变，但正火一般是指空冷时发生珠光体型转变的热处理工艺。 用途： ●亚共析钢：在低、中碳钢中代替完全退 火。（消除缺陷和内应力 ，降低硬度， 均匀组织, 便于加工）。 ●过共析钢：因空气冷却速度较快，先 析出相 Fe3C 的量较少，不能连成网 状，故起到消除网状组织的作用。 组织：●亚共析钢 ：F(少量) + S(或T) ● 共析钢： S(或T) ● 过共析钢：Fe3C (少量) + S(或T) 三、淬火 定义：将钢加热到A后，以大于Vk的速度快速冷至Ms点以下以获得马氏体组 织的热处理工艺，叫作“淬火”。 目的：提高钢的硬度和耐磨性。 注：马氏体不是热处理所要得到的最终组织，马氏体再经过适当的 回火，可以得到需要的组织和使用性能。 淬火后获得的马氏体——淬火马氏体 回火后获得的马氏体——回火马氏体 加热温度和淬火组织 ●亚共析钢： Ac3 + 30~50℃ 保温时组织：A 淬火组织： M + A’（少量） ●共析、过共析钢： Ac1 + 30~50℃ 保温时组织：A + Fe3C（粒） 淬火组织： M +A’ （少量）+ Fe3C（粒） 粒状的Fe3C可以提高淬火组织的耐磨性。 淬火温度 2、淬火冷却介质 淬火介质决定了冷却速度→淬火后的组织。 理想的淬火介质应达到的两个要求： （1）足够高的冷却速度；得到尽可能多的马氏体。 （2）防止零件变形、开裂，在绕过“鼻尖”部后，应减缓冷却速度 所以理想的冷却速度如图所示，开始冷却缓慢，在快要发生组织转变时快冷，随后再慢冷让马氏体转变慢慢的进行。 常用介质 盐水、碱水 10－15％的NaCl水溶液，这是最强的冷却介质。 清水 直接冷却，冷却能力也很强。 碱浴、硝盐浴 在120－180℃以上的温度下有好的冷却能力（适用于分级淬火）。 矿物油 冷却能力约为水的1/4－1/8，适用于大多数合金钢，可以有效防止零件的变形开裂。 3、淬火方法 原则：淬火时既要快冷获得M，又要尽可能减少变形和开裂。 ⑴单液淬火：碳钢 — 水 合金钢 — 油。 ⑵双液淬火：水淬油冷。先在水或盐水中快速冷却，绕过“鼻尖”然后装入油中，放慢冷速，继续冷却至室温，（适用于较复杂的零件）。 ⑶分级淬火：首先淬入稍高于Ms点的盐浴中，保温待表面与心部温度相接近后，再快淬。（适合于大工件）。 ⑷等温淬火：先快冷到某一温度，保温，使A→B下氏体转变，再空冷至室温获得下贝氏体。 (5)深冷处理：将冷却至室温的零件继续冷却到室温以下温度，入液氮温度（－179℃）作用：降低钢中残余奥氏体量 。 四、 回火 将淬火后的钢件加热到AC1以下某一温度，等温一段时间后，再冷却至室温而获得不同组织的热处理工艺叫“回火” 消除内应力 钢在淬火后，存在较大的内应力（热应力和相变应力），容易出现开裂。利用回火可以消除或减小内应力，达到防止变形开裂。 稳定组织和尺寸 淬火后的组织为马氏体 ＋ 残余奥氏体，它们都不是稳定组织，使用过程中会发生转变，从而带来零件的尺寸和性能的变化。利用回火让可能变化的组织发生转变，达到稳定零件的组织性能和尺寸。 调整性能 淬火后得到的马氏体的碳含量较高，材料的硬度高，脆性大，通过回火处理，达到所需要的强度、塑性和韧性的组合。 便于加工 降低