文档介绍：第五章钢的热处理
改善钢的性能,主要有两条途径:
一是合金化,这是下几章研究的内容;
二是热处理,这是本章要研究的内容。
第一节概述
1、热处理:是指将钢在固态下加热、保温和冷却,以改变钢的组织结构,获得所需要性能的一种工艺.
为简明表示热处理的基本工艺过程,通常用温度—时间坐标绘出热处理工艺曲线。
在机床制造中约60-70%的零件要经过热处理。
在汽车、拖拉机制造业中需热处理的零件达70-80%。
热处理是一种重要的加工工艺,在制造业被广泛应用.
模具、滚动轴承100%需经过热处理。
总之,重要零件都需适当热处理后才能使用。
2、热处理特点: 热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能,而不改变其形状。
铸造
轧制
3、热处理适用范围:只适用于固态下发生相变的材料,不发生固态相变的材料不能用热处理强化。
4、热处理分类
热处理原理:描述热处理时钢中组织转变的规律称热处理原理。
热处理工艺:根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数称热处理工艺。
(a)940淬火+220回火(板条M回+A‘少)(b)(c)(d)940淬火+820、780、750淬火(板条M+条状F+A’少)(e)940淬火+780淬火+220回火(板条M回+条状F+A‘少)(f)780淬火+220回火(板条M回+块状F)
20CrMnTi钢不同热处理工艺的显微组织
根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点不同,将热处理工艺分类如下:
其他热处理
普通热处理
表面热处理
热处理
退火正火淬火回火
真空热处理形变热处理激光热处理
控制气氛热处理
表面淬火—感应加热、火焰加热、
电接触加热等
化学热处理—渗碳、氮化、碳氮
共渗、渗其他元素等
5、预备热处理与最终热处理
预备热处理—为随后的加工(冷拔、冲压、切削)或进一步热处理作准备的热处理。
最终热处理—赋予工件所要求的使用性能的热处理.
预备热处理
最终热处理
W18Cr4V钢热处理工艺曲线
时间
温度/℃
钢加热时的实际转变温度分别用Ac1、Ac3、Accm表示;冷却时的实际转变温度分别用Ar1、Ar3、Arcm表示。
由于加热冷却速度直接影响转变温度,因此一般手册中的数据是以30-50℃/h 的速度加热或冷却时测得的.
6、临界温度与实际转变温度
铁碳相图中PSK、GS、ES线分别用A1、A3、Acm表示.
实际加热或冷却时存在着过冷或过热现象,因此将
第二节钢在加热时的转变
加热是热处理的第一道工序。加热分两种:一种是在A1以下加热,不发生相变;另一种是在临界点以上加热,目的是获得均匀的奥氏体组织,称奥氏体化。
钢坯加热
一、奥氏体的形成过程
奥氏体化也是形核和长大的过程,分为四步。现以共析钢为例说明:
第一步奥氏体晶核形成:首先在与Fe3C相界形核。
第二步奥氏体晶核长大:晶核通过碳原子的扩散向和Fe3C方向长大。
第三步残余Fe3C溶解: 铁素体的成分、结构更接近于奥氏体,因而先消失。残余的Fe3C随保温时间延长继续溶解直至消失。