第十章1钢的热处理工艺(退火与正火)-2

1第十章钢的热处理工艺§10-1钢的退火与正火§10-2钢的淬火与回火§10-3其它类型的热处理温度时间加热保温冷却12第十章钢的热处理工艺定义：通过加热、保温和冷却的方法改变钢的组织结构以获得工件所要求性能的一种热加工技术。分类：普通热处理加热、冷却方式及获得组织和性能的不同退火正火回火淬火形变热处理高温形变热处理低温形变热处理表面热处理化学热处理表面淬火2成分3第十章钢的热处理工艺昀终热处理预备热处理热处理在零件整个生产工艺过程中的位置和作用的不同分类：半轴的制造工艺路线举例：下料锻造正火或退火机加工调质处理精加工检验成品34§10-1钢的退火与正火退火和正火是生产上应用很广泛的预备热处理工艺。„在机器零件加工工艺过程中，退火和正火是一种先行工艺，具有承上启下的作用。„（消除内应力和组织、成分的不均匀性）对于一些受力不大、性能要求不高的机器零件，退火和正火亦可作为昀终热处理。4作用5一、退火工艺及目的定义：„将钢加热至临界点Acl以上或以下温度，保温以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。目的：„均匀钢的化学成分及组织，„细化晶粒，„调整硬度，„消除内应力和加工硬化，„改善钢的成形及切削加工性能，„为淬火作好组织准备。56退火工艺的分类再结晶退火去应力退火在临界温度以下的不完全退火球化退火在临界温度以上的扩散退火完全退火相变重结晶退火思考：区别再结晶退火相变重结晶退火6退火等温退火2、根据冷却方式1、根据加热温度退火连续冷却退火7图10－1退火的加热温度示意图不完全退火再结晶退火扩散退火球化退火完全退火去应力退火789（一）完全退火定义:完全退火将钢件加热至Ac3以上20~30℃，经完全A化后进行缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。910（一）完全退火低碳钢和过共析钢不宜进行完全退火：原因？目的：适用范围：主要用于ωc＝0.3~0.6%的亚共析钢完全退火细化晶粒;均匀组织;消除内应力;降低硬度;改善钢的切削加工性。10低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢加热至Accm以上A状态缓冷退火时，有网状Fe3CⅡ析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。11完全退火的保温时间要求：不仅要使工件烧透，即工件心部达到要求的加热温度，而且要保证全部得到均匀化的A，达到完全重结晶。影响因素：钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等。计算方法（经验公式）：„τ＝KD(单位为min)(装炉量较小)„D为有效厚度mm；K为加热系数1.5-2.0min/mm„τ＝(3~4)十(0.2~0.5)Q(单位为h)„Q表示装炉量(单位为t)温度时间加热保温冷却1112完全退火的其它方法等温退火：将A化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，使A转变为P，再空冷至室温。提高生产率600℃左右优点：适用对象：有利于钢件获得均匀的组织和性能。高合金钢高碳钢合金工具钢温度时间加热保温等温冷却600℃1213(二)不完全退火不完全退火定义：将钢加热至Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Accm(过共析钢)之间，经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。组织转变：仅使A发生重结晶(A→P)，基本不改变先共析F或Fe3C的形态及分布。适用范围：亚共析钢球化退火13过共析钢：获得球状的P14（三）球化退火定义:使钢中碳化物球化，获得粒状P的一种热处理工艺。应用范围:„共析钢、过共析钢、合金工具钢目的:„降低硬度„均匀组织„改善切削加工性能„为淬火做组织准备球化退火1415（三）球化退火温度时间加热保温等温冷却球化退火Ar1-20℃加热温度：Ac1+(20~30)℃保温时间：2~4h冷却方法：炉冷1)连续冷却：2)等温冷却：炉冷炉冷1516（四）扩散退火(均匀化退火)定义:将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。AccmAc3加热温度:+（150~300）℃保温时间:τ＝8.5十Q/4(单位为h)Q：装炉量(单位为t)10~15h扩散退火思考：适用对象1617（四）扩散退火加热温度高保温时间长晶粒长大组织粗大细化晶粒过热缺陷1）完全退火2）正火需要进行思考为什么完全退火就能够细化晶粒？1718（五）低温退火（去应力退火）为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的残余内应力而进行的退火。目的消除内应力降低硬度提高尺寸稳定性防止工件的变形和开裂去应力退火定义：1819（五）去应力退火加热温度：500~650℃（A1线以下）保温时间:冷却方式:钢3min/mm铸铁6min/mm缓慢冷却1920（六）再结晶退火定义：把冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保温一定时间，使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒而消除加工硬化的热处理工艺提示晶体结构不发生变化晶粒的形状和尺寸发生变化加热温度:650~700℃（A1线以下）保温时间:1~3h空冷冷却方式:组织变化2021二、正火工艺及其目的定义:将钢加热到Ac3或Accm以上温度保温后，在空气中冷却得到P类组织的热处理工艺。AccmAc3加热温度：+(30~50)℃正火加热示意图书P294：与完全退火相同？正火保温时间：应以工件烧透为准经验公式2122二、正火工艺及其目的冷却速度：较（退火）快正火的实质：完全A化+伪共析转变作用预备热处理昀终热处理提供合适的力学性能调整硬度细化晶粒消除应力消除魏氏组织和带状组织为昀终热处理做组织准备消除过共析钢的网状碳化物，为球化退火做组织准备2223二、正火工艺的应用1.改善钢的切削加工性能可以改善钢的切削加工性，提高刀具的寿命和工件的表面光洁度含碳量低于0.25％的碳素钢和低合金钢退火后硬度较低，切削加工时易于“粘刀”正火处理硬度提高至140~190HBW2324二、正火工艺的应用2.消除热加工缺陷可以消除这些缺陷组织，达到细化晶粒、均匀组织、消除内应力的目的。中碳结构钢铸件、锻、轧件以及焊接件在热加工后易出现魏氏组织、粗大晶粒等过热缺陷和带状组织正火处理2425二、正火工艺的应用3.消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火正火加热时要保证碳化物全部溶入奥氏体中，要采用较快的冷却速度抑制二次碳化物的析出，获得伪共析组织过共析钢正火处理球化退火淬火消除网状碳化物2526二、正火工艺的应用4.提高普通结构零件的力学性能达到一定的综合力学性能，可以代替调质处理，作为零件的昀终热处理一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢零件正火处理2627三、退火和正火的选用尽可能用正火代替退火cω＜0.25%正火＜0.25~0.5%正火＜0.5~0.75%完全退火＞0.75%球化退火(正火)如有网状组织2728思考：退火过程中发生哪些转变？正火过程中发生哪些转变？