《金屬熱處理》ppt課件

1、金 屬 熱 處 理,金屬熱處理：是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度冷卻的一種工藝。 金屬熱處理的意義：是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。 金屬熱處理過程：包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。 金屬加熱時，工件暴露在

2、空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳，因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱。加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一。 冷卻是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。,,,熱處理,普通（整體）熱處理,表面熱處理,,退火,正火,淬火,回火,表面淬火,表面化學熱處理,,感應加熱表面淬火,火焰加熱表面淬火,激光加熱

3、表面淬火等,,滲碳,滲氮,碳氮共滲,滲金屬等,,金屬熱處理分類,常用熱處理方法的工藝曲線示意圖,一、退火,1. 退火 退火是將金屬制件加熱到高于或低于這種金屬的臨界溫度，經(jīng)保溫一定時間，隨后在爐中或埋入導熱性較差的介質(zhì)中緩慢冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的一種熱處理工藝。 退火的目的： a. 降低硬度，以利于切削加工； b. 細化晶粒，改善組織，提高機械性能； c. 消除內(nèi)應力，為下

4、一道熱處理作好準備； d. 提高金屬材料的塑性、韌性，便于進行冷 沖壓或冷拉拔加工。 退火的缺點：占用設備；生產(chǎn)率低。,2. 正火 正火是將金屬制件加熱到高于或低于這種金屬 的臨界溫度，經(jīng)保溫一定時間，隨后在空氣中冷卻，以獲得更細組織的一種熱處理工藝。 正火的作用與退火相似，與退火不同之處是： a. 正火是在空氣中冷卻，冷卻速度快，所獲 得的組織更細。

5、b. 正火后的強度、硬度較退火后的稍高，而 塑性、韌性則稍低。 c. 不占用設備；生產(chǎn)率高。,3. 淬火 淬火是將金屬制件加熱到這種金屬的臨界溫度以上30～50℃，經(jīng)保溫一定時間，隨后在水或油中快速冷卻，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。 淬火的目的：提高金屬材料的強度和硬度，增加耐磨性，并在回火后獲得高強度和一定韌性相配合的性能。,4. 回火 回火是把淬火后的金屬制件重新加熱到某一溫度，

6、保溫一段時間，然后置于空氣或油中冷卻的熱處理工藝。 回火的目的：為了消除淬火時因冷卻過快而產(chǎn)生的內(nèi)應力，降低金屬材料的淬性，使它具有一定的韌性。 根據(jù)加熱溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。,（1）低溫回火：回火溫度為150～250℃。低溫回火能消除一定的內(nèi)應力，適當?shù)亟档弯摰拇嘈?，提高韌性，同時工件仍保持高硬度、高耐磨性，應用于各種量具和刃具。 （2）中溫回火：回火溫度為350～500℃。中溫回

7、火可大大減小鋼的內(nèi)應力，提高了彈性、韌性，但硬度有所降低，應用于彈簧和熱鍛模等。 （3）高溫回火：回火溫度為500～650℃。高溫回火可以消除內(nèi)應力，硬度有顯著的下降，可獲得具有強度、塑性、韌性等綜合機械性能，應用于齒輪、連桿、曲軸等。5. 調(diào)質(zhì)處理 淬火后再經(jīng)高溫回火的熱處理工藝，稱為調(diào)質(zhì)處理。一般要求具有較高綜合機械性能的重要結(jié)構(gòu)零件，都要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。,熱處理中的“四把火”,表面熱處理和化學熱處理,一、

8、表面淬火 表面淬火是僅對工件表層進行淬火的工藝。目的：為了獲得高硬度的表面層和有利的殘余應力分布，提高工件的硬度和耐磨性。表面淬火加熱的方法很多，如感應加熱、火焰加熱、電接觸加熱、激光加熱等。二、化學熱處理化學熱處理是將金屬和合金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它的表層，以改變其化學成分、組織和性能的熱處理工藝。常用的有滲碳、滲氮、碳氮共滲和滲金屬元素等。,鋼的分類,按化學成分分類可分為碳素鋼和合金

9、鋼碳素鋼按含碳量多少可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼合金鋼按合金元素的含量又可分為低合金鋼 、中合金鋼和高合金鋼合金鋼按合金元素的種類可分為錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、硅錳鋼等,按冶金質(zhì)量分類 按鋼中所含有害雜質(zhì)硫、磷的多少，可分為： 普通鋼（S%≤0.055%，P%≤0.045%） 優(yōu)質(zhì)鋼（S%、P%≤0.040%） 高級優(yōu)質(zhì)鋼（S%≤0.030%，P%≤0.035%） 按冶煉時脫氧程度，可將鋼分為

10、： 沸騰鋼（脫氧不完全）、鎮(zhèn)靜鋼（脫氧較完全）和半鎮(zhèn)靜鋼三類。,按用途分類按鋼的用途可分為：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼 結(jié)構(gòu)鋼又分為：工程構(gòu)件用鋼和機器零件用 工具鋼分為：刃具鋼、量具鋼、模具鋼 特殊性能鋼分為：不銹鋼、耐熱鋼等,按金相組織分類 按退火態(tài)的金相組織可分為：亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼三種。 按正火態(tài)的金相組織可分為：珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼等四種。奧氏體 －碳與合金元

11、素溶解在γ-fe中的固溶體，仍保持γ-fe的面心立方晶格。晶界比較直，呈規(guī)則多邊形；淬火鋼中殘余奧氏體分布在馬氏體間的空隙處   珠光體－鐵碳合金中共析反應所形成的鐵素體與滲碳體的機械混合物。,合金元素在鋼中的作用,鎳：增加強韌性、耐蝕性、耐磨性、彈性細述和低溫沖擊抵抗性鉻：增加耐磨性、耐蝕性及高溫強度鎢：增加耐磨性及高溫強度、硬度硅：增加耐熱性、耐蝕性；低合金鋼之強度增加，增加電磁氣性質(zhì)錳：高溫之抗拉強度

12、、硬度增加，防止因硫而產(chǎn)生的脆性鉬：作用與鎢相同，但效果大兩倍鈷：增加硬度與磁性釩：增加韌性、耐磨性、淬火性鈦：增加耐高溫強度及對海水的耐蝕性銅：增加在空氣中之抗氧化性及抗蝕性鋁：增加流動性磷：增加耐蝕性，但超過0.1％時會有熱脆性硫：增加鋼的切削性及熱脆性，但一般含量要少,碳 鋼 分 類,按鋼中含碳量多少分：,低碳鋼中碳鋼高碳鋼,Wc 0.6%,低碳鋼,特點：塑性好、韌性好、硬度強度低（軟剛）、耐磨性差。熱

13、處理：通常情況下將其進行滲碳，然后淬火，再低溫回火后使用。,中碳鋼,特點：熱加工及切削性能良好，強度硬度比低碳鋼高，韌性塑性低于低碳鋼，焊接性能較差。熱處理：通常采用完全（加熱到單相奧氏體區(qū)得到單相均勻奧氏體）淬火加中溫或高溫回火的熱處理工藝。,高碳鋼,特點：具有高硬度和高耐磨性，焊接性能差。熱處理：1.預先熱處理采用球化退火；2.采用不完全（加熱到兩相區(qū)得到奧氏體加未溶碳化物）淬火加低溫回火的熱處理工藝。,,謝謝大