淬火与回火要点.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1,第,10,章 淬火与回火,热处理原理与工艺,第,10,章,淬火与回火,2,第,10,章 淬火与回火,导读,通过学习本章，主要掌握掌握钢的淬透性和淬硬性及其影响因素，掌握常用淬火介质的特性；掌握常用淬火工艺方法。,3,第,10,章 淬火与回火,第,10,章 钢的淬火及回火,第一节 定义、目的、必要条件,淬火定义,：,把钢加热到临界点,A,C3,或,A,C1,以上，,保温并随之以大于临界冷却速度,V,C,冷却，以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。,淬火的目的,：,提高零件的硬度，强度，耐磨性。结构钢通过淬火，回火获得良好的综合机械性能，改善钢的物理和化学性能。例如：提高磁钢的磁性，不锈钢淬火以消除第二相，从而改善其耐蚀性。,4,第,10,章 淬火与回火,65,钢,(0.60%C),淬火组织,45,钢,(,含,0.45%C),正常淬火组织,5,第,10,章 淬火与回火,必要条件：,1,、临界点以上，获得奥氏体，,2,、大于临界冷速，得到,M,、,B,下,。,6,第,10,章 淬火与回火,第二节 淬火介质,淬火介质,：为实现淬火目的用的冷却介质。,理想淬火介质,：在过冷奥氏体最不稳定区域（珠光体转变区）具有较快的冷却速度，而在,M,S,附近的温度区域冷速比较缓慢，它可以减少淬火内应力。避免淬火变形开裂；,分类,：固态、,液态、,气态,。,7,第,10,章 淬火与回火,理想淬火曲线示意图,Ms,M,f,8,第,10,章 淬火与回火,一、淬火介质的冷却作用,淬火介质有固态、液态、气态。对固态介质，或者是静止接触,(,热传导问题,),，如是沸腾床冷却，则主要与其冷却特性有关。气态，则是气体介质加热的逆过程。,最常用介质为液态介质，淬火时不仅发生传热作用，还会产生物态变化，因此过程较为复杂。,9,第,10,章 淬火与回火,有物态变化的介质冷却过程可分为三个阶段：,1,蒸气膜阶段：紧贴工件形成连续的蒸汽膜；冷却主要靠辐射传热，冷却速度较缓慢。,2.,沸腾阶段：蒸汽膜厚度减薄并在越来越多的地方破裂，使工件与液体直接接触，冷却速度较快，取决于淬火介质的汽化热，汽化热越大，冷却速度也越快。,3.,对流阶段：表面的温度降至介质的沸点或分解温度以下时，工件的冷却主要靠介质的对流进行，此时对流传热起主导作用,10,第,10,章 淬火与回火,11,第,10,章 淬火与回火,无物态变化的淬火介质：,淬火冷却：主要靠对流散热。温度较高时辐射散热占有很大比例，也有传导传热。,二、淬火介质冷却特性的测定,略,12,第,10,章 淬火与回火,三、常用淬火介质及其冷却特性,1,水：,良好的物理化学性能，来源丰富,。,冷却特性：,1,）水温对冷却特性影响很大，随水温提高水的冷却速度降低，特别是蒸汽膜阶段延长，特性温度降低。,2,）水的冷却速度快，,400100,温度范围内的冷却速度特别快。,3,）循环水的冷却能力大于静止水的冷却能力。特别是蒸汽膜阶段的冷却能力提高得更多。,13,第,10,章 淬火与回火,14,第,10,章 淬火与回火,2,碱或盐的水溶液,水中溶入盐碱等物质，减少了蒸汽膜的稳定性，使蒸汽膜阶段缩短，特性温度提高从而加速冷却速度，,10%,食盐水溶液的冷却能力,650400,范围内有最大冷却速度，食盐水溶液在食盐浓度较低时随食盐浓度的增加而提高，冷速均大于纯水的，,20,的碱溶液也具有很高的冷却能力，随温度提高冷却能力降低，表面银白色、好的外观，腐蚀严重。,15,第,10,章 淬火与回火,50,NaOH,NaCl,溶液,16,第,10,章 淬火与回火,3,油,冷却能力比水差，但马氏体转变区冷速较慢。,油的冷却过程也具有三个阶段：,(1),油在沸腾时还伴随油的分解。因此，油中包围工件的蒸汽膜与水中冷却不同，它具有油的分解产物与油沸腾产生的混合气体蒸汽膜。此外，油的特性温度,(500,以上,),比水,(300,左右,),高。,17,第,10,章 淬火与回火,(2),油沸腾是在一个温度范围,(250,一,400,),内，比水沸腾温度,(100,),高得多；这就使油冷却过程中对流传热阶段开始温度比较高，对流阶段范围比较宽。这个温度范围正是所要求的缓慢冷却的马氏体转变区，工件正好在油中冷却曲低温阶段以饺小的对流热交换进行冷却，因此工件在油中冷却变形与开裂倾向较小。,18,第,10,章 淬火与回火,19,第,10,章 淬火与回火,1.,水；,2.,油；,3.,水与油,20,第,10,章 淬火与回火,保质措施：,控制油温，防止局部过热，最好有循环装置；避免水分带入；经常清除油渣和氧化皮，保持油的纯洁，及时补充新油。,21,第,10,章 淬火与回火,光亮淬火油：,用于可控气氛热处理，它使工件淬火后，能达到表面光洁，不氧化,(,天氧化皮,),。,要求：冷却性能好，耐老化；水分低，含硫最少；耐热稳定性好，氧化倾向小，还有还原作用，工件淬火时，气体发生量少。,种类：,1.,选用灰分、杂质少的如石蜡、凡士林、仪表油、变压器油，用于小型精密件；,2.,选用粘度、杂质适量，加入有高抗氧化能力的添加剂如,10,号机油,0.51,2,，,6,二叔丁基对甲酚,15,植物油所组成光亮淬火油,22,第,10,章 淬火与回火,23,第,10,章 淬火与回火,4,有机物的水溶液及乳化液,水的冷却能力大，但冷却特性很不理想，油的冷却特性比较理想，但其能确能力有小一些。因此需要寻找冷却能力介于两者之间，而冷却特性又比较理想的介质。,有机物的水溶液是较理想,的淬火介质。常用的有聚乙二醇水溶液加入一定的防蚀剂。这类淬火介质正处在发展中。,24,第,10,章 淬火与回火,第三节 钢的淬透性,1,钢的淬透性,：钢材被淬透的能力，淬火时获得马氏体的能力。,说明：,不同的钢种，淬透性不同，截面上淬成马氏体组织的厚度也不同，淬成马氏体组织的厚度越大，表示该钢中的淬透性愈高。这种马氏体组织厚度通常称为硬化层厚度或淬透深度、淬硬层深度等。,25,第,10,章 淬火与回火,2,淬透性与淬硬性的区别,淬透性系指淬火时获得马氏体的难易程度，主要和钢的过冷奥氏体的稳定性有关或者说与钢的临界淬火冷却速度有关，它是钢材本身固有的一个属性；可硬性（淬硬性）是指淬成马氏体可得到的硬度，主要和钢中含碳量有关。,淬硬性是钢淬火后获得马氏体的最高硬度,。,26,第,10,章 淬火与回火,淬透性与淬硬性,27,第,10,章 淬火与回火,一、影响钢的淬透性的因素,1,钢的化学成分,碳：,过共析钢：温度低于,A,cm,点时，含,C,1%,的钢，随含碳量的升高,临界冷速,V,C,降低,淬透性提高，含,C,1%,的钢，则相反；当加热温度高于,A,C3,或,A,cm,时,随含碳量的增加,V,C,单调下降,.,Me,：除,Co,、,Ti,、,Zr,以外大多数合金元素，提高钢的淬透性。,28,第,10,章 淬火与回火,0.3%C,29,第,10,章 淬火与回火,2,奥氏体晶粒度的影响,奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高，奥氏体晶粒尺寸对珠光体转变的延迟作用比贝氏体的大。,30,第,10,章 淬火与回火,3,奥氏体化温度,不仅可以促进奥氏体晶粒增大，而且可以促使碳化物及其它非金属夹杂物溶入，并使奥氏体成分均匀化，这将提高过冷奥氏体的稳定性，从而提高淬透性。,奥氏体中未溶的非金属夹杂物和碳化物的存在，以及大小和分布，影响过冷奥氏体的稳定性，从而影响淬透性。,31,第,10,章 淬火与回火,4,钢的原始组织的影响,钢的原始组织中，由于珠光体的类型（片状或粒状）及弥散度的不同，在奥氏体化时，将会影响到奥氏体的均匀性，从而影响到钢的淬透性，碳化物愈细小，溶入奥氏体愈迅速，从而有利于提高钢的淬透性。,32,第,10,章 淬火与回火,二、淬透性的试验测定方法,1,计算法：根据钢材的主要成分，与奥氏体晶粒度，通过一系列对钢的淬透性影响系数的连乘积而估算钢的理想临界直径,D,。,33,第,10,章 淬火与回火,2,实验法：,断口检验法,GB227-63,碳素工具钢淬透性测定方法,退火钢棒中部截取,23,个试样方形试样的截面尺寸：,20,20mm,0.2mm,圆形截面为,:,2223mm,长度为,100,5mm.,试样中间一侧开一个深度为,35mm,的,V,形槽,试样分别在,760,、,800,、,840,温度下加热,1520,分钟，然后淬入,1030,水中，通过观查断口上淬硬层（脆断区）的深度,h,，对照相应的评级标准图来评定淬透性等级（,GB227-63,规定分成,05,级）。,34,第,10,章 淬火与回火,(,二,),、,U,曲线法（临界直径法）,：,长度直径,46,倍,奥氏体化后，淬火介质中冷却，自表面向内每隔,12mm,距离测定一处硬度值，并将所测结果画成硬度分布曲线；用淬硬层（到半马氏体区处）厚度,h,或比值来表示淬透性，其中,D,H,为未淬硬心部的直径,D,为试样直径。,反映钢材在一定条件下的淬透性。,淬火临界直径,：能淬透的最大直径。,35,第,10,章 淬火与回火,0.45,C,水淬后断面硬度,36,第,10,章 淬火与回火,上述临界直径是在一定淬火条件下测得的，因此用临界直径法表示钢的淬透性，需标明淬火介质的冷却能力及淬火烈度。,淬火烈度,H,：标明淬火介质的冷却能力的相对值。如规定静止水的淬火烈度,H=1,，其它淬火介质的淬火烈度由与静止水的冷却能力比较而得。,37,第,10,章 淬火与回火,38,第,10,章 淬火与回火,39,第,10,章 淬火与回火,40,第,10,章 淬火与回火,(,三,),顶端淬火试验法（端淬法）,应用广泛、方法简便,.,试样,:,25,100mm,；,温度：,A,C3,+30,；,时间,3040,分钟；,管口距试样顶端,12.5mm,喷水柱自由高度为,65mm,水温,460,41,第,10,章 淬火与回火,端淬法示意图,42,第,10,章 淬火与回火,两边各磨去,0.20.5mm,的深度,距顶端,1.5mm,处沿轴线自下而上测定洛氏硬度值,硬度下降缓慢时,可以每隔,3mm,测一次硬度,测定结果画成硬度分布曲线,.,钢的淬透性以下式表示：,d:,至水冷端距离,HRC,为在该处测定的硬度值,43,第,10,章 淬火与回火,四、淬透性在选材和制订工艺时的应用,据端淬曲线选择和设计钢材及制定热处理工艺。协助选择热处理工艺、和选材。,1,、根据淬透性曲线合理选择钢材，以满足心部硬度要求。,2,、预测材料的组织与硬度。,3,、根据端淬试验曲线，确定热处理工艺。如在给定工件所用材料及淬火后硬度的要求情况下，选用淬火介质等。,44,第,10,章 淬火与回火,例,1,，有一圆柱形工件，直径,35mm,，要求油淬（,H=0.4),后心部硬度大于,HRC45,，试问能否采用,40Cr,钢？,例,2,，有,40Cr,钢，直径,50mm,圆柱，求油淬后沿截面硬度？,45,第,10,章 淬火与回火,46,第,10,章 淬火与回火,第四节 淬火应力、变形及开裂,一、淬火时工件的内应力,A,热应力：工件在加热（或冷却）时，由于不同部位的温度差异，导致热胀（或冷却）的不一致所引起的应力称为热应力。,B,组织应力：由于工件不同部位组织转变不同时而引起的内应力。,根据内应力的存在时间、特性分：,瞬时应力：在冷却过程中某一时刻所发生的内应力。,残余应力：冷却终了，残存于工件内部的应力。,47,第,10,章 淬火与回火,1,热应力,热应力是热处理过程普遍存在的一种内应力。由于表层与心部温差引起工件的体积胀缩不均匀所产生的内应力即为热应力。,试样在快速冷却时，表层和心部冷却状态不同，出现温度差，冷却初期，表面温度较低，热收缩较大，但受到温度较高的心部的阻碍，于是在试样表层产生拉应力，心部为压应力,此应力值随着温差增大而增加，一直到温差最大时应力达到最大值。,48,第,10,章 淬火与回火,1,热应力,：,热应力是热处理过程普遍存在的一种内应力。例如，工件加热在,A,1,以下温度进行快冷，冷却过程不发生相变，由于表层与心部温差引起工件的体积胀缩不均匀所产生的内应力即为热应力。,热应力所造成的残余应力分布特点：,表层为压应力,，,心部为拉应力,。,49,第,10,章 淬火与回火,第,10,章 淬火与回火,50,第,10,章 淬火与回火,影响热应力的因素：,1,）冷却速度对热应力有显著影响，冷却速度越快则热应力越大。,2,）淬火加热温度高，,工件截面尺寸大，钢的导热性差，均会增加截面上的温差，增大热应力。,3,）钢材的高温强度高，在早期热应力的作用下不均匀塑性变形小，应力松驰程度减小。,51,第,10,章 淬火与回火,2,、组织应力,组织应力又称,相变应力,，是由于,工件快速冷却时表层与心部相变不同时而产生的应力。,在心部完全淬透的情况下，组织应力导致工件最终的应力分布是，表层呈现拉应力，心部为压应力分布。,不完全淬透,(,只有表面形成马氏体,),时残余应力则相反，与热应力相同。,52,第,10,章 淬火与回火,53,第,10,章 淬火与回火,3.,淬火应力及对其分布的影响因素,工件淬火时，一般热应力和组织应力同时发生，而这两种应力变化规律正好相反，因此如恰当利用他们，以减少变形、开裂。,1,）含碳量的影响；随着碳含量的增加，热应力作用逐渐减弱，组织应力逐渐增强，因此表面沿应力值减少，拉应力增加。,2,）合金元素的影响；合金元素使导热系数下降，导致热应力和组织应力增加，增加淬透性的元素，在工件为完全淬透的情况下，有增加组织应力的作用。,54,第,10,章 淬火与回火,3,）工件尺寸的影响；,完全淬透时,，主要影响截面温差，尺寸大热应力作用增强，应力为热应力型，尺寸小时热应力作用小，应力为组织应力型。,不完全淬透时,，除了上述应力外，由于未淬透，内部为非马氏体，表面为马氏体组织，从而引起内应力，结果为表面为压应力，内部为拉应力。总之，,工件直径越大，淬硬层越薄。热应力特征越明显,。,4,）淬火介质的影响；如果高于,Ms,点以上的温度区冷速快，而在低温度区冷速慢，则为热应力型，反之则为组织应力型。,55,第,10,章 淬火与回火,二、淬火时工件的变形,淬火时工件的变形有两类，,一是翘曲变形，,一是体积变形。,翘曲变形包括形状变形和扭曲变形。这里只讨论形状变形和体积变形。,56,第,10,章 淬火与回火,1,引起各种变形的原因及其变化规律,1,）由于淬火前后组织变化而引起的体积变形。工件在淬火前的组织状态一般为珠光体型，即铁素体和渗碳体的混合组织，而淬火后为马氏体组织，由于这些组织的比容不同，淬火前后将引起体积变化，从而产生变形，变形只按比例使工件胀缩，但不改变形状。,57,第,10,章 淬火与回火,例如：,过共析钢，淬火前为球状珠光体，淬火后为马氏体,+,残余奥氏体,+,碳化物。,设淬火前体积为,Vi,（球状珠光体）淬火后,Vi,中有,Vc,部分未溶碳化物，体积维持不变，有,Va,部分体积转变为残余奥氏体，则有,Vi-Vc-Va,部分体积转变为马氏体,已知球状珠光体转变成马氏体时，由于比容发生变化而引起的体积变化为：,而转变成奥氏体的体积变化为,58,第,10,章 淬火与回火,因此，设,Vc,Va,均以体积百分数计,则,Vi=100,而有,59,第,10,章 淬火与回火,60,第,10,章 淬火与回火,2,）热应力引起的形状变形,产生部位：热应力引起的变形发生在钢件屈服强度较低塑性较高，而表面冷却快，工件内外温差最大的高温区，此时瞬时热应力为表面张应力，心部压应力，而此时心部温度高，屈服强度比表面低得多，易于变形。表现为在多向压应力作用下的变形，即：立方体呈球形方向变化，即,尺寸较大的一方缩小，而尺寸较小的一方则胀大,，例如：长圆柱体长度方向缩短直径方向胀大。,61,第,10,章 淬火与回火,62,第,10,章 淬火与回火,3,）组织应力引起的形状变形,产生时刻：产生在早期组织应力最大时刻，此时，截面温差较大，心部温度较高，仍处于奥氏体状态，塑性较好屈服强度较低。,应力特点：瞬时组织应力是表面压应力，心部拉应力，变形表现为心部在多向拉应力作用下的拉长，,工件中尺寸较大的一方伸长，而尺寸较小的一方缩短,。,63,第,10,章 淬火与回火,2,、影响淬火变形的因素,：,1,）影响淬火应力的因素，都是影响形状变形的因素,2,）影响淬火变形的其它因素,A,夹杂物和带状组织沿轧制方向分布，淬火变形就有方向性；,B,工件截面形状不同或不对称性的影响；,C,淬火前残余应力及加热冷却不均匀性的影响；,64,第,10,章 淬火与回火,65,第,10,章 淬火与回火,三、淬火裂缝,工件淬火冷却时，如其瞬时内应力超过该时钢材的断裂强度，则将发生淬火裂缝。,产生原因：,淬火过程中所产生的淬火应力过大，若工件内存在着非金属夹杂物，碳化物偏析，其它割离金属的粗大第二相，以及由于各种原因存在于工件中的微小裂缝，当淬火应力过大时，将由此而引起淬火裂缝。,66,第,10,章 淬火与回火,1,纵向裂缝,沿着工件轴向方向由表面裂向心部的深度较大的裂缝，往往发生在钢材,完全淬透,情况下。,特征,:,沿着切向拉应力方向，且完全淬透情况,是因淬火时组织应力过大使最大切向拉应力大于该时材料断裂抗力而发生。,纵向裂纹也可能是由于钢材沿轧制方向有严重带状夹杂物所致。,67,第,10,章 淬火与回火,2,横向裂缝和弧形裂缝,横向裂缝,常发生于大型轴类零件上，如轧辊、汽轮机转子或其它轴类零件。,特征,：垂直于轴线方向，由内向外断裂，往往在未淬透情况下形成，属于热应力所引起。,锻件往往存在气孔、夹杂物、锻造裂缝和白点等冶金缺陷，这些缺陷作为断裂的起点，在轴向拉应力作用下断裂。,68,第,10,章 淬火与回火,2,横向裂缝和弧形裂缝,弧形裂缝,特征,：热应力引起，主要产生于工件内部或尖锐棱角，凹槽及孔洞附近，呈弧形分布。,当直径或厚度为,80100mm,以上的高碳钢件，淬火未淬透时，表面呈压应力，心部呈拉应力，在淬硬层至非淬硬层的过渡区，出现最大拉应力，弧形裂纹就发生在这些地区。,69,第,10,章 淬火与回火,3,表面裂缝（或称网状裂缝）,一种分布在工件表面的深度较小的裂纹，深度一般在,0.011.5mm,左右，裂纹分布方向与工件形状无关，但与裂纹深度有关，当裂纹深度较小时，工件表面形成细小的网状裂纹，当裂纹较深,1mm,或更深时，则表面裂纹不一定呈网状分布。,70,第,10,章 淬火与回火,71,第,10,章 淬火与回火,第五节 确定工艺原则工艺方法及应用,淬火工艺规范,包括淬火加热方式、加热温度、冷却介质及冷却方式等。,依据,是工件图纸及技术要求，所用材料牌号，相变点及过冷奥氏体等温或连续冷却曲线，端淬曲线，原始组织，加工工艺路线等，只有充分掌握这些原始材料，才能正确地确定淬火工艺规范。,72,第,10,章 淬火与回火,一、淬火加热方式及加热温度的确定原则,淬火加热特点及原则：,1.,淬火是最终热处理工序，应采用保护气氛加热或盐炉加热；,2.,淬火加热一般热炉装料，合金钢和采用预热炉，或分区加热；,3.,加热温度主要根据材料的特征温度确定；,73,第,10,章 淬火与回火,温度确定原则,亚共析钢,A,C3,+3050,；,过共析钢,A,C1,+3050,原因：,另外：还应考虑工件的形状、尺寸、原始组织、加热速度、冷却介质、冷却方式。,74,第,10,章 淬火与回火,如：,尺寸大，加热速度快时，温度可选得高一些,淬火温度可取,A,C3,+5080,细晶粒钢,A,C3,+100,形状复杂件，易变形工件，加热速度较慢，淬火温度取下限，原始组织，如果先共析铁素体比较大或珠光体片间距较大，为加速奥氏体的均匀化过程。,75,第,10,章 淬火与回火,二、淬火加热时间的确定原则,加热时间包括整体加热到淬火温度，并完成组织转变、碳化物溶解和成分均匀化所需时间；,客观上包括加热和保温时间，但实际除了大尺寸件和装炉量大的情况外，不分开考虑，统称淬火加热时间。,也可以依经验公式：,=,kD,K,见表,76,第,10,章 淬火与回火,77,第,10,章 淬火与回火,工件有效厚度,D,原则,:,圆柱体取直径,正方形截面取边长,.,长方形截面取短边长,板件取板厚,套筒类工件取壁厚,圆锥体取离小头,2/3,长度处直经,球体取球径的,0.6,倍,78,第,10,章 淬火与回火,三、淬火介质及冷却方式的选择与确定,淬火介质原则,1,、满足工件淬透层深度要求的前提下，选择淬火烈度最低的淬火介质；,2,、在被淬火钢的过冷奥氏体最不稳定区有足够的冷却能力，而在马氏体转变区冷却速度却又很缓慢。,3,、淬火介质在使用过程中，应该稳定长期使用，存放；不易变质，价格低廉，来源丰富，无毒，无环境污染。,79,第,10,章 淬火与回火,四、淬火方法及其应用,1,单液淬火法,：,工件淬入一种淬火介质，使其完全冷却。,适用,：形状简单的碳钢，合金钢工件，对碳钢直径大于,35mm,的工件水中淬火，更小的可采用油淬，各类合金钢则以油为常用淬火介质。,预冷淬火法,：,为减小工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，可以把欲淬火工件，在淬入淬火介质之前，先空冷一段时间，此方法叫,“,预冷淬火法,”,80,第,10,章 淬火与回火,2,双液淬火介质淬火法,先在强的淬火介质中冷却至接近,M,S,点，后转入冷却能力弱的淬火介质中冷却至室温；,优点：,不同淬火冷却温度区间，具有比较理想的淬火冷却速度，既保证了获得较高的硬度层和淬硬层深度，又可减小内应力及防止发生淬火开裂。,做法：,一般用水做快冷淬火介质，用油或空气做慢冷淬火介质，但较少采用空气；,关键：,分级淬火的停留时间（双液淬火时间）在水中停留时间为每,56mm,有效厚度约,1,秒。,81,第,10,章 淬火与回火,3,喷射淬火法,向工件喷射水流的淬火方法，水流可大可小，视所要求的淬火深度而定；,优点：,不会在工件表面形成蒸汽膜，能保证比普通水中淬火更深的淬硬层，水流应细密，工件上下运动或旋转，主要用于局部淬火。,82,第,10,章 淬火与回火,4,分级淬火法,淬入高于该钢种的马氏体开始转变温度的淬火介质中，在其中冷却直至工件各部分温度达到淬火介质的温度，然后缓冷至室温。,优点：,这种方法不仅减少了热应力力。且马氏体转变前工件各部分温度已趋于均匀，相变应力也小。,适用条件：,只适用于尺寸较小的工件。,各种碳素工具钢和合金工具钢（,M,S,=200250,）。淬火时分级温度选择在,250,附近，但更经常选用,120150,甚至,100,。,分级淬火，,M,S,点以上或以下分级。,83,第,10,章 淬火与回火,5,等温淬火法,在下贝氏体转变区的温度使之完成奥氏体的等温转变，获得下贝氏体组织；,等温淬火与分级淬火的区别,在于前者是获得下贝氏体组织，,目的：,获得变形小，硬度高并兼有良好韧性的工件,原因：,下贝氏体的硬度较高，而韧性又好，在等温淬火时，冷却又较慢，,84,第,10,章 淬火与回火,a-,单液淬火；,b,双液淬火；,c,分级淬火；,d,等温淬火,85,第,10,章 淬火与回火,第六节 钢的回火,目的,：减少或消除淬火应力，提高韧性和塑性，获得硬度、强度、塑性和韧性的适当配合，满足不同工件的性能要求。,为正确选择回火工艺，了解和掌握钢在回火时的组织转变及性能变化规律，包括回火脆性问题。,86,第,10,章 淬火与回火,87,第,10,章 淬火与回火,一、碳钢的回火特性,：,淬火回火钢的力学性能常用硬度来衡量；,回火初期硬度下降快（如图）；,回火后的硬度主要取决于回火温度；,88,第,10,章 淬火与回火,0.9,C,89,第,10,章 淬火与回火,二、回火工艺的制订,1,、回火温度的选择和确定,1,）低温回火,250,2,）中温回火,(350500,),3,）高温回火,500,90,第,10,章 淬火与回火,低温回火,应用情况,:,A,、工量具的回火；,180200,B,：精密量具和高精度配合的结构零件,120,150,目的是稳定组织使尺寸稳定；,C:,低碳马氏体的低温回火；,D:,渗碳钢淬火回火；,200,要求表面具有高碳钢的性能内部具有低碳马氏体的性能，都要求低温回火；,91,第,10,章 淬火与回火,中温回火,(350500,),主要用于处理弹簧钢，回火后得到回火屈氏体,较高的弹性极限，为避免第一类回火脆性，不要采用,300,左右的温度回火,.,92,第,10,章 淬火与回火,高温回火,500,A,、调质处理,:,淬火加高温回火，获得回火索氏体组织,；,B,、二次硬化型钢的回火；,具有二次硬化作用的高合金钢，如高速钢，在淬火后利用高温回火以获得二次硬化的效果。,C,、高合金渗碳钢的回火：马氏体和残余奥氏体分解，并得到回火索氏体，降低硬度，以利于切削加工。,93,第,10,章 淬火与回火,2,、回火时间的确定,对加热至回火温度所需时间，可按加热计算方法计算,对达到所要求硬度所需时间可按下式计算；,对,50,钢：,HRC=75-7.5,10,-3,(log,+11)T,对,40CrNiMo,：,HRC=60-,4,10,-3,(log,+11)T,其中：,HRC,：回火后所达到的硬度值,：回火时间,T,：回火温度,94,第,10,章 淬火与回火,3,、回火后的冷却,空冷，有第二类回火脆性的钢件应油冷，以抑制回火脆性，并补充一次低温回火，消除快冷产生的内应力。,95,第,10,章 淬火与回火,第七节 淬火新工艺的发展与应用,1,、循环快速加热淬火,钢经过多次相变重结晶，晶粒细化。,2,、高温淬火,低、中碳钢较高淬火温度，得到板条马氏体或增加板条马氏体的数量，获得良好的综合机械性能。,3,、高碳钢低温、快速、短时加热淬火,高碳低合金钢快速短时加热奥低体中含碳量低，可提高韧性。,96,第,10,章 淬火与回火,4,、亚共析钢的亚温淬火,A,C1,A,C3,温度加热淬火，称为亚温淬火。可提高冲击韧性，降低冷脆转变温度及回火脆倾向性，淬火温度以稍低于,A,C3,510,为宜,5,、等温淬火的发展,1,）预冷等温淬火,2,）预淬等温淬火,6,、其它淬火方法,97,第,10,章 淬火与回火,第八节淬火缺陷及其预防、补救,A,、淬火变形、开裂,1,做到均匀加热及正确加热、限速加热、合理选择淬火温度；,2,正确选择冷却介质、冷却方式；,3,正确选择淬火工件浸入淬火介质的方式和运动方向，做到均匀冷却，最小阻力方向淬火；,4,及时、正确回火。,98,第,10,章 淬火与回火,B,、氧化、脱碳、表面腐蚀,1,加热温度低，时间短,；,2,表面脱碳；,3,、冷速不够快。,99,第,10,章 淬火与回火,C,：硬度不足,加热温度过低，保温时间不足；,表面脱碳,冷速不够,淬透性不够,中断淬火时的水中时间短或空气中停留过长,工具钢淬火温度过高,100,第,10,章 淬火与回火,D:,硬度不均匀,1.,氧化皮，污垢,2.,淬火介质中有杂质，如水中有油,3.,冷却介质搅动不够,4.,渗碳件表面碳浓度不均匀，淬火后硬度不均匀,5.,淬火前原始组织不均匀，例如：有严重的碳化物偏析，原始组织粗大，铁素体呈大块状分,F,:,组织缺陷,金相组织要求，过热组织，晶粒度，残余奥氏体、碳化物量分布等,101,第,10,章 淬火与回火,二、回火缺陷及其预防、补救,根据产生原因采取相应措施：,如硬度不均匀调整回火温度，装炉量，加强气流循环等；,变形问题多次校正多次加热，压具回火等,硬度过高、过低、,产生变形、,脆性。,