—熱處理的基本方法精選.

1、4-3 熱處理的基本方法熱處理的基本方法 退火和正火一般作為預(yù)先熱處理，其作用是：退火和正火一般作為預(yù)先熱處理，其作用是：消除前消除前一工序所造成的某些組織缺陷及內(nèi)應(yīng)力，為隨后的切削加一工序所造成的某些組織缺陷及內(nèi)應(yīng)力，為隨后的切削加工及熱處理作好組織準(zhǔn)備。工及熱處理作好組織準(zhǔn)備。 對(duì)于某些不太重要的工件，正火也可作為最終熱處理對(duì)于某些不太重要的工件，正火也可作為最終熱處理工序。工序。 機(jī)器零件和工具一般要經(jīng)過的加工過程：機(jī)器零件和工具一般要經(jīng)過的加工過程： 選原料選原料鍛造鍛造 預(yù)先熱處理預(yù)先熱處理 （退火和正火退火和正火） 機(jī)械加工機(jī)械加工最后熱處理最后熱處理退火的定義退火的定義 退火是將

2、鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢退火是將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（一般隨爐冷卻）的熱處理工藝。冷卻（一般隨爐冷卻）的熱處理工藝。一、一、 退火、正火退火、正火退火的目的退火的目的1、降低硬度，提高塑性，以利于切削加工和冷變形加工。、降低硬度，提高塑性，以利于切削加工和冷變形加工。2、細(xì)化晶粒，均勻組織，為后續(xù)熱處理做好組織準(zhǔn)備。、細(xì)化晶粒，均勻組織，為后續(xù)熱處理做好組織準(zhǔn)備。3、消除參與內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形與開裂。、消除參與內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形與開裂。退火的種類退火的種類按加熱溫度按加熱溫度在臨界溫度以上的退火在臨界溫度以上的退火（相變重結(jié)晶退火）（相變重結(jié)晶退火）

3、完全退火完全退火不完全退火不完全退火擴(kuò)散退火擴(kuò)散退火球化退火球化退火在臨界溫度以下的退火在臨界溫度以下的退火軟化退火軟化退火再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火（1）完全退火）完全退火細(xì)化晶粒、降低硬度、改善切削性能以及消除內(nèi)應(yīng)力。細(xì)化晶粒、降低硬度、改善切削性能以及消除內(nèi)應(yīng)力。 將鋼件或鋼材加熱到將鋼件或鋼材加熱到Ac3以上，使之完全奧氏體化，然以上，使之完全奧氏體化，然后緩慢冷卻，獲得接近于平衡組織的熱處理工藝稱為完后緩慢冷卻，獲得接近于平衡組織的熱處理工藝稱為完全退火。全退火。定義定義目的目的 不宜過高，一般在不宜過高，一般在Ac3以上以上2030，適用于適用于0.30.6%C的中碳

4、鋼。的中碳鋼。退火溫度：退火溫度： (h)4/5 . 8 Q 一般較長(zhǎng)一般較長(zhǎng)。因?yàn)橥耆嘶饡r(shí)加熱溫度超過。因?yàn)橥耆嘶饡r(shí)加熱溫度超過Ac3不多，相不多，相變進(jìn)行得較慢，特別是粗大鐵素體或碳化物的溶解和奧氏變進(jìn)行得較慢，特別是粗大鐵素體或碳化物的溶解和奧氏體成分的均勻過程，均需要較長(zhǎng)時(shí)間。體成分的均勻過程，均需要較長(zhǎng)時(shí)間。保溫時(shí)間保溫時(shí)間：加熱速度加熱速度: 常用結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼及熱作模具鋼鋼錠，加熱速度常用結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼及熱作模具鋼鋼錠，加熱速度100200/h。 常用結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼及熱作模具鋼鋼錠，保溫時(shí)間常用結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼及熱作模具鋼鋼錠，保溫時(shí)間冷卻速度冷卻速度： 緩慢緩慢，以保證奧氏體

5、在，以保證奧氏體在Ar1點(diǎn)以下不大的過冷度情況下進(jìn)行點(diǎn)以下不大的過冷度情況下進(jìn)行珠光體轉(zhuǎn)變，以免硬度過高。珠光體轉(zhuǎn)變，以免硬度過高。 完全退火不能用于過共析鋼，因?yàn)榧訜岬酵耆嘶鸩荒苡糜谶^共析鋼，因?yàn)榧訜岬紸ccm以上再緩慢冷卻時(shí)會(huì)析出網(wǎng)狀滲碳體，使鋼的機(jī)械以上再緩慢冷卻時(shí)會(huì)析出網(wǎng)狀滲碳體，使鋼的機(jī)械性能性能變壞。變壞。 完全退火完全退火主要用于亞共析鋼的鑄件、鍛件、熱軋主要用于亞共析鋼的鑄件、鍛件、熱軋件，有時(shí)也用于焊件。件，有時(shí)也用于焊件。 注意！注意！（2） 球化退火球化退火 使鋼中碳化物呈球狀化，以降低硬度，改善切削加工性能，使鋼中碳化物呈球狀化，以降低硬度，改善切削加工性能，并為以后

6、的淬火做好組織準(zhǔn)備。并為以后的淬火做好組織準(zhǔn)備。 將過共析鋼工件加熱到將過共析鋼工件加熱到Ac1以上（以上（2030），保溫后，保溫后，以極慢的冷速通過以極慢的冷速通過A1，使珠光體，使珠光體P中的滲碳體和二次滲碳體中的滲碳體和二次滲碳體成為球狀或粒狀的熱處理工藝稱為成為球狀或粒狀的熱處理工藝稱為球化退火球化退火。定義定義目的目的球化退火中的珠光體變化球化退火中的珠光體變化過共析鋼的球化退火過共析鋼的球化退火T12鋼球化退火組織鋼球化退火組織 F+Fe3C 為了便于球化過程的進(jìn)行，對(duì)于網(wǎng)狀嚴(yán)重的過為了便于球化過程的進(jìn)行，對(duì)于網(wǎng)狀嚴(yán)重的過共析鋼，應(yīng)在球化退火之前進(jìn)行一次正火，以消除共析鋼，應(yīng)在球

7、化退火之前進(jìn)行一次正火，以消除網(wǎng)狀滲碳體。網(wǎng)狀滲碳體。 注意：注意：（1）低于）低于Ac1點(diǎn)溫度的球化退火。點(diǎn)溫度的球化退火。（2）往復(fù)球化退火）往復(fù)球化退火周期退火，目的是加速球化過程。周期退火，目的是加速球化過程。（3）一次球化退火）一次球化退火 目前生產(chǎn)上最常用的球化退火工藝，是不目前生產(chǎn)上最常用的球化退火工藝，是不完全退火。退火前的原始組織為細(xì)片狀珠光體，完全退火。退火前的原始組織為細(xì)片狀珠光體，不允許有滲碳體網(wǎng)存在。不允許有滲碳體網(wǎng)存在。球化退火球化退火工藝工藝球化退火工藝：球化退火工藝：（3） 去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火 為了去除由于形變加工、鍛造、焊接等所所引起的及鑄件為了去除由于形變

8、加工、鍛造、焊接等所所引起的及鑄件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力（但不引起組織的變化）而進(jìn)行的退火，稱內(nèi)存在的殘余應(yīng)力（但不引起組織的變化）而進(jìn)行的退火，稱為去應(yīng)力退火。為去應(yīng)力退火。定義定義退火溫度退火溫度 退火溫度退火溫度范圍很寬范圍很寬。由于材料成分、加工方法、內(nèi)應(yīng)力大小。由于材料成分、加工方法、內(nèi)應(yīng)力大小及分布的不同，以及去除程度的不同，去應(yīng)力退火的加熱溫度及分布的不同，以及去除程度的不同，去應(yīng)力退火的加熱溫度范圍很寬。范圍很寬。 鋼鋼500650；鑄件；鑄件500550；焊件；焊件500600。 去應(yīng)力退火后，應(yīng)緩慢冷卻，以免產(chǎn)生新的應(yīng)力去應(yīng)力退火后，應(yīng)緩慢冷卻，以免產(chǎn)生新的應(yīng)力。 一般在一般在A

9、1以下進(jìn)行，組織并未發(fā)生變化，在緩慢冷卻的過以下進(jìn)行，組織并未發(fā)生變化，在緩慢冷卻的過程中，工件各部分均勻冷卻和收縮，消除了鑄件、鍛件、焊接程中，工件各部分均勻冷卻和收縮，消除了鑄件、鍛件、焊接件、熱軋件、冷拉件等的殘余內(nèi)應(yīng)力，避免在使用或隨后的加件、熱軋件、冷拉件等的殘余內(nèi)應(yīng)力，避免在使用或隨后的加工過程中產(chǎn)生變形或開裂工過程中產(chǎn)生變形或開裂去應(yīng)力退火工藝曲線及其特點(diǎn)去應(yīng)力退火工藝曲線及其特點(diǎn)名稱名稱目的目的工藝制度工藝制度組織組織應(yīng)用應(yīng)用完全完全退火退火細(xì)化晶粒，消除鑄細(xì)化晶粒，消除鑄造偏析，降低硬度，造偏析，降低硬度，提高塑性提高塑性加熱到加熱到AC32050，爐冷，爐冷至至550 左右

10、空左右空冷冷 FP亞共析鋼的亞共析鋼的鑄、鍛、軋鑄、鍛、軋件，焊接件件，焊接件球化球化退火退火降低硬度，改善切降低硬度，改善切削性能，提高塑性削性能，提高塑性韌性，為淬火作組韌性，為淬火作組織準(zhǔn)備織準(zhǔn)備加熱到加熱到AC12040，然后，然后緩冷緩冷片狀珠光體和片狀珠光體和網(wǎng)狀滲碳體組網(wǎng)狀滲碳體組織轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙羁椶D(zhuǎn)變?yōu)榍驙罟参?、過共共析、過共析鋼及合金析鋼及合金鋼的鍛件、鋼的鍛件、軋件等軋件等去應(yīng)力去應(yīng)力退火退火消除殘余應(yīng)力，提消除殘余應(yīng)力，提高尺寸穩(wěn)定性高尺寸穩(wěn)定性加熱到加熱到500650 緩冷至緩冷至200 空冷空冷 無變化無變化鑄、鍛、焊、鑄、鍛、焊、冷壓件及機(jī)冷壓件及機(jī)加工件加工件正正 火

11、火（1）作為預(yù)備熱處理工藝，為下續(xù)熱處理工藝）作為預(yù)備熱處理工藝，為下續(xù)熱處理工藝 提供適宜的組織狀態(tài)提供適宜的組織狀態(tài)（2）作為最終熱處理工藝，提供合適的機(jī)械性能）作為最終熱處理工藝，提供合適的機(jī)械性能2、 鋼的正火鋼的正火 將鋼加熱到將鋼加熱到AC3以上溫度并保溫，出爐空冷至室溫的以上溫度并保溫，出爐空冷至室溫的熱處理工藝。熱處理工藝。 由于正火比退火加熱溫度略高，冷卻速度大，故珠由于正火比退火加熱溫度略高，冷卻速度大，故珠光體的分散度大，先共析鐵素體的數(shù)量少，因而正火后光體的分散度大，先共析鐵素體的數(shù)量少，因而正火后強(qiáng)度、硬度較高。強(qiáng)度、硬度較高。（3）用來消除某些處理缺陷）用來消除某些

12、處理缺陷用正火作為性能要求的一般結(jié)構(gòu)件的最終熱處理。用正火作為性能要求的一般結(jié)構(gòu)件的最終熱處理。亞共析鋼采用正火來調(diào)整硬度，改善切削加工性能。亞共析鋼采用正火來調(diào)整硬度，改善切削加工性能。 過共析鋼的正火可消除網(wǎng)狀碳化物。過共析鋼的正火可消除網(wǎng)狀碳化物。3、 退火、正火后鋼的組織和性能退火、正火后鋼的組織和性能 鋼在加熱時(shí)奧氏體的形成過程又稱為鋼在加熱時(shí)奧氏體的形成過程又稱為。以。以共析鋼的奧氏體形成過程為例。共析鋼的奧氏體形成過程為例。 鐵素體全部消失以后，仍有部鐵素體全部消失以后，仍有部分剩余滲碳體未溶解，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，這些剩余滲碳分剩余滲碳體未溶解，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，這些剩余滲碳體不斷地

13、溶入到奧氏體中去，直至全部消失。體不斷地溶入到奧氏體中去，直至全部消失。 奧氏體的晶核優(yōu)先在鐵素體與滲碳體奧氏體的晶核優(yōu)先在鐵素體與滲碳體的界面上形成。的界面上形成。 奧氏體晶核形成以后，依靠鐵、奧氏體晶核形成以后，依靠鐵、碳原子的擴(kuò)散，使鐵素體不斷向奧氏體轉(zhuǎn)變和滲碳體不碳原子的擴(kuò)散，使鐵素體不斷向奧氏體轉(zhuǎn)變和滲碳體不斷溶入到奧氏體中去而進(jìn)行的。斷溶入到奧氏體中去而進(jìn)行的。 滲碳體全部溶解完畢時(shí)，奧氏體的滲碳體全部溶解完畢時(shí)，奧氏體的成分是不均勻的，只有延長(zhǎng)保溫時(shí)間，通過碳原子的擴(kuò)成分是不均勻的，只有延長(zhǎng)保溫時(shí)間，通過碳原子的擴(kuò)散才能獲得均勻化的奧氏體。散才能獲得均勻化的奧氏體。AAFPFAC

14、AC31ACFeACFePcmACAC331 各種退火和正火工藝示意圖各種退火和正火工藝示意圖 退火、正火后鋼的組織差別退火、正火后鋼的組織差別正火正火退火退火珠光體珠光體亞共析鋼：亞共析鋼：先共析鐵素體少，珠光體數(shù)量較先共析鐵素體少，珠光體數(shù)量較多，珠光體片間距較小，珠光體團(tuán)的尺寸較小多，珠光體片間距較小，珠光體團(tuán)的尺寸較小過共析鋼：過共析鋼：珠光體片間距較小及團(tuán)的尺寸較珠光體片間距較小及團(tuán)的尺寸較小，可以抑制先共析網(wǎng)狀滲碳體的析出小，可以抑制先共析網(wǎng)狀滲碳體的析出亞共析鋼：亞共析鋼：先共析鐵素體多，珠光體數(shù)量較先共析鐵素體多，珠光體數(shù)量較少，珠光體片間距較大，珠光體團(tuán)的尺寸較大少，珠光體片

15、間距較大，珠光體團(tuán)的尺寸較大過共析鋼：過共析鋼：珠光體片間距較大及團(tuán)的尺寸較珠光體片間距較大及團(tuán)的尺寸較大，有網(wǎng)狀滲碳體存在大，有網(wǎng)狀滲碳體存在 由于由于退火（主要指完全退火）與正火在組織上有著退火（主要指完全退火）與正火在組織上有著差異，因而性能也有所不同。差異，因而性能也有所不同。 表表4-1 正火與退火的正火與退火的40Cr鋼的機(jī)械性能鋼的機(jī)械性能 狀態(tài)狀態(tài)機(jī)機(jī) 械械 性性 能能bs%akMN/m2Kg/m2Nm/cm2Kgm/cm2退火退火正火正火64373965.675.435744136.44502120.953.576.054.976.55.67.8正火與退火相比較，正火與退火相

16、比較，正火的強(qiáng)度與韌性較高，塑性正火的強(qiáng)度與韌性較高，塑性基本相同基本相同。但對(duì)于但對(duì)于過共析鋼過共析鋼，完全，完全退火的鋼中退火的鋼中因?yàn)橛芯W(wǎng)狀滲碳因?yàn)橛芯W(wǎng)狀滲碳體的存在，其體的存在，其硬度、韌性均低于正火硬度、韌性均低于正火的。的。而而球化退火的鋼球化退火的鋼，因其所得組織是，因其所得組織是球狀球狀P，故其，故其綜綜合性能優(yōu)于正火合性能優(yōu)于正火的。的。由表可得出結(jié)論：由表可得出結(jié)論：退火與正火的選用退火與正火的選用C 0.25%的低碳鋼，正火代替退火；的低碳鋼，正火代替退火；C=0.250.5%的中碳鋼，也可正火代替退火；的中碳鋼，也可正火代替退火；C=0. 50.75%的中高碳鋼，用完全

17、退火；的中高碳鋼，用完全退火；C0.5%的高碳鋼或工具鋼，用球化退火。如有網(wǎng)狀二次的高碳鋼或工具鋼，用球化退火。如有網(wǎng)狀二次滲碳體，則應(yīng)先正火消除。滲碳體，則應(yīng)先正火消除。 生產(chǎn)上退火和正火工藝的選擇應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)上退火和正火工藝的選擇應(yīng)根據(jù)鋼種鋼種、冷冷、熱熱的的使用熱加工工藝使用熱加工工藝、零件的使用性能零件的使用性能及及經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)綜合考慮。綜合考慮。熱處理熱處理工藝與切削工藝性的關(guān)系工藝與切削工藝性的關(guān)系4、退火、正火缺陷、退火、正火缺陷 碳素碳素/低合金工具鋼在退火后雖硬度很低，但脆性低合金工具鋼在退火后雖硬度很低，但脆性卻很大，斷口呈灰黑色，故稱卻很大，斷口呈灰黑色，故稱“黑脆黑脆”。主要

18、原因是退。主要原因是退火溫度過高，保溫時(shí)間過長(zhǎng)，冷卻緩慢，珠光體火溫度過高，保溫時(shí)間過長(zhǎng)，冷卻緩慢，珠光體轉(zhuǎn)變按轉(zhuǎn)變按Fe-C進(jìn)行即碳石墨化進(jìn)行即碳石墨化。 （發(fā)生黑脆的工具不能返修發(fā)生黑脆的工具不能返修） 退火和正火若由于加熱或冷卻不當(dāng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些異常退火和正火若由于加熱或冷卻不當(dāng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些異常組織，造成缺陷，常見的如下：組織，造成缺陷，常見的如下：(1)過燒過燒： 由于加熱溫度過高，晶界被氧化，甚至晶界局部溶解，由于加熱溫度過高，晶界被氧化，甚至晶界局部溶解，使工件報(bào)廢。使工件報(bào)廢。(2)黑脆黑脆：（3）粗大魏氏組織粗大魏氏組織：主要是由于加熱溫度過高。魏氏組織：主要是由于加熱溫度過高。

19、魏氏組織不僅晶粒粗大，而且由于鐵素體針片形成的脆面，使不僅晶粒粗大，而且由于鐵素體針片形成的脆面，使金屬的韌性急劇下降。金屬的韌性急劇下降。（4）反常組織反常組織：亞：亞/過共析鋼在過共析鋼在Ar1附近冷卻緩慢，結(jié)果在附近冷卻緩慢，結(jié)果在亞共析鋼中形成非共析滲碳體，再過共析鋼中形成游亞共析鋼中形成非共析滲碳體，再過共析鋼中形成游離的鐵素體或滲碳體。離的鐵素體或滲碳體。（5）網(wǎng)狀組織網(wǎng)狀組織：由于加熱溫度過高，冷卻速度過慢引起的。：由于加熱溫度過高，冷卻速度過慢引起的。網(wǎng)狀鐵素體或滲碳體降低鋼的機(jī)械性能，特別是網(wǎng)狀網(wǎng)狀鐵素體或滲碳體降低鋼的機(jī)械性能，特別是網(wǎng)狀滲碳體。一般重新正火可消除。滲碳體。

20、一般重新正火可消除。（6）球化不均勻球化不均勻：由于退火前沒有消除網(wǎng)狀滲碳體，在球：由于退火前沒有消除網(wǎng)狀滲碳體，在球化退火時(shí)聚集而成?？赏ㄟ^正火和一次球化退火消除?；嘶饡r(shí)聚集而成?？赏ㄟ^正火和一次球化退火消除。（7）硬度過高硬度過高：退火時(shí)加熱溫度過高，冷卻速度過快，使：退火時(shí)加熱溫度過高，冷卻速度過快，使硬度高于規(guī)定的范圍，重新退火即可。硬度高于規(guī)定的范圍，重新退火即可。a) b）圖圖4-8 反常組織反常組織a)0.5%C,加熱溫度為加熱溫度為850； b）1.2%C，加熱溫度為，加熱溫度為970粗大的滲碳體粗大的滲碳體滲碳體網(wǎng)很寬滲碳體網(wǎng)很寬二、淬火與回火二、淬火與回火1、 淬火淬火2

21、、 回火回火 當(dāng)銼刀、銑刀完成機(jī)械粗加工后，當(dāng)銼刀、銑刀完成機(jī)械粗加工后，為滿足其使用性能，必須再提高它們的為滿足其使用性能，必須再提高它們的強(qiáng)度、硬度并保持一定的韌性，以承受強(qiáng)度、硬度并保持一定的韌性，以承受工作時(shí)受到擠壓、摩擦和沖擊。為此，工作時(shí)受到擠壓、摩擦和沖擊。為此，粗加工之后、精加工之前，還要對(duì)它們粗加工之后、精加工之前，還要對(duì)它們進(jìn)行淬火和回火。進(jìn)行淬火和回火。1、淬火、淬火鋼的淬火鋼的淬火將鋼加熱到（將鋼加熱到（A1 或或A3）以上，經(jīng)保溫后快）以上，經(jīng)保溫后快速冷卻，以獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝速冷卻，以獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。稱為淬火。淬火目

22、的：淬火目的：l提高硬度和耐磨性：刀具、量具、磨具提高硬度和耐磨性：刀具、量具、磨具l提高強(qiáng)韌性：軸類、桿件、銷、受力件提高強(qiáng)韌性：軸類、桿件、銷、受力件l提高硬磁性：高碳鋼、磁鋼指的永久磁性（馬氏提高硬磁性：高碳鋼、磁鋼指的永久磁性（馬氏體磁性）體磁性）l提高彈性：各類彈簧提高彈性：各類彈簧l提高耐蝕和耐熱性：耐熱鋼和不銹鋼提高耐蝕和耐熱性：耐熱鋼和不銹鋼l獲得獲得M組織組織 一、淬火方法及工藝一、淬火方法及工藝 1.淬火方法淬火方法 淬火分類淬火分類 按加熱溫度：按加熱溫度：完全淬火、不完全淬火、循環(huán)加熱淬火、二次淬火完全淬火、不完全淬火、循環(huán)加熱淬火、二次淬火 按加熱速度：按加熱速度：普

23、通淬火、快速加熱淬火、超快速加熱淬火普通淬火、快速加熱淬火、超快速加熱淬火 按加熱介質(zhì)及熱源條件：按加熱介質(zhì)及熱源條件：光亮淬火、真空淬火、流態(tài)層加熱淬火、鉛浴光亮淬火、真空淬火、流態(tài)層加熱淬火、鉛浴加熱淬火、鹽浴加熱淬火、火焰加熱淬火、感應(yīng)加熱淬火、高頻脈沖淬加熱淬火、鹽浴加熱淬火、火焰加熱淬火、感應(yīng)加熱淬火、高頻脈沖淬火、接觸電加熱淬火、電解液加熱淬火、電子束加熱淬火、激光加熱淬火、接觸電加熱淬火、電解液加熱淬火、電子束加熱淬火、激光加熱淬火火 按淬火部位：按淬火部位：整體淬火、局部淬火、表面淬火整體淬火、局部淬火、表面淬火 按冷卻方式：按冷卻方式：有單液淬火、雙液淬火、分級(jí)淬火、等溫淬火

24、、預(yù)冷淬火有單液淬火、雙液淬火、分級(jí)淬火、等溫淬火、預(yù)冷淬火等直接淬火；馬氏體等溫淬火、貝氏體等溫淬火、形變等溫淬火、冷處等直接淬火；馬氏體等溫淬火、貝氏體等溫淬火、形變等溫淬火、冷處理等理等2. 淬火工藝淬火工藝 淬火加熱溫度淬火加熱溫度 亞共析鋼：亞共析鋼：Ac3 +3050; 共析和過共析鋼：共析和過共析鋼： Ac1 +3050為什么過共析鋼淬火加熱溫為什么過共析鋼淬火加熱溫度在度在Ac1 +3050 ，而不是而不是Acm +3050？）？）2. 2. 淬火工藝淬火工藝 加熱時(shí)間加熱時(shí)間加熱時(shí)間加熱時(shí)間=升溫時(shí)間升溫時(shí)間 + 心表溫度一致時(shí)間心表溫度一致時(shí)間 + 保溫保溫時(shí)間時(shí)間 加熱介

25、質(zhì)對(duì)保溫時(shí)間影響較大。加熱介質(zhì)對(duì)保溫時(shí)間影響較大。保溫時(shí)間：達(dá)到熱處理工藝規(guī)范要求的恒溫保溫保溫時(shí)間：達(dá)到熱處理工藝規(guī)范要求的恒溫保溫時(shí)間。時(shí)間。保溫時(shí)間保溫時(shí)間 ： = K D工工 件件 有有 效效 厚厚 度度(尺寸最小部位尺寸最小部位)裝爐量有關(guān)系數(shù)裝爐量有關(guān)系數(shù)一般一般 K = 11.5加熱系數(shù)加熱系數(shù),與鋼種與鋼種及加熱介質(zhì)有關(guān)及加熱介質(zhì)有關(guān)冷卻方式冷卻方式 冷卻方式冷卻方式 最大限度減少工件應(yīng)力集中和變形，最大限度減少工件應(yīng)力集中和變形， 使工件冷卻充分均勻。使工件冷卻充分均勻。 冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)2. 2. 淬火工藝淬火工藝單液淬火單液淬火雙液淬火雙液淬火分級(jí)淬火分級(jí)淬火等溫淬火等溫

26、淬火時(shí)間時(shí)間溫度MsA1二、二、 淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)理想淬火介質(zhì)具備：理想淬火介質(zhì)具備：高溫慢冷；高溫慢冷；奧氏體鼻子溫度快冷；奧氏體鼻子溫度快冷；馬氏體轉(zhuǎn)變慢冷。馬氏體轉(zhuǎn)變慢冷。時(shí)間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度()0400A1MsMf理想淬火冷卻介質(zhì)理想淬火冷卻介質(zhì)1 .有物態(tài)變化的淬火介質(zhì)有物態(tài)變化的淬火介質(zhì) 介質(zhì)冷卻特性的測(cè)試介質(zhì)冷卻特性的測(cè)試二、二、 淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)冷卻機(jī)理冷卻機(jī)理 第一階段：第一階段：蒸汽膜階段。冷卻速度慢蒸汽膜階段。冷卻速度慢 第二階段：第二階段：沸騰階段。冷卻速度快沸騰階段。冷卻速度快 第三階段：第三階段：

27、對(duì)流階段。冷卻速度慢對(duì)流階段。冷卻速度慢常用的冷卻介質(zhì)常用的冷卻介質(zhì) 水、鹽水、堿水、油、合成淬火液等水、鹽水、堿水、油、合成淬火液等二、二、 淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)2.無物態(tài)變化的淬火介質(zhì)無物態(tài)變化的淬火介質(zhì) 傳熱方式：傳熱方式： 介質(zhì)傳導(dǎo)和對(duì)流將工件的熱量帶走，使工件獲得淬火介質(zhì)傳導(dǎo)和對(duì)流將工件的熱量帶走，使工件獲得淬火要求。要求。 常用的淬火介質(zhì)：常用的淬火介質(zhì)： 硝酸鹽和堿，使用溫度在硝酸鹽和堿，使用溫度在150550之間。之間。3 淬火介質(zhì)的新發(fā)展淬火介質(zhì)的新發(fā)展l環(huán)保、優(yōu)效（高溫快速、低溫慢速）、安全、經(jīng)濟(jì)為環(huán)保、優(yōu)效（高溫快速、低溫慢速）、安全、經(jīng)濟(jì)為發(fā)展方向。發(fā)展方向。l植物油基生態(tài)

28、淬火油（使蒸汽膜階段短、提高高溫階植物油基生態(tài)淬火油（使蒸汽膜階段短、提高高溫階 段冷速）段冷速） l聚合物水基淬火介質(zhì)（降低水的冷速、環(huán)保）聚合物水基淬火介質(zhì)（降低水的冷速、環(huán)保）l固固氣流化介質(zhì)（固體細(xì)粒與壓縮空氣混合）氣流化介質(zhì)（固體細(xì)粒與壓縮空氣混合）常用的淬火冷卻介質(zhì)常用的淬火冷卻介質(zhì) 名名 稱稱 最大冷卻速度時(shí)最大冷卻速度時(shí)平均冷卻速度平均冷卻速度/(s-1)所在溫度所在溫度/ 冷卻速度冷卻速度 /( s-1)650550 300200 20靜止水靜止水34077513545040靜止水靜止水28554511041060靜止水靜止水2202758018510%NaCl 溶液溶液58

29、020001900100010%NaOH 溶液溶液560283027507752010號(hào)機(jī)油號(hào)機(jī)油43023060658010號(hào)機(jī)油號(hào)機(jī)油4302307055203號(hào)錠子油號(hào)錠子油50012010050單液淬火單液淬火雙液淬火雙液淬火分級(jí)淬火分級(jí)淬火等溫淬火等溫淬火時(shí)間時(shí)間溫度MsA1三、三、 鋼的淬透性鋼的淬透性n淬透性是鋼的主要熱處理性能。淬透性是鋼的主要熱處理性能。n是選材和制訂熱處理工藝的重要依據(jù)之一。是選材和制訂熱處理工藝的重要依據(jù)之一。三、三、 鋼的淬透性鋼的淬透性1. 概念概念 淬透性淬透性鋼在淬火時(shí)能夠獲得馬氏體的能力。鋼在淬火時(shí)能夠獲得馬氏體的能力。 其大小是用規(guī)定條件下其大

30、小是用規(guī)定條件下淬硬層深度淬硬層深度來表示。來表示。 工件淬硬層與冷卻速度的關(guān)系示意圖工件淬硬層與冷卻速度的關(guān)系示意圖（a）零件截面的不同冷卻速度）零件截面的不同冷卻速度; （b）未淬透區(qū)的示意圖）未淬透區(qū)的示意圖abM量和硬度隨深量和硬度隨深度的變化度的變化l淬硬層深度淬硬層深度 由工件表面到半馬氏體區(qū)由工件表面到半馬氏體區(qū)(50%M + 50%P)(50%M + 50%P)的深度。的深度。如果工件中心在淬火后獲得了如果工件中心在淬火后獲得了50以上的以上的M，則認(rèn)為工件已經(jīng)被淬透。則認(rèn)為工件已經(jīng)被淬透。淬透性的大小對(duì)鋼的熱處理后的力學(xué)性能的影響淬透性的大小對(duì)鋼的熱處理后的力學(xué)性能的影響未淬

31、透未淬透淬透淬透HRCHRC2 2、影響淬透性的因素、影響淬透性的因素決定因素決定因素: :臨界冷卻速度臨界冷卻速度; ; 取決于取決于A A成分。成分。因此使因此使C C曲線右移的元素均使淬透性提高曲線右移的元素均使淬透性提高; ;奧氏體化溫度越高奧氏體化溫度越高, ,保溫時(shí)間越長(zhǎng)保溫時(shí)間越長(zhǎng), ,則晶粒越粗大則晶粒越粗大, ,成成分越均勻分越均勻, ,過冷奧氏體越穩(wěn)定過冷奧氏體越穩(wěn)定,C,C曲線越向右移曲線越向右移, ,淬火淬火臨界冷卻速度越小臨界冷卻速度越小, ,鋼的淬透性越好鋼的淬透性越好l注意區(qū)別：注意區(qū)別：鋼的淬透性鋼的淬透性 鋼材本身的固有屬性，與外部因素?zé)o關(guān)鋼材本身的固有屬性，

32、與外部因素?zé)o關(guān)工件的淬透深度工件的淬透深度 取決于鋼材淬透性取決于鋼材淬透性, , 還與冷卻介質(zhì)、還與冷卻介質(zhì)、 工件尺寸等外部因素有關(guān)。工件尺寸等外部因素有關(guān)。n同一材料的同一材料的淬硬層深度淬硬層深度與工件的尺寸、冷卻介質(zhì)有與工件的尺寸、冷卻介質(zhì)有關(guān)。工件尺寸小、介質(zhì)冷卻能力強(qiáng)，淬硬層深。關(guān)。工件尺寸小、介質(zhì)冷卻能力強(qiáng)，淬硬層深。n淬透性淬透性與工件尺寸、冷卻介質(zhì)無關(guān)。它只用于不同與工件尺寸、冷卻介質(zhì)無關(guān)。它只用于不同材料之間的比較。是在尺寸、冷卻介質(zhì)相同時(shí)，用材料之間的比較。是在尺寸、冷卻介質(zhì)相同時(shí)，用不同材料的淬硬層深度來進(jìn)行比較的。不同材料的淬硬層深度來進(jìn)行比較的。 n注意區(qū)別：注意

33、區(qū)別： 淬透性和淬硬性淬透性和淬硬性淬硬性淬硬性: 鋼在理想條件下淬火后所能鋼在理想條件下淬火后所能 達(dá)到的達(dá)到的最高硬度。最高硬度。影響因素影響因素: 主要主要取決于馬氏體的取決于馬氏體的含碳量。含碳量。馬氏體硬度、韌性與含碳量的關(guān)系馬氏體硬度、韌性與含碳量的關(guān)系C% 淬硬性與淬透性淬硬性與淬透性: （兩個(gè)完全不同的概念）（兩個(gè)完全不同的概念）淬透性淬透性淬硬性淬硬性鋼鋼 種種小小低低碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 ( 20 )小小高高碳素工具鋼碳素工具鋼( T12A )大大低低低碳合金結(jié)構(gòu)鋼低碳合金結(jié)構(gòu)鋼( 20Cr2Ni4A )大大高高高碳高合金工具鋼高碳高合金工具鋼( W18Cr4V )3.3.

34、淬透性測(cè)量方法淬透性測(cè)量方法 (1)(1)斷口法：斷口法：適用碳素工具鋼。適用碳素工具鋼。 將上述試樣加熱到將上述試樣加熱到760760、800800、840840等溫度加熱等溫度加熱15152020分鐘，淬入分鐘，淬入10-30 10-30 水中，打斷觀察淬硬層，水中，打斷觀察淬硬層，即淬硬層（馬氏體）和韌軟層（珠光體或貝氏體），即淬硬層（馬氏體）和韌軟層（珠光體或貝氏體），對(duì)照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)0-50-5級(jí)。級(jí)。(2)U(2)U型曲線法：型曲線法：將一組長(zhǎng)度是直徑將一組長(zhǎng)度是直徑4 46 6倍的圓柱形試樣倍的圓柱形試樣經(jīng)完全奧氏體化后，在一定介質(zhì)中冷卻經(jīng)完全奧氏體化后，在一定介質(zhì)中冷卻

35、后，從試樣中部切開，磨平后自表面向后，從試樣中部切開，磨平后自表面向心部測(cè)量試樣硬度，其硬度分布如右。心部測(cè)量試樣硬度，其硬度分布如右。h -h -淬硬區(qū)淬硬區(qū)D DH H -未淬硬區(qū)未淬硬區(qū)淬透性表示：淬透性表示：淬硬層深度淬硬層深度h h，或，或D DH H /D/D。hhDHD直觀，準(zhǔn)確，但繁瑣直觀，準(zhǔn)確，但繁瑣用于結(jié)構(gòu)鋼用于結(jié)構(gòu)鋼(3)臨界直徑法：臨界直徑法：D0 ：鋼在某種介質(zhì)中能夠完：鋼在某種介質(zhì)中能夠完全淬透的最大直徑。全淬透的最大直徑。 按按U曲線法取不同直徑試樣曲線法取不同直徑試樣在不同質(zhì)淬火后，截面中在不同質(zhì)淬火后，截面中心恰好含心恰好含50%馬氏體。馬氏體。Di：理想臨界

36、直徑，試樣能：理想臨界直徑，試樣能夠淬透的最大直徑（含夠淬透的最大直徑（含50%馬氏體）。馬氏體）。 在相應(yīng)介質(zhì)中，繪出在相應(yīng)介質(zhì)中，繪出Di- D0 圖。圖。 臨界臨界直徑直徑D0 理想臨理想臨界直徑界直徑DiH值值(4)端淬法：端淬法：此方法是世界上通用方法。此方法是世界上通用方法。 dHRCJ即用即用 表示，表示，J 表示末端淬透性，表示末端淬透性，4、淬透性的表示方法、淬透性的表示方法 用淬透性曲線表示用淬透性曲線表示d 至水冷端距離至水冷端距離 HRC該處硬度值。該處硬度值。 用臨界淬透直徑表示用臨界淬透直徑表示臨界淬透直徑是指圓形鋼棒在介質(zhì)中冷卻，中心被淬成半馬氏臨界淬透直徑是指圓

37、形鋼棒在介質(zhì)中冷卻，中心被淬成半馬氏體的最大直徑，用體的最大直徑，用D0表示。表示。D0與介質(zhì)有關(guān)，如與介質(zhì)有關(guān)，如45鋼鋼D0水水=16mm，D0油油=8mm。只有冷卻條件相同時(shí)，才能進(jìn)行不同材料淬透性比較，如只有冷卻條件相同時(shí)，才能進(jìn)行不同材料淬透性比較，如45鋼鋼D0油油=8mm，40Cr D0油油=20mm。馬氏體馬氏體馬氏體馬氏體索氏體索氏體5 5、淬透性的實(shí)際意義、淬透性的實(shí)際意義 l1 1、對(duì)于截面承載均勻的重要件，要全部淬透。如螺栓、連桿、對(duì)于截面承載均勻的重要件，要全部淬透。如螺栓、連桿、模具等。模具等。 選用選用高淬透性高淬透性鋼鋼l2 2、對(duì)于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)的零件可不必淬

38、透（淬硬層深度一般為、對(duì)于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)的零件可不必淬透（淬硬層深度一般為半徑的半徑的1/21/31/21/3），如軸類。），如軸類。低淬透性低淬透性鋼鋼l淬硬層深度與工件尺寸有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意淬硬層深度與工件尺寸有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意尺寸效應(yīng)尺寸效應(yīng)。 高強(qiáng)螺高強(qiáng)螺栓栓柴油機(jī)柴油機(jī)連桿連桿齒齒輪輪淬透性曲線應(yīng)用淬透性曲線應(yīng)用求不同直徑棒狀工件截面上的硬度分布求不同直徑棒狀工件截面上的硬度分布例：采用例：采用45Mn2制造制造50mm的軸，試求水淬后其截面的軸，試求水淬后其截面上硬度分布曲線。上硬度分布曲線。淬透性曲線應(yīng)用淬透性曲線應(yīng)用例：有一例：有一40號(hào)鋼直徑號(hào)鋼直徑45mm的軸，要求淬火后在

39、距表面的軸，要求淬火后在距表面3/4R處處有有80%馬氏體，在馬氏體，在1/2R處的硬度不低于處的硬度不低于HRC40，請(qǐng)問采用淬，請(qǐng)問采用淬火介質(zhì)為油還是水？火介質(zhì)為油還是水？解：確定解：確定40鋼淬火后鋼淬火后80%馬氏體組織的硬度（馬氏體組織的硬度（HRC45）；）； 淬油后硬度淬油后硬度 3/4R處：處：HRC38， 1/2R處：處：HRC30 不滿足要求；不滿足要求； 淬水后硬度淬水后硬度 3/4R處：處：HRC46， 1/2R處：處：HRC42 滿足要求；滿足要求； 采用水淬采用水淬靜水中淬火靜水中淬火靜油中淬火靜油中淬火四、淬火缺陷四、淬火缺陷 1. 淬火內(nèi)應(yīng)力淬火內(nèi)應(yīng)力 淬火內(nèi)

40、應(yīng)力是造成工件變形和開裂根本原因。淬火內(nèi)應(yīng)力是造成工件變形和開裂根本原因。 淬火內(nèi)應(yīng)力超過材料屈服強(qiáng)度淬火內(nèi)應(yīng)力超過材料屈服強(qiáng)度-引起工件變形；引起工件變形； 淬火內(nèi)應(yīng)力超過材料斷裂強(qiáng)度淬火內(nèi)應(yīng)力超過材料斷裂強(qiáng)度-引起工件斷裂。引起工件斷裂。 淬火內(nèi)應(yīng)力分：淬火內(nèi)應(yīng)力分：熱應(yīng)力（溫度應(yīng)力）熱應(yīng)力（溫度應(yīng)力） 組織應(yīng)力（相變應(yīng)力）組織應(yīng)力（相變應(yīng)力） （1）熱應(yīng)力：）熱應(yīng)力：由于工件心部和表面冷卻速度不一致，其冷由于工件心部和表面冷卻速度不一致，其冷卻收縮不同而造成的內(nèi)應(yīng)力。卻收縮不同而造成的內(nèi)應(yīng)力。 熱應(yīng)力產(chǎn)生過程：熱應(yīng)力產(chǎn)生過程： 冷卻初期，表面冷速快，冷卻初期，表面冷速快，表面表面收縮收縮

41、，產(chǎn)生，產(chǎn)生拉拉應(yīng)力；應(yīng)力； 心部冷速慢，心部冷速慢，不收縮不收縮，產(chǎn)生，產(chǎn)生壓壓應(yīng)力；應(yīng)力； 冷卻后期，表面冷速慢，表面冷卻后期，表面冷速慢，表面不收縮不收縮，產(chǎn)生，產(chǎn)生壓壓應(yīng)力；應(yīng)力； 心部冷速快，心部冷速快，收縮收縮，產(chǎn)生，產(chǎn)生拉拉應(yīng)力；應(yīng)力； 最終的淬火熱應(yīng)力：表面壓應(yīng)力、心部拉應(yīng)力。最終的淬火熱應(yīng)力：表面壓應(yīng)力、心部拉應(yīng)力。（2）組織應(yīng)力：）組織應(yīng)力：由于工件表層和心部發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的不由于工件表層和心部發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的不同時(shí)性而造成的內(nèi)應(yīng)力。同時(shí)性而造成的內(nèi)應(yīng)力。組織應(yīng)力產(chǎn)生過程：組織應(yīng)力產(chǎn)生過程： 冷卻初期，表面發(fā)生馬氏體相變，表面體積冷卻初期，表面發(fā)生馬氏體相變，表面體積膨脹膨

42、脹，產(chǎn)生，產(chǎn)生壓應(yīng)力；心部冷速慢牽制表面壓應(yīng)力；心部冷速慢牽制表面膨脹膨脹，產(chǎn)生拉應(yīng)力；，產(chǎn)生拉應(yīng)力； 冷卻后期，心部發(fā)生馬氏體相變，表面體積冷卻后期，心部發(fā)生馬氏體相變，表面體積膨脹膨脹，產(chǎn)生，產(chǎn)生壓應(yīng)力；表面牽制心部壓應(yīng)力；表面牽制心部膨脹膨脹，產(chǎn)生拉應(yīng)力；，產(chǎn)生拉應(yīng)力； 最終的淬火組織應(yīng)力：表面拉應(yīng)力、心部壓應(yīng)力。最終的淬火組織應(yīng)力：表面拉應(yīng)力、心部壓應(yīng)力。 在發(fā)生相變前主要內(nèi)應(yīng)力為熱應(yīng)力；當(dāng)發(fā)生相變后主要在發(fā)生相變前主要內(nèi)應(yīng)力為熱應(yīng)力；當(dāng)發(fā)生相變后主要內(nèi)應(yīng)力為組織應(yīng)力，熱應(yīng)力為輔。內(nèi)應(yīng)力為組織應(yīng)力，熱應(yīng)力為輔。2 .淬火變形淬火變形 幾何形狀變化體積變化幾何形狀變化體積變化熱應(yīng)力使工件

43、沿著最大尺寸方向收縮。熱應(yīng)力使工件沿著最大尺寸方向收縮。組織應(yīng)力使工件沿著最大尺寸方向伸長(zhǎng)。組織應(yīng)力使工件沿著最大尺寸方向伸長(zhǎng)。四、淬火缺陷四、淬火缺陷淬火變形影響因素：淬火變形影響因素：淬透性：好，組織應(yīng)力作用大；差，熱應(yīng)力作用大淬透性：好，組織應(yīng)力作用大；差，熱應(yīng)力作用大奧氏體化學(xué)成分，奧氏體化學(xué)成分， C%低，熱應(yīng)力作用大；低，熱應(yīng)力作用大；C%高，組織應(yīng)力作用大。高，組織應(yīng)力作用大。淬火加熱淬火加熱T高、內(nèi)應(yīng)力大、變形大；高、內(nèi)應(yīng)力大、變形大；淬火冷速快、內(nèi)應(yīng)力大、變形大；淬火冷速快、內(nèi)應(yīng)力大、變形大；工件形狀不對(duì)稱，厚薄不均勻，變形大。工件形狀不對(duì)稱，厚薄不均勻，變形大。淬火變形的糾

44、正淬火變形的糾正-校正校正四、淬火缺陷四、淬火缺陷3. 淬火裂紋淬火裂紋重要性：重要性：淬火變形可以校正，淬火開裂則無法挽回，因淬火變形可以校正，淬火開裂則無法挽回，因此我們要研究淬火開裂原因，進(jìn)行預(yù)防。此我們要研究淬火開裂原因，進(jìn)行預(yù)防。淬火裂紋產(chǎn)生原因：淬火裂紋產(chǎn)生原因： 淬火內(nèi)應(yīng)力超過材料斷裂強(qiáng)度淬火內(nèi)應(yīng)力超過材料斷裂強(qiáng)度 材料內(nèi)部缺陷材料內(nèi)部缺陷 + 一定的淬火應(yīng)力一定的淬火應(yīng)力淬火裂紋分類：淬火裂紋分類： 縱向裂紋縱向裂紋 橫向裂紋橫向裂紋 網(wǎng)狀裂紋網(wǎng)狀裂紋 剝離裂紋剝離裂紋 顯微裂紋顯微裂紋四、淬火缺陷四、淬火缺陷減少淬火變形和防止淬火開裂的措施減少淬火變形和防止淬火開裂的措施1）

45、正確選材）正確選材 如選擇淬透性好的材料如選擇淬透性好的材料2）合理設(shè)計(jì)工件形狀）合理設(shè)計(jì)工件形狀 如避免截面形狀懸殊的零件如避免截面形狀懸殊的零件3）合理消除材料缺陷）合理消除材料缺陷 如淬火前鍛造和預(yù)備熱處理如淬火前鍛造和預(yù)備熱處理4）合理制定熱處理工藝）合理制定熱處理工藝 如加熱溫度、冷卻速度、如加熱溫度、冷卻速度、 回火、操作方法等回火、操作方法等4. 其它淬火缺陷其它淬火缺陷 淬火硬度不足淬火硬度不足 氧化和脫碳氧化和脫碳 軟點(diǎn)軟點(diǎn)2、 回火回火回火回火在在A1線以下很寬溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，是使淬火組線以下很寬溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，是使淬火組織的亞穩(wěn)定進(jìn)一步向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程，獲得穩(wěn)定的織的亞

46、穩(wěn)定進(jìn)一步向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程，獲得穩(wěn)定的組織和性能，減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力。組織和性能，減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力。回火目的：回火目的：1、降低淬火鋼的脆性和內(nèi)應(yīng)力，防止變形或、降低淬火鋼的脆性和內(nèi)應(yīng)力，防止變形或開裂。開裂。 2、調(diào)整和穩(wěn)定淬火鋼的結(jié)晶、調(diào)整和穩(wěn)定淬火鋼的結(jié)晶 組織，以保證組織，以保證工件不再發(fā)生形狀和尺寸的改變。工件不再發(fā)生形狀和尺寸的改變。 3、獲得不同需要的機(jī)械性能，通過適當(dāng)?shù)幕亍@得不同需要的機(jī)械性能，通過適當(dāng)?shù)幕鼗饋慝@得所要求的強(qiáng)度、硬度和韌性，以滿足各種工火來獲得所要求的強(qiáng)度、硬度和韌性，以滿足各種工件的不同使用要求。淬火鋼經(jīng)回火后，其硬度隨回火件的不同使用要求。淬火鋼經(jīng)

47、回火后，其硬度隨回火溫度的升高而降低，回火一般也是熱處理的最后一道溫度的升高而降低，回火一般也是熱處理的最后一道工序。工序。 一、回火時(shí)鋼的組織轉(zhuǎn)變一、回火時(shí)鋼的組織轉(zhuǎn)變 隨溫度升高，淬火組織將發(fā)生五個(gè)階段變化：隨溫度升高，淬火組織將發(fā)生五個(gè)階段變化： 馬氏體中碳原子偏聚馬氏體中碳原子偏聚（80100）馬氏體的分解（馬氏體的分解（80250） 產(chǎn)物：產(chǎn)物：M回回 殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變（殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變（200300） 產(chǎn)物：產(chǎn)物：M回回（主要）（主要）+ B下下（微量）（微量） 碳化物析出和轉(zhuǎn)變（碳化物析出和轉(zhuǎn)變（250400） 產(chǎn)物：產(chǎn)物：T回回 相狀態(tài)變化及碳化物聚集長(zhǎng)大（相狀態(tài)變化及碳化物聚

48、集長(zhǎng)大（400 ) 產(chǎn)物：產(chǎn)物： S回回一、回火時(shí)組織轉(zhuǎn)變一、回火時(shí)組織轉(zhuǎn)變 按回火溫度劃分如下階段，但各階段也不是單獨(dú)發(fā)生，按回火溫度劃分如下階段，但各階段也不是單獨(dú)發(fā)生，而是相互重疊的。而是相互重疊的。 1.碳原子偏聚（時(shí)效階段）碳原子偏聚（時(shí)效階段） (80100以下以下) 由于淬火馬氏體為過飽和固溶體，晶格中有大量微觀缺陷由于淬火馬氏體為過飽和固溶體，晶格中有大量微觀缺陷的亞穩(wěn)態(tài)。的亞穩(wěn)態(tài)。對(duì)位錯(cuò)馬氏體，低溫下對(duì)位錯(cuò)馬氏體，低溫下C、N原子短程擴(kuò)散到位錯(cuò)線附近原子短程擴(kuò)散到位錯(cuò)線附近對(duì)孿晶馬氏體，低溫下對(duì)孿晶馬氏體，低溫下C 、N原子短程擴(kuò)散聚集到某一晶面原子短程擴(kuò)散聚集到某一晶面2.

49、馬氏體分解（馬氏體分解（80-250 ）高碳馬氏體發(fā)生分解，馬氏體中過飽和碳不斷以高碳馬氏體發(fā)生分解，馬氏體中過飽和碳不斷以碳化碳化物形式析出，使馬氏體碳含量降低。物形式析出，使馬氏體碳含量降低。低碳馬氏體，低于低碳馬氏體，低于150無碳化物析出，只有無碳化物析出，只有C偏聚偏聚 高于高于200，馬氏體中可析出穩(wěn)定碳化物；，馬氏體中可析出穩(wěn)定碳化物； 產(chǎn)物：產(chǎn)物：回火馬氏體。回火馬氏體。 性能：性能：保留淬火后高硬度保留淬火后高硬度3.殘余奧氏體分解（殘余奧氏體分解（200-300 ） 淬火后的殘余奧氏體是不穩(wěn)定組織，在本階段，淬火后的殘余奧氏體是不穩(wěn)定組織，在本階段，殘余奧氏體分解為低碳馬氏

50、體和殘余奧氏體分解為低碳馬氏體和碳化物，此碳化物，此組織為回火馬氏體。組織為回火馬氏體?；鼗鹎象w回火屈氏體4.碳化物的轉(zhuǎn)變（碳化物的轉(zhuǎn)變（250-400 ）亞穩(wěn)碳化物將轉(zhuǎn)變成為更加穩(wěn)定的碳化物形式存在。亞穩(wěn)碳化物將轉(zhuǎn)變成為更加穩(wěn)定的碳化物形式存在。高碳鋼高碳鋼： + + + + + + + + + （穩(wěn)定的回火屈氏體）（穩(wěn)定的回火屈氏體）中碳鋼：中碳鋼： + + （穩(wěn)定的回火屈氏體）（穩(wěn)定的回火屈氏體）低碳鋼：低碳鋼： + （穩(wěn)定的回火屈氏體）（穩(wěn)定的回火屈氏體）5.相狀態(tài)變化和碳化物聚集長(zhǎng)大（相狀態(tài)變化和碳化物聚集長(zhǎng)大（400-700 ）鐵素體發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶為等軸狀、碳化物球化粗化鐵素體

51、發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶為等軸狀、碳化物球化粗化 回火索體。回火索體。主要發(fā)生如下變化：主要發(fā)生如下變化：內(nèi)應(yīng)力消除：內(nèi)應(yīng)力消除： 宏觀區(qū)域性內(nèi)應(yīng)力（工件內(nèi)外），宏觀區(qū)域性內(nèi)應(yīng)力（工件內(nèi)外），550 全部消除；全部消除； 微觀區(qū)域性內(nèi)應(yīng)力（晶粒之間），微觀區(qū)域性內(nèi)應(yīng)力（晶粒之間）， 500 基本消除；基本消除； 晶格彈性畸變應(yīng)力（碳過飽和），晶格彈性畸變應(yīng)力（碳過飽和）， 轉(zhuǎn)變完即消除。轉(zhuǎn)變完即消除?；貜?fù)與再結(jié)晶：回復(fù)與再結(jié)晶：回火使亞結(jié)構(gòu)（位錯(cuò)、孿晶）消失；板條和片回火使亞結(jié)構(gòu)（位錯(cuò)、孿晶）消失；板條和片狀馬氏體特征保留（回復(fù)）、消失（再結(jié)晶）。狀馬氏體特征保留（回復(fù)）、消失（再結(jié)晶）。碳化物聚集長(zhǎng)

52、大：碳化物聚集長(zhǎng)大：原棒狀、片狀、粒狀滲碳體消失、溶解，并原棒狀、片狀、粒狀滲碳體消失、溶解，并逐漸球化長(zhǎng)大，越來越粗大。逐漸球化長(zhǎng)大，越來越粗大?；鼗鹚魇象w回火索氏體二、回火組織機(jī)械性能二、回火組織機(jī)械性能 回火組織機(jī)械性能取決于回火組織回火組織機(jī)械性能取決于回火組織（請(qǐng)同學(xué)們自己根據(jù)上述內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)請(qǐng)同學(xué)們自己根據(jù)上述內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)）硬度硬度強(qiáng)度強(qiáng)度三、合金元素對(duì)回火的影響三、合金元素對(duì)回火的影響提高鋼的回火抗力提高鋼的回火抗力引起二次硬化引起二次硬化四、回火脆性四、回火脆性 在某些溫度區(qū)間回火時(shí)，鋼的韌性顯著下降在某些溫度區(qū)間回火時(shí)，鋼的韌性顯著下降的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 第一類（低溫）回火脆性

53、第一類（低溫）回火脆性: :l是指淬火鋼在是指淬火鋼在250-350回火時(shí)出現(xiàn)的脆性?；鼗饡r(shí)出現(xiàn)的脆性。l這種回火脆性是不可逆的，只要在此溫度范圍內(nèi)回這種回火脆性是不可逆的，只要在此溫度范圍內(nèi)回火就會(huì)出現(xiàn)脆性，目前尚無有效消除辦法。火就會(huì)出現(xiàn)脆性，目前尚無有效消除辦法。l除彈簧鋼之外，其它零件淬火后應(yīng)避免在除彈簧鋼之外，其它零件淬火后應(yīng)避免在250250350350回火?；鼗?。第二類（高溫）回火脆性：（第二類（高溫）回火脆性：（500650） 是指淬火鋼在是指淬火鋼在500-650范圍內(nèi)回火后緩冷時(shí)范圍內(nèi)回火后緩冷時(shí)出現(xiàn)的脆性。出現(xiàn)的脆性。 回火后快冷不出現(xiàn)?；鼗鸷罂炖洳怀霈F(xiàn)。多發(fā)生在含多發(fā)生在含Cr、Ni、Mn、Si等元素的合金鋼中，等元