热处理的基本方法.ppt

4-3热处理的基本方法热处理的基本方法数控科 王春青课型：新课课型：新课教学目的与要求：教学目的与要求：1、掌握退火、正火掌握退火、正火、淬火淬火、回火的概念目回火的概念目的的2、掌握热处理的分类及应用掌握热处理的分类及应用教学重点与难点：教学重点与难点：热处理的概念、分类及应用热处理的概念、分类及应用教学过程：教学过程：4-3热处理的基本方法热处理的基本方法q 前前二二节节学学习习的的内内容容是是热热处处理理的的原原理理，从从这这一一节节开开始学习热处理工艺，也就是具体的热处理实现方法。始学习热处理工艺，也就是具体的热处理实现方法。q 在在一一个个零零件件的的加加工工路路线线中中，热热处处理理起起着着很很重重要要的的作用，作用，一般有两种情况，如一个齿轮：一般有两种情况，如一个齿轮：下下料料-锻锻造造-预预备备热热处处理理（退退火火或或正正火火）-铣铣齿齿-最最终终热热处处理理（淬淬火火回回火火）-精精加加工工（磨磨削）；削）；q 其其中中预预备备热热处处理理的的作作用用是是消消除除锻锻造造的的缺缺陷陷，如如晶晶粒粒粗粗大大、内内应应力力、缺缺陷陷组组织织等等，同同时时调调整整硬硬度度，为为后后续续的的切切削削做做准准备备。最最终终热热处处理理的的作作用用是是使使材材料料具具有使用状态下的性能，如强度、硬度等。有使用状态下的性能，如强度、硬度等。第三节 热处理的基本方法 1.退火目的：降低硬度，以利于切削（比较适退火目的：降低硬度，以利于切削（比较适合的切削硬度为合的切削硬度为160-260HBS）；消除内应）；消除内应力，稳定尺寸，防止变形或开裂；消除偏析，力，稳定尺寸，防止变形或开裂；消除偏析，均匀成分；均匀成分；一、一、退火退火加热到适当的温度，保温一定时间后缓慢冷却（炉冷）。加热到适当的温度，保温一定时间后缓慢冷却（炉冷）。工工艺艺参参数数为为：加加热热到到Ac3+30-50，保保温，随炉冷却到温，随炉冷却到600出炉空冷。出炉空冷。a.完全退火：完全退火：适用于亚共析钢的铸件、锻件、焊接件。适用于亚共析钢的铸件、锻件、焊接件。主要适用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻主要适用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等。均匀组织，充分消除件、铸件、热轧型材等。均匀组织，充分消除内应力。内应力。2、退火的种类：、退火的种类：2.球球化化退退火火：适适用用于于共共析析及及过过共共析析钢钢，目目的的是是为为了了获获取取球球状状珠珠光光体体，降降低低这这些些高高碳碳钢钢的的硬硬度度，以以利利于于切切削削。所所有有的的高高碳碳钢钢在在切切削削之之前前一一般般都都要要进进行行球球化退火。化退火。工艺参数为：加热到工艺参数为：加热到Ac1+30-50，保温，保温，随炉冷却或等温冷却；随炉冷却或等温冷却；3.去应力退火：去应力退火：属属于于低低温温热热处处理理，加加热热温温度度一一般般在在A1线线以以下，对于钢来说，大约为下，对于钢来说，大约为600。锻造锻造、铸造铸造、焊接以及切削加工后（精度要求高）焊接以及切削加工后（精度要求高）的工件，应采用去应力退火来消除内应力的工件，应采用去应力退火来消除内应力。三种退火温度图示：三种退火温度图示：与退火区别：冷却速度比退火稍快，组织与退火区别：冷却速度比退火稍快，组织较细，强度硬度稍有提高。工艺周期短，较细，强度硬度稍有提高。工艺周期短，成本低，性能好。生产中常用正火代替退成本低，性能好。生产中常用正火代替退火。火。v加热到加热到Ac3（或（或Accm）以上）以上3050，保，保温后在空气中冷却。它的主要特点是空冷，温后在空气中冷却。它的主要特点是空冷，对于大型零件或在炎热地区，也可用风冷或喷对于大型零件或在炎热地区，也可用风冷或喷雾冷却。雾冷却。二、正火二、正火q正正火火能能提提高高硬硬度度，一一般般用用于于低低碳碳钢钢的的预备热处理预备热处理q对于一些大件，正火可代替调质作为最终对于一些大件，正火可代替调质作为最终热处理使用；热处理使用；三.淬火 q 将将钢钢加加热热到到Ac1或或Ac3以以上上30-50，适适当当保保温温，然然后后快快速速冷冷却却，获获取取马马氏氏体体或或下贝氏体的一种热处理工艺。下贝氏体的一种热处理工艺。q淬火是一种很早就应用的热处理工艺，它的目淬火是一种很早就应用的热处理工艺，它的目的是获得马氏体或下贝氏体，但主要是马氏体。的是获得马氏体或下贝氏体，但主要是马氏体。从性能上看，它是为了强化材料，提高材料的从性能上看，它是为了强化材料，提高材料的强度或硬度。强度或硬度。1.淬火工艺参数淬火工艺参数加热温度加热温度 根根据据钢钢的的成成分分确确定定，亚亚共共析析钢钢加加热热到到Ac3+30-50，共共析析、过过共共析析钢钢加加热热到到Ac1+30-50；（根据铁碳相图进行解释）（根据铁碳相图进行解释）为了获得好的淬火效果，就必须制定正确的为了获得好的淬火效果，就必须制定正确的淬火工艺参数。淬火工艺参数。例如，例如，45钢的钢的A3=780，其淬火温度为其淬火温度为840-860 T8、T12钢的钢的Ac1=737，其淬火温度为其淬火温度为770-790；合合金金钢钢由由于于合合金金元元素素的的影影响响，加加热热温温度度比比碳碳钢高，具体情况可以查阅热处理手册。钢高，具体情况可以查阅热处理手册。水及水溶液水及水溶液在在650400相对冷却速度较大，常用作相对冷却速度较大，常用作碳钢的淬火。碳钢的淬火。2.淬火介质：淬火介质：油油在在300200间冷却速度比水小，用于间冷却速度比水小，用于合金钢的淬火。合金钢的淬火。（4）等温淬火）等温淬火形状复杂，尺寸要求较精确，形状复杂，尺寸要求较精确，强韧性要求较高的小型工模具及弹簧等的淬火强韧性要求较高的小型工模具及弹簧等的淬火3.淬火方法淬火方法（1）单液淬火）单液淬火形状简单的碳钢件在水形状简单的碳钢件在水中淬火，合金钢和中淬火，合金钢和小尺寸碳钢件在油中淬火小尺寸碳钢件在油中淬火（2）双液淬火）双液淬火形状复杂的高碳钢工件和尺寸形状复杂的高碳钢工件和尺寸较大的合金钢件较大的合金钢件（3）分级淬火）分级淬火尺寸较小、形状复杂工件的淬火尺寸较小、形状复杂工件的淬火3、淬透性与淬硬性、淬透性与淬硬性取决于取决于M中中C%，C%淬硬性淬硬性v 淬透性是指在规定条件下，决定钢淬硬深度淬透性是指在规定条件下，决定钢淬硬深度和硬度分布的特性。和硬度分布的特性。淬硬性是钢在理想条件下淬火硬化所能达到的淬硬性是钢在理想条件下淬火硬化所能达到的最高硬度。最高硬度。影响淬透性的因素主要是影响淬透性的因素主要是C曲线的位置，曲线的位置，C曲曲线右移，淬火临界冷却速度减小，淬透性提线右移，淬火临界冷却速度减小，淬透性提高。高。4.钢的淬火缺陷钢的淬火缺陷(1).氧化与脱碳：氧化与脱碳：a.含义及产生原因：钢在加热时，氧含义及产生原因：钢在加热时，氧与钢表面作用，形成脆皮称为氧化与钢表面作用，形成脆皮称为氧化脱碳：碳与气体介质作用逸出，使脱碳：碳与气体介质作用逸出，使含碳量降低。含碳量降低。b.后果：降低表面硬度，影响尺寸后果：降低表面硬度，影响尺寸c.防止与补救：隔绝空气加热防止与补救：隔绝空气加热（2）过热与过烧：）过热与过烧：a.含义及产生原因：加热温度过高晶粒粗含义及产生原因：加热温度过高晶粒粗化成为过热化成为过热加热温度过高出现氧化和熔化则成为过烧加热温度过高出现氧化和熔化则成为过烧b.后果：晶粒粗大易引起变形和开裂后果：晶粒粗大易引起变形和开裂c.防止与补救：严格控制加热温度和保温防止与补救：严格控制加热温度和保温时间时间过烧的只能报废过烧的只能报废（3）变形与开裂）变形与开裂:a.含义及产生原因：淬火内应力含义及产生原因：淬火内应力b.后果后果:无法使用无法使用c.防止与补救：防止与补救：选用合理的工艺方法选用合理的工艺方法变形的可校正变形的可校正开裂的只能报废开裂的只能报废（4）硬度不足：a.含义及产生原因：加热温度不足，保温时间不足，冷却速度不够快，氧化与脱碳等。b.后果：无法满足使用要求c.防止与补救：严格执行工艺规程 四.回火1、回火的概念：、回火的概念：将淬火后钢件再加热到将淬火后钢件再加热到Ac1以下的某一温度，以下的某一温度，保保温一定时间后，然后冷却到室温的热处理温一定时间后，然后冷却到室温的热处理工艺工艺。2、回火的目的：、回火的目的：降低淬火钢的脆性，提高韧性，降低淬火钢的脆性，提高韧性，调整硬度，消除内应力，稳定工件的尺寸，调整硬度，消除内应力，稳定工件的尺寸，获得所需要的力学性能。获得所需要的力学性能。3、回火的种类按回火温度的不同，回火可分以下三种：低温回火：150 C 250 C 中温回火：350 C 500 C 高温回火：500 C 650 C 1 1、低温回火低温回火低温回火低温回火（150250150250150250150250）C C C C 目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火应应应应 力力力力,减少钢的脆性。硬度为减少钢的脆性。硬度为减少钢的脆性。硬度为减少钢的脆性。硬度为58-64HRC58-64HRC58-64HRC58-64HRC。主要用于：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬主要用于：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬主要用于：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬主要用于：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬火件和表面淬火件。火件和表面淬火件。火件和表面淬火件。火件和表面淬火件。2 2 2 2、中温回火（、中温回火（、中温回火（、中温回火（350500350500350500350500）C C C C 目的：获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。目的：获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。目的：获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。目的：获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。又称弹性处理。硬度为又称弹性处理。硬度为又称弹性处理。硬度为又称弹性处理。硬度为35-45HRC.35-45HRC.35-45HRC.35-45HRC.主要用于：弹性零件及热锻模具等。主要用于：弹性零件及热锻模具等。主要用于：弹性零件及热锻模具等。主要用于：弹性零件及热锻模具等。3 3 3 3、高温回火（、高温回火（、高温回火（、高温回火（500650500650500650500650）C C C C 目的：获得良好的综合力学性能。目的：获得良好的综合力学性能。目的：获得良好的综合力学性能。目的：获得良好的综合力学性能。又称调质处理。硬度为又称调质处理。硬度为又称调质处理。硬度为又称调质处理。硬度为25-35HRC.25-35HRC.25-35HRC.25-35HRC.主要用于：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。主要用于：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。主要用于：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。主要用于：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。五.小结钢热处理的基本方法：四把火及应用:六.作业 习题册上对应习题