钢的热处理工艺—普通热处理教学讲义
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2 36 授课日期 课 时 授课序号
09钳1 09钳2 09钳3 09钳4 授课班级 教学方式 第十讲 钢的普通热处理工艺 课 题
通过学习,使学生了解热处理基本知识,不同热处理工艺对钢力学性能的影响。 教学目的
(1) 普通热处理工艺方法、目的、用途 教学重点
(2) 淬硬性、淬透性的概念 和难点
教学方法 演示、
总结
初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf
归纳和多媒体教学 与手段
(一) 新课导入 5分钟
(二) 新课讲解 60分钟
一、热处理转变临界温度
二、钢的普通热处理
1、 钢的退火 教学过程
2、钢的正火 设 计
3、 钢的淬火
4、 钢的回火
(三) 课堂讨论练习 20分钟
(四) 课堂小结 5分钟
补充练习题 作业布置
课后小结
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注 解 具 体 内 容
我为三一而自豪:
复习上次课主要内容
一、钢的热处理原理
热处理:金属或合金在固态下于一定介质中加热到一定温度,保温一定时间,以一定速度
冷却下来的一种综合工艺。
热处理工艺曲线:
四个重要参数:V加热、 T保温、t保温、V冷却
T
T 保温
t保温
V 加热V 冷却
t
共析碳钢 C曲线的
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
温度 共析碳钢 C曲线的分析
(?) 稳定的奥氏体区 800 A1
700 A1,550?;高温转变区; 过 产 A 冷产600 P 转变区 奥物 物 氏区500 A转变终止线 体区 区 550,230?;中温转变区;贝氏400 A转变开始线 体( B ) 转变区 300 Ms
200
230, - 50?; 低温转变区; 100
马氏体 ( M ) 转变区 0 Mf
-100 2 3 4 1010100 1 10 时间(s)
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具 体 内 容 注 解
第十讲 钢的普通热处理工艺 一、热处理转变临界温度
二、钢的普通热处理
(一) 钢的退火
(1)定义:把零件加温到临界温度以上,保温一段时间,然后随炉冷却。 (2)目的:消除应力;降低硬度;细化晶粒;均匀成分;为最终热处理作好组织准备。 1. 完全退火
将亚共析钢加热至Ac3以上20~30?,保温足够时间奥氏体化后,随炉缓慢冷却,从而获得接近平衡状态的组织,这种热处理工艺称为完全退火。
完全退火的目的为:
(1) 细化晶粒和均匀组织;
(2) 消除铸、锻件中存在的内应力,降低硬度,便于切削加工。
完全退火只适用于亚共析钢,不适用于过共析钢。
适用范围:亚共析钢、合金钢的铸、锻、热轧、焊件的预备热处理(切削加工前或热处理前的预备热处理)
45钢锻造后与完全退火后机械性能
σ δ ψ α σb sk状态 HB (Mpa) (Mpa) (%) (%) (kJ.m-2)
锻造 650~750 300~400 5~15 20~40 200~400 230 完全退火 600~700 300~350 15~20 40~50 400~600 200 完全退火后强硬度有所下降,而塑韧性较大幅度提高——主要目的:改善组织与加工性能 2. 不完全退火
将亚共析钢在Ac1~Ac3之间或过共析钢在Ac1~Accm之间两相区加热,保温足够时间后缓慢冷却的热处理工艺,称为不完全退火。
不完全退火的目的是:改善珠光体组织,消除内应力,降低硬度以便切削加工。 亚共析钢不完全退火的温度一般为740~780?,其优点是加热温度低,操作条件好,节省燃料和时间。
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注 解 具 体 内 容
3. 球化退火
球化退火是一种将钢中渗碳体或碳化物由片状变为粒状,均匀分布在铁素体基体上的热处理工艺。主要用于过共析钢,是一种不完全退火。
球化退火的目的是:消除钢中的片状珠光体,获得粒状珠光体。
球化退火的加热温度范围一般为:Ac1+20~30?
4. 扩散退火
扩散退火是通过高温长时间加热,使合金元素扩散均匀,以消除或减弱枝晶偏析的热处理工艺。主要用于合金钢锭或铸件。
扩散退火温度通常为1100~1200?,保温时间为10~15小时。
5. 软化退火
软化退火是消除钢锭或合金结构钢锻轧钢材内应力,降低其硬度的热处理工艺。
软化退火温度通常为650~720?,保温后出炉空冷。
6. 再结晶退火
再结晶退火是将冷加工后的钢材加热至T再~Ac1之间,通常为650~700?,使变形晶粒恢复成等轴状晶粒,从而消除加工硬化的热处理工艺。
(二)钢的正火
把零件加温到临界温度Ac3或Accm以上30,50?,保温足够时间,然后在静止空气中冷却的热处理工艺。
根据钢中过冷奥氏体的稳定性和钢的截面大小,正火后可获得不同的组织,如粗细不同的珠光体、贝氏体、马氏体或它们的混合组织。
正火的目的
(1) 对于大锻件、截面较大的钢材、铸件,用正火来细化晶粒,均匀组织,为淬火处理作好组织准备,此时正火相当于退火的效果。
(2) 低碳钢退火后硬度太低,切削加工中易粘刀,光洁度较差。改用正火,可提高硬度,改善切削加工性。
(3) 可以作为某些中碳钢或中碳低合金钢工件的最终热处理,以代替调质处理,具有一定的综合力学性能。
(4) 用于过共析纲,可消除网状二次碳化物,为球化退火作好组织上的准备。
小结:退火和正火工艺参数的比较
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具 体 内 容 注 解
(三) 钢的淬火 将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上的一定温度,保温一定时间,然后在水或油等冷却介质
中快速冷却,这种热处理工艺称为淬火。
淬火的主要目的是:为了获得马氏体组织,提高钢的硬度和耐磨性。获得所需要的力学性
能。
淬火工艺参数
(1) 加热温度
亚共析钢的淬火加热温度为:Ac3+30~50?;过共析钢的淬火加热温度为:Ac1+30~50? (2) 保温时间
保温时间是指工件装炉后,炉温回升到淬火加热温度后所需保持的时间。 保温的目的是:
? 使工件透热,即工件整个截面都达到规定的淬火加热温度;
? 完成加热时的转变过程,获得所需成分的细晶粒奥氏体。 (3) 冷却介质及冷却方法:
温度
(?)
800 A1
700
600
500
400
300 Ms
200
100
Mf 0
-100 2 3 4 0 1 10 101010时间(s) 理想淬火冷却介质
常用的淬火冷却方法有以下几种:? 单液淬火 ? 双液淬火
? 分级淬火 ? 等温淬火
工件淬硬层与冷却速度的关系:
钢的淬硬性:
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注 解 具 体 内 容
1、定义:是指钢在淬火后所能达到的最高硬度。
2、影响钢的淬硬性的因素:主要取决于马氏体的含碳量。
钢的淬透性:
1、定义:是指钢在淬火时所能得到的淬硬层 (马氏体组织占50%处) 的深度。
2、影响钢的淬透性的因素:主要是临界淬火冷却速度VK 的大小,VK 越大,钢的淬透性越小。
淬硬性与淬透性之间的关系
钢 种 淬硬性 淬透性
碳素结构钢 ( 20 ) 低 小
碳素工具钢( T10A ) 高 小
低 大 低碳合金结构钢
( 18Cr2Ni4WA )
高碳高合金工具钢 高 大
( Cr12MoV )
(四) 钢的回火
回火是将淬火钢件加热到低于A1的某一温度,保温一段时间,然后以适当方式冷却至室温的热处理工艺。
回火的主要目的为:
(1)消除淬火应力,降低脆性;
(2) 稳定组织与尺寸;
(3)调整淬火零件的力学性能。
1. 低温回火
在150~250?之间进行,回火后组织为回火马氏体。
目的:是在保持高强度、高硬度的前提下,降低钢的淬火内应力,减小其脆性。
用途:主要用来处理刀具、量具、冷作模具、滚动轴承和渗碳件等。
2. 中温回火
目的:中温回火后具有最高的弹性极限和足够的韧性。
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具 体 内 容 注 解
3. 高温回火 目的:淬火加高温回火的热处理工艺称为调质处理。调质处理后工件既具有较高的强度,
又具有良好的塑性和韧性,即具有高的综合力学性能。
用途:调质处理广泛用于要求高强度并受冲击或交变负荷的重要工件,如连杆、轴等。 课后练习
1、用15钢制造的凸轮,要求凸轮表面高硬度,而心部具有良好的韧性,应采用( B ) 2、用45钢制造的凸轮,要求凸轮表面高硬度,而心部具有良好的韧性,应采用( C )
A. 表面淬火+低温回火 B. 渗碳+淬火+低温回火 C. 氮化
3、现有45钢制的汽车轮壳螺栓,其淬火加热温度应选择( B )
A. 750? B. 840? C. 1000? D. 20?
4、用40Cr制造齿轮,锻造后的典型热处理工艺应为( C )
A. 正火处理 B. 完全退火 C. 调质处理 D. 淬火+低温回火 5、零件渗碳后,一般需经过( A )才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
A. 淬火+低温回火 B. 正火 C. 调质处理 D. 淬火+高温回火 6、试述铁碳相图在理论和实践中的重要意义,并举例说明之
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