課題四掌握鋼的熱處理工藝與應用

1、本項課題主要內容本項課題主要內容：任務任務1 1 掌握鋼在加熱時的組織轉變掌握鋼在加熱時的組織轉變任務任務2 2 掌握鋼在冷卻時的組織轉變掌握鋼在冷卻時的組織轉變任務任務3 3 掌握并應用鋼的退火與正火工藝掌握并應用鋼的退火與正火工藝任務任務4 4 掌握并應用鋼的淬火工藝掌握并應用鋼的淬火工藝任務任務5 5 掌握并應用鋼的回火工藝掌握并應用鋼的回火工藝任務任務6 6 掌握并應用鋼的表面熱處理與化學熱處理掌握并應用鋼的表面熱處理與化學熱處理任務任務7 7 了解熱處理新技術了解熱處理新技術任務任務8 8 掌握熱處理工藝制定掌握熱處理工藝制定任務任務9 9 了解金屬表面防腐與防護方法了解金屬表面防腐

2、與防護方法課題四課題四 掌握鋼的熱處理工藝與應用掌握鋼的熱處理工藝與應用 學習目標學習目標知識目標：了解熱處理工藝曲線；認識鋼在加熱時的組織轉變。知識目標：了解熱處理工藝曲線；認識鋼在加熱時的組織轉變。能力目標：能分析鋼在加熱時組織轉變對熱處理結果的影響。能力目標：能分析鋼在加熱時組織轉變對熱處理結果的影響。任務一任務一 掌握鋼在加熱時的組織轉變掌握鋼在加熱時的組織轉變1. 1. 了解熱處理基本情況與熱處理工藝曲線了解熱處理基本情況與熱處理工藝曲線（1 1）熱處理在機械裝備制造業(yè)中的地位）熱處理在機械裝備制造業(yè)中的地位各類機床中需經過熱處理的工件約占其總重量的各類機床中需經過熱處理的工件約占其

3、總重量的60607070；汽車、拖拉機中約占汽車、拖拉機中約占70708080；模具、工具、刀具、量具、軸；模具、工具、刀具、量具、軸承與齒輪等零件幾乎承與齒輪等零件幾乎100100需要熱處理。因此，熱處理在機械制需要熱處理。因此，熱處理在機械制造業(yè)中占有十分重要的地位，是缺之不可的造業(yè)中占有十分重要的地位，是缺之不可的 圖示需要熱處理的各類零件。圖示需要熱處理的各類零件。 （2 2）熱處理工藝曲線）熱處理工藝曲線熱處理：將熱處理：將固態(tài)固態(tài)金屬或合金進行金屬或合金進行加熱、保溫和冷卻加熱、保溫和冷卻，改變內，改變內部組織以獲得所需要性能的工藝方法部組織以獲得所需要性能的工藝方法目的：改善鋼（

4、工件）的力學性能或工藝性能；目的：改善鋼（工件）的力學性能或工藝性能；作用：充分發(fā)揮材料的性能潛力，作用：充分發(fā)揮材料的性能潛力，提高零件加工性或質量提高零件加工性或質量， 延長零件壽命；延長零件壽命；應用應用：十分廣泛十分廣泛。機床機床60607070，汽車和拖拉機，汽車和拖拉機7070 80 80，量具、刀具、模具級軸承，量具、刀具、模具級軸承100100的零件需熱處理的零件需熱處理按目的、加熱條件和特點不同，熱處理分為：按目的、加熱條件和特點不同，熱處理分為：常規(guī)常規(guī)熱處理熱處理（四火）：（四火）：退火、正火、淬火、回火退火、正火、淬火、回火表面熱處理表面熱處理：感應加熱表面淬火、火焰加

5、熱加熱表面淬火：感應加熱表面淬火、火焰加熱加熱表面淬火化學熱處理化學熱處理：滲碳、滲氮、碳氮共滲等：滲碳、滲氮、碳氮共滲等熱處理都是有熱處理都是有加熱、保溫和冷卻加熱、保溫和冷卻三階段組成三階段組成（2 2）熱處理工藝曲線）熱處理工藝曲線熱處理工藝卡熱處理工藝卡熱處理車間熱處理車間熱處理爐熱處理爐（3 3）熱處理常用設備）熱處理常用設備（3 3）熱處理常用設備）熱處理常用設備（a a）箱式電阻爐）箱式電阻爐 （b b）井式爐）井式爐 （c c）鹽浴加熱爐）鹽浴加熱爐 （d d）火焰燃氣加熱爐）火焰燃氣加熱爐圖圖4 43 3 常用熱處理加熱爐常用熱處理加熱爐 （a a）冷卻水槽）冷卻水槽 （b

6、b）冷卻油池）冷卻油池圖圖4 44 4 冷卻設備冷卻設備（4 4）熱處理工藝分類）熱處理工藝分類根據(jù)零件熱處理的目的、加熱方法和冷卻方法的不同，熱處理根據(jù)零件熱處理的目的、加熱方法和冷卻方法的不同，熱處理工藝分類工藝分類工藝類型工藝類型熱處理熱處理整體熱處理整體熱處理表面熱處理表面熱處理化學熱處理化學熱處理工藝名稱工藝名稱退火退火表面淬火和回火表面淬火和回火滲碳滲碳正火正火物理氣相沉積物理氣相沉積滲氮滲氮淬火淬火化學氣相沉積化學氣相沉積碳氮共滲碳氮共滲回火回火等離子體增強化學氣相等離子體增強化學氣相沉積沉積氮碳共滲氮碳共滲調質調質等離子注人等離子注人滲其他非金屬滲其他非金屬穩(wěn)定化處理穩(wěn)定化處理

7、滲金屬滲金屬固溶處理、水韌處固溶處理、水韌處理理多元共滲多元共滲固溶處理和時效固溶處理和時效2. 2. 鋼在加熱時的組織轉變鋼在加熱時的組織轉變熱處理第一階段是加熱階段，目的是得到均勻細小的奧氏體熱處理第一階段是加熱階段，目的是得到均勻細小的奧氏體組織，加熱溫度參照鐵碳合金的相圖。組織，加熱溫度參照鐵碳合金的相圖。（1 1） 鋼的奧氏體化在相鋼的奧氏體化在相圖中的臨界點圖中的臨界點 由由FeFeFeFe3 3C C相圖可知，相圖可知，A A1 1、A A3 3、A Acmcm線是碳鋼在極線是碳鋼在極其緩慢加熱和冷卻時的相其緩慢加熱和冷卻時的相變溫度線變溫度線，線上的點都是，線上的點都是平衡條件

8、下的相變點。平衡條件下的相變點。實際生產中，加熱和冷實際生產中，加熱和冷卻并不是極其緩慢的，卻并不是極其緩慢的， A A1 1、A A3 3、A Acmcm線是線是有一定偏離。有一定偏離。實際加熱時用實際加熱時用 Ac Ac1 1、AcAc3 3、AcAccmcm；冷卻時用冷卻時用ArAr1 1、ArAr3 3、AcAccmcm表示。表示。（2 2）奧氏體的形成過程）奧氏體的形成過程奧氏體化奧氏體化：將鋼件加熱到：將鋼件加熱到AcAc3 3或或AcAc1 1溫度以上，以獲得全部或溫度以上，以獲得全部或部分奧氏體組織的操作。部分奧氏體組織的操作。亞共析鋼必須加熱到亞共析鋼必須加熱到AcAc3 3

9、以上，過共析鋼必須加熱到以上，過共析鋼必須加熱到AcAccmcm以以上才能得到全部奧氏體，和共析鋼一樣在上才能得到全部奧氏體，和共析鋼一樣在AcAc1 1溫度時都發(fā)生溫度時都發(fā)生P P A A轉化過程。轉化過程。以共析鋼為例說明奧氏體的形成過程。以共析鋼為例說明奧氏體的形成過程。共析鋼加熱到共析鋼加熱到727727C C（A Ac1c1) )以上，珠光體轉變成奧氏體的四以上，珠光體轉變成奧氏體的四個階段個階段奧氏體奧氏體形核形核奧氏體奧氏體核長大核長大殘余滲碳殘余滲碳體溶解體溶解奧氏體成奧氏體成分均勻化分均勻化（3 3）奧氏體晶粒長大及其控制措施）奧氏體晶粒長大及其控制措施l l）加熱溫度和保

10、溫時間）加熱溫度和保溫時間: :加熱溫度越高加熱溫度越高, ,保溫時間越長，奧氏體保溫時間越長，奧氏體晶粒長得越大。晶粒長得越大。2 2）加熱速度：加熱溫度一定，加熱速度越快，奧氏體晶粒越）加熱速度：加熱溫度一定，加熱速度越快，奧氏體晶粒越細小。因此，快速高溫加熱和短時間保溫，是生產中常用的一細小。因此，快速高溫加熱和短時間保溫，是生產中常用的一種細化晶粒方法。種細化晶粒方法。3 3）鋼中的合金元素：多數(shù)合金元素均能不同程度地阻礙奧氏）鋼中的合金元素：多數(shù)合金元素均能不同程度地阻礙奧氏體晶粒長大，它們在鋼中形成難溶于奧氏體的碳化物，并彌散體晶粒長大，它們在鋼中形成難溶于奧氏體的碳化物，并彌散分

11、布在奧氏體晶界上，能阻礙奧氏體晶粒長大。分布在奧氏體晶界上，能阻礙奧氏體晶粒長大。奧氏體晶粒的大小對熱處理性能有很大影響，奧氏體晶粒越奧氏體晶粒的大小對熱處理性能有很大影響，奧氏體晶粒越細小，熱處理轉變得到的組織晶粒也越細小，其強度、塑性、細小，熱處理轉變得到的組織晶粒也越細小，其強度、塑性、韌性都比較好，反之，熱處理后性能越差。韌性都比較好，反之，熱處理后性能越差。 學習目標學習目標知識目標：了解熱處理冷卻方式；掌握鋼在冷卻時的組織轉變知識目標：了解熱處理冷卻方式；掌握鋼在冷卻時的組織轉變能力目標：能分析鋼在冷卻時組織轉變對熱處理結果的影響能力目標：能分析鋼在冷卻時組織轉變對熱處理結果的影響

12、任務二任務二 掌握鋼在冷卻時的組織轉變掌握鋼在冷卻時的組織轉變1. 1. 了解碳鋼冷卻方式對其性能的影響了解碳鋼冷卻方式對其性能的影響同一化學成分的鋼，加熱到奧氏體狀態(tài)后，冷卻速度不同，將同一化學成分的鋼，加熱到奧氏體狀態(tài)后，冷卻速度不同，將得到形態(tài)不同的各種室溫組織，從而獲得不同的使用性能。得到形態(tài)不同的各種室溫組織，從而獲得不同的使用性能。任務二任務二 鋼在冷卻時的組織轉變鋼在冷卻時的組織轉變 Wc Wc 0.450.45的鋼經的鋼經840840加熱后，以不同速度冷卻后的力學性能加熱后，以不同速度冷卻后的力學性能冷卻方法冷卻方法抗拉強度抗拉強度Rm/MPaRm/MPa屈服強度屈服強度/MP

13、a/MPa伸長率伸長率A A（）（）斷面收縮率斷面收縮率z z（）（）硬度值硬度值爐內緩泠爐內緩泠53053028028032.532.549.349.3160160200HBW200HBW空氣冷卻空氣冷卻6706707207203403401515181845455050170170240HBW240HBW油中冷卻油中冷卻900900620620181820204848404050HRC50HRC水中冷卻水中冷卻100010007207207 78 812121414525258HRC58HRC常用冷卻方式有等溫冷卻和連續(xù)冷卻常用冷卻方式有等溫冷卻和連續(xù)冷卻2. 2. 認識過冷奧氏體等溫轉變

14、圖并能分析轉變產物的性能認識過冷奧氏體等溫轉變圖并能分析轉變產物的性能過冷奧氏體：鋼在實際冷卻時都有過冷現(xiàn)象，即奧氏體向珠光體過冷奧氏體：鋼在實際冷卻時都有過冷現(xiàn)象，即奧氏體向珠光體轉變的臨界點轉變的臨界點ArAr1 1比比A A1 1低，奧氏體在低，奧氏體在A A1 1以下暫時存在而不穩(wěn)定。以下暫時存在而不穩(wěn)定。（1 1）過冷奧氏體等溫轉變圖的建立（以共析鋼為例）過冷奧氏體等溫轉變圖的建立（以共析鋼為例）將共析鋼制成若干小圓形薄片將共析鋼制成若干小圓形薄片試樣試樣，加熱至奧氏體化后，分別，加熱至奧氏體化后，分別迅速放人迅速放人A A1 1點以下不同溫度的點以下不同溫度的恒溫鹽浴槽恒溫鹽浴槽中

15、進行等溫轉變；測出中進行等溫轉變；測出過冷奧氏體轉變開始時間，終止時間以及轉變產物量；將其畫在過冷奧氏體轉變開始時間，終止時間以及轉變產物量；將其畫在溫度溫度-時間坐標圖上，連接各轉變開始點和終止點來，得到共析時間坐標圖上，連接各轉變開始點和終止點來，得到共析鋼過冷奧氏體等溫轉變圖。曲線稱為鋼過冷奧氏體等溫轉變圖。曲線稱為C C曲線曲線（TTTTTT圖）圖）A A1 1線以上是奧氏體的穩(wěn)定區(qū)，線以上是奧氏體的穩(wěn)定區(qū)，A A1 1線以下、轉變開始線以左是過冷線以下、轉變開始線以左是過冷奧氏體暫存區(qū)。奧氏體暫存區(qū)。A A1 1線以下、轉變終止線以右是轉變產物區(qū)。兩線線以下、轉變終止線以右是轉變產物

16、區(qū)。兩線之間是過冷奧氏體和轉變產物共存區(qū)。等溫停留開始至相轉變開之間是過冷奧氏體和轉變產物共存區(qū)。等溫停留開始至相轉變開始之間的時間稱為孕育期。孕育期隨轉變溫度的降低逐漸縮短，始之間的時間稱為孕育期。孕育期隨轉變溫度的降低逐漸縮短，在曲線拐彎處（鼻尖）約在曲線拐彎處（鼻尖）約550550，孕育期最短，過冷奧氏體最不，孕育期最短，過冷奧氏體最不穩(wěn)定，轉變速度最快，而后孕育期又逐漸增長。穩(wěn)定，轉變速度最快，而后孕育期又逐漸增長。共析共析鋼過鋼過冷奧冷奧氏體氏體C C曲曲線分線分析析MsMs是馬氏體轉變開始線是馬氏體轉變開始線， MfMf是是終止線。終止線。在過冷奧氏體向馬氏在過冷奧氏體向馬氏體轉變

17、的過程中有過冷奧氏體殘留下來殘余奧氏體體轉變的過程中有過冷奧氏體殘留下來殘余奧氏體，用符，用符號號AA表示。表示。（2 2）過冷奧氏體等溫轉變產物的組織和性能）過冷奧氏體等溫轉變產物的組織和性能共析碳鋼過冷奧氏體等溫轉變圖中的共析碳鋼過冷奧氏體等溫轉變圖中的“鼻尖鼻尖”將曲線分為上、下將曲線分為上、下兩部分，在兩部分，在A A1 1線以下發(fā)生線以下發(fā)生珠光體型轉變、貝氏體型轉變珠光體型轉變、貝氏體型轉變1 1）珠光體轉變（共析轉變）珠光體轉變（共析轉變A A P P ）發(fā)生溫度發(fā)生溫度7277270 0C-560C-5600 0C C，溫度越低，珠光體的層片越溫度越低，珠光體的層片越細。細。產

18、物：珠光體產物：珠光體727727-650-650 珠光體片層較粗珠光體片層較粗 P P（珠光體）（珠光體）, ,硬度硬度25HRC25HRC650650-600-600 珠光體層片較細珠光體層片較細 S S（索氏體）（索氏體）, ,硬度硬度252530HRC30HRC600600-5-55 50 0 珠光體層片極細珠光體層片極細 T(T(托氏體托氏體), ),硬度硬度353540HRC40HRC 層片變細，強度、硬度增加，層片變細，強度、硬度增加， 塑性、韌性有所改善。塑性、韌性有所改善。 2 2）貝氏體型的轉變（）貝氏體型的轉變（550550MsMs） 奧氏體過冷到奧氏體過冷到550550

19、MsMs的中的中溫區(qū)內停留，便發(fā)生過冷奧氏體向溫區(qū)內停留，便發(fā)生過冷奧氏體向貝氏體的轉變，形成貝氏體（貝氏體的轉變，形成貝氏體（B B）。）。貝氏體是由含過飽和碳的鐵素體貝氏體是由含過飽和碳的鐵素體和碳化物組成的兩相混合物。和碳化物組成的兩相混合物。 上貝氏體，上貝氏體， 560560350350，上貝，上貝氏體，密集白條平行白條狀組織。氏體，密集白條平行白條狀組織。硬度硬度404045HRC45HRC性能：上貝氏體的塑性、韌性差，性能：上貝氏體的塑性、韌性差，脆性高，基本不用脆性高，基本不用。貝氏體轉變溫度：貝氏體轉變溫度： 下貝氏體，下貝氏體， 350350 MsMs，含過，含過飽和的細小

20、針片狀鐵素體和鐵素體飽和的細小針片狀鐵素體和鐵素體片內彌散分布的碳化物組成。硬度片內彌散分布的碳化物組成。硬度454550HRC50HRC性能：性能： 下貝氏體強度、硬度高、下貝氏體強度、硬度高、塑性、韌性較好，工業(yè)中用于中碳塑性、韌性較好，工業(yè)中用于中碳鋼和中碳合金鋼制造的零件鋼和中碳合金鋼制造的零件，提高，提高材料的強韌性。材料的強韌性。 1 1）含碳量）含碳量：亞共析碳鋼：亞共析碳鋼C C曲線隨著含碳量的增加而右移，過曲線隨著含碳量的增加而右移，過共析碳鋼的共析碳鋼的C C曲線隨著含碳量的增加而左移。共析碳鋼的曲線隨著含碳量的增加而左移。共析碳鋼的C C曲曲線最靠右，過冷奧氏體最穩(wěn)定。線

21、最靠右，過冷奧氏體最穩(wěn)定。（3 3）影響）影響C C曲線的因素曲線的因素 2 2）合金元素）合金元素: :合金元素溶人奧氏體后均能增大過冷奧氏體的穩(wěn)合金元素溶人奧氏體后均能增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性定性( (鈷除外），使鈷除外），使C C曲線右移，而且形狀發(fā)生改變。曲線右移，而且形狀發(fā)生改變。3 3）加熱溫度和保溫時間：加熱溫度越高）加熱溫度和保溫時間：加熱溫度越高，保溫時間越，保溫時間越長長，奧，奧氏體成分越均勻，晶粒也越粗大，晶界面積越少，使過冷奧氏體成分越均勻，晶粒也越粗大，晶界面積越少，使過冷奧氏體穩(wěn)定性提高，氏體穩(wěn)定性提高，C C曲線右移曲線右移 連續(xù)冷卻轉變曲線只有連續(xù)冷卻轉變曲線只有

22、C C曲線的上曲線的上半部分，沒有下半部分，連續(xù)冷卻半部分，沒有下半部分，連續(xù)冷卻轉變時不形成貝氏體組織。轉變時不形成貝氏體組織。3. 3. 了解過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉變（了解過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉變（本節(jié)不作要求本節(jié)不作要求）（1 1）過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變曲線）過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變曲線（2 2）C C曲線在連續(xù)冷卻轉變中的應曲線在連續(xù)冷卻轉變中的應用用生產中，常用生產中，常用C C曲線來定性地、近曲線來定性地、近似地分析同一種鋼在連續(xù)冷卻時的似地分析同一種鋼在連續(xù)冷卻時的轉變過程。以共析鋼為例，將連續(xù)轉變過程。以共析鋼為例，將連續(xù)冷卻速度線畫在冷卻速度線畫在C C曲線圖上，根據(jù)曲線圖上，

23、根據(jù)與與C C曲線相交的位置，可估計出連曲線相交的位置，可估計出連續(xù)冷卻轉變的產物。續(xù)冷卻轉變的產物。 連續(xù)冷卻轉變曲線只有連續(xù)冷卻轉變曲線只有C C曲線的上半部分，沒有下半部分，連曲線的上半部分，沒有下半部分，連續(xù)冷卻轉變時不形成貝氏體組織。續(xù)冷卻轉變時不形成貝氏體組織。 C C曲線在連續(xù)冷卻轉變中的應用曲線在連續(xù)冷卻轉變中的應用生產中常用生產中常用C C曲線來定性曲線來定性地、近似地分析同一種鋼地、近似地分析同一種鋼在連續(xù)冷卻時的轉變過程。在連續(xù)冷卻時的轉變過程。將共析鋼連續(xù)冷卻速度線將共析鋼連續(xù)冷卻速度線畫在畫在C C曲線圖上，估計出連曲線圖上，估計出連續(xù)冷卻轉變的產物。續(xù)冷卻轉變的產物

24、。v v1 1相當于隨爐冷卻的速度相當于隨爐冷卻的速度（退火），估計出連續(xù)冷（退火），估計出連續(xù)冷卻后轉變?yōu)橹楣怏w，硬度卻后轉變?yōu)橹楣怏w，硬度170170220HBS220HBS。 v v2 2相當于空冷的冷卻速度（正火），估計出轉變產物為索氏體，相當于空冷的冷卻速度（正火），估計出轉變產物為索氏體，硬度硬度252535 HRC35 HRC。v v3 3相當于油的冷卻速度（油淬），相當于油的冷卻速度（油淬），只有一部分過冷奧氏體轉變?yōu)橥惺现挥幸徊糠诌^冷奧氏體轉變?yōu)橥惺象w體（T T），剩余的過冷奧氏體到，剩余的過冷奧氏體到MsMs點以下轉變?yōu)轳R氏體，最后得到托點以下轉變?yōu)轳R氏體，最后得到托氏體和

25、馬氏體及殘留奧氏體的復相氏體和馬氏體及殘留奧氏體的復相組織，硬度組織，硬度45455555HRCHRC。v v4 4相當于在水中冷卻的冷卻速度相當于在水中冷卻的冷卻速度（淬火），不與（淬火），不與C C曲線相交，直接曲線相交，直接通過通過MsMs點，轉變?yōu)轳R氏體，得到點，轉變?yōu)轳R氏體，得到馬氏體和殘留奧氏體，硬度馬氏體和殘留奧氏體，硬度555565 HRC65 HRC。 （3 3）馬氏體的組織形態(tài)和性能）馬氏體的組織形態(tài)和性能1 1）馬氏體（）馬氏體（MM）：當過冷奧氏體被快速冷卻到）：當過冷奧氏體被快速冷卻到MsMs點以下時便點以下時便發(fā)生馬氏體轉變。奧氏體為面心立方晶體結構，當過冷至發(fā)生馬

26、氏體轉變。奧氏體為面心立方晶體結構，當過冷至MsMs以下時轉變?yōu)轶w心立方晶體結構。由于轉變溫度較低，原奧氏以下時轉變?yōu)轶w心立方晶體結構。由于轉變溫度較低，原奧氏體中溶解的過多碳原子沒有能力進行擴散，致使所有溶解在原體中溶解的過多碳原子沒有能力進行擴散，致使所有溶解在原奧氏體中的碳原子難以析出，使晶格發(fā)生畸變，含碳量越高，奧氏體中的碳原子難以析出，使晶格發(fā)生畸變，含碳量越高，畸變越大，內應力也越大?；冊酱螅瑑葢σ苍酱蟆?2 2）馬氏體的組織形態(tài)和性能馬氏體的組織形態(tài)和性能馬氏體組織形態(tài)有馬氏體組織形態(tài)有片狀片狀（針狀）和板條狀兩種（針狀）和板條狀兩種。片狀馬氏體組織形態(tài)取決于奧氏體的含碳量，

27、奧氏體中含碳片狀馬氏體組織形態(tài)取決于奧氏體的含碳量，奧氏體中含碳量大于量大于1 1.0.0時，馬氏體呈凸透鏡狀時，馬氏體呈凸透鏡狀含碳量小于含碳量小于0 0.2.25 5時時，馬氏體呈板條狀馬氏體呈板條狀。 馬氏體是鋼中最硬的組織馬氏體是鋼中最硬的組織，硬度和強度硬度和強度取決于馬氏體的取決于馬氏體的含碳量含碳量，隨著含隨著含碳量的增加而升高碳量的增加而升高。當馬氏體含碳量增大到。當馬氏體含碳量增大到0.60.6時時 硬硬度不再繼續(xù)升高度不再繼續(xù)升高, ,大約為大約為60-64HRC 60-64HRC 。馬氏體的塑性和韌性也與。馬氏體的塑性和韌性也與含碳量有關。片狀高碳馬氏體的塑性和韌性差，而

28、板條狀低碳含碳量有關。片狀高碳馬氏體的塑性和韌性差，而板條狀低碳馬氏體的塑性和韌性較好。馬氏體的塑性和韌性較好。 3 3）馬氏體轉變的特點馬氏體轉變的特點馬氏體轉變的無擴散性（快速完成）馬氏體轉變的無擴散性（快速完成）。馬氏體馬氏體轉變的連續(xù)性。轉變的連續(xù)性。 Ms Mf Ms Mf連續(xù)進行。形核取決于溫度連續(xù)進行。形核取決于溫度與實踐無關與實踐無關馬氏體馬氏體轉變的不完全性。轉變的不完全性。 Ms Ms、MfMf與冷速無關，取決于與冷速無關，取決于A A的的含碳量，含碳量，Wc Wc ，點越低。淬火到室溫也不能得到，點越低。淬火到室溫也不能得到100100的馬氏的馬氏體。體。馬氏體轉變體積膨

29、脹，產生很大內應力，易使工件變形開裂。馬氏體轉變體積膨脹，產生很大內應力，易使工件變形開裂。任務三任務三 掌握并應用鋼的退火與正火工藝掌握并應用鋼的退火與正火工藝 學習目標學習目標知識目標：掌握鋼的退火與正火工藝方法。知識目標：掌握鋼的退火與正火工藝方法。能力目標：能熟練應用鋼的退火與正火工藝解決生產實際問題。能力目標：能熟練應用鋼的退火與正火工藝解決生產實際問題。退火與正火是鋼鐵材料常用的兩種基本熱處理工藝方法，主要用退火與正火是鋼鐵材料常用的兩種基本熱處理工藝方法，主要用來處理毛坯件（如鑄件、來處理毛坯件（如鑄件、 鍛件、焊接件等）所造成的缺陷，為鍛件、焊接件等）所造成的缺陷，為后面的切削

30、加工和最終熱處理做好組織準備，因此，退火與正火后面的切削加工和最終熱處理做好組織準備，因此，退火與正火通常又稱為預各熱處理。對個別要求不高的鑄件、鍛件、焊接件通常又稱為預各熱處理。對個別要求不高的鑄件、鍛件、焊接件也可作為最終熱處理。也可作為最終熱處理。1.1.鋼的退火鋼的退火退火：鋼加熱到適當?shù)臏囟?，保溫一定時間后隨爐緩慢冷卻退火：鋼加熱到適當?shù)臏囟?，保溫一定時間后隨爐緩慢冷卻（爐冷）。作為預先熱處理安排在鍛造、鑄造之后，粗加工之（爐冷）。作為預先熱處理安排在鍛造、鑄造之后，粗加工之前消除應力，降低硬度。前消除應力，降低硬度。退火的目的：退火的目的： 降低硬度，以利于切削（適合的切削硬度為降

31、低硬度，以利于切削（適合的切削硬度為160-160-260HBS260HBS）；）； 消除內應力，穩(wěn)定尺寸，防止變形或開裂；消除內應力，穩(wěn)定尺寸，防止變形或開裂； 細化晶粒，均勻組織及成分。細化晶粒，均勻組織及成分。得到球狀珠光體得到球狀珠光體完全退火完全退火球化退火球化退火去應力退火去應力退火擴散（均勻化）退火擴散（均勻化）退火亞共析成分的碳鋼和合金鋼亞共析成分的碳鋼和合金鋼共析或過共析碳鋼和合金鋼共析或過共析碳鋼和合金鋼分類分類退火工藝方法與應用退火工藝方法與應用 再結晶退火（消除形變強化）再結晶退火（消除形變強化）（1 1）完全退火完全退火q將亞共析鋼件完全奧氏體化（加熱至將亞共析鋼件完

32、全奧氏體化（加熱至AcAc3 3以上以上30305050）后，隨）后，隨之緩慢冷卻。為提高生產率，隨爐冷至之緩慢冷卻。為提高生產率，隨爐冷至600600左右，工件出爐空左右，工件出爐空冷。冷。q作用：降低鋼的硬度，便于切削加工；消除殘留應力，穩(wěn)定工件作用：降低鋼的硬度，便于切削加工；消除殘留應力，穩(wěn)定工件尺寸，以防變形或開裂；細化晶粒，改善組織，以提高力學性能尺寸，以防變形或開裂；細化晶粒，改善組織，以提高力學性能和改善工藝性能，為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準備。和改善工藝性能，為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準備。q缺點：時間長，對于比較穩(wěn)定的缺點：時間長，對于比較穩(wěn)定的 合金鋼，退

33、火需要幾十個小時。合金鋼，退火需要幾十個小時。q應用：亞共析鋼的鑄件、鍛件、應用：亞共析鋼的鑄件、鍛件、 熱軋型材和焊接件。熱軋型材和焊接件。q為縮短完全退火時間，為縮短完全退火時間，常采用常采用等溫退火等溫退火工藝：將鋼件加熱工藝：將鋼件加熱到到AcAc3 3（或（或AcAc1 1）點以上，保溫適當時間后，較快冷卻到珠）點以上，保溫適當時間后，較快冷卻到珠光體轉變溫度區(qū)間的適當溫度并等溫保持，使奧氏體轉變光體轉變溫度區(qū)間的適當溫度并等溫保持，使奧氏體轉變?yōu)橹楣怏w類組織，然后在空氣中冷卻的退火工藝。為珠光體類組織，然后在空氣中冷卻的退火工藝。q二者二者目的相同，目的相同，但等溫退火轉變易控制但

34、等溫退火轉變易控制，所用時間比完全，所用時間比完全退火縮短約退火縮短約1 1 /3/3，并可獲得均勻的組織和性能。，并可獲得均勻的組織和性能。（2 2）球化退火球化退火q將共析鋼或過共析鋼加熱到將共析鋼或過共析鋼加熱到A Ac c1 1點以上點以上20203030，保溫一定時，保溫一定時間后，隨爐緩冷至室溫，或快冷到略低于間后，隨爐緩冷至室溫，或快冷到略低于ArAr1 1溫度，保溫后出溫度，保溫后出爐空冷，使鋼中碳化物球狀化的退火工藝爐空冷，使鋼中碳化物球狀化的退火工藝。q過共析鋼及合金工具鋼熱加工后，組織中常出現(xiàn)粗片狀珠光過共析鋼及合金工具鋼熱加工后，組織中常出現(xiàn)粗片狀珠光體和網狀二次滲碳體

35、，鋼的切削加工性能變差，且淬火時易體和網狀二次滲碳體，鋼的切削加工性能變差，且淬火時易產生變形和開裂。為消除缺陷，采用球化退火使珠光體中的產生變形和開裂。為消除缺陷，采用球化退火使珠光體中的片狀滲碳體呈顆粒狀片狀滲碳體呈顆粒狀。q球化退火適用于球化退火適用于共析鋼和過共析鋼共析鋼和過共析鋼，如碳素工具鋼、合金工，如碳素工具鋼、合金工具鋼和軸承鋼多采用球化退火作為預具鋼和軸承鋼多采用球化退火作為預備備熱處理。熱處理。（3 3）均勻化退火（擴散退火）均勻化退火（擴散退火）q將鑄錠、鑄件或鍛坯加熱到高溫（鋼熔點以下將鑄錠、鑄件或鍛坯加熱到高溫（鋼熔點以下1001002 20000）在此溫度長時間保溫

36、（在此溫度長時間保溫（lOlO15h15h），），然后緩慢冷卻，達到化然后緩慢冷卻，達到化學成分和組織均勻化學成分和組織均勻化。q均勻化退火后，鋼的晶粒過分粗大，均勻化退火后，鋼的晶粒過分粗大， 還要還要進行完全退火或正火進行完全退火或正火。均勻化。均勻化 退火時間長，耗費能量大，成本高。退火時間長，耗費能量大，成本高。 主要用于要求質量高的合金鋼鑄錠主要用于要求質量高的合金鋼鑄錠 和鑄件。和鑄件。（4 4）去應力退火）去應力退火q將鋼加熱到略低于將鋼加熱到略低于A A1 1溫度（溫度（500500600600），保溫一段時間，），保溫一段時間，隨爐緩慢冷卻或隨爐緩冷至隨爐緩慢冷卻或隨爐緩冷至

37、3003002OO2OO出爐空冷。出爐空冷。q目的：去除工件塑性變形加工、切削加工或焊接造成的應力，目的：去除工件塑性變形加工、切削加工或焊接造成的應力，以及鑄件內存在的殘留應力。由于加熱溫度低于以及鑄件內存在的殘留應力。由于加熱溫度低于A A1 1，點，不，點，不發(fā)生組織的變化（相變），只是消除內應力。發(fā)生組織的變化（相變），只是消除內應力。q用于消除工件中的殘留應力。可消除用于消除工件中的殘留應力?？上?0508080應力，對應力，對形狀復雜及壁厚不均勻的零件尤為重要。形狀復雜及壁厚不均勻的零件尤為重要。 2. 2. 鋼的正火鋼的正火正火正火：將鋼加熱到：將鋼加熱到AcAc3 3或或Ac

38、Accmcm以上以上30305050，保溫一段時間，保溫一段時間，隨后在空氣中冷卻。隨后在空氣中冷卻。正火與退火的區(qū)別：正火冷卻速度稍快正火與退火的區(qū)別：正火冷卻速度稍快，得到的組織較細小，得到的組織較細小，強度和硬度有所提高，操作簡便，生產周期短，成本較低。強度和硬度有所提高，操作簡便，生產周期短，成本較低。 對于低碳鋼和低碳的合金鋼經正火后，可提高硬度，改善切對于低碳鋼和低碳的合金鋼經正火后，可提高硬度，改善切削加工性能（削加工性能（170170230HBS230HBS范圍內金屬切削加工性較好）；范圍內金屬切削加工性較好）；對于中碳結構鋼制作的較重要件，可作為預先熱處理，為最對于中碳結構鋼

39、制作的較重要件，可作為預先熱處理，為最終熱處理作好組織準終熱處理作好組織準備備；對于過共析鋼，對于過共析鋼，可消除二次滲碳體網，為球化退火作好組織可消除二次滲碳體網，為球化退火作好組織準備準備；對于使用性能要求不高的零件，以及某些大型或形狀復雜的對于使用性能要求不高的零件，以及某些大型或形狀復雜的零件，當淬火有開裂危險時，可采用正火作為最終熱處理零件，當淬火有開裂危險時，可采用正火作為最終熱處理。 幾種退火與正火的加熱溫度范圍及熱處理工藝曲線幾種退火與正火的加熱溫度范圍及熱處理工藝曲線任務四任務四 掌握并應用鋼的淬火工藝掌握并應用鋼的淬火工藝 學習目標學習目標知識目標：掌握鋼的淬火工藝知識目標

40、：掌握鋼的淬火工藝能力目標：能熟練應用鋼的淬火工藝解決生產實際問題能力目標：能熟練應用鋼的淬火工藝解決生產實際問題1. 1. 熟練掌握并應用鋼的淬火熟練掌握并應用鋼的淬火淬火：將鋼件加熱至淬火：將鋼件加熱至Ac3Ac3或或Ac1Ac1以上某一溫度，保溫后以適當以上某一溫度，保溫后以適當速度冷卻，獲得馬氏體和速度冷卻，獲得馬氏體和( (或或) )下貝氏體組織的熱處理工藝。下貝氏體組織的熱處理工藝。（1 1）淬火目的：使鋼鐵材料獲得馬氏體或貝氏體組織，并與回）淬火目的：使鋼鐵材料獲得馬氏體或貝氏體組織，并與回火工藝合理配合，提高鋼鐵材料的強度、硬度和耐磨性，獲得火工藝合理配合，提高鋼鐵材料的強度、

41、硬度和耐磨性，獲得需要的力學性能，特別是在動載荷與摩擦力作用下的零件。是需要的力學性能，特別是在動載荷與摩擦力作用下的零件。是強化鋼件最重要的熱處理方法。強化鋼件最重要的熱處理方法。應用：刀具、鉆頭、絲錐、板牙、精密量具等，重要零件如銷、應用：刀具、鉆頭、絲錐、板牙、精密量具等，重要零件如銷、套、軸、滾動軸承、模具等，是強化鋼件最重要的熱處理方法。套、軸、滾動軸承、模具等，是強化鋼件最重要的熱處理方法。 （2 2）鋼的淬火加熱溫度選擇）鋼的淬火加熱溫度選擇淬火加熱溫度選擇以得到淬火加熱溫度選擇以得到均勻細小的奧氏體晶粒均勻細小的奧氏體晶粒為原則為原則, , 淬淬火后獲得火后獲得均勻細小的馬氏體

42、組織均勻細小的馬氏體組織。淬火溫度主要根據(jù)鋼的臨界點淬火溫度主要根據(jù)鋼的臨界點確定，亞共析鋼通常加熱至確定，亞共析鋼通常加熱至AcAc3 3以上以上30305050，可獲得，可獲得均勻細小的馬氏體和少量殘均勻細小的馬氏體和少量殘余奧氏體組織。余奧氏體組織。如果淬火溫度過高，則將獲如果淬火溫度過高，則將獲得粗大馬氏體組織，同時引得粗大馬氏體組織，同時引起鋼件較嚴重的變形。如果起鋼件較嚴重的變形。如果淬火溫度過低，則在淬火組淬火溫度過低，則在淬火組織中將出現(xiàn)鐵素體，造成鋼織中將出現(xiàn)鐵素體，造成鋼的硬度不足，強度不高。的硬度不足，強度不高。共析鋼、過共析鋼加熱至共析鋼、過共析鋼加熱至AcAc1 1以

43、上以上30305050，可獲得均勻細小，可獲得均勻細小的馬氏體和少量殘余奧氏體組織。的馬氏體和少量殘余奧氏體組織。合金鋼：大多數(shù)合金元素阻礙奧氏體晶粒長大合金鋼：大多數(shù)合金元素阻礙奧氏體晶粒長大(Mn(Mn、P P除外除外) )，淬火溫度允許比碳鋼稍微高一些，使合金元素充分溶解和均勻淬火溫度允許比碳鋼稍微高一些，使合金元素充分溶解和均勻化，取得較好淬火效果?；?，取得較好淬火效果。（3 3）淬火冷卻介質）淬火冷卻介質1 1）理想的淬火冷卻方式：應具有圖示的冷卻曲線，即只在）理想的淬火冷卻方式：應具有圖示的冷卻曲線，即只在C C曲曲線鼻部附近快速冷卻，而在淬火溫度到線鼻部附近快速冷卻，而在淬火溫度

44、到650650之間以及之間以及MsMs點點以下以較慢的速度冷卻。以下以較慢的速度冷卻。.在達到在達到C C曲線的曲線的“鼻尖鼻尖”附近附近，即在，即在550-650550-650溫度范圍內以溫度范圍內以極快的冷卻速度，迅速冷卻到極快的冷卻速度，迅速冷卻到“鼻尖鼻尖”以下，以避開以下，以避開C C曲線的曲線的“鼻尖鼻尖”。.在在650650以上或在以上或在400 400 以下以下，過冷奧氏體穩(wěn)定，這兩個階段，過冷奧氏體穩(wěn)定，這兩個階段應盡量減慢冷卻速度，以減少淬應盡量減慢冷卻速度，以減少淬火應力火應力.特別在特別在MsMs（300300200200）點）點附近發(fā)生馬氏體轉變時，尤其不附近發(fā)生馬氏

45、體轉變時，尤其不應快冷，否則容易造成變形及開應快冷，否則容易造成變形及開裂裂2 2）常用的淬火介質：水及水溶液、油類、熔鹽、熔堿）常用的淬火介質：水及水溶液、油類、熔鹽、熔堿水：冷卻能力很強，加入水：冷卻能力很強，加入5 51010NaClNaCl的鹽水，其冷卻的鹽水，其冷卻能力更強。尤其在能力更強。尤其在650650550550的范圍內冷卻速度非?？?，的范圍內冷卻速度非常快，大于大于600600s s。但在。但在300300200200的溫度范圍，冷卻能力的溫度范圍，冷卻能力仍很強，將導致工件變形，甚至開裂。主要用于淬透性較仍很強，將導致工件變形，甚至開裂。主要用于淬透性較小的碳鋼零件。小的

46、碳鋼零件。油（都是礦物油）：優(yōu)點是在油（都是礦物油）：優(yōu)點是在300300200200的范圍內冷卻的范圍內冷卻能力低，有利于減小變形和開裂，缺點是在能力低，有利于減小變形和開裂，缺點是在650650550550范圍冷卻能力遠低于水，不宜用于碳鋼，通常只用作合金范圍冷卻能力遠低于水，不宜用于碳鋼，通常只用作合金鋼的淬火介質，油溫控制在鋼的淬火介質，油溫控制在4040100100。2 2）常用的淬火介質：水及水溶液、油類、鹽或堿水溶液）常用的淬火介質：水及水溶液、油類、鹽或堿水溶液為提高水的冷卻能力，常在水中加人少量（為提高水的冷卻能力，常在水中加人少量（10101515）的鹽或堿。常用食鹽水和氫

47、氧化鈉水溶液。的鹽或堿。常用食鹽水和氫氧化鈉水溶液。優(yōu)點是在優(yōu)點是在650650500500能滿足要求。能滿足要求。缺點是在需要緩冷的缺點是在需要緩冷的30030020O20O速度太快，易引起變形速度太快，易引起變形和開裂，對工件有腐蝕作用，而且淬火后必須清洗。主要和開裂，對工件有腐蝕作用，而且淬火后必須清洗。主要用于形狀簡單的碳鋼零件的淬火冷卻。用于形狀簡單的碳鋼零件的淬火冷卻。 2. 2. 熟悉鋼的淬火方法熟悉鋼的淬火方法工業(yè)上常用的淬火方法有：工業(yè)上常用的淬火方法有：單液淬火法單液淬火法雙液淬火法雙液淬火法分級淬火法分級淬火法等溫淬火法等溫淬火法局部淬火法局部淬火法冷處理冷處理1 1）單

48、液淬火法單液淬火法單液淬火法單液淬火法：將鋼件奧氏體化后，保溫適當時間，隨之在：將鋼件奧氏體化后，保溫適當時間，隨之在水（或油）中急冷的淬火工藝，圖示的曲線。此法操作水（或油）中急冷的淬火工藝，圖示的曲線。此法操作簡便，易實現(xiàn)機械化和自動化。通常形狀簡單尺寸較大的簡便，易實現(xiàn)機械化和自動化。通常形狀簡單尺寸較大的碳鋼件在水中淬火，合金鋼件及尺寸很小的碳鋼件在油中碳鋼件在水中淬火，合金鋼件及尺寸很小的碳鋼件在油中淬火。淬火。2 2）雙液淬火法）雙液淬火法雙液淬火：將鋼件加熱到奧氏體化后雙液淬火：將鋼件加熱到奧氏體化后，先浸入冷卻能力強的，先浸入冷卻能力強的介質中，在組織即將發(fā)生馬氏體轉變時立即轉

49、人冷卻能力弱介質中，在組織即將發(fā)生馬氏體轉變時立即轉人冷卻能力弱的介質中冷卻的淬火工藝。的介質中冷卻的淬火工藝。例如先水后油、先水后空氣等，圖示的例如先水后油、先水后空氣等，圖示的曲線曲線。操作時如能。操作時如能控制好工件在水中停留的時間，可有效地防止淬火變形和開控制好工件在水中停留的時間，可有效地防止淬火變形和開裂，要求較高的操作技術。主要用于形狀復雜的高碳鋼件和裂，要求較高的操作技術。主要用于形狀復雜的高碳鋼件和尺寸較大的合金鋼件。尺寸較大的合金鋼件。3 3）分級淬火法）分級淬火法分級淬火：將鋼件奧氏體化后，隨之浸人溫度稍高或稍低于分級淬火：將鋼件奧氏體化后，隨之浸人溫度稍高或稍低于MsM

50、s點的鹽浴或堿浴中，保持適當時間，待工件整體達到介質點的鹽浴或堿浴中，保持適當時間，待工件整體達到介質溫度后取出空冷，以獲得馬氏體組織的淬火工藝，圖示的溫度后取出空冷，以獲得馬氏體組織的淬火工藝，圖示的曲線。曲線。此法要求附加設備，操作較為復雜，此法要求附加設備，操作較為復雜，淬火介質較貴，處理費用較高。能淬火介質較貴，處理費用較高。能減小熱應力、相變應力和變形，防減小熱應力、相變應力和變形，防止開裂。止開裂。用于截面尺寸較小（直徑或厚度小用于截面尺寸較?。ㄖ睆交蚝穸刃∮谟?2 mm12 mm）、形狀較復雜工件的）、形狀較復雜工件的淬火。淬火。4 4）等溫淬火法）等溫淬火法等溫淬火：將鋼件加熱

51、到奧氏體化后，隨之快冷到貝氏體轉變等溫淬火：將鋼件加熱到奧氏體化后，隨之快冷到貝氏體轉變溫度區(qū)間等溫保持，使奧氏體轉變?yōu)樨愂象w的淬火工藝。溫度區(qū)間等溫保持，使奧氏體轉變?yōu)樨愂象w的淬火工藝。圖示的圖示的曲線。此法淬火后應曲線。此法淬火后應力和變形很小，但生產周期長，力和變形很小，但生產周期長，效率低。主要用于形狀復雜、效率低。主要用于形狀復雜、尺寸要求精確，并要求有較高尺寸要求精確，并要求有較高強韌性的小型工模具及彈簧的強韌性的小型工模具及彈簧的淬火淬火3. 3. 認識鋼的淬透性和淬硬性認識鋼的淬透性和淬硬性鋼的淬硬性：鋼在理想條件下淬火所能達到的最高硬度，鋼的淬硬性：鋼在理想條件下淬火所能達到

52、的最高硬度，主要取決于鋼中的含碳量，含碳量越高，鋼的淬硬性越大主要取決于鋼中的含碳量，含碳量越高，鋼的淬硬性越大鋼的淬透性：在規(guī)定條件下鋼的淬透性：在規(guī)定條件下，鋼淬火后獲得淬硬層深度的，鋼淬火后獲得淬硬層深度的能力。能力。淬硬深度：從工件的表面到半馬氏體層淬硬深度：從工件的表面到半馬氏體層（體積分數(shù)為（體積分數(shù)為5050的馬氏體體積分數(shù)為的馬氏體體積分數(shù)為5050的托氏體）的深度。淬硬層的的托氏體）的深度。淬硬層的深度越大，則鋼的淬透性越高。深度越大，則鋼的淬透性越高。鋼的淬透性高則工件能被淬透，鋼的淬透性高則工件能被淬透，經回火后的力學性能沿整個截面經回火后的力學性能沿整個截面均勻一致；鋼

53、的淬透性小則工件沒被淬透均勻一致；鋼的淬透性小則工件沒被淬透，經回火后工件表層和，經回火后工件表層和心部的組織和性能均存在差異，心部的強度和硬度較低。心部的組織和性能均存在差異，心部的強度和硬度較低。對受力大且復雜的工件，應確保工件截面各處的組織和性能均勻對受力大且復雜的工件，應確保工件截面各處的組織和性能均勻一致，一致，這時需選用淬透性大的鋼；若要求工件表面硬度高這時需選用淬透性大的鋼；若要求工件表面硬度高、耐磨、耐磨性好，而心部要求韌性好時，可選用低淬透性鋼。性好，而心部要求韌性好時，可選用低淬透性鋼。鋼的淬透性和淬硬性沒有必然的聯(lián)系，淬透性好的鋼，淬硬性不鋼的淬透性和淬硬性沒有必然的聯(lián)系

54、，淬透性好的鋼，淬硬性不一定高。反之，淬硬性高的鋼，其淬透性也不一定好。一定高。反之，淬硬性高的鋼，其淬透性也不一定好。工件在淬火加熱和冷卻過程中，由于加熱溫度高，冷卻速度快，工件在淬火加熱和冷卻過程中，由于加熱溫度高，冷卻速度快，很容易產生淬火缺陷。很容易產生淬火缺陷。（1 1）過熱與過燒缺陷的產生及預防措施）過熱與過燒缺陷的產生及預防措施工件加熱溫度偏高，使晶粒過度長大，造成力學性能顯著降低的工件加熱溫度偏高，使晶粒過度長大，造成力學性能顯著降低的現(xiàn)象稱為過熱。鋼件過熱后，形成的粗大奧氏體晶?？梢酝ㄟ^正現(xiàn)象稱為過熱。鋼件過熱后，形成的粗大奧氏體晶粒可以通過正火或退火來消除?；鸹蛲嘶饋硐?。

55、工件加熱溫度過高，使晶界氧化和部分熔化的現(xiàn)象稱為過燒。過工件加熱溫度過高，使晶界氧化和部分熔化的現(xiàn)象稱為過燒。過燒的鋼件淬火后強度低，脆性很大，并且無法補救，只能報廢。燒的鋼件淬火后強度低，脆性很大，并且無法補救，只能報廢。4. 4. 避免淬火缺陷的產生及預防措施避免淬火缺陷的產生及預防措施（2 2）氧化與脫碳缺陷的產生及預防措施）氧化與脫碳缺陷的產生及預防措施金屬工件加熱時，加熱介質中的氧、二氧化碳和水蒸氣與金屬反金屬工件加熱時，加熱介質中的氧、二氧化碳和水蒸氣與金屬反應生成氧化物的過程稱為氧化。加熱溫度越高，保溫時間越長，應生成氧化物的過程稱為氧化。加熱溫度越高，保溫時間越長，氧化現(xiàn)象越明

56、顯。氧化使鋼件表面燒損，增大表面粗糙度氧化現(xiàn)象越明顯。氧化使鋼件表面燒損，增大表面粗糙度RaRa值，值，減小鋼件尺寸，甚至使鋼件報廢。減小鋼件尺寸，甚至使鋼件報廢。金屬工件加熱時介質與工件表層的碳發(fā)生反應，使表層含碳量降金屬工件加熱時介質與工件表層的碳發(fā)生反應，使表層含碳量降低的現(xiàn)象稱為脫碳。加熱溫度越高，加熱時間越長脫碳越嚴重。低的現(xiàn)象稱為脫碳。加熱溫度越高，加熱時間越長脫碳越嚴重。脫碳使鋼件表面碳的質量分數(shù)降低，使其力學性能下降，容易引脫碳使鋼件表面碳的質量分數(shù)降低，使其力學性能下降，容易引起鋼件早期失效。起鋼件早期失效。防止氧化與脫碳的措施有：一是控制加熱介質的化學成分和性質，防止氧化與

57、脫碳的措施有：一是控制加熱介質的化學成分和性質，使之與鋼件不發(fā)生氧化與脫碳反應，如采用可控氣氛、氮基氣氛使之與鋼件不發(fā)生氧化與脫碳反應，如采用可控氣氛、氮基氣氛等；二是鋼件表面進行涂層保護和真空加熱。等；二是鋼件表面進行涂層保護和真空加熱。4. 4. 避免淬火缺陷的產生及預防措施避免淬火缺陷的產生及預防措施（3 3）淬火硬度不足和出現(xiàn)軟點缺陷的產生及預防措施）淬火硬度不足和出現(xiàn)軟點缺陷的產生及預防措施工件淬火后較大區(qū)域內硬度達不到技術要求的現(xiàn)象稱為硬度不足。工件淬火后較大區(qū)域內硬度達不到技術要求的現(xiàn)象稱為硬度不足。加熱溫度過低或保溫時間過短，淬火冷卻介質冷卻能力不夠，鋼加熱溫度過低或保溫時間過

58、短，淬火冷卻介質冷卻能力不夠，鋼件表面氧化、脫碳，奧氏體中碳的質量分數(shù)較低或成分不均勻，件表面氧化、脫碳，奧氏體中碳的質量分數(shù)較低或成分不均勻，存在未溶的鐵素體等，均容易導致鋼件淬火后達不到要求的硬度存在未溶的鐵素體等，均容易導致鋼件淬火后達不到要求的硬度值。值。工件淬火硬化后，表面許多小區(qū)域存在硬度偏低的現(xiàn)象稱為軟點工件淬火硬化后，表面許多小區(qū)域存在硬度偏低的現(xiàn)象稱為軟點工件產生硬度不足和大量的軟點后，可經退火或正火后，重新進工件產生硬度不足和大量的軟點后，可經退火或正火后，重新進行正確的淬火，即可消除工件表面的硬度不足和的軟點。行正確的淬火，即可消除工件表面的硬度不足和的軟點。4. 4.

59、避免淬火缺陷的產生及預防措施避免淬火缺陷的產生及預防措施（4 4）變形和開裂缺陷的產生及預防措施）變形和開裂缺陷的產生及預防措施變形是淬火時工件產生形狀或尺寸偏差的現(xiàn)象。開裂是淬火時工變形是淬火時工件產生形狀或尺寸偏差的現(xiàn)象。開裂是淬火時工件表層或內部產生裂紋的現(xiàn)象。鋼件產生變形與開裂的原因是由件表層或內部產生裂紋的現(xiàn)象。鋼件產生變形與開裂的原因是由于鋼件在熱處理過程中其內部產生了較大的內應力，包括熱應力于鋼件在熱處理過程中其內部產生了較大的內應力，包括熱應力和相變應力。和相變應力。4. 4. 避免淬火缺陷的產生及預防措施避免淬火缺陷的產生及預防措施（a a）工件原形）工件原形 （b b）熱應

60、力產生的變形）熱應力產生的變形 （c c）相變應力產生的變形）相變應力產生的變形圖圖4 430 30 熱應力和相變應力使工件產生變形的情況熱應力和相變應力使工件產生變形的情況1 1）淬火前的準備淬火前的準備: :選用合適的工夾具、進行適當?shù)慕壴?。對易產生裂紋的部選用合適的工夾具、進行適當?shù)慕壴?。對易產生裂紋的部位，采取適當?shù)姆雷o措施，如包扎鐵皮、石棉繩、堵孔等位，采取適當?shù)姆雷o措施，如包扎鐵皮、石棉繩、堵孔等如非工作孔，可用石棉繩、耐火泥堵塞，降低冷卻速度，如非工作孔，可用石棉繩、耐火泥堵塞，降低冷卻速度，減少淬火應力與變形；減少淬火應力與變形；截面急變處用鐵絲或石棉繩綁扎；尖角處用鐵皮套上；