研究生教学_特殊热处理技术(1)
热处理技术培训
热处理技术培训什么是热处理技术？热处理技术是指通过材料加热和冷却来改变材料的组织结构和物理性能的一种工艺。
热处理技术可以通过改变材料的硬度、强度、韧度、耐磨性、耐蚀性等性能，来满足不同的工业生产需要。
一般来说，热处理技术主要包括两种方式：淬火和回火。
淬火是将材料加热到其所处的相变温度并迅速冷却到室温，使材料的组织出现变化。
这种方式可以使材料获得高硬度和强度，但也会导致其脆性增加。
回火是将淬火后的材料再加热到一定温度并冷却到室温，使材料的强度和韧度变化。
回火可以让脆性材料变得更加韧性，同时可以减少淬火产生的剩余应力。
热处理技术在哪些领域应用？热处理技术广泛应用于各个领域，如制造业、汽车工业、机械工业、刀具工业、钢铁工业、电子工业等。
下面具体介绍一下热处理技术在几个典型领域的应用：1.制造业中的热处理技术制造业中的热处理技术主要应用于各种金属制品的制造，如钢铁制品、合金制品、铜制品、铝制品、锌制品等。
热处理技术可以改变金属材料的物理性能和化学性质，以适应不同的使用需求。
例如，制造高速工具钢时，需要应用淬火技术，使其获得高硬度和高强度，以适应高速切削的需求。
2.汽车工业中的热处理技术热处理技术在汽车工业中应用广泛，如发动机的曲轴、连杆、气门弹簧、齿轮、车架、悬挂系统等部件的制造。
热处理技术可以为这些部件提供酸蚀、疲劳、高温和高压等条件下的强度和耐用性。
例如曲轴的淬火处理可以提高其强度和硬度，以适应高速旋转的需要。
3.机械工业中的热处理技术热处理技术在机械工业中应用广泛，如各种机械零件、轴承、齿轮等的制造。
热处理可以让这些零件获得高强度和高硬度，提高其耐磨性、耐蚀性和韧度，以适应不同的使用需求。
例如，淬火处理可以让齿轮获得高硬度，以提高其耐磨性。
热处理技术的培训与发展热处理技术的培训与发展非常重要，可以帮助企业提高生产效率、降低成本、提高产品质量。
对于工厂来说，提高员工的热处理技术水平不仅可以提高产品的质量，而且可以缩短生产周期，增强企业的竞争力。
热处理工艺培训
气体渗碳技术介绍
气体渗碳原理
渗碳反应： 各种气氛在炉内存在着多种化学反应，但对渗碳过程起到关键作用的
反应主要有：
2CO=CO2+【C】 CO=1/2 O2+【C】 CO+H2=H2O+【C】
CH4=2H2+【C】
气体渗碳技术介绍
➢ 渗碳过程，可分为三个阶段：
气氛中形成CO、CH4等渗碳组分；
供碳组分传到渗碳零件表面，在表面吸附、反应，产生活性碳原子渗 入到钢铁表面。
渗入零件表面的碳原子向内部扩散，随着不断的吸附扩散，形成一定 碳浓度梯度的渗碳层。
气体渗碳技术介绍
➢ 与渗碳过程有关的重要参量：
碳势CP 是指炉内含碳气氛在一定温度下与钢铁工件表面的奥氏体之 间达到动态平衡时，钢的表面达到的含碳量。一般采用低碳钢薄片测 量。将厚度小于0.1mm的低碳钢箔片置于某一温度的渗碳介质中， 进行穿透渗碳，测定箔片的含碳量，即为该渗碳介质在该温度下的碳 势。
1、轴类零件 螺纹防渗
渗碳淬火
清洗
回火
2、一般齿轮 渗碳淬火
清洗
研磨顶尖孔
回火
清理喷丸
热处理工艺流程
清理喷丸 校直
强化喷丸 清理顶针孔
强化喷丸
3、压装齿轮 渗碳淬火
清洗
回火
清理喷丸
压装
4、电子束焊齿轮
清洗
压装
电子束焊
热处理工艺流程
渗碳淬火
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
清洗
回火
5、齿套/锥环
渗碳淬火
清洗
回火
清理喷丸
强化喷丸
清理喷丸
渗氮技术介绍
➢ 离子渗氮：在一定真空度下，利用工件（阴极）和阳极之间产生的辉光放电现象进行 的，所以又叫做辉光离子渗氮。
热处理基本知识培训(ppt32张)
冷却转变曲线 800 A S T A Ms Mf M+A 102 103 B
热处理原理
700
600
P
温 500 度
℃ 300 200 -100 0
10
104 105 时间, S
热处理方法及应用 热处理类别 退 火 完全退火 不完全退火 等温退火 去应力退火 正火 特 点 保温后缓冷 （炉冷） 应 用
常用于中碳钢和中碳合金钢
表面高耐磨和心部强韧 1. 常用于低碳钢和低碳合金钢 性 2. 得到表面高硬度 3. 适于形状复杂的零件表面硬化， 硬化层比较均匀 如齿轮等 处理温度低，变形小， 高的硬度，高的耐蚀性 1. 常用于中碳合金钢 2. 得到表面高硬度 3. 精密齿轮、曲轴等
氮化 软氮化 碳氮共渗
1. 降低脆性，消除内应力。 2. 调整硬度、塑性和韧性。 3. 获得稳定组织。 •同 上
回火
时效处理
热处理方法及应用 热处理类别 特 点 应
表面热处理
用
火焰淬火 回火
感应淬火 回火 渗 碳
设备、方法简单，淬火 效果不稳定
表面硬度比普通淬火高 2~3HRC 变形小、生产效率高
1. 常用于中碳钢 2. 批量小的大型零件局部硬化
SC540W
850-900
850～870 ≤241
40CrMn
850～880 ---
SCSiMn1 850-900 H SCSiMn2 850-900 H SCSiMn3 850-900 4H
149197 ≥163
≥170
≥201
3.钢的淬火
•
•
淬火—— 加热、保温、快冷，提高硬度 和耐磨性 目的：得到马氏体组织（贝氏体），提 高硬度和耐磨性
热处理特殊过程确认表
热处理特殊过程确认表
1. 介绍
本文档旨在确认热处理特殊过程，并记录相关信息。
2. 过程确认
2.1. 热处理特殊过程描述
请简要描述热处理特殊过程的具体内容，包括所使用的设备、工具和技术等。
2.2. 过程控制
请描述热处理特殊过程的过程控制措施，包括温度、时间、气氛等参数的控制以及所采取的其他措施。
2.3. 操控人员资质
请记录参与热处理特殊过程的操控人员的资质要求和相关证书信息。
2.4. 过程监测
请记录对热处理特殊过程进行的监测措施，包括温度、气氛、金相分析等监测项目以及所采用的方法和设备。
2.5. 质量控制
请描述热处理特殊过程的质量控制措施，包括产品质量要求、检验方法和所采取的纠正措施等。
3. 结论
热处理特殊过程确认表的编制将有助于保证热处理过程的稳定性和可靠性，确保产品达到质量要求。
本表格可根据实际情况进行调整和补充。
4. 签名
请在以上表格中填写相应信息并于确认无误后进行签名。
热处理工艺PPT学习教案
四、淬火及回火
4-3、淬火加热温度的确定 亚共析钢(C<0.77%)： Ac3+(30~50℃); 过共析钢(C>0.77%)： Ac1+(30~50℃); 亚 解共铁析素钢体温，度 使选 淬择 火在 后硬Ac度3以较上均是匀为。了充分溶 过共析钢温度选择在Ac1以上是为了保留未
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三、退火和正火
3-5、退火、正火后组织和性能
退火正火所得到的均为珠光体类组织，即 铁素体和渗碳体的混合物。但正火的珠光 体片层间距较小，与退火比较，正火后钢 件的强度和韧性都较高。
退火与正火的40Cr钢的机械性能
状态 σs (mPa) σb (mPa) δ% Ψ%
退火 357
643
(过冷奥氏体不稳定区，900~400 ℃)冷速较 快，以确保形成马氏体；在低温 (400~100 ℃)马氏体转变区冷速较慢，防止因内应力 聚集而导致开裂。
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四、淬火及回火
淬火介质的选择 原则：在能淬出马氏体的情况下，选用柔和的介质。 水：在400~100 ℃冷速很快，容易引起工件开裂，适用于淬透性低的钢种(低
高频(100~1000kHz)淬火。 加热温度：880~900 ℃。 一般零件淬透层深度为半径的1/10。根据淬透
层的深度，选择设备频率f。
f
2500
2 x
δx—淬透层的深度，c m 。 频率愈高，淬透层愈薄。
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六、化学热处理
6-1、化学热处理定义与目的 定义：化学热处理是将工件置于适当的活
三、退火和正火
3-7、退火、正火缺陷 ①过烧。原因加热温度过高，
工件报废。 ②黑脆。工件脆性大，断口黑
热处理知识介绍课堂PPT
六、影响钢材氧化、脱碳的几大因素
加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或 气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应 生成氧化物膜的现象称为氧化。
钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的 氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低 了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬 度、疲劳强度及耐磨性降低 。
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脱碳+粗晶案例
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脱碳+粗晶案例
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脱碳+粗晶案例
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影响钢材氧化、脱碳因素
主要因素为：热处理炉中混有氧气、二氧化碳、 水蒸气等气体。
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对策
所以要使线材在加热时少产生氧化、脱碳， 1.需降低炉内H2O、O2、CO2。 2.减少炉内产生氧化：2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2 FeC＋CO2→Fe＋2CO 还原： FeO＋H2→Fe＋H2O
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球化退火应用
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳 素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经 轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体 与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切 削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开 裂。
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球化退火应用
而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中 的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体 上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切 削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易 长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对 于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等） 的亚共析钢有时也可采用球化退火。
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热处理分类——正火
正火是将钢材或钢件加热到A3（或Acm）以 上适当温度，保温适当时间后再空气中冷却， 得到珠光体类组织的热处理工艺。
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热处理工艺介绍课件
高强度钢是一种广泛应用于建筑、桥梁、航空航天等领域的重要材料，其制造过程中需要进行热处理工艺。通过研究高强度钢的热处理工艺，可以提高其强度、韧性和抗疲劳性能，从而满足各种工程应用的需求。
在研究高强度钢的热处理工艺时，需要进行实验研究和理论分析，以确定最优的热处理工艺参数。同时，还需要进行生产成本的评估和环保性能的评估，以确定最优的热处理工艺方案。
热处理工艺介绍课件
目录
热处理工艺概述热处理工艺基本原理常见热处理工艺介绍热处理工艺参数控制热处理工艺对性能的影响热处理工艺应用案例分析
01
CHAPTER
热处理工艺概述
回火
分类
根据加热和冷却方式的不同，热处理可分为以下几类
正火
加热至一定温度后，保温一段时间，然后快速冷却至室温。
淬火
加热至一定温度后，保温一段时间，然后快速冷却至室温，最后进行回火处理。
06
CHAPTER
热处理工艺应用案例分析
汽车零件的制造过程中，热处理工艺是非常关键的一环。通过优化热处理工艺，可以提高汽车零件的强度、硬度、耐磨性和抗疲劳性能，从而提高汽车的整体性能和使用寿命。
在优化热处理工艺的过程中，需要考虑的因素包括：加热温度、保温时间、冷却速度和淬火介质等。同时，还需要进行生产成本的评估和环保性能的评估，以确定最优的热处理工艺方案。
定义
目的
方法
消除金属中的内应力，提高金属的塑性和韧性，为后续的加工或热处理工艺做好准备。
空气退火、炉内退火、等温退火等。
03
02
01
淬火是一种将金属加热到临界温度以上，保温一段时间，然后迅速冷却的一种工艺方法。
定义
提高金属的硬度、强度和耐磨性。
目的
热处理培训计划表
热处理培训计划表第一阶段：热处理基础知识培训时间： 1天内容：1. 热处理的定义和作用2. 热处理的基本原理3. 热处理工艺及设备介绍4. 热处理工艺的分类和应用5. 热处理技术的发展趋势培训方式：理论讲解、案例分析、讨论交流第二阶段：金相组织分析及检测培训时间： 2天内容：1. 金相组织分析原理及方法2. 金相组织分析设备操作及维护3. 金相组织分析的应用与实例分析4. 硬度检测的原理与方法5. 硬度检测设备操作及维护培训方式：理论讲解、实际操作演示、综合实验第三阶段：热处理工艺参数的优化与控制时间： 2天内容：1. 热处理温度、时间、速率等参数的优化原理2. 热处理工艺参数的实际优化调整3. 热处理工艺参数的监测与控制4. 热处理过程的数据分析与处理5. 热处理质量问题处理及预防培训方式：理论讲解、实际操作演示、案例研究第四阶段：热处理质量管理体系建设时间： 1天内容：1. 质量管理体系在热处理中的应用2. 热处理质量管理的基本要求与标准3. 热处理质量管理的组织与流程4. 热处理质量问题的解决方法5. 质量管理体系的持续改进与评估培训方式：理论讲解、案例分析、讨论交流、实际研究第五阶段：热处理设备维护与安全操作培训时间： 1天内容：1. 热处理设备的结构与原理2. 热处理设备的日常维护与保养3. 热处理设备的安全操作要求4. 热处理设备的故障处理与预防5. 热处理设备使用手册及标准培训方式：理论讲解、设备操作练习、安全教育第六阶段：案例分析与实际操作培训时间： 2天内容：1. 热处理案例分析2. 热处理实际操作演练3. 热处理过程中的问题解决4. 热处理工艺参数的优化调整5. 热处理工艺的实际操作技巧培训方式：实际操作演练、案例分析、讨论交流以上为热处理培训计划表，希望能够帮助您进行培训工作。
特种热处理技术
七个双相区： L＋ ＋ ＋
三个三相区： HJB线（包晶线） ECK线（共晶线） PSK线（共析线）
L＋＋ L ＋ ＋ Fe3C ＋ ＋Fe3C
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铁碳合金三相平衡转变
NORTH UNIVERSITY OF CHINA 这是一包晶反应，发生在高温， 并且在随后的冷却过程中组织还 会发生变化，不作讨论。 共晶反应，产物共晶体组织称为 莱氏体，记录Ld(Ledeburite)
engineeringnorthuniverrsityofchina1感应加热的物理过程它是利用电磁感应原理当感应圈中通过一定频率交流电时在其内外将产生与电流变化频率相同的交变磁场若将工件放入交变磁场若将工件放入感应圈中在交变磁场作用下工件内就会产生与感应圈频率相同而方向相反的感应电流它沿工件的表面形成封闭回路称为涡流
在快速冷却下，转变温度下降的程度（过 冷度）决定着转变的机理和动力学，即决定着 转变产物的组织和性能。它涉及到马氏体和奥 氏体的转变。
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钢在热处理时的冷却方式
NORTH UNIVERSITY OF CHINA 温 度 保温 临界温度
§2 §3 §4 §5 §6
金属快速加热时的相变特点 感应热处理 离子轰击热处理 激光与电子束热处理 电化学热处理
（6学时） （6学时） （7学时） （6学时） （3学时）
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NORTH UNIVERSITY O & Engineering
热处理知识及工艺介绍
1. 正火normalizing：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。 2. 退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺 3. 淬火quenching：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺 4. 回火tempering：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺
相区
（1）单相区 简化的Fe- Fe3C相图中有F、A、L和Fe3C 四个单相区。 （2）两相区 简化的Fe- Fe3C相图中有五个两相区，即 L+A两相区、L+Fe3C两相区、A+Fe3C两相区、A+F两相 区和F+ Fe3C两相区。 每个两相区都与相应的两个单相区相邻；两条三相共存线， 即共晶线ECF，L、A和Fe3C三相共存，共析线PSK，A、F 和Fe3C三相共存。
4）合金工具钢
（1）低合金刃具钢 车、铣、铰刀等 性能要求： 回火稳定性 a) 硬度和耐磨性；b)强度和韧性；c）红硬性 ；d)工艺性 （2）高速钢 淬透性好，红硬性高，小截面刀具空气中能淬透 典型牌号： W18Cr4V （3）模具钢 a)冷作模具钢 b)热作模具钢 P70性能 （4）量具钢 多选用碳素工具钢、低合金工具钢（9SiCr、CrMn）、轴承钢（GCr15）制作
3、奥氏体的形成速度
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(1)温度：加热温度越高，晶粒越大； (2)合金成分： ① 碳含量增高，晶粒长大倾向增大，残余渗碳体增加，则倾向减小； ② 形成碳化物、氮化物、氧化物的元素增加，则阻碍晶粒长大； ③ 锰、磷元素增加，晶粒增大。
热处理课程设计的课程安排
热处理课程设计的课程安排热处理是金属材料制备过程中的重要步骤，它能改善材料的性能并提高其耐用性。
设计一门热处理课程需要考虑许多因素，如学生的学习能力、课程的目标和内容安排。
本文将深入探讨热处理课程设计的课程安排，并提供一些建议和观点。
一、课程目标的设定热处理课程的目标应该是培养学生对热处理的理解、技能和应用能力。
首先需要明确以下两个方面的目标：1. 知识目标：让学生掌握热处理的基本原理、热处理工艺和热处理设备的使用。
2. 技能目标：培养学生独立进行热处理工艺设计和实验操作的能力。
二、课程内容的安排为了实现上述的目标，热处理课程的内容应该包括以下几个方面：1. 热处理基础知识：介绍热处理的基本概念、分类和原理，包括固溶处理、时效处理、淬火等基本工艺。
2. 热处理工艺流程：讲解各种热处理工艺的流程和参数调控，例如温度、时间和冷却速率等。
通过例子和案例分析来加深学生对工艺的理解。
3. 热处理设备与工具：介绍各种常用的热处理设备和工具，如炉具、炉控系统、传感器等，以及其使用方法和注意事项。
4. 热处理实验：设计实验任务，让学生亲自进行热处理工艺的实验操作。
通过实验，学生能够深入理解热处理的原理和工艺参数对材料性能的影响。
5. 热处理的应用领域：介绍热处理在不同领域的应用，如航空航天、汽车制造、能源和电子等，以激发学生的兴趣，并把理论与实际应用相结合。
三、课程安排策略在安排热处理课程时，应该遵循以下原则：1. 由浅入深：将内容以从简到繁、由浅入深的方式依次展开，使学生能够逐步建立起知识体系。
先介绍基础概念和工艺，然后再引入复杂的实验和应用案例。
2. 理论与实践结合：将理论知识与实际操作相结合，通过实验和案例分析加深学生对知识的理解和应用能力的培养。
可以设计小组实践项目，让学生合作完成一些热处理实验和工艺设计任务。
3. 学生参与：鼓励学生积极参与到课堂讨论和实验中，培养其独立思考和解决问题的能力。
可以通过小组讨论、案例分析和学生报告等方式营造积极的学习氛围。
特殊热处理技术
Pd<1.995Pa•cm or λ/d>1/3
粘滞-分子流
流量、流导和流阻
Q=c(p1-p2); R=1/c 圆断面长导管的流导 管道并联与串联时的总流导
D
a
粘滞态层流
分子态流动
f (v ） 称为速率分布函数设某系统处于平衡态下，
总分子数为 N ，则在v～v+ dv 区间内分子数的比
率为
f (v )dv dN N
速率分布曲线
由图可见，气体中速 率很小、速率很大的
分子数都很少。
f(v)
T
在dv 间隔内, 曲线
下的面积表示速率分
布在v～v+ dv 中的 O
分子数与总分子数的
8kT 1.59
RT
0
π
M
方均根速率
v2
v
2
f
(v
)dv
3kT
0
μ
v 2 3kT 1.73 RT
μ
M
最概然速率 df (v ) dv v v p
0
vp
2kT μ
2RT 1.41 RT
M
M
式中M 为气体的摩尔质量，R 为摩尔气体常量
气体分子运动论在真空技术的应用
v
2 y
v
2 z
由于气体处于平衡状态时，气体分子沿各个方向运动的概率相等，
故有
v
2 x
v
2 y
v
2 z
v
2 x
v
2 y
v
2 z
1v 2 3
平均分子动能
特殊性能钢热处理教学内容分析
到对 重 点知 识 、 难 点 知识 的突 破 口。如在 学 习特 殊性 能 钢 组 织 结构 内容 时 ， 可为学生写出“ 材 料一 性 能一 组 织一 化 学成分” 这样一个关 系式 ， 能够引导学生明确特殊钢性能 的 由来 以及 与材料 以及 各种 化学 成分 之间 的 内部 关 系。 又 如在 学 习特 殊性 能钢 的不 同晶 体类 型 时 ， 可 为学 生 写 出这 样 一种 关 系式 ， ，能引 导学 生 明确 特 殊性 能钢 在 不 同 的温度 下会 以不 同晶体 类 型 的形式 存在 。在此 基础 上 ， 就 可 以进 一步 引 导 学生 了解 不 同 晶体 类 型 的 特殊 性 能 钢 的间隙固溶碳能力是不同的 ，其变化量最大的是碳含量 ， 这 也 决定 了材料 组织 内部 的变 化 。通 过这 种 分析 ， 能引 导 学 生很容 易 明确 含碳 量越 高 特殊 性能 钢强 度 、 硬度 越 高 的 原因， 并 且 能为 他们 进 一步 了解 特殊 性 能钢 热 处理 过 程 中 力学 性 能 的变化 打下 坚实 的基 础 。由此看 来 ， 在特 殊性 能 钢热 处理 相 关 内容教 学过 程 中 ， 钢 材 的 内部 组 织便 是很 好 的切入点 ，只要引导学生很好地理解 内部组织的定义 、 性 能 以及决 定 其 内部组 织 变化 的 因素 ， 那 么对 特 殊性 能 钢热 处理 后续 相对 复杂 知识 的学 习也就 会变 得非 常容 易。 二、 强化 引 导 。 使 学生 明确 热处 理新 工艺
．
‘ 证 妻
曩
髯 袁 翌
，
【 ４ 】
．
． ， 一 ～ ～ 等职 育资源配置状况及其发展对策卟职业技术
及 对 策 蜘
实 际需要 。
热处理实训内容
热处理实训内容以下是 7 条关于热处理实训内容：1. 嘿，你知道吗，热处理实训时把那铁块放进炉子里加热，就像给它洗了个滚烫的热水澡！然后再拿出来进行各种处理。
就像我们小时候给布娃娃打扮一样，得精心呵护呢！比如我们要准确控制温度和时间，不然就可能搞砸啦。
你能想象好不容易处理的铁块最后变成废品的那种心情吗？那可真是太糟糕啦！2. 哇塞，在热处理实训中操作那些设备，简直就像在开超级酷炫的机器人大战！但可千万别小瞧了这个过程哦，稍有不慎就可能出问题。
就好比你在玩游戏时一个不小心操作失误，满盘皆输呀！记得那次我就差点弄错了参数，还好及时发现了，不然真不知道会怎么样呢！3. 热处理实训呀，那可真是一场和金属的奇妙约会！把金属加热、冷却、变形，就好像是在和它跳一支独特的舞蹈。
这舞蹈可不简单哦，每一个动作都得恰到好处。
你想想看，要是动作不标准，那舞还能好看吗？我们在实训中可都是小心翼翼的，努力跳出最完美的“金属之舞”呢！4. 哎呀呀，热处理实训简直就像一场刺激的冒险！我们要像探险家一样去探索金属的各种秘密。
有一次我们处理一个零件，那感觉就像在挖掘宝藏一样兴奋！可要是不小心处理错了，那心情啊，就像探险家在沙漠里迷路一样糟糕呢！所以说呀，可得认真对待哦。
5. 嘿，热处理实训不就像是给金属做魔法嘛！让它们从普通的样子变得特别厉害。
就像哈利波特对他的魔杖施法一样神奇。
有一回我们成功地把一块普通的钢块变得坚硬无比，哇，那种成就感，简直无法形容！你难道不想体验一下这种神奇的魔法吗？6. 哇哦，参加热处理实训就好像进入了一个神奇的金属世界！在这里我们可以随心所欲地塑造金属。
但可别大意呀，这就好像在走钢丝，稍不注意就可能掉下去。
记得有个同学不小心把温度调得过高，那后果，简直不忍直视！所以啊，一定要谨慎呀！7. 热处理实训真的太有趣啦！就好像是一场和金属的战斗，我们要想尽办法让它乖乖听话。
每一次成功的处理都像是打了一场胜仗，让人开心得不得了！但是失败了也不能气馁呀，要继续加油。
热处理基本知识及工艺原理 PPT
2.目的：①消除淬火应力，降低脆性； ②稳定工件尺寸，由于M、残余A不稳定 ③获得要求的强度、硬度及塑性、韧性的配合
回火脆性钢→水、油冷； 高合金钢的多次回火
2
钢的热处理工艺
3. 回火与温度的关系
不同含碳量的碳钢回火温度与硬度之间的关系
2
钢的热处理工艺
4.回火种类
2
钢的热处理工艺
5.调质处理
淬火+高温回火→调质处理
退火一般不作为最终热处理
2
钢的热处理工艺
三 淬火
淬火与回火时不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺
1 定义：钢加热到AC3 或AC1以上，保温一定时间后使其奥氏体 化，然后以大于其临界冷速的速度急剧冷却，获马氏体或贝
氏体体组织的工艺方法。
T
2 目的：淬火可以显著提高钢
AC1
的硬度、强度及耐磨性等。
2
钢的热处理工艺
淬透层深度：由工件表面→半马氏体点(50%M)的深度。
50%M
淬透层深度
2
钢的热处理工艺
2
钢的热处理工艺
5．几种淬火方法
T
A1
MS
单双 分 液液 级 淬淬 淬 火火 火
等
温 淬
t
火
2
钢的热处理工艺
四.回火
1.定义：将淬火后的钢在A1以下温度加热，使其转变为稳定的回 火组织，并以适当方式冷却的工艺过程。
2
钢的热处理工艺
2 目的：① 细化晶粒，消除铸锻焊件组织缺陷； ② 提高低碳钢硬度，改善切削加工性能； ③ 消除高碳钢网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备； ④ 型材或大型复杂铸钢件的最终热处理
2
钢的热处理工艺
特殊热处理概述
5、新兴工业的发展是推动焊接技术前进的源 动力
焊接技术是一项与新兴学科发展密切相关的先进
工艺技术，计算机技术、信息技术、电子技术、人工 智能技术、数控及机器人技术的发展都对焊接过程自 动化智能化提供了强大的技术基础。
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考
作业 课堂测验 实验
核
出勤情况(无故旷课三次取消成绩)
期末考试(开卷考试)
流、干伸长、在CO2气体中加入Ar气等方法减小飞溅。
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3)减少坡口断面及熔敷金属量
窄间隙焊利用单丝、双丝或三丝进行焊接，所需
熔敷金属量成数倍地降低。另外采用电子束焊、等离 子弧焊能够一次焊透很深的厚度，对接接头可不开坡 口，有效减小坡口断面，提高焊接效率。
2、提高焊接机械化、自动化水平
机械化、自动化是提高焊接生产率、保证产品质量、 改善劳动条件的重要手段。焊接自动化的主要标志是焊 接过程控制系统的智能化、焊接生产系统的柔性化和集
成化。
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3、焊接过程自动化、智能化
焊接机器人是焊接自动化的重要途径，目前全世界 机器人中约有25~50%用在焊接技术上。 机器人是一个高度自动化的装备，但一般还不能象 人那样根据焊接具体情况进行适时调节焊接参数。因此 需要加入适时控制系统，实现焊接智能化。
4、新焊接热源的研究与开发
焊接新热源的开发将推动焊接工艺的发展，许多热 源都被应用到焊接中，例如电弧、等离子弧、电子束、 激光、超声波、摩擦、微波等热源，改善现有热源，可 有效提高焊接效率，可进行热源叠加，如激光+电弧、激 光+等离子弧等。 14
1 23 4
2) 热影响区(HAZ)
由受到焊接热影响而未发生熔化的母材形成
3) 熔合区
介于焊缝与热影响区之间的窄小的过渡区。宏观角度看： 熔合区是焊缝和热影响区的分界线，因此也称为熔合线。微观角 度看：熔合区是由部分熔化的母材和部分未熔化的母材所组成的 区域，因此也将该区称为部分熔化区或半熔化区。
热处理工艺_特种热处理
ÎÎÎÎ一、感应加热表面热处理ÎÎ（一）感应加热基本原理ÎÎÎ实践中常使用简化公式800 ℃、1000 ℃时分别为Î分类与应用（一）感应加热基本原理，f，5001000800≈≈δδ6工频中频高频种类Î（二）组织与性能8一、感应加热表面热处理Î（过）ÎÎÎÎ（三）感应加热淬火工艺10Î（三）感应加热淬火工艺11Î（三）感应加热淬火工艺ÎÎ（三）感应加热淬火工艺ÎÎ（四）感应加热用感应器ÎÎÎÎÎ（五）感应加热特点ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ25ÎÎ不锈钢等Î优点：表面光亮度好、变形小，硬度高且均匀，使用寿命长Î缺点：设备复杂庞大，价格昂贵ÎÎÎ28Î一、形变热处理的分类和应用Î一、形变热处理的分类和应用Î一、形变热处理的分类和应用Î一、形变热处理的分类和应用一、形变热处理的分类和应用二、形变热处理强韧化的机理三、影响形变热处理强韧化效果的工艺因素一、多种热处理方法复合Î热处理与化学热处理相复合。
渗碳或碳氮共渗后的淬火早已成为经典工艺，有效地应用于齿轮类重要零件。
冷作模具渗氮后的淬火显示了良好的表面硬化效果；球墨铸铁碳氮共渗高频淬火耐磨性及缺口疲劳强度均得到显著提高；渗氮、渗碳后激光淬火有很好的技术经济效益。
Î化学热处理与涂层（化学沉积或电镀）相复合。
镀铬后进行气体渗氮或离子注入氮提高表面硬度，改善耐蚀性；镀镍后渗硼可减少渗硼层的剥离，提高冷热疲劳抗力。
第九章 特殊钢的热处理
第九章特殊钢的热处理钢的热处理就是将工件在一定的介质中，以预定的速度加热到预定的温度，保温一定的时间，然后以预定的方法冷却到室温的一种热加工工艺。
热处理可大幅度地改善金属材料的工艺性能和使用性能，充分发挥材料的潜力，延长零件的使用寿命。
绝大多数机械零件必须经过热处理才能使用。
第一节金属材料热处理基本工艺一、退火将钢加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺称退火。
（一）完全退火完全退火是将钢加热到Ac3温度以上，保温足够的时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得平衡组织的热处理工艺。
完全退火的目的是为了细化晶粒，均匀组织，消除内应力和热加工缺陷，降低硬度，改善切削加工性能和冷塑性变形能力。
完全退火温度不宜过高，一般在Ac3以上20～30℃。
退火时间不仅要保证工件心部达到所要求的温度，还要保证工件组织转变所需时间。
退火冷却速度应缓慢，以保证奥氏体在Ac3温度以下不大的过冷条件下进行珠光转变，避免硬度过高。
（二）不完全退火不完全退火是将钢加热至Ac1～Ac3(亚共析钢)或Ac1～Acm (过共析钢)之间，保温后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。
主要目的是降低硬度，改善切削加工性能，消除内应力。
由于加热到两相区温度，组织没有完全奥氏体化，仅使珠光体发生相变，重新结晶转变为奥氏体。
因此，基本上不改变先共析铁素体或渗碳体的形态及分布。
如采用等温退火还可以使片状珠光体球化，为下道工序做组织准备。
（三）球化退火球化退火是使钢中的碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺，它实际上是属于不完全退火的一种退火工艺。
球化退火的目的是为了降低硬度，改善机加工性能，以获得均匀组织，改善热处理工艺性能，为以后的淬火做组织准备。
过共析钢锻件锻后的组织一般为细片状珠光体，如果锻后冷却不当，还会存在网状渗碳体，不仅锻件难于加工，而且增大钢的脆性，淬火时容易产生变形或开裂。
因此，锻后必须进行球化退火处理，使碳化物球化以获得粒状珠光体组织。
五种先进的热处理技术分析
五种先进的热处理技术分析五种先进的热处理技术分析（壹佰钢铁网推荐）随着技术水平的发展,有关金属表面处理技术也在不断提升,以前关于金属表面处理时都会对环境造成一定的污染,这会有害人们的身体健康,为了能够绿化环境,需求对热处理技术进行改进,中华标准件网根据了解,分享现在热处理先进技术供大家使用。
1、可控气氛热处理可控气氛热处理主要是防氧化和脱碳,并对渗碳和渗氮做到精确的控制。
20世纪80年代末开始应用于工业生产,至今,发展之速度,应用之广泛,叹为观止。
中外各设备厂家结合中国市场的特点,全新推出各种档次、功能多样的可控气氛热处理炉。
大型的如易普森公司密封箱式多用炉,丰东的全自动智能化密封箱式多用炉生产线,不仅能满足渗碳、碳氮共渗,而且能实现光亮淬火、光亮退火等多种热处理工艺。
还有Aichelin公司(爱协林),这些生产线,都可实现计算机辅助设计、生产管理、物流管理、现场控制、质量管理、工艺管理等系列工作。
同时改变了过去热处理车间“脏、乱、差”的局面,取而代之的为简洁、明快。
当然,这些生产线,价格昂贵,适应于大批量生产,如汽车行业等。
国内厂家更是紧贴用户要求,针对性推出各种价格适中、款式多样、性能优越的可控气氛炉。
大都能做到工艺参数的优化、预测和精确控制碳浓度的分布,获得理想的浓度分布和渗层组织;可实现计算机管理,具有简单的菜单设计,友好的人机界面。
如北京的培特公司,南京年达炉业有限责任公司等。
2、真空热处理盐浴淬火受环境的限制,已呈夕阳之势。
真空热处理技术应用和发展得到进一步的完善和推广,它具有无氧化、无脱碳、淬火后工件表面清洁光亮、耐磨性高、无污染、自动化程度高等特点。
工业生产中广泛采用了真空退火,真空除气,真空油淬,真空水淬,真空气淬,真空回火及真空渗碳等热处理技术。
近年来,随着高压气淬真空炉的面世,高速钢刀具的真空淬火已成为现实。
真空炉制造厂家众多,国内或合资的,如易普森公司,法国的ECM工业炉公司,G-M公司等。
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1)第一个揭示出了电与磁之间的内在联系。 2)为电流计、电报和电机的发明制造开辟了道路。 3)为电磁场理论的发展奠定了基础。
What is Magnetism ?
Magnetism and Electricity are completely intertwined.
Electrical current (moving electrical charge) creates magnetism.
2
特殊外场的种类
• 电、磁、声、力
磁场
• 稳恒 • 交变 • 脉冲
• 现代科学实验最重要的极端条件：
极低温、超高压、超重力、强磁场
磁场相关知识简介
—— 永久磁体周围存在磁场 —— 电流（运动的电荷）周围存在磁场（Oesterd实验） —— 变化的电场周围空间产生磁场（Maxwell方程）
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A Bit of the History of Magnetism
B
t
Types of Magnets
Permanent Magnets
Electromagnets
0.1 T
0.4 T
0.030 T
0.005 T
High-Field Magnets 5 T – 100 T Max 2T
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脉冲磁场
• 1924年，Kapitza利用脉冲强电流在1mm的孔径中产生50T的强磁场。
NHMFL Pulsed Magnet Facility in Los Alamos
1.4 Gigawatt Generator Building Long-Pulse Magnet Building
The 1,430-MVA electric generator used by the NHMFL-LANL for pulsing very high magnetic field resistive magnets. Photo by K.N.
60
M AGNETIC FIELD (tesla)
When we are ready to pulse the magnet...
50
All personnel evacuate the building The generator is spun up to 1800 rpm The switch is thrown… The generator spins down in a second… The magnet pulses to 600,000 gauss…
Roark, Los Alamos National Laboratory. When we are ready to pulse the magnet... All personnel evacuate the building
60 T
The generator is spun up to 1800 rpm The switch is thrown… The generator spins down in a second… The magnet pulses to 600,000 gauss…
磁Байду номын сангаас矿：Fe3O4矿
沈阳陨石山
——位于沈阳市东陵区李相镇境内。形成于45亿年前，19亿年前陨落，其中最大的一块重约200万吨 ...含有典型的铁氧磁体矿物，
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中国古代发明------司南
早在战国时我们祖先就了解并利用磁石的指极性制成 最早的指南针——司南。战国时的《韩非子》中提到用磁 石制成的司南。司南就是指南的意思，东汉思想家王充在 其所著《论衡》中也有关于司南的记载。司南由一把“勺 子”和一个“地盘”两部分组成。司南勺由整块磁石制成。 在制作中，天然磁石因打击受热容易失磁，磁性较 弱，司南不能广泛流传。到宋朝时，有人发现了人造磁 铁。钢铁在磁石上磨过，就带有磁性，这种磁性比较稳固 不容易丢失。后来在长期实践中出现了指南鱼。从指南鱼 再加以改进，把带磁的薄片改成带磁的钢针，就创造了比 中国古代科技馆_中国科普博览 指南鱼更进一步的新的指南仪器。把一支缝纫用的小钢 /gb/technology/ancientech/ 针，在天然磁石上磨过，使它带有磁性，人造磁体的指南 ancientech_compass/200312300040.html 针就这样产生了。 指南针发明后很快就应用于航海。 /xinchuantongwenhua/chuantong /hanghaijishu/hanghailuopan.htm 把铁片剪裁成鱼形，然后在炭火中烧红，其温度已高于居里点即
Magnetism and Electricity are completely intertwined. A Bit of the History of Magnetism
Magnets
Coils of wire
Michael Faraday 1821-31 Discovered that the Motion of Magnets can produce Electricity. Discovered that Electricity and Magnets together can produce Motion. ....from which were developed electrical generators and electrical motors... ....and the industrial revolution was on....
769摄氏度，因而铁片的无规则排列的磁畴瓦解，自发磁化完全消 失，铁片已变成顺磁体，不再具有自发磁化的特性。这时，把铁片 鱼尾对准子位，即正北方，蘸水，进行淬火，使铁片鱼迅速冷却， 可以形成较强的矫顽力，磁畴重新恢复。由于此时鱼尾正对北方， 鱼首正对南方，与地磁场方向一致，所以在地磁场的作用下，铁片 鱼的磁畴排列具有一定的方向性，即被磁化：正对北方的鱼尾被磁 化成指北极，正对南方的鱼首被磁化成指南极。
c. 1600
William Gilbert discovered... ...that the earth is magnetic. North and South Poles
N
S
William Gilbert
12 Scientific clothing…Earth as magnet
天然磁石
磁铁矿的化学成分为Fe3O4。因为具有磁性，又称为慈石、 磁石、玄石。完好单晶形呈八面体或菱形十二面体，呈菱形十二 面体时，菱形面上常有平行该晶面长对角线方向的条纹。集合体 为致密块状或粒状。颜色为铁黑色，条痕呈黑色，半金属光泽， 不透明，无解理，比重4.8-5.3。具强磁性，是矿物中磁性最强 的，能被永久磁铁吸引，中国古代的指南针——司南就是利用这 一特性制成的。磁铁矿分布广，有多种成因。岩浆成因矿床以瑞 典基鲁纳为典型；火山作用有关的矿浆直接形成的以智利拉克铁 矿为典型；接触变质形成的铁矿以中国大冶铁矿为典型；含铁沉 积岩层经区域变质作用形成的铁矿，品位低规模大，俄罗斯、北 美、巴西、澳大利亚和中国辽宁鞍山等地都有大量产出。
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磁场科学与技术
• 自从19世纪上半叶研制出电磁铁后，人们就致力于研发更强的 磁场发生装置。由于使用纯铁作为电磁体的铁芯，且无法得到 产生高强磁场所需的强电流，所以早期的磁场其强度至多能达 到2个Tesla。
电磁铁
William Sturgeon, 1825(斯特金 )
内部带有铁芯的通电螺线管 叫电磁铁。通电螺线管内部 插入铁芯后，铁芯被通电螺 线管的磁场磁化。磁化后的 铁芯也变成一个磁体。两个 磁场互相叠加，螺线管的磁 性大大增强。电磁铁的铁芯 用软铁制做，而不能用钢制 做。
• 1927年，Kapitza使用脉冲半周期为10ms的脉冲强电流产生了35T 的强磁场，并利用其研制的脉冲磁体进行了很多前沿性的工作。后 来脉冲磁场法被进一步发展，得到的磁场强度也越来越高。为了产 生相同磁场强度，用脉冲强磁场技术要比直流磁体技术便宜得多， 对于大多数物理过程而言，只需毫秒级的脉冲半周期。因此脉冲强 磁场得到了广泛的重视。 • 通常，场强低于100T的脉冲磁体可重复放电使用，称为非破坏型 脉冲磁体。目前日本的大阪大学已经开发出100T级的非破坏型脉 冲磁体； • 100T以上的磁场一般使用电磁压缩和爆炸压缩磁通等方法产生， 只能一次性放电使用，因此被称为破坏型脉冲磁体。目前可在实验 中使用的破坏型脉冲磁体产生的磁场强度已达1000T
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600,000 gauss Long-Pulse Magnet
Pushing the materials envelope using the 1.4 Billion Watt power system to pulse magnets First-ever capability to shape - 600,000 gauss magnet pulses
A Bit of the History of Magnetism
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N
S
Andre-Marie Ampere 1820-27 Discovered that Electricity in Motion can produce Magnetism
15 Electron spin
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研究生课程
特殊热处理技术
之
强磁场热处理技术
何长树 东北大学 材料各向异性与织构教育部重点实验室 changshuhe@ 024-83682376, 13609837926
2011年6月
next
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R
内容提要
• • • •
强磁场与强磁场材料科学 强磁场作用下的相变研究 强磁场与晶界工程 。。。。。。
提问：能用纯铁制作指南鱼吗？为什么？
人造永磁体产生磁场
最大磁能积[符号为(BH)max]是永磁材料单 位体积存储和可利用的最大磁能量密度的 量度。