熱處理工藝學(xué)淬火與回火分析PPT課件

25 04 2020 1 退火與正火 25 04 2020 2 復(fù)習(xí) 上一節(jié)課我們講到奧氏體的連續(xù)冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 其冷卻速度不同 轉(zhuǎn)變后所得到的組織性能也不一樣 25 04 2020 3 導(dǎo)入新課 在生產(chǎn)工作中我們常用的工具 刀具如銼刀 銑刀等等 其本身就具有很高的硬度 但它們也是經(jīng)過切削加工出來的 問題是如此硬的材料如何切削加工 因此 我們在加工生產(chǎn)這類高硬度的工具前必須對其進(jìn)行熱處理 退火或回火 已達(dá)到加工時(shí)所需要的組織性能 如硬度 加工好后再次對其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理已達(dá)到其工作狀態(tài)的性能 退火與正火在工業(yè)生產(chǎn)中常用于預(yù)先熱處理 它們的目的一樣 25 04 2020 4 新課教學(xué) 一 機(jī)械零件一般的加工工藝順序 鍛 鑄 造 退火或正火 機(jī)械粗加工 淬火 回火 或表面熱處理 精加工從以上順序我們看出 退火或正火一般是在機(jī)械粗加工前作為預(yù)備熱處理進(jìn)行的 是為了消除前道工序所造成的某些組織缺陷及內(nèi)應(yīng)力 改善材料的切削性能 及為以后的熱處理做好組織準(zhǔn)備 對于某些不太重要的工件 正火也可作為最終熱處理 25 04 2020 5 新課教學(xué)退火 1 概念 將鋼加熱到適當(dāng)溫度并保溫一定時(shí)間后 緩慢冷卻 一般隨爐冷卻 至室溫的熱處理方法 2 退火的目的 A 降低硬度 提高塑性 以利于切削加工和冷變形加工 B 細(xì)化晶粒 均勻組織 為后續(xù)熱處理做好組織準(zhǔn)備 C 消除殘余應(yīng)力 防止工件變形與開裂 25 04 2020 6 3 常用的退火方法有完全退火 去應(yīng)力退火和球化退火三種 完全退火概念 將鋼加熱至完全A化 Ac3以上30 50 保溫一定時(shí)間后隨爐緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態(tài)組織的工藝方法 特點(diǎn)及目的 冷卻后A轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小而均勻的F P 從而達(dá)到細(xì)化晶粒 消除內(nèi)應(yīng)力 降低鋼的硬度 為隨后的加工和淬火做好組織準(zhǔn)備的目的 用途 主要用于中碳鋼 中低碳合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛件 鑄件 熱軋型材等 有時(shí)也用于焊接件 過共析鋼 含碳量 0 77 不宜采用完全退火 25 04 2020 7 退火 球化退火概念 將鋼加熱至Ac1線以上20 30 保溫一段時(shí)間后以 50 h的速度隨爐冷卻到室溫以獲得球狀P組織的工藝方法 特點(diǎn)及目的 將片層狀的P轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐渭?xì)小顆粒的滲碳體 降低硬度 以便于切削加工 防止淬火加熱時(shí)A晶粒粗大 減小工件變形和開裂 用途 主要用于共析鋼和過共析鋼 如碳素工具鋼 合金工具鋼 滾動(dòng)軸承等 25 04 2020 8 去應(yīng)力退火概念 將鋼加熱至略低于Ac1線的溫度 一般500 650 保溫一定時(shí)間后緩慢冷卻至室溫的工藝方法 特點(diǎn)及目的 消除內(nèi)應(yīng)力 因?yàn)槿?yīng)力退火過程中組織不會發(fā)生變化 用途 只是用來消除零件在鍛造 鑄造 焊接等生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 以防止工件變形和開裂 加熱過程中組織不會發(fā)生變化 25 04 2020 9 正火 1 概念 將鋼加熱至Ac3以上30 50 保溫一段時(shí)間后 在空氣中冷卻至室溫的工藝方法 2 特點(diǎn) 正火后可得到細(xì)珠光體組織索氏體 強(qiáng)度 硬度較高 工藝周期短 成本低 得到的組織性能好 25 04 2020 10 正火 3 目的 改善低碳鋼 低碳合金鋼的切削加工性能 細(xì)化晶粒 提高力學(xué)性能 消除過共析鋼中的網(wǎng)狀滲碳體 為球化退火做準(zhǔn)備 代替中碳鋼和低碳合金結(jié)構(gòu)鋼的退火 提高經(jīng)濟(jì)性 25 04 2020 11 4 退火和正火的區(qū)別 正火工藝周期短 成本低 得到的組織性能較好 故生產(chǎn)中低碳鋼 低碳合金鋼常以正火代替退火 但由于正火冷卻速度較快 可能會使形狀較復(fù)雜的零件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力甚至開裂 所以形狀較復(fù)雜的零件不適用正火處理 而對于力學(xué)性能要求不是很高的零件 正火還可作為最終熱處理 高碳鋼一般都先通過正火處理以消除鋼中網(wǎng)狀滲碳體組織再進(jìn)行退火處理 25 04 2020 12 小結(jié) 通過本節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí) 同學(xué)們首先要熟悉有關(guān)退火和正火的的概念 其次要能夠?qū)⑼嘶鹋c正火進(jìn)行比較 總結(jié)出它們各自的優(yōu)點(diǎn) 并通過比較火能夠正確合理的選擇這兩種熱處理法方法 25 04 2020 13 任務(wù)拓展延伸 作業(yè)習(xí)題集第三章一 2 3 二 6 三 5四 3 五 1 25 04 2020 14 25 04 2020 15 25 04 2020 16 11 2淬火介質(zhì) 定義 淬火工藝中所采用的冷卻介質(zhì)淬火介質(zhì)的要求 足夠的冷卻能力來源方便 無毒 不腐蝕工件介質(zhì)性能穩(wěn)定性好 不易燃 易爆 適用鋼種寬淬火介質(zhì)冷卻能力的測定 淬火烈度HH K 鋼表面與介質(zhì)的熱交換系數(shù) 鋼的導(dǎo)熱系數(shù) 25 04 2020 17 工件在淬火介質(zhì)中的冷卻過程無物態(tài)變化的淬火介質(zhì) 熔鹽 熔金屬等 傳導(dǎo) 對流有物態(tài)變化的淬火介質(zhì) 水基 油基 蒸汽膜階段 輻射沸騰階段 汽化對流階段 對流常用淬火介質(zhì) 25 04 2020 18 11 3淬透性 淬透性 鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力 是鋼的固有屬性 取決于過冷奧氏體穩(wěn)定性 或鋼的臨界淬火速度 淬透層深度 淬硬層深度 從表面至50 馬氏體組織處深度 取決于Vc 冷卻介質(zhì) 零件尺寸等淬硬性 鋼在理想條件下淬火時(shí)所獲得的最大硬度的能力 與鋼的含碳量有關(guān) 25 04 2020 19 11 4淬火工藝 加熱規(guī)范亞共析 Ac3 30 50 溫度不太高是為了保證晶粒細(xì)小 Ac3以上是保證溶入足夠的碳 防止未溶的F導(dǎo)致硬度不均勻 過共析 Ac1 30 50 奧氏體細(xì)小 奧氏體中C M條 未溶碳化物 提高耐磨性 氧化 脫碳 變形傾向 25 04 2020 20 淬火冷卻方法的選擇與應(yīng)用直接淬火 單液淬火 預(yù)冷淬火雙介質(zhì)淬火 雙液淬火 噴霧淬火馬氏體分級淬火貝氏體等溫淬火模壓淬火 夾具淬火 深冷處理 冷處理 25 04 2020 21 11 5鋼的回火 定義 鋼件淬火后 再加熱到Ac1以下某個(gè)溫度 保溫一定時(shí)間 然后冷卻到室溫的熱處理工藝 回火工藝的制定回火溫度 取決于性能 硬度 強(qiáng)度 韌性等 的要求回火時(shí)間 回火時(shí)間的影響不及回火溫度 但在 450 下 回火時(shí)間延長 HRC 25 04 2020 22 回火工藝的分類及應(yīng)用低溫回火 150 250 應(yīng)用 中 高碳鋼 工模具 滲碳件性能 高硬 高強(qiáng) 高耐磨 一定韌性中溫回火 350 500 應(yīng)用 C 0 6 0 9