现代工程材料成形与机械制造基础第3章-2012

第三章 热处理与表面工程技术

第三章 热处理与表面工程技术第一节 钢的热处理钢的热处理( Treatment) 钢的热处理(Heat Treatment)是指将钢在固态下加热到 一定的温度，保温一段时间，并以适当的速度冷却至室温， 一定的温度，保温一段时间，并以适当的速度冷却至室温，以 改变钢的内部组织，从而得到所需性能的工艺方法。 改变钢的内部组织，从而得到所需性能的工艺方法。 表3-1是 45钢热处理前后的性能对比 钢热处理前后的性能对比。 45钢热处理前后的性能对比。 热处理过程一般包括加热、保温、冷却几个阶段。 热处理过程一般包括加热、保温、冷却几个阶段。当工件加 热和冷却时，实际相变往往偏离Fe Fe热和冷却时 ， 实际相变往往偏离 Fe-Fe3C 状态图中的相变温度 而是在一定过热和过冷的情况下进行， , 而是在一定过热和过冷的情况下进行 ， 如 ： Ac1 、 Ac3 、 Accm 所示。 和Ar1、Ar3、Arcm等,如图3-1所示。

第三章 热处理与表面工程技术第一节 钢的热处理

一、钢在加热和冷却时的组织转变(一)钢在加热时的组织转变 以共析钢为例讨论钢在加热过程中奥氏体的形成过程， 以共析钢为例讨论钢在加热过程中奥氏体的形成过程 ， 所示。 如图3-2所示

第三章 热处理与表面工程技术第一节 钢的热处理 (二)钢在冷却时的组织转变 钢的热处理工艺有两种冷却方式。 钢的热处理工艺有两种冷却方式。 1.连续冷却 连续冷却就是使加热到奥氏体的钢，在温度连续下降 连续下降的过 连续冷却就是使加热到奥氏体的钢，在温度连续下降的过 程中发生组织转变。 程中发生组织转变。 2.等温冷却 等温冷却就是使加热到奥氏体的钢， 等温冷却就是使加热到奥氏体的钢，先以较快的冷却速度 冷至A 线以下一定的温度，这时奥氏体尚未转变， 冷至A1线以下一定的温度，这时奥氏体尚未转变，但成为过冷 奥氏体。然后进行保温， 奥氏体。然后进行保温，使奥氏体在等温状态下发生组织转变 转变完成后再冷却到室温。 ,转变完成后再冷却到室温。 所示。 共析钢的奥氏体等温转变曲线， 共析钢的奥氏体等温转变曲线，如图3-3所示。

第三章 热处理与表面工程技术第一节 钢的热处理 共析钢过冷奥氏体等温转变的产物大致可分为: 共析钢过冷奥氏体等温转变的产物大致可分为: (1)高温转变产物 (1)高温转变产物

(2)中温转变产物 (2)中温转变产物

(3)低温转变产物 (3)低温转变产物

第三章 热处理与表面工程技术第一节 钢的热处理

二、钢的热处理工艺(一)钢的退火(annealing)和正火(normalizing) 钢的退火(annealing)和正火(normalizing) (annealing)和正火

各种退火、正火方法的加热温度范围如图3-4所示。 各种退火、正火方法的加热温度范围如图 所示。 1.退火 退火是将钢材或钢件加热到适当温度，保温一定时间， 退火是将钢材或钢件加热到适当温度，保温一定时间，随 后缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 后缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 ①完全退火 将亚共析钢件加热至A 以上20 30℃ 20将亚共析钢件加热至AC3以上20-30℃ ,经完全奥氏体化后 进行缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。 进行缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。

第三章 热处理与表面工程技术第一节 钢的热处理 ②球化退火 球化退火是不完全退火的一种。将过共析钢加热到AC1 +(10 球化退火是不完全退火的一种。 将过共析钢加热到A 20) 保温一定时间后缓慢冷却， ~ 20) ℃, 保温一定时间后缓慢冷却，使过共析钢中碳化物球 获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。如图3-4所示 ③均匀化退火 均匀化退火又称扩散退火，它是将钢锭、 均匀化退火又称扩散退火， 它是将钢锭、 铸件加热至略低 于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分 于固相线的温度下长时间保温， 然后缓慢冷却以 消除化学成分 不均匀现象的热处理工艺。 不均匀现象的热处理工艺。 ④去应力退火 又称低温退火。 即将钢加热至低于A 又称低温退火 。 即将钢加热至低于 AC1 的某一温度 ( 一般为 500-600℃ 经保温后缓慢冷却。 500-600℃),经保温后缓慢冷却。 ⑤再结晶退火 钢加热到再结晶温度以上150 250℃ 150650-750℃ 钢加热到再结晶温度以上150-250℃,即650-750℃,保温后 空冷。 空冷。

第三章 热处理与表面工程技术第一节 钢的热处理

2. 正火正火是将钢加热到AC3 以上30 50℃ 30正火是将钢加热到AC3(或Accm )以上30-50℃,保温适当 AC 的时间后，在空气中冷却的热处理工艺。 所示。 的时间后，在空气中冷却的热处理工艺。如图3-4所示。

第三章 热处理与表面工程技术第一节 钢的热处理

(二)淬火(quenching)与回火(tempering) 淬火(quenching)与回火(tempering) (quenching)与回火

1.淬火 将钢加热到AC3(亚共析钢)或AC1(过共析钢)以上一定温度 过共析钢) 将钢加热到A 亚共析钢) 保温后以大于临界冷却速度的冷速得到马氏体(或下贝氏体) ,保温后以大于临界冷却速度的冷速得到马氏体(或下贝氏体) 的热处理工艺叫淬火。 的热处理工艺叫淬火。

第三章 热处理与表面工程技术第一节 钢的热处理 2.回火 回火是将淬火后的钢加热到A 以下温度，保温一段时间， …… 此处隐藏：2444字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……