模块4-5淬火.回火

LOGO钢的热处理（第二单元）授课老师：于秀玲[e-mail]单元二钢的热处理模块四淬火:模块五回火：模块四淬火●钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要、用途最广泛的工序。●通过淬火可以显著提高钢的强度和硬度；●通过回火可以消除淬火钢的残余内应力、稳定钢的组织；●淬火和回火工艺是密不可分的。一般作为零件的最终热处理。模块四淬火●淬火是将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温后在淬火介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。●马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，是单相亚稳组织，硬度较高用符号M表示。模块四淬火●马氏体的硬度主要取决于马氏体中碳的质量分数。●马氏体中由于溶入过多的碳原子，使α-Fe晶格发生畸变，增加其塑性变形抗力，故马氏体中碳的质量分数越高，其硬度也越高。模块四淬火目的：为了提高钢的硬度和耐磨性。◆淬火时的临界冷却速度是指钢材获得马氏体的最低冷却速度。模块四淬火关于加热温度◆亚共析钢必须加热到Ac3以上，进行完全淬火。这是因为亚共析钢如果在Ac1~Ac3之间加热，必然淬火时有一部分铁素体保留在淬火组织中，严重降低了钢的强度和韧性。关于加热温度模块四淬火◆而过共析钢必须在Ac1~Accm之间加热，进行不完全淬火，使淬火组织中保留一定数量的细小弥散的碳化物颗粒，以提高耐磨性。当加热温度高于Accm时，淬火会得到粗大马氏体和过量残余奥氏体，这反而降低硬度和耐磨性，增大脆性和淬火应力，使工件变形甚至开裂。模块四淬火关于淬火介质◆生产中常用的冷却介质分为是水、盐（碱）溶液和油。（1）水的冷却能力很大，但易使工件变形和开裂，主要用于淬透性较差的碳钢模块四淬火关于淬火介质（2）盐（碱）水的冷却能力比水强，淬火后的工件硬度高但极易使工件变形和开裂。常用于形状简单、硬度要求高、尺寸变形要求不严的碳钢零件。模块四淬火关于淬火介质（3）油冷却速度远小于水，有利于减少工件的变形与开裂；但容易造成碳素钢淬不透。所以，油类冷却介质主要应用于淬透性好的合金钢的淬火。●选择适合方法，防止变形和裂纹●单介质淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火法、贝氏体等温淬火法、冷处理等。淬火方法常用的淬火方法有：模块四淬火模块四淬火常用的淬火方法有：(1)单液淬火。它是将已奥氏体化的钢件在一种淬火介质中冷却的方法。例如，低碳钢和中碳钢在水中淬火，合金钢在油中淬火等。单液淬火方法主要应用于形状简单的钢件模块四淬火◆(2)双液淬火。它是将工件加热奥氏体化后先浸入冷却能力强的介质中，在组织即将发生马氏体转变时立即转入冷却能力弱的介质中冷却的方法，称为双液淬火。◆例如，先在水中冷却后在油中冷却的双液淬火。◆双液淬火主要适用于中等复杂形状的高碳钢工件和较大尺寸的合金钢工件。模块四淬火(3)马氏体分级淬火。工件加热奥氏体化后浸入温度稍高于或稍低于Ms点的盐浴或碱浴中，保持适当时间，在工件整体达到冷却介质温度后取出空冷以获得马氏体组织的淬火方法，称为马氏体分级淬火。◆马氏体分级淬火能够减小工件中的热应力，并缓和相变时产生的组织应力，减少淬火变形。马氏体分级淬火适用于尺寸比较小、形状复杂的工件的淬火。模块四淬火(4)贝氏体等温淬火。工件加热奥氏体化后快冷到贝氏体转变温度区间等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火。◆贝氏体等温淬火可用来处理各种中碳钢、高碳钢和合金钢制造的小型复杂工件。模块四淬火淬火方法冷处理是钢件淬火冷却到室温后，继续在0℃以下的介质中冷却的热处理工艺模块四淬火钢的淬透性：●钢的淬透性是在规定的淬火条件下，决定钢材淬硬深度的特性（是钢材本身固有的属性）。通常用在规定的淬火条件下所能获得的淬硬层深度来表示。模块四淬火●淬硬层深度是从淬硬的工件表面量至规定硬度值（是指马氏体和非马氏体组织各占50%的半马氏体区）处的垂直距离。●钢的淬硬性是指钢在淬火时所能获得的最高硬度。它是反映钢材在淬火时的硬化能力。淬硬性大小主要决定于马氏体的含碳量。模块五回火●淬火钢一般不能直接使用。钢的淬火组织是淬火马氏体和残余奥氏体，都是不稳定组织，而淬火马氏体又极脆，并存在很大的内应力，若不及时回火，会使工件发生变形甚至开裂。●回火是将淬火钢重新加热到Ac1点以下某一温度，保温后再冷却至室温的热处理工艺。模块五回火回火的目的：（1）消除或降低内应力，降低脆性，防止变形和开裂。模块五回火（2）稳定组织，稳定尺寸和形状，保证零件使用精度和性能。（3）通过不同的回火工艺，来调整零件的强度、硬度，获得所需要的韧性和塑性。模块五回火回火工艺及应用：●根据回火温度的不同，回火方法主要有下列三种：(1)低温回火（150～250℃）：组织为回火马氏体，其目的是降低淬火应力和脆性，保持高硬度（HRC55～64）和高耐磨性。常用于处理各种工模具以及渗碳淬火或表面淬火的工件。模块五回火。（2）中温回火（350～500℃）：组织为回火托氏体，硬度HRC35～45。中温回火的目的是具有较高的弹性极限和屈服极限，并有一定的韧性和抗疲劳性，多用于各种弹簧和锻模等（3）高温回火（500～650℃）：组织为回火索氏体，硬度HRC25～35。特点是在保持较高强度的同时，具有较好的塑性和韧性。模块五回火调质处理：●淬火加高温回火的热处理又称为调质处理，广泛用于处理各类重要零件，例如轴、齿轮、连杆、螺栓等。模块五回火回火脆性：●淬火钢在某些温度区间回火，产生一种冲击韧性显著降低而脆性高的组织，这种脆化现象称为回火脆性。●回火脆性分为两类：低温回火脆性和高温回火脆性。LOGO于秀玲