三(3)金屬熱處理

1、機(jī)床、汽車、摩托車、火車、礦山、石油、化工、機(jī)床、汽車、摩托車、火車、礦山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通過熱處理工航空、航天等用的大量零部件需要通過熱處理工藝改善其性能。拒初步統(tǒng)計，在機(jī)床制造中，約藝改善其性能。拒初步統(tǒng)計，在機(jī)床制造中，約60%70%的零件要經(jīng)過熱處理；在汽車、拖拉機(jī)的零件要經(jīng)過熱處理；在汽車、拖拉機(jī)制造中，需要熱處理的零件多達(dá)制造中，需要熱處理的零件多達(dá)70%80%，而工，而工模具及滾動軸承，則要模具及滾動軸承，則要100%進(jìn)行熱處理?？傊?，進(jìn)行熱處理?？傊?，凡重要的零件都必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚聿拍苁褂梅仓匾牧慵急仨氝M(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚聿拍苁褂?。“瓦良格瓦良?/p>

2、”號航空母艦，是號航空母艦，是中國人民中國人民解放軍海軍解放軍海軍的第一艘可搭載固定翼飛的第一艘可搭載固定翼飛機(jī)的機(jī)的航空母艦航空母艦。瓦良格號航空母艦原。瓦良格號航空母艦原為為蘇聯(lián)蘇聯(lián)海軍的庫茲涅佐夫元帥級航空海軍的庫茲涅佐夫元帥級航空母艦。母艦。1985年年12月月4日開工，日開工，1988年年11月下水，由于蘇聯(lián)解體，其后期建月下水，由于蘇聯(lián)解體，其后期建造工程被迫中斷，并被劃歸為造工程被迫中斷，并被劃歸為烏克蘭烏克蘭擁擁 有。有。1998年，澳門創(chuàng)律旅游娛樂公年，澳門創(chuàng)律旅游娛樂公司通過競標(biāo)，以司通過競標(biāo)，以2000萬美元買下瓦良萬美元買下瓦良格號，后被中國軍方購得在大連造船格號，后被

3、中國軍方購得在大連造船廠進(jìn)行修繕改裝。廠進(jìn)行修繕改裝。2011年年7月月27日，日，中國中國 國防部首次證實(shí)，目前正在改造國防部首次證實(shí)，目前正在改造一艘廢舊航空母艦平臺，用于科研試一艘廢舊航空母艦平臺，用于科研試驗(yàn)和訓(xùn)練。驗(yàn)和訓(xùn)練。2011年年8月月10日首次進(jìn)行日首次進(jìn)行出海航行試驗(yàn)。出海航行試驗(yàn)。2012年內(nèi)將有可能入年內(nèi)將有可能入役。役。 福島福島核電站（核電站（Fukushima Nuclear Power Plant）是目前世界上最大的）是目前世界上最大的核電站核電站，由福，由福島一站、福島二站組成，共島一站、福島二站組成，共10臺機(jī)組（一站臺機(jī)組（一站6臺，二站臺，二站4臺），均

4、為沸水堆。受臺），均為沸水堆。受東日東日本大地震本大地震影響，福島第一核電站損毀極為嚴(yán)重，大量放射性物質(zhì)泄漏到外部，影響，福島第一核電站損毀極為嚴(yán)重，大量放射性物質(zhì)泄漏到外部，日本日本內(nèi)閣官房內(nèi)閣官房長官長官枝野幸男枝野幸男宣布第一核電站的宣布第一核電站的1至至6號機(jī)組將全部永久廢棄。聯(lián)合國核監(jiān)號機(jī)組將全部永久廢棄。聯(lián)合國核監(jiān)督機(jī)構(gòu)督機(jī)構(gòu)國際原子能機(jī)構(gòu)國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)干事長干事長天野之彌天野之彌表示表示日本日本福島核電廠的情勢發(fā)展福島核電廠的情勢發(fā)展“非非常嚴(yán)重常嚴(yán)重”。法國法國法核安全局先前已將日本福島核泄漏列為六級。法核安全局先前已將日本福島核泄漏列為六級。2011年年4月月12

5、日，日日，日本原子能安全保安院根據(jù)國際核事件分級表將福島核事故定為最高級本原子能安全保安院根據(jù)國際核事件分級表將福島核事故定為最高級7級。級。 瓦良格航母從開建到改裝（瓦良格航母從開建到改裝（1985-2000）十余年）十余年的時間內(nèi)，船體沒有發(fā)生腐蝕、沒有感生磁性的時間內(nèi)，船體沒有發(fā)生腐蝕、沒有感生磁性，保證改裝工作的順利進(jìn)行。，保證改裝工作的順利進(jìn)行。？福島核電站機(jī)組在海嘯發(fā)生、機(jī)組進(jìn)水福島核電站機(jī)組在海嘯發(fā)生、機(jī)組進(jìn)水后發(fā)生爆炸！產(chǎn)生嚴(yán)重的核泄露！后發(fā)生爆炸！產(chǎn)生嚴(yán)重的核泄露！材料的顯微組織使然！材料的顯微組織使然！顯微組織決定材料的使用性能！顯微組織決定材料的使用性能！指導(dǎo)熱處理技術(shù)發(fā)

6、展的理論基礎(chǔ)指導(dǎo)熱處理技術(shù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)相變理論！相變理論！ 熱處理：將固態(tài)金屬或合金在一定介質(zhì)中加熱、熱處理：將固態(tài)金屬或合金在一定介質(zhì)中加熱、保溫和冷卻，以改變材料整體或表面組織，從而獲保溫和冷卻，以改變材料整體或表面組織，從而獲得所需性能的工藝過程。得所需性能的工藝過程。 通過這個過程，材料的內(nèi)部組織發(fā)生了變化，因通過這個過程，材料的內(nèi)部組織發(fā)生了變化，因而性能變化。例如碳素工具鋼而性能變化。例如碳素工具鋼T8在市面上購回的經(jīng)在市面上購回的經(jīng)球化退火的材料其硬度僅為球化退火的材料其硬度僅為20HRC，作為工具需經(jīng)，作為工具需經(jīng)淬火并低溫回火使硬度提高到淬火并低溫回火使硬度提高到6063H

7、RC，這是因，這是因?yàn)閮?nèi)部組織由淬火之前的為內(nèi)部組織由淬火之前的粒狀珠光體粒狀珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)榇慊鸺愚D(zhuǎn)變?yōu)榇慊鸺拥蜏鼗鼗鸷蟮牡蜏鼗鼗鸷蟮幕鼗瘃R氏體回火馬氏體。 同一種材料熱處理工藝不一樣其性能差別同一種材料熱處理工藝不一樣其性能差別很大很大，導(dǎo)致性能差別如此大的原因是不同的，導(dǎo)致性能差別如此大的原因是不同的熱處理后熱處理后內(nèi)部組織截然不同內(nèi)部組織截然不同。 PFSF回火回火M回火回火S 同類型熱處理同類型熱處理(例如淬火例如淬火)的加熱溫度與冷的加熱溫度與冷卻條件要由材料成分確定卻條件要由材料成分確定。這些表明，熱處。這些表明，熱處理工藝（或制度）選擇要根據(jù)材料的成分，理工藝（或制度）選擇要根據(jù)材

8、料的成分，材料內(nèi)部組織的變化依賴于材料熱處理及其材料內(nèi)部組織的變化依賴于材料熱處理及其它熱加工工藝，材料性能的變化又取決于材它熱加工工藝，材料性能的變化又取決于材料的內(nèi)部組織變化。所以，料的內(nèi)部組織變化。所以，材料成分加工材料成分加工處理工藝組織結(jié)構(gòu)材料性能處理工藝組織結(jié)構(gòu)材料性能這四者相互這四者相互依成的關(guān)系貫穿在材料加工的全過程之中。依成的關(guān)系貫穿在材料加工的全過程之中。熱處理工藝曲線示意圖熱處理工藝曲線示意圖熱處理工藝中有三大基本要素：熱處理工藝中有三大基本要素：加熱加熱、保溫保溫、冷冷卻卻。這三大基本要素決定了材料熱處理后的。這三大基本要素決定了材料熱處理后的組織組織和和性能性能。 1

9、、加熱、加熱 不同的材料，其加熱工藝和加熱溫度都不同。對不同的材料，其加熱工藝和加熱溫度都不同。對于鋼鐵材料而言，加熱分為兩種，一種是在臨界點(diǎn)于鋼鐵材料而言，加熱分為兩種，一種是在臨界點(diǎn)A1以下的加熱，此時不發(fā)生組織變化；另一種是在以下的加熱，此時不發(fā)生組織變化；另一種是在A1以上的加熱，目的是為了獲得均勻的奧氏體組織，以上的加熱，目的是為了獲得均勻的奧氏體組織，這一過程稱為這一過程稱為奧氏體化奧氏體化。2、保溫、保溫 保溫是熱處理的中間工序，其目的是要既要保保溫是熱處理的中間工序，其目的是要既要保證工件燒透，又要防止脫碳、氧化等。證工件燒透，又要防止脫碳、氧化等。保溫時間保溫時間和介質(zhì)的選擇

10、與工件的尺寸和材質(zhì)有直接的關(guān)系和介質(zhì)的選擇與工件的尺寸和材質(zhì)有直接的關(guān)系。一般工件越大，導(dǎo)熱性越差，保溫時間就越長。一般工件越大，導(dǎo)熱性越差，保溫時間就越長。3、冷卻、冷卻 冷卻是熱處理的最終工序，也是冷卻是熱處理的最終工序，也是熱處理過程中熱處理過程中最重要的工序最重要的工序。鋼在不同冷卻速度下可以轉(zhuǎn)變?yōu)椤ｄ撛诓煌鋮s速度下可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織。不同的組織。1、根據(jù)加熱、冷卻方式的不同及組織、性能變化特、根據(jù)加熱、冷卻方式的不同及組織、性能變化特點(diǎn)的不同，熱處理可分為下列幾類：點(diǎn)的不同，熱處理可分為下列幾類：常規(guī)熱處理常規(guī)熱處理v退火退火、正火正火、淬火淬火和和回火回火等。等。表面熱處理表面

11、熱處理v感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火火焰加熱表面淬火、電接電接觸加熱表面淬火觸加熱表面淬火、滲碳滲碳、氮化氮化和和碳氮共滲碳氮共滲等。等。其它熱處理其它熱處理v可控氣氛熱處理可控氣氛熱處理、真空熱處理真空熱處理和和形變熱處理形變熱處理等等2、按照熱處理在零件生產(chǎn)過程中的位置和作用不同，、按照熱處理在零件生產(chǎn)過程中的位置和作用不同，熱處理工藝還可分為：熱處理工藝還可分為：預(yù)備熱處理：預(yù)備熱處理：零件加工過程中的一道中間工序零件加工過程中的一道中間工序(也稱也稱為為中間熱處理中間熱處理)，其目的是改善鍛、鑄毛坯件組織、，其目的是改善鍛、鑄毛坯件組織、消除應(yīng)力，為后續(xù)的機(jī)加工或

12、進(jìn)一步的熱處理作準(zhǔn)消除應(yīng)力，為后續(xù)的機(jī)加工或進(jìn)一步的熱處理作準(zhǔn)備。備。最終熱處理：最終熱處理：零件加工的最終工序，其目的是使經(jīng)零件加工的最終工序，其目的是使經(jīng)過成型工藝達(dá)到要求的形狀和尺寸后的零件的性能過成型工藝達(dá)到要求的形狀和尺寸后的零件的性能達(dá)到所需要的使用性能。達(dá)到所需要的使用性能。符號溫度,碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(C)%含義A 15380純鐵的熔點(diǎn)B 14950.53包晶轉(zhuǎn)變時液態(tài)合金的成分C 11484.30共晶點(diǎn)Lc AE+Fe3CD 12276.69Fe3C的熔點(diǎn)E 11482.11碳在-Fe中的最大溶解度F 11486.69Fe3C的成分G 9120-Fe-Fe同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)(A3)H 1

13、4950.09碳在-Fe中的最大溶解度J 14950.17包晶點(diǎn)LB+HAJ K 7276.69Fe3C的成分N 13940-Fe-Fe同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)(A4)P 7270.0218碳在-Fe中的最大溶解度S 7270.77共析點(diǎn)(A1)ASFP+Fe3CQ 6000.0057600時碳在-Fe中的溶解度9.2.1 鋼的退火與正火鋼的退火與正火9.2.1.1 退火的定義、目的及分類退火的定義、目的及分類一、退火的定義一、退火的定義 退火退火是將鋼加熱到是將鋼加熱到低于或高于低于或高于Ac1點(diǎn)點(diǎn)以上以上溫度，保持一定時間后溫度，保持一定時間后緩慢地爐冷或控制冷緩慢地爐冷或控制冷卻速度卻速度，以，以

14、獲得平衡態(tài)組織獲得平衡態(tài)組織的熱處理工藝。的熱處理工藝。 退火既可作為預(yù)備熱處理，為最終熱處退火既可作為預(yù)備熱處理，為最終熱處理（理（淬火、回火、化學(xué)或表面熱處理等淬火、回火、化學(xué)或表面熱處理等）創(chuàng)）創(chuàng)造良好的組織條件或適于后續(xù)加工工藝性能造良好的組織條件或適于后續(xù)加工工藝性能的需要，也可作為鋼的成品或半成品的最終的需要，也可作為鋼的成品或半成品的最終熱處理。熱處理。9.2.1.1 退火的定義、目的及分類退火的定義、目的及分類二、退火的目的二、退火的目的降低鋼的硬度，便于切削加工；降低鋼的硬度，便于切削加工；消除內(nèi)應(yīng)力或冷作硬化，提高塑性以利于繼消除內(nèi)應(yīng)力或冷作硬化，提高塑性以利于繼續(xù)冷加工；

15、續(xù)冷加工；改善或消除毛坯在鑄、鍛（軋）、焊時所產(chǎn)改善或消除毛坯在鑄、鍛（軋）、焊時所產(chǎn)生的化學(xué)或組織不均（生的化學(xué)或組織不均（如偏析、帶狀組織和如偏析、帶狀組織和魏氏組織等魏氏組織等），提高其工藝性能和使用性能），提高其工藝性能和使用性能;細(xì)化晶粒，提高大批量生產(chǎn)零件的組織均勻細(xì)化晶粒，提高大批量生產(chǎn)零件的組織均勻性，為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。性，為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。9.2.1.1 退火的定義、目的及分類退火的定義、目的及分類三、退火的分類三、退火的分類第一類：在臨界溫度（第一類：在臨界溫度（Ac1或或Ac3）以上的退）以上的退火，又稱火，又稱相變重結(jié)晶退火相變重結(jié)晶退火，包括：，包括：

16、完全退火、完全退火、球化退火、不完全退火、擴(kuò)散退火球化退火、不完全退火、擴(kuò)散退火第二類：在臨界溫度（第二類：在臨界溫度（Ac1）以下的退火，包）以下的退火，包括：括：再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火其它：其它：等溫退火、去氫退火等溫退火、去氫退火9.2.1.1 退火的定義、目的及分類退火的定義、目的及分類碳鋼各種退火和正火工藝規(guī)范示意圖碳鋼各種退火和正火工藝規(guī)范示意圖9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法(固相線以下固相線以下100200)9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法形成形成9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工

17、藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法。，9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法處處9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方

18、法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法六、去氫退火六、去氫退火 去氫退火的目的是消除鋼中的氫所造成的去氫退火的目的是消除鋼中的氫所造成的白點(diǎn)（白點(diǎn)（發(fā)裂發(fā)裂）。采用溫度需加熱到）。采用溫度需加熱到Ac3以上，以上，然后迅速冷卻到然后迅速冷卻到C曲線曲線“鼻尖鼻尖”稍下一點(diǎn)溫稍下一點(diǎn)溫度等溫并保持較長時間，使氫原子從鋼內(nèi)逸度等溫并保持較長時間，使氫原子從鋼內(nèi)逸出。出。 冶金工廠生產(chǎn)的鋼軌和某些對氫敏感的合冶金工廠生產(chǎn)的鋼軌和某些對氫敏感的合金鋼坯，鍛、軋后從高溫冷卻到金鋼坯，鍛、軋后從高溫冷卻到300500轉(zhuǎn)入保溫箱或罐中進(jìn)行長時間的等

19、溫擴(kuò)散，轉(zhuǎn)入保溫箱或罐中進(jìn)行長時間的等溫擴(kuò)散，然后冷卻到室溫即可將氫消除。然后冷卻到室溫即可將氫消除。9.2.1.2 常用常用退火工藝方法退火工藝方法七、等溫退火七、等溫退火等溫退火等溫退火：將鋼件加熱到高于：將鋼件加熱到高于Ac3 (或或Ac1 ) 的溫度，保溫適當(dāng)時間后，較快地冷卻到珠的溫度，保溫適當(dāng)時間后，較快地冷卻到珠光體區(qū)的某一溫度，并等溫保持，使奧氏體光體區(qū)的某一溫度，并等溫保持，使奧氏體等溫轉(zhuǎn)變，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。等溫轉(zhuǎn)變，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。 目的目的：與完全退火相同，能獲得均勻的預(yù)期：與完全退火相同，能獲得均勻的預(yù)期組織；對于奧氏體較穩(wěn)定的合金鋼，可大大組織；對

20、于奧氏體較穩(wěn)定的合金鋼，可大大縮短退火時間?？s短退火時間。9.2.1.3 鋼的正火鋼的正火9.2.1.3 鋼的正火鋼的正火9.2.1.3 鋼的正火鋼的正火9.2.1.3 鋼的正火鋼的正火9.2.1.4 退火正火后的組織和性能退火正火后的組織和性能9.2.1.4 退火正火后的組織和性能退火正火后的組織和性能火火9.2.1.4 退火正火后的組織和性能退火正火后的組織和性能9.2.1.5 退火、正火的缺陷退火、正火的缺陷9.2.1.5 退火、正火的缺陷退火、正火的缺陷9.2.1.6 退火與正火工藝的制定原則退火與正火工藝的制定原則一、加熱溫度的選擇一、加熱溫度的選擇 加熱溫度首先要按照鋼的狀態(tài)圖和臨

21、界點(diǎn)加熱溫度首先要按照鋼的狀態(tài)圖和臨界點(diǎn)來選擇。來選擇。一般的原則：一般的原則：不完全退火為不完全退火為Ac120 30；完全退火為；完全退火為Ac33050；正火；正火為為Ac3 (或或Acm)3050(或加或加3080)。 生產(chǎn)上在不影響質(zhì)量和性能的前提下，將生產(chǎn)上在不影響質(zhì)量和性能的前提下，將溫度相近、要求相似的不同鋼號混合裝爐。溫度相近、要求相似的不同鋼號混合裝爐。9.2.1.6 退火與正火工藝的制定原則退火與正火工藝的制定原則碳鋼各種退火和正火工藝規(guī)范示意圖碳鋼各種退火和正火工藝規(guī)范示意圖9.2.1.6 退火與正火工藝的制定原則退火與正火工藝的制定原則二、加熱速度的選擇二、加熱速度的

22、選擇 對于一般碳鋼和低合金鋼而言，加熱速度對于一般碳鋼和低合金鋼而言，加熱速度可不予限制，鋼材入爐后可隨爐升溫，也可可不予限制，鋼材入爐后可隨爐升溫，也可高溫裝爐。在連續(xù)生產(chǎn)條件下，大多采用高高溫裝爐。在連續(xù)生產(chǎn)條件下，大多采用高溫直接裝爐與快速加熱，這對提高生產(chǎn)率、溫直接裝爐與快速加熱，這對提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)周期、降低能耗較為有利，但操作縮短生產(chǎn)周期、降低能耗較為有利，但操作上要以保證保溫階段溫度的均勻性為前提。上要以保證保溫階段溫度的均勻性為前提。 對某些導(dǎo)熱性低的高合金鋼或合金材料，對某些導(dǎo)熱性低的高合金鋼或合金材料，加熱速度應(yīng)限于加熱速度應(yīng)限于150/時以下，而且原則上時以下，而且原

23、則上應(yīng)低溫應(yīng)低溫(250)裝爐，開始加熱速度較慢，裝爐，開始加熱速度較慢，溫升至溫升至600后可加快升溫速度。后可加快升溫速度。9.2.1.6 退火與正火工藝的制定原則退火與正火工藝的制定原則三、保溫時間的選擇三、保溫時間的選擇保溫的目的是使?fàn)t料內(nèi)外溫度一致，并完成保溫的目的是使?fàn)t料內(nèi)外溫度一致，并完成所需的組織轉(zhuǎn)變。所需的組織轉(zhuǎn)變。保溫時間的確定應(yīng)考慮鋼的成分及原始組織保溫時間的確定應(yīng)考慮鋼的成分及原始組織狀態(tài)、裝爐量、裝爐方式以及加熱爐的特性狀態(tài)、裝爐量、裝爐方式以及加熱爐的特性等因素。合金鋼在退火、正火時的保溫時間等因素。合金鋼在退火、正火時的保溫時間應(yīng)比碳鋼長一些。應(yīng)比碳鋼長一些。v因

24、為大多合金元素阻礙碳和鐵原子的擴(kuò)散，合金因?yàn)榇蠖嗪辖鹪刈璧K碳和鐵原子的擴(kuò)散，合金元素自身擴(kuò)散能力也較小。元素自身擴(kuò)散能力也較小。9.2.1.6 退火與正火工藝的制定原則退火與正火工藝的制定原則如果鋼的原始組織中存在粗片狀、網(wǎng)狀、大如果鋼的原始組織中存在粗片狀、網(wǎng)狀、大塊狀碳化物或其它一些特殊組織，為了使它塊狀碳化物或其它一些特殊組織，為了使它們能夠溶解和消失，保溫時間亦應(yīng)延長。們能夠溶解和消失，保溫時間亦應(yīng)延長。裝爐量及裝爐方法與保溫時間也有密切關(guān)系。裝爐量及裝爐方法與保溫時間也有密切關(guān)系。裝爐量多，保溫時間要適當(dāng)延長。不同的裝裝爐量多，保溫時間要適當(dāng)延長。不同的裝爐方式也直接影響到鋼材的均

25、勻受熱的程度，爐方式也直接影響到鋼材的均勻受熱的程度，堆集密的比間隙放置的受熱慢，保溫時間相堆集密的比間隙放置的受熱慢，保溫時間相應(yīng)要長些。應(yīng)要長些。9.2.1.6 退火與正火工藝的制定原則退火與正火工藝的制定原則四、冷卻速度的選擇四、冷卻速度的選擇 退火與正火后的冷卻速度，主要是根據(jù)它退火與正火后的冷卻速度，主要是根據(jù)它們的目的和對鋼材的組織及性能的要求而確們的目的和對鋼材的組織及性能的要求而確定的，尤其是對退火后有珠光體球化級別要定的，尤其是對退火后有珠光體球化級別要求的，應(yīng)按工藝規(guī)程予以嚴(yán)格控制；對組織求的，應(yīng)按工藝規(guī)程予以嚴(yán)格控制；對組織無要求的，冷卻速度可適當(dāng)增大，有的可不無要求的，

26、冷卻速度可適當(dāng)增大，有的可不限制，但冷卻后應(yīng)具有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的硬度限制，但冷卻后應(yīng)具有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的硬度值。值。習(xí)題與思考習(xí)題與思考正火或退火正火或退火9.2.2 鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火淬火淬火:9.2.2 鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火淬火方法分類淬火方法分類按加熱溫度不同按加熱溫度不同v完全淬火：完全淬火：加熱溫度高于加熱溫度高于Ac3，全部，全部A化后冷卻，適化后冷卻，適用于亞共析鋼和共析鋼；用于亞共析鋼和共析鋼；v不完全淬火：不完全淬火：加熱溫度高于加熱溫度高于Ac1，適用于過共析鋼。，適用于過共析鋼。按冷卻方式不同按冷卻方式不同v單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火、等溫淬火單介質(zhì)淬

27、火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火、等溫淬火9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定一、淬火溫度的選擇一、淬火溫度的選擇 淬火溫度即鋼的奧氏體化溫度，是淬火的主要工淬火溫度即鋼的奧氏體化溫度，是淬火的主要工藝參數(shù)之一。選擇淬火溫度的藝參數(shù)之一。選擇淬火溫度的原則是獲得均勻細(xì)小原則是獲得均勻細(xì)小的奧氏體組織。的奧氏體組織。1、確定淬火溫度的一般依據(jù)、確定淬火溫度的一般依據(jù)鋼的化學(xué)成分（鋼的化學(xué)成分（主要是臨界點(diǎn)主要是臨界點(diǎn)Ac1、Ac3），是最主），是最主要的因素；要的因素；工件的尺寸、形狀與技術(shù)參數(shù)；工件的尺寸、形狀與技術(shù)參數(shù)；A的晶粒長大傾向；的晶粒長大傾向； 采用的淬

28、火介質(zhì)與淬火方法。采用的淬火介質(zhì)與淬火方法。9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定鋼的淬火溫度范圍鋼的淬火溫度范圍 9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定2、碳鋼的淬火溫度、碳鋼的淬火溫度亞共析鋼亞共析鋼亞共析鋼的淬火溫度一般為亞共析鋼的淬火溫度一般為Ac3以上以上30 50， 原因：亞共析鋼加熱到原因：亞共析鋼加熱到Ac3以下時，淬火組織中會以下時，淬火組織中會保留先共析保留先共析F，淬火后會出現(xiàn)軟點(diǎn)，使硬度達(dá)不到，淬火后會出現(xiàn)軟點(diǎn)，使硬度達(dá)不到要求；同時由于這種組織的不均勻性，還可能影響要求；同時由于這種組織的不均勻性，還

29、可能影響回火后的機(jī)械性能。但為了不致于引起回火后的機(jī)械性能。但為了不致于引起A晶粒的粗晶粒的粗化以及盡可能減小淬火缺陷，溫度還不能過高，一化以及盡可能減小淬火缺陷，溫度還不能過高，一般為般為Ac3以上以上30 50。9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定過共析鋼過共析鋼過共析鋼的淬火溫度一般為過共析鋼的淬火溫度一般為Ac1以上以上30 50， 原因：過共析鋼在淬火加熱前都要經(jīng)過球化處理原因：過共析鋼在淬火加熱前都要經(jīng)過球化處理（如果網(wǎng)狀滲碳體存在，則應(yīng)先正火予以消除，然如果網(wǎng)狀滲碳體存在，

30、則應(yīng)先正火予以消除，然后再加熱淬火后再加熱淬火），故加熱至），故加熱至Ac1以上時，其組織是以上時，其組織是A和一部分未溶的粒狀碳化物（和一部分未溶的粒狀碳化物（滲碳體滲碳體）。淬火后，）。淬火后，A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸，未溶碳化物被保留下來，這不但不會，未溶碳化物被保留下來，這不但不會降低鋼的硬度，反而對提高耐磨性有利。降低鋼的硬度，反而對提高耐磨性有利。9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定 如果把過共析鋼加熱到如果把過共析鋼加熱到Acm以上，從單相以上，從單相A狀態(tài)淬火，狀態(tài)淬火，結(jié)果不但無益，反而有害，原因：結(jié)果不但無益，反而有害，原因：vA中溶入中溶入C量

31、增加使量增加使Ms點(diǎn)降低，淬火后殘余點(diǎn)降低，淬火后殘余A量增多，量增多，使鋼的硬度下降；使鋼的硬度下降；vA的晶粒粗化，淬火后得到粗大的晶粒粗化，淬火后得到粗大M，增大脆性；，增大脆性；v鋼的脫碳氧化嚴(yán)重，降低淬火鋼的表面質(zhì)量；鋼的脫碳氧化嚴(yán)重，降低淬火鋼的表面質(zhì)量；v增大淬火應(yīng)力，從而增大工件變形與開裂傾向。增大淬火應(yīng)力，從而增大工件變形與開裂傾向。3、合金鋼淬火溫度、合金鋼淬火溫度 合金鋼的淬火溫度也根據(jù)其臨界點(diǎn)確定，但考慮合金合金鋼的淬火溫度也根據(jù)其臨界點(diǎn)確定，但考慮合金元素的作用，為了加速元素的作用，為了加速A化，一般選為化，一般選為Ac1或或Ac350100. 9.2.2.1 淬火工

32、藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定4、確定淬火溫度的其它考慮因素、確定淬火溫度的其它考慮因素 工件尺寸：工件尺寸：小工件采用較低的淬火溫度，大工件采小工件采用較低的淬火溫度，大工件采用較高的淬火溫度。用較高的淬火溫度。工件形狀：工件形狀：形狀復(fù)雜、容易變形或開裂的工件，在形狀復(fù)雜、容易變形或開裂的工件，在保證性能要求的前提下盡量采用較低的淬火溫度。保證性能要求的前提下盡量采用較低的淬火溫度。淬火介質(zhì)與淬火方法淬火介質(zhì)與淬火方法A晶粒長大傾向：晶粒長大傾向：對本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，可采用較高的對本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，可采用較高的淬火溫度。淬火溫度。9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火

33、工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定二、加熱時間的確定二、加熱時間的確定 加熱時間由加熱時間由升溫時間升溫時間和和保溫時間保溫時間組成。組成。升溫時間升溫時間：由零件入爐溫度升至淬火溫度所需的：由零件入爐溫度升至淬火溫度所需的時間，并以此作為保溫時間的開始。時間，并以此作為保溫時間的開始。保溫時間保溫時間：指零件溫度均勻化并完成奧氏體化過：指零件溫度均勻化并完成奧氏體化過程所需要的時間。程所需要的時間。 加熱時間通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算或通過實(shí)驗(yàn)確定。加熱時間通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算或通過實(shí)驗(yàn)確定。生產(chǎn)中往往要通過實(shí)驗(yàn)確定合理的加熱及保溫時生產(chǎn)中往往要通過實(shí)驗(yàn)確定合理的加熱及保溫時間，以保證工件質(zhì)量。間，以保證工

34、件質(zhì)量。9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定保溫時間的影響因素保溫時間的影響因素化學(xué)成分化學(xué)成分：含：含C量和合金元素增加都會使保溫時間量和合金元素增加都會使保溫時間延長延長:v原因：含原因：含C量和合金元素增加會降低鋼的導(dǎo)熱性，而且量和合金元素增加會降低鋼的導(dǎo)熱性，而且合金元素一般均阻礙合金元素一般均阻礙C原子的擴(kuò)散，其本身的擴(kuò)散速度原子的擴(kuò)散，其本身的擴(kuò)散速度也比也比C小得多，顯著延緩鋼中的組織轉(zhuǎn)變，故高碳鋼比小得多，顯著延緩鋼中的組織轉(zhuǎn)變，故高碳鋼比低碳鋼、合金鋼比碳素鋼、高合金鋼比低合金鋼的保溫低碳鋼、合金鋼比碳素鋼、高合金鋼比低合金鋼的保溫時間要長

35、些。時間要長些。工件的形狀與尺寸工件的形狀與尺寸：保溫時間隨工件厚度或直徑的：保溫時間隨工件厚度或直徑的增大而延長，對形狀復(fù)雜或尺寸較大的工件應(yīng)進(jìn)行增大而延長，對形狀復(fù)雜或尺寸較大的工件應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱預(yù)熱。9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定加熱介質(zhì)加熱介質(zhì)：在常用的加熱介質(zhì)中，以鉛浴爐加熱最：在常用的加熱介質(zhì)中，以鉛浴爐加熱最快，鹽浴爐次之，空氣電阻爐最慢?？?，鹽浴爐次之，空氣電阻爐最慢。裝爐情況裝爐情況：工件在爐中的放置方法及排列情況對工：工件在爐中的放置方法及排列情況對工件的受熱條件有明顯影響，從而影響到保溫時間。件的受熱條件有明顯影響，從而影響到保溫時間

36、。實(shí)際裝爐時應(yīng)照顧到最大的裝爐量、最短的加熱時實(shí)際裝爐時應(yīng)照顧到最大的裝爐量、最短的加熱時間以及工件最均勻的加熱條件等幾方面。間以及工件最均勻的加熱條件等幾方面。爐溫爐溫：提高爐溫是縮短加熱保溫時間的有效措施之：提高爐溫是縮短加熱保溫時間的有效措施之一。一。9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定三、加熱介質(zhì)的選擇三、加熱介質(zhì)的選擇 采用不同的加熱設(shè)備，與工件接觸的介質(zhì)也就不采用不同的加熱設(shè)備，與工件接觸的介質(zhì)也就不同。目前常用的加熱介質(zhì)有空氣、氣體燃燒產(chǎn)物、同。目前常用的加熱介質(zhì)有空氣、氣體燃燒產(chǎn)物、各種鹽浴與可控氣氛等。各種鹽浴與可控氣氛等。 工件在淬火加熱

37、過程中，必須重視其氧化脫碳問工件在淬火加熱過程中，必須重視其氧化脫碳問題并應(yīng)盡量減少或防止，故需要合理選擇加熱介質(zhì)。題并應(yīng)盡量減少或防止，故需要合理選擇加熱介質(zhì)。9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定1、液體介質(zhì)、液體介質(zhì) 液體加熱介質(zhì)中常用的是鹽浴加熱。其優(yōu)點(diǎn)是與液體加熱介質(zhì)中常用的是鹽浴加熱。其優(yōu)點(diǎn)是與空氣介質(zhì)相比液體介質(zhì)爐溫容易控制、工件受熱均空氣介質(zhì)相比液體介質(zhì)爐溫容易控制、工件受熱均勻、加熱速度快、工件不易氧化脫碳、變形小且易勻、加熱速度快、工件不易氧化脫碳、變形小且易于局部加熱等。于局部加熱等。 鹽雖然是中性的，但使用不當(dāng)仍會使工件產(chǎn)生脫鹽雖然是中

38、性的，但使用不當(dāng)仍會使工件產(chǎn)生脫碳或麻點(diǎn)（碳或麻點(diǎn)（受腐蝕受腐蝕），故必須對鹽浴進(jìn)行脫氧處理。），故必須對鹽浴進(jìn)行脫氧處理。常用的脫氧劑有常用的脫氧劑有TiO2、SiO2（硅膠硅膠）、）、Na2B4O7（硼砂硼砂）、及硅鈣鐵等。）、及硅鈣鐵等。9.2.2.1 淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定淬火工藝參數(shù)及加熱介質(zhì)的選定2、流動粒子（、流動粒子（流態(tài)化粒子流態(tài)化粒子） 采用固體粒子（采用固體粒子（石墨、石英砂或剛玉等石墨、石英砂或剛玉等）作為加）作為加熱介質(zhì)，當(dāng)通入一定流速的氣流時，粒子就會呈懸熱介質(zhì)，當(dāng)通入一定流速的氣流時，粒子就會呈懸浮狀象流體一樣地運(yùn)動（浮狀象流體一樣地運(yùn)動（在粒子堆表面呈沸騰

39、狀態(tài)，在粒子堆表面呈沸騰狀態(tài)，內(nèi)部粒子則呈快速湍流運(yùn)動內(nèi)部粒子則呈快速湍流運(yùn)動），這種狀態(tài)稱為流化），這種狀態(tài)稱為流化狀態(tài)（狀態(tài)（或稱粒子被流態(tài)化或稱粒子被流態(tài)化）。一般均通過電加熱）。一般均通過電加熱（內(nèi)熱或外熱式內(nèi)熱或外熱式）使流動粒子很快被加熱到所需溫）使流動粒子很快被加熱到所需溫度，靠它們來加熱工件。度，靠它們來加熱工件。 流動粒子具有升溫快、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)流動粒子具有升溫快、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn).9.2.2.2 淬火介質(zhì)淬火介質(zhì) 淬火冷卻介質(zhì)：淬火冷卻介質(zhì)：為實(shí)現(xiàn)淬火目的所用的冷卻介質(zhì)。為實(shí)現(xiàn)淬火目的所用的冷卻介質(zhì)。一、淬火的要求一、淬火的要求 淬火過程是冷卻非?？斓倪^程。為了得到馬氏

40、體淬火過程是冷卻非?？斓倪^程。為了得到馬氏體組織，淬火冷卻速度必須大于組織，淬火冷卻速度必須大于臨界冷卻速度臨界冷卻速度Vk。但是，冷卻速度快必然產(chǎn)生很大的淬火內(nèi)應(yīng)力，但是，冷卻速度快必然產(chǎn)生很大的淬火內(nèi)應(yīng)力，這往往會引起工件變形。這往往會引起工件變形。 淬火的目的是得到馬氏體組織，同時又要避免產(chǎn)淬火的目的是得到馬氏體組織，同時又要避免產(chǎn)生變形和開裂，即達(dá)到生變形和開裂，即達(dá)到理想淬火冷卻方式理想淬火冷卻方式。9.2.2.2 淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)理想淬火冷卻曲線示意圖理想淬火冷卻曲線示意圖 9.2.2.2 淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)只要在只要在“鼻尖鼻尖”溫度附近快冷，使冷卻曲線躲溫度附近快冷，使冷卻曲線躲

41、過過“鼻尖鼻尖”，不碰上，不碰上C曲線，就能得到馬氏體。曲線，就能得到馬氏體。也就是說，在也就是說，在“鼻尖鼻尖”溫度以上，在保證不出現(xiàn)溫度以上，在保證不出現(xiàn)珠光體類型組織的前提下，可以盡量緩冷；在珠光體類型組織的前提下，可以盡量緩冷；在“鼻尖鼻尖”溫度附近則必須快冷，以躲開溫度附近則必須快冷，以躲開“鼻尖鼻尖”，保證不產(chǎn)生非馬氏體相變；而在保證不產(chǎn)生非馬氏體相變；而在Ms點(diǎn)附近又可以點(diǎn)附近又可以緩冷，以減輕馬氏體轉(zhuǎn)變時的相變應(yīng)力。但是到緩冷，以減輕馬氏體轉(zhuǎn)變時的相變應(yīng)力。但是到目前為止，還找不到完全理想的淬火冷卻介質(zhì)。目前為止，還找不到完全理想的淬火冷卻介質(zhì)。9.2.2.2 淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)

42、水水：650550和和300200范圍內(nèi)冷卻能力較大，范圍內(nèi)冷卻能力較大，易造成零件變形和開裂。淬火用水溫度一般控制在易造成零件變形和開裂。淬火用水溫度一般控制在30以下，主要用于形狀簡單、截面較大的碳鋼零以下，主要用于形狀簡單、截面較大的碳鋼零件的淬火。件的淬火。礦物油礦物油：300200范圍內(nèi)冷卻能力低，有利于減少范圍內(nèi)冷卻能力低，有利于減少工件變形；但在工件變形；但在650550范圍內(nèi)冷卻能力也低，不范圍內(nèi)冷卻能力也低，不利于淬硬，油一般用于合金鋼的淬火。利于淬硬，油一般用于合金鋼的淬火。鹽浴鹽?。禾攸c(diǎn)是沸點(diǎn)高，冷卻能力介于水和油之間，：特點(diǎn)是沸點(diǎn)高，冷卻能力介于水和油之間，可減少零件淬

43、火時的變形，主要用于可減少零件淬火時的變形，主要用于分級淬火分級淬火和和等等溫淬火溫淬火，以處理形狀復(fù)雜、尺寸較小、變形要求嚴(yán)，以處理形狀復(fù)雜、尺寸較小、變形要求嚴(yán)格的工具等。格的工具等。9.2.2.2 淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)新型淬火劑新型淬火劑水玻璃淬火劑水玻璃淬火劑過飽和硝鹽水溶液過飽和硝鹽水溶液3號淬火劑號淬火劑氯化鋅堿溶液氯化鋅堿溶液合成淬火劑合成淬火劑9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性一、基本概念一、基本概念1、鋼的淬透性、鋼的淬透性 鋼的淬透性：鋼的淬透性：鋼接受淬火時形成馬氏體的能力鋼接受淬火時形成馬氏體的能力 。 不同成分的鋼淬火時形成馬氏體的能力不同，容不同成分的鋼淬火時形成馬氏

44、體的能力不同，容易形成馬氏體的鋼淬透性高（易形成馬氏體的鋼淬透性高（好好），反之則低），反之則低（差差）。）。 例如：例如：40CrNiMo比比45鋼的淬透性好。鋼的淬透性好。 why?9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性2、淬透層深度、淬透層深度9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性淬透層深度淬透層深度 從試樣表面至從試樣表面至半馬氏體區(qū)半馬氏體區(qū)(馬氏體和非馬氏體組織馬氏體和非馬氏體組織各占一半各占一半)的距離。在同樣淬火條件下，淬透層深的距離。在同樣淬火條件下，淬透層深度越大，則反映鋼的淬透性越好。度越大，則反映鋼的淬透性越好。半馬氏體組織的確定半馬氏體組織的確定 l硬度測試法硬度測試法：

45、M中含非中含非M組織不多時，硬度變化組織不多時，硬度變化不大；非不大；非M組織量增至組織量增至50%時，硬度陡然下降，時，硬度陡然下降，曲線出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)。曲線出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)。9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性l斷口觀察法斷口觀察法：淬火試樣的斷口上，以馬氏體為界，：淬火試樣的斷口上，以馬氏體為界，發(fā)生由脆性斷裂向韌性斷裂的變化，并且其酸蝕斷發(fā)生由脆性斷裂向韌性斷裂的變化，并且其酸蝕斷面呈現(xiàn)明顯的分界線。面呈現(xiàn)明顯的分界線。l半馬氏體組織的硬半馬氏體組織的硬度度主要與碳質(zhì)量分主要與碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)數(shù)有關(guān)，而與合金，而與合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系不大

46、不大. 9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性淬透性、淬透層深度和淬硬性的區(qū)別淬透性、淬透層深度和淬硬性的區(qū)別l淬透性淬透性是鋼在淬火時形成馬氏體的能力，是鋼是鋼在淬火時形成馬氏體的能力，是鋼在規(guī)定條件下的一種工藝性能。在規(guī)定條件下的一種工藝性能。l淬透層深度淬透層深度是指實(shí)際工件在具體條件下淬火得是指實(shí)際工件在具體條件下淬火得到表面馬氏體到半馬氏體處的距離，它與鋼的到表面馬氏體到半馬氏體處的距離，它與鋼的淬透性、工件的截面尺寸和淬火介質(zhì)的冷卻能淬透性、工件的截面尺寸和淬火介質(zhì)的冷卻能力有關(guān)。淬透性好，工件截面尺寸小，淬火介力有關(guān)。淬透性好，工件截面尺寸小，淬火介質(zhì)的冷卻能力強(qiáng)，則淬透層深度越大

47、。質(zhì)的冷卻能力強(qiáng)，則淬透層深度越大。l淬硬性淬硬性指鋼淬火后能達(dá)到的最高硬度，主要取指鋼淬火后能達(dá)到的最高硬度，主要取決于馬氏體的含碳量。決于馬氏體的含碳量。 9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性二、影響淬透性的因素二、影響淬透性的因素 鋼的淬透性由其臨界冷卻速度決定，臨界冷卻速鋼的淬透性由其臨界冷卻速度決定，臨界冷卻速度越小，即奧氏體越穩(wěn)定，則鋼的淬透性越好。因度越小，即奧氏體越穩(wěn)定，則鋼的淬透性越好。因此，凡影響奧氏體穩(wěn)定性的因素，均影響鋼的淬透此，凡影響奧氏體穩(wěn)定性的因素，均影響鋼的淬透性。性。9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性1、碳含量、碳含量 在

48、碳鋼中，碳含量影響鋼的臨界冷卻速度。共析鋼在碳鋼中，碳含量影響鋼的臨界冷卻速度。共析鋼的臨界冷速最小，淬透性最好；亞共析鋼隨碳含量的臨界冷速最小，淬透性最好；亞共析鋼隨碳含量減少，臨界冷速增加，淬透性降低；過共析鋼隨碳減少，臨界冷速增加，淬透性降低；過共析鋼隨碳含量增加，臨界冷速增加，淬透性降低。含量增加，臨界冷速增加，淬透性降低。? 原因：亞共析鋼含碳量越低，先共析鐵素體量越多，原因：亞共析鋼含碳量越低，先共析鐵素體量越多，提高了提高了A分解時分解時P的形核率，降低的形核率，降低A穩(wěn)定性，提高臨穩(wěn)定性，提高臨界冷卻速度，降低淬透性；過共析鋼含碳量越高，界冷卻速度，降低淬透性；過共析鋼含碳量越

49、高，先共析先共析Fe3C越多，同樣降低越多，同樣降低A穩(wěn)定性，提高臨界穩(wěn)定性，提高臨界冷卻速度，降低淬透性。冷卻速度，降低淬透性。9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性2、合金元素、合金元素 除除Co和和Al以外，其余合金元素溶于奧氏體后，以外，其余合金元素溶于奧氏體后，使使C曲線右移，降低臨界冷卻速度，提高鋼的淬曲線右移，降低臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性，因此透性，因此合金鋼往往比碳鋼的淬透性要好合金鋼往往比碳鋼的淬透性要好。3、奧氏體化溫度、奧氏體化溫度 提高奧氏體化溫度，將使奧氏體晶粒長大、成提高奧氏體化溫度，將使奧氏體晶粒長大、成分均勻，可減少珠光體的生核率，降低鋼的臨界分均勻，可減少珠

50、光體的生核率，降低鋼的臨界冷卻速度，增加其淬透性。冷卻速度，增加其淬透性。9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性4、鋼中未溶第二相、鋼中未溶第二相 鋼中未溶入奧氏體中的碳化物、氮化物及其它鋼中未溶入奧氏體中的碳化物、氮化物及其它非金屬夾雜物，可成為奧氏體分解的非自發(fā)核心，非金屬夾雜物，可成為奧氏體分解的非自發(fā)核心，使臨界冷卻速度增大，降低淬透性。使臨界冷卻速度增大，降低淬透性。 9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性三、淬透性曲線的應(yīng)用三、淬透性曲線的應(yīng)用可比較不同鋼種的淬透性，方便選材?？杀容^不同鋼種的淬透性，方便選材。 9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性淬透性不同的鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，沿截面的

51、組織和淬透性不同的鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，沿截面的組織和機(jī)械性能差別很大。機(jī)械性能差別很大。 40CrNiMo40Cr40鋼鋼全部回火全部回火S回回火火S回回火火SSF回回火火S回回火火SSF淬透性不同的鋼調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能的比較淬透性不同的鋼調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能的比較9.2.2.3 鋼的淬透性鋼的淬透性截面較大、形狀復(fù)雜以及受力較苛刻的螺栓、截面較大、形狀復(fù)雜以及受力較苛刻的螺栓、拉桿、鍛模、錘桿等工件，要求截面機(jī)械性能均勻，拉桿、鍛模、錘桿等工件，要求截面機(jī)械性能均勻，應(yīng)選用淬透性好的鋼。而承受彎曲或扭轉(zhuǎn)載荷的軸應(yīng)選用淬透性好的鋼。而承受彎曲或扭轉(zhuǎn)載荷的軸類零件、外層受力較大，心部受力較小，可選用淬類零件

52、、外層受力較大，心部受力較小，可選用淬透性較低的鋼種。透性較低的鋼種。 9.2.2.4 淬火方法淬火方法常用淬火方法常用淬火方法預(yù)冷淬火預(yù)冷淬火9.2.2.4 淬火方法淬火方法1、單介質(zhì)淬火、單介質(zhì)淬火定義：定義：將奧氏體狀態(tài)的工件放入一種淬火介質(zhì)中將奧氏體狀態(tài)的工件放入一種淬火介質(zhì)中一直冷卻到室溫的淬火方法。一直冷卻到室溫的淬火方法。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用較廣；操作簡單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用較廣；缺點(diǎn)是水淬變形開裂傾向大，油淬冷卻速度小，缺點(diǎn)是水淬變形開裂傾向大，油淬冷卻速度小，淬透直徑小，大件淬不硬。淬透直徑小，大件淬不硬。適用性：適用性：單介質(zhì)淬火適用于形狀簡單的碳鋼

53、和合單介質(zhì)淬火適用于形狀簡單的碳鋼和合金鋼工件金鋼工件。9.2.2.4 淬火方法淬火方法2、雙介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火定義：定義：先將奧氏體狀態(tài)的工件在冷卻能力強(qiáng)的淬火介先將奧氏體狀態(tài)的工件在冷卻能力強(qiáng)的淬火介質(zhì)中冷卻至接近質(zhì)中冷卻至接近Ms點(diǎn)溫度時，再立即轉(zhuǎn)入冷卻能力較點(diǎn)溫度時，再立即轉(zhuǎn)入冷卻能力較弱的淬火介質(zhì)中冷卻，直至完成馬氏體轉(zhuǎn)變。弱的淬火介質(zhì)中冷卻，直至完成馬氏體轉(zhuǎn)變。關(guān)鍵工序：關(guān)鍵工序：控制工件在第一種介質(zhì)中的停留時間，或控制工件在第一種介質(zhì)中的停留時間，或者說工件由第一種介質(zhì)轉(zhuǎn)入第二種介質(zhì)時的溫度。者說工件由第一種介質(zhì)轉(zhuǎn)入第二種介質(zhì)時的溫度。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：既保證淬硬，又不出現(xiàn)較大變形和

54、開裂。既保證淬硬，又不出現(xiàn)較大變形和開裂。適用性：適用性：碳鋼制造的中型零件和合金鋼制造的較大尺碳鋼制造的中型零件和合金鋼制造的較大尺寸零件。寸零件。9.2.2.4 淬火方法淬火方法3、分級淬火、分級淬火定義：定義：將奧氏體狀態(tài)的工件首先淬入略高于鋼的將奧氏體狀態(tài)的工件首先淬入略高于鋼的Ms點(diǎn)點(diǎn)的鹽浴或堿浴爐中保溫，當(dāng)工件內(nèi)外溫度均勻后，再的鹽浴或堿浴爐中保溫，當(dāng)工件內(nèi)外溫度均勻后，再從浴爐中取出從浴爐中取出空冷至室溫空冷至室溫，完成馬氏體轉(zhuǎn)變。，完成馬氏體轉(zhuǎn)變。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：分級淬火能有效地減少熱應(yīng)力和相變應(yīng)力，降分級淬火能有效地減少熱應(yīng)力和相變應(yīng)力，降低工件變形和開裂的傾向。低工件變形和開裂

55、的傾向。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：在在200左右冷速較慢，淬火鋼中的過冷左右冷速較慢，淬火鋼中的過冷A容易容易分解，故一般只適用于于形狀復(fù)雜和截面不大的工件分解，故一般只適用于于形狀復(fù)雜和截面不大的工件的淬火。的淬火。9.2.2.4 淬火方法淬火方法Cr12鋼冷沖模分級淬火工藝曲線鋼冷沖模分級淬火工藝曲線9.2.2.4 淬火方法淬火方法4、等溫淬火（或稱、等溫淬火（或稱貝氏體淬火貝氏體淬火）定義：定義：將奧氏體化后的工件在稍高于將奧氏體化后的工件在稍高于Ms溫度的鹽溫度的鹽浴或堿浴中冷卻并保溫足夠時間，從而獲得浴或堿浴中冷卻并保溫足夠時間，從而獲得下貝下貝氏體氏體組織的淬火方法。組織的淬火方法。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：

56、該方法大大降低內(nèi)應(yīng)力，減少變形。該方法大大降低內(nèi)應(yīng)力，減少變形。適用性：適用性：適合處理復(fù)雜和精度要求高的小件，如適合處理復(fù)雜和精度要求高的小件，如彈簧、螺栓等。缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低。彈簧、螺栓等。缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低。 9.2.2.4 淬火方法淬火方法5、預(yù)冷淬火（或稱、預(yù)冷淬火（或稱冷待淬火冷待淬火）定義：定義：將奧氏體化后的工件先在空氣或熱水中經(jīng)將奧氏體化后的工件先在空氣或熱水中經(jīng)過一段時間的預(yù)冷，待工件溫度降至臨界點(diǎn)稍上過一段時間的預(yù)冷，待工件溫度降至臨界點(diǎn)稍上一點(diǎn)溫度后再淬入冷卻介質(zhì)中的淬火方法。一點(diǎn)溫度后再淬入冷卻介質(zhì)中的淬火方法。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：減少熱應(yīng)力，減小變形與

57、開裂。減少熱應(yīng)力，減小變形與開裂。關(guān)鍵工序：關(guān)鍵工序：控制預(yù)冷時間或預(yù)冷溫度，具體工件控制預(yù)冷時間或預(yù)冷溫度，具體工件的預(yù)冷時間由實(shí)驗(yàn)確定。的預(yù)冷時間由實(shí)驗(yàn)確定。 9.2.2.4 淬火方法淬火方法9.2.2.5 淬火應(yīng)力、變形及開裂淬火應(yīng)力、變形及開裂9.2.2.5 淬火應(yīng)力、變形及開裂淬火應(yīng)力、變形及開裂9.2.2.5 淬火應(yīng)力、變形及開裂淬火應(yīng)力、變形及開裂9.2.2.5 淬火應(yīng)力、變形及開裂淬火應(yīng)力、變形及開裂9.2.2.5 淬火應(yīng)力、變形及開裂淬火應(yīng)力、變形及開裂9.2.2.5 淬火應(yīng)力、變形及開裂淬火應(yīng)力、變形及開裂9.2.2.5 淬火應(yīng)力、變形及開裂淬火應(yīng)力、變形及開裂淬透9.2.2.5 淬火應(yīng)力、變形及開裂淬火應(yīng)力、變形及開裂9.2.2.5 淬火應(yīng)力、變形及開裂淬火應(yīng)力、變形及開裂9.2.2.5 淬火應(yīng)力、變形及開裂淬火應(yīng)力、變形及開裂9.2.2.6 鋼的回火工藝鋼的回火工藝為什么淬火鋼需要進(jìn)行回火處理？為什么淬火鋼需要進(jìn)行回火處理？ 原因：淬火雖然使鋼獲得了較高的