金屬熱處理方法課件

金屬熱處理方法金屬熱處理方法1熱處理方法措施示意圖定義：是將金屬在固態(tài)下通過加熱、保溫和冷卻，改變金屬的組織，從而改變金屬性能（加工和使用）的一種工藝方法。措施和要求：通過控制加熱溫度、保溫時間和冷卻速度(冷卻方式)，不改零件變形狀和尺寸。熱處理方法措施示意圖定義：是將金屬在固態(tài)下通過加熱、保溫和冷2金屬熱處理方法在機(jī)械制造中熱處理的作用熱處理是一種比較重要的工藝方法預(yù)熱處理改善切削加工性能和質(zhì)量，提高效率。最終熱處理使零件達(dá)到設(shè)計使用性能指標(biāo)。適當(dāng)熱處理消除內(nèi)應(yīng)力，保證零件尺寸和形狀。金屬熱處理方法在機(jī)械制造中熱處理是一種比較重要的工藝方法預(yù)熱3常見的熱處理工藝方法退火正火淬火回火表面淬火與化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲等）常見的熱處理工藝方法退火正火淬火回火表面淬火與化學(xué)熱處理（滲4退火定義：將鋼材加熱到適當(dāng)?shù)臏囟炔⒈匾欢螘r間，然后隨爐緩慢冷卻的熱處理工藝。加工溫度800度－900度范圍，低碳鋼退火加熱溫度稍微高點(diǎn)；高碳鋼退火加熱溫度較低。保溫時間長短主要取決：零件尺寸和同爐裝入工件數(shù)。退火技術(shù)要求：隨爐緩慢冷卻退火目的使金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻、晶粒細(xì)化、降低硬度、消除應(yīng)力，改善切削加工性能。退火定義：將鋼材加熱到適當(dāng)?shù)臏囟炔⒈匾欢螘r間，然后隨爐緩慢5如果單純的消除應(yīng)力，防止變形和開裂，只需加熱600－650度，保溫一段時間后緩慢冷卻。這種方法稱為去應(yīng)力退火。（或者低溫退火）該方法主要適應(yīng)含碳量較高的碳鋼和各類合金鋼。退火如果單純的消除應(yīng)力，防止變形和開裂，只需加熱600－650度6正火定義：將工件加熱到臨界溫度以上的適當(dāng)溫度，保溫之后從爐中取出置于空氣中冷卻的熱處理工藝。加工溫度820度－950度范圍，正火的冷卻速度比退火快。正火后工件硬度比退火后略高，但是消除應(yīng)力效果不如退火徹底。正火目的內(nèi)部組織更細(xì)粒（?。?、低碳鋼和中碳鋼更適合切削加工。用途a、改善鋼材切削加工性能的預(yù)備熱處理。b、對普通要求機(jī)械零件，可作為滿足零件使用性能最終熱處理。正火定義：將工件加熱到臨界溫度以上的適當(dāng)溫度，保溫之后從爐中7淬火定義：將工件加熱到臨界溫度以上的適當(dāng)溫度，保溫之后快速冷卻下來加工溫度780－880度范圍，淬火之后再進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚恚纳屏慵褂眯阅?、延長壽命?？焖倮鋮s條件：要具有足夠冷卻能力的冷卻介質(zhì)（水、礦物油）工件冷卻速度極快，金屬內(nèi)部為非平衡組織結(jié)構(gòu)，存在較大應(yīng)力和脆性，應(yīng)回火后使用淬火定義：將工件加熱到臨界溫度以上的適當(dāng)溫度，保溫之后快速冷8水用于一般碳鋼零件冷卻。如果加點(diǎn)鹽冷卻能力提高，有利于大尺寸碳鋼件熱處理。礦物油冷卻能力比水低，但可以避免出現(xiàn)淬火缺陷，適合于合金鋼熱處理水用于一般碳鋼零件冷卻。如果加點(diǎn)鹽冷卻能力提高，有利于大尺寸9回火定義：將淬火后的工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后冷卻下來。低溫（150－250度）：低溫回火中溫（350－500度）：中溫回火高溫（500－650度）：高溫回火回火作用減小和消除淬火工件的應(yīng)力和脆性，防止零件產(chǎn)生變形和裂紋，且可以調(diào)整零件的力學(xué)性能?；鼗鸲x：將淬火后的工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后冷10低溫回火消除淬火應(yīng)力、降低脆性、提高韌性。高硬度和高耐磨性。目的：適用范圍要求硬度高、耐磨損的刀具、量具、磨具、以及各種耐磨零件。鋼材低溫回火后，硬度達(dá)到HRC58-64低溫回火消除淬火應(yīng)力、降低脆性、提高韌性。目的：適用范圍要求11中溫回火目的應(yīng)力與脆性已基本消除，零件具有較高強(qiáng)度和一定韌性，且彈性良好。適用范圍主要用于處理彈簧和彈性零件。中溫回火后硬度一般達(dá)到HRC35-50中溫回火目的應(yīng)力與脆性已基本消除，零件具有較高強(qiáng)度和一定韌性12高溫回火目的不僅可以使淬火應(yīng)力與脆性全部清出，而且使零件具有良好的綜合力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性具有良好的配合）適用范圍齒輪、軸、連桿、以及要求較高的綜合力學(xué)性能的各種結(jié)構(gòu)件。習(xí)慣上：把淬火與高溫回火相結(jié)合的熱處理稱調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)件的硬度為200－330HBS高溫回火目的不僅可以使淬火應(yīng)力與脆性全部清出，而且使零件具有13表面熱處理廣泛采用的方法：表面淬火、化學(xué)熱處理目的：提高或者改變零件表面性能——硬度和耐磨性如常用的零件：齒輪、鏈輪、軸等火焰加熱、感應(yīng)加熱表面淬火滲碳、滲氮、滲硼、滲釩、氰化（氮碳共滲）表面熱處理廣泛采用的方法：表面淬火、化學(xué)熱處理目的：提高或者14表面淬火使表面組織發(fā)生轉(zhuǎn)變、表面硬度得到提高。注意：只是對表面進(jìn)行快速加熱和冷卻，零件心部組織和性能不變。中碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼

常采用這種方法提高表面硬度。零件表面特點(diǎn)：快速快速加熱到淬火溫度冷卻表面淬火使表面組織發(fā)生轉(zhuǎn)變、表面硬度得到提高。注意：只是對表15(1)火焰加熱表面淬火氧氣－乙炔（高溫火焰），冷卻用水或lu化液設(shè)備簡單，成本低，但不易控制淬火質(zhì)量，淬火之后表面硬度不夠均勻——主要用于單件或者小批量生產(chǎn)。原理方法、設(shè)備和材料：(1)火焰加熱表面淬火氧氣－乙炔（高溫火焰），冷卻用水或l16(2)感應(yīng)加熱表面淬火通交流電高頻電流產(chǎn)生磁場感應(yīng)圈下部噴水工件表面產(chǎn)生渦流發(fā)熱工件表面淬火工件心部無渦流加熱，故不會變化淬火時感應(yīng)圈和噴水套固定，工件上下移動，使得淬火連續(xù)進(jìn)行(2)感應(yīng)加熱表面淬火通交流電高頻電流感應(yīng)圈下部噴水工件表面17化學(xué)熱處理原理方法：將工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入其表層，改變表層的化學(xué)成分，從而改變表層的組織和性能的熱處理工藝。滲碳、滲氮滲硼、滲釩、氰化（碳－氮共滲）常用的幾種化學(xué)處理方法：化學(xué)熱處理原理方法：將工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一18(1)滲碳——一般氣體滲碳（常用）

固體滲碳保溫同時滴入滲碳劑工件置于密封爐子加熱930度左右并保溫6－10小時裂解出碳原子活性碳吸附在工件表面并不斷滲入獲得高碳組織滲碳后零件需經(jīng)過淬火和低溫回火（低碳鋼、合金滲碳鋼）(1)滲碳——一般氣體滲碳（常用）

19(2)滲氮（也稱為氮化處理）氨氣NH3溫度560度左右安排在最后工序其之前調(diào)質(zhì)處理最后零件表面硬度高、耐磨損、抗腐蝕強(qiáng)、壽命提高。多為合金鋼如38CrMoAl注意(2)滲氮（也稱為氮化處理）氨氣NH3溫度560度左右安排在20課堂總結(jié)退火正火淬火回火（淬火工件）800－900度820－950度780－880度中、低、高隨爐子緩冷空氣中冷卻快速冷卻（冷卻液體）視情況定含碳量高的碳鋼、合金鋼低碳鋼、中碳鋼合金鋼晶粒細(xì)化均勻，降低硬度消除應(yīng)力硬度比退火稍高消除應(yīng)力效果不如退火好。有較大應(yīng)力和脆性，需回火后使用課堂總結(jié)退火正火淬火回火（淬火工件）800－900度820－21金屬熱處理方法金屬熱處理方法22熱處理方法措施示意圖定義：是將金屬在固態(tài)下通過加熱、保溫和冷卻，改變金屬的組織，從而改變金屬性能（加工和使用）的一種工藝方法。措施和要求：通過控制加熱溫度、保溫時間和冷卻速度(冷卻方式)，不改零件變形狀和尺寸。熱處理方法措施示意圖定義：是將金屬在固態(tài)下通過加熱、保溫和冷23金屬熱處理方法在機(jī)械制造中熱處理的作用熱處理是一種比較重要的工藝方法預(yù)熱處理改善切削加工性能和質(zhì)量，提高效率。最終熱處理使零件達(dá)到設(shè)計使用性能指標(biāo)。適當(dāng)熱處理消除內(nèi)應(yīng)力，保證零件尺寸和形狀。金屬熱處理方法在機(jī)械制造中熱處理是一種比較重要的工藝方法預(yù)熱24常見的熱處理工藝方法退火正火淬火回火表面淬火與化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲等）常見的熱處理工藝方法退火正火淬火回火表面淬火與化學(xué)熱處理（滲25退火定義：將鋼材加熱到適當(dāng)?shù)臏囟炔⒈匾欢螘r間，然后隨爐緩慢冷卻的熱處理工藝。加工溫度800度－900度范圍，低碳鋼退火加熱溫度稍微高點(diǎn)；高碳鋼退火加熱溫度較低。保溫時間長短主要取決：零件尺寸和同爐裝入工件數(shù)。退火技術(shù)要求：隨爐緩慢冷卻退火目的使金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻、晶粒細(xì)化、降低硬度、消除應(yīng)力，改善切削加工性能。退火定義：將鋼材加熱到適當(dāng)?shù)臏囟炔⒈匾欢螘r間，然后隨爐緩慢26如果單純的消除應(yīng)力，防止變形和開裂，只需加熱600－650度，保溫一段時間后緩慢冷卻。這種方法稱為去應(yīng)力退火。（或者低溫退火）該方法主要適應(yīng)含碳量較高的碳鋼和各類合金鋼。退火如果單純的消除應(yīng)力，防止變形和開裂，只需加熱600－650度27正火定義：將工件加熱到臨界溫度以上的適當(dāng)溫度，保溫之后從爐中取出置于空氣中冷卻的熱處理工藝。加工溫度820度－950度范圍，正火的冷卻速度比退火快。正火后工件硬度比退火后略高，但是消除應(yīng)力效果不如退火徹底。正火目的內(nèi)部組織更細(xì)粒（?。?、低碳鋼和中碳鋼更適合切削加工。用途a、改善鋼材切削加工性能的預(yù)備熱處理。b、對普通要求機(jī)械零件，可作為滿足零件使用性能最終熱處理。正火定義：將工件加熱到臨界溫度以上的適當(dāng)溫度，保溫之后從爐中28淬火定義：將工件加熱到臨界溫度以上的適當(dāng)溫度，保溫之后快速冷卻下來加工溫度780－880度范圍，淬火之后再進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚?，改善零件使用性能、延長壽命?？焖倮鋮s條件：要具有足夠冷卻能力的冷卻介質(zhì)（水、礦物油）工件冷卻速度極快，金屬內(nèi)部為非平衡組織結(jié)構(gòu)，存在較大應(yīng)力和脆性，應(yīng)回火后使用淬火定義：將工件加熱到臨界溫度以上的適當(dāng)溫度，保溫之后快速冷29水用于一般碳鋼零件冷卻。如果加點(diǎn)鹽冷卻能力提高，有利于大尺寸碳鋼件熱處理。礦物油冷卻能力比水低，但可以避免出現(xiàn)淬火缺陷，適合于合金鋼熱處理水用于一般碳鋼零件冷卻。如果加點(diǎn)鹽冷卻能力提高，有利于大尺寸30回火定義：將淬火后的工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后冷卻下來。低溫（150－250度）：低溫回火中溫（350－500度）：中溫回火高溫（500－650度）：高溫回火回火作用減小和消除淬火工件的應(yīng)力和脆性，防止零件產(chǎn)生變形和裂紋，且可以調(diào)整零件的力學(xué)性能。回火定義：將淬火后的工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后冷31低溫回火消除淬火應(yīng)力、降低脆性、提高韌性。高硬度和高耐磨性。目的：適用范圍要求硬度高、耐磨損的刀具、量具、磨具、以及各種耐磨零件。鋼材低溫回火后，硬度達(dá)到HRC58-64低溫回火消除淬火應(yīng)力、降低脆性、提高韌性。目的：適用范圍要求32中溫回火目的應(yīng)力與脆性已基本消除，零件具有較高強(qiáng)度和一定韌性，且彈性良好。適用范圍主要用于處理彈簧和彈性零件。中溫回火后硬度一般達(dá)到HRC35-50中溫回火目的應(yīng)力與脆性已基本消除，零件具有較高強(qiáng)度和一定韌性33高溫回火目的不僅可以使淬火應(yīng)力與脆性全部清出，而且使零件具有良好的綜合力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性具有良好的配合）適用范圍齒輪、軸、連桿、以及要求較高的綜合力學(xué)性能的各種結(jié)構(gòu)件。習(xí)慣上：把淬火與高溫回火相結(jié)合的熱處理稱調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)件的硬度為200－330HBS高溫回火目的不僅可以使淬火應(yīng)力與脆性全部清出，而且使零件具有34表面熱處理廣泛采用的方法：表面淬火、化學(xué)熱處理目的：提高或者改變零件表面性能——硬度和耐磨性如常用的零件：齒輪、鏈輪、軸等火焰加熱、感應(yīng)加熱表面淬火滲碳、滲氮、滲硼、滲釩、氰化（氮碳共滲）表面熱處理廣泛采用的方法：表面淬火、化學(xué)熱處理目的：提高或者35表面淬火使表面組織發(fā)生轉(zhuǎn)變、表面硬度得到提高。注意：只是對表面進(jìn)行快速加熱和冷卻，零件心部組織和性能不變。中碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼

常采用這種方法提高表面硬度。零件表面特點(diǎn)：快速快速加熱到淬火溫度冷卻表面淬火使表面組織發(fā)生轉(zhuǎn)變、表面硬度得到提高。注意：只是對表36(1)火焰加熱表面淬火氧氣－乙炔（高溫火焰），冷卻用水或lu化液設(shè)備簡單，成本低，但不易控制淬火質(zhì)量，淬火之后表面硬度不夠均勻——主要用于單件或者小批量生產(chǎn)。原理方法、設(shè)備和材料：(1)火焰加熱表面淬火氧氣－乙炔（高溫火焰），冷卻用水或l37(2)感應(yīng)加熱表面淬火通交流電高頻電流產(chǎn)生磁場感應(yīng)圈下部噴水工件表面產(chǎn)生渦流發(fā)熱工件表面淬火工件心部無渦流加熱，故不會變化淬火時感應(yīng)圈和噴水套固定，工件上下移動，使得淬火連續(xù)進(jìn)行(2)感應(yīng)加熱表面淬火通交流電高頻電流感應(yīng)圈下部噴水工件表面38化學(xué)熱處理原理方法：將工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或