热处理工艺——钢的热处理举例处理 ppt课件
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钢的热处理ppt课件
的频率，与材料的淬透性无关。
其它表面淬火方法
1.火焰加热表面淬火
淬硬深度：2～6mm。 特点：方便，成本低，但效果
差
2.激光加热表面淬火
特点： 淬硬深度：0.3～0.5mm。 特点：不需要冷却液，可对深
孔，盲空，沟槽进行淬火。
3.太阳能加热表面淬火
同激光，但受自然条件限制
钢的化学热处理
为什么亚共析钢要进行完全淬火
完全淬火—— 得到完全马 氏体。
不完全淬 火——马氏体 组织中有铁 素体出现。
为什么过共析钢只能进行不完全
淬火
完全淬火：马氏体 含碳量过高，易开 裂和形成大量残余 奥氏体；
不完全淬火：有细 小弥散渗碳体残余， 奥氏体含碳量低， 因而淬火时不易开 裂，且残余渗碳体 量少。
适用材料：低碳钢。 常用工艺：
气体渗碳 固体渗碳 特点：温度高，周期长， 渗碳后必须进行淬火。
渗碳件的淬火
直接淬火
优点：工艺简单， 降低成本
缺点：工件晶粒 粗大，易开裂。
一次淬火
优点：晶粒细化， 不易开裂
缺点：增加成本。
钢的气体氮化
原理：以氨气分解产生活性氮原子，渗入钢
表面后形成高硬度的弥散分布的氮化物。 优点：由于渗氮温度只有550～570℃，且渗后
目的：满足工件不 同部位的性能要求。
冷处理
目的：消除残余 奥氏体。
工艺：先进行普 通淬火，然后将 工件淬入低温溶 液中
常用冷处理液
冰水； 干冰+酒精； 液氮。
钢的淬透性
基本概念
淬透性：钢获得马 氏体的能力。
淬硬性：钢的硬化 能力
淬透层深度：从淬 火件表面至半马氏 体区的距离
时间/s 图2-68 T10钢过冷A等温转变曲线
其它表面淬火方法
1.火焰加热表面淬火
淬硬深度：2～6mm。 特点：方便，成本低，但效果
差
2.激光加热表面淬火
特点： 淬硬深度：0.3～0.5mm。 特点：不需要冷却液，可对深
孔，盲空，沟槽进行淬火。
3.太阳能加热表面淬火
同激光，但受自然条件限制
钢的化学热处理
为什么亚共析钢要进行完全淬火
完全淬火—— 得到完全马 氏体。
不完全淬 火——马氏体 组织中有铁 素体出现。
为什么过共析钢只能进行不完全
淬火
完全淬火：马氏体 含碳量过高，易开 裂和形成大量残余 奥氏体；
不完全淬火：有细 小弥散渗碳体残余， 奥氏体含碳量低， 因而淬火时不易开 裂，且残余渗碳体 量少。
适用材料：低碳钢。 常用工艺：
气体渗碳 固体渗碳 特点：温度高，周期长， 渗碳后必须进行淬火。
渗碳件的淬火
直接淬火
优点：工艺简单， 降低成本
缺点：工件晶粒 粗大，易开裂。
一次淬火
优点：晶粒细化， 不易开裂
缺点：增加成本。
钢的气体氮化
原理：以氨气分解产生活性氮原子，渗入钢
表面后形成高硬度的弥散分布的氮化物。 优点：由于渗氮温度只有550～570℃，且渗后
目的：满足工件不 同部位的性能要求。
冷处理
目的：消除残余 奥氏体。
工艺：先进行普 通淬火，然后将 工件淬入低温溶 液中
常用冷处理液
冰水； 干冰+酒精； 液氮。
钢的淬透性
基本概念
淬透性：钢获得马 氏体的能力。
淬硬性：钢的硬化 能力
淬透层深度：从淬 火件表面至半马氏 体区的距离
时间/s 图2-68 T10钢过冷A等温转变曲线
钢的热处理及工艺课件(PPT 44页)
B上 HRC40－45
B下 HRC50－60
Mf（M终了线）
时间/s
马氏体型
贝氏体型
珠你体型
三种组织转变 返回
1、P区：A分解为F和Cm相间的片层状组织，是靠Fe与C原子长距离扩散迁移，F 和Cm交替形核长大而形成的；随温度的降低，加大，过冷A稳定性 变小，孕育期变短，P的片间距变小，组织变细； A1650ºC 为珠光体P；d=0.6-1微米
A晶1、粒A的起长始大晶是粒一度自：发一过般程较：小曲，折难晶于界测变量为，平但直通晶过界快，速大晶粒 吞并小晶短粒时。加热可获得细晶粒，对热处理工艺有重要意义。
凡是影响A过程的因素均影响A晶粒的长大： 如2加、影热A响实温钢际度的晶T；组粒织度性：能是，在具具有体重条要件的下实的际晶意粒义大。小，直接 加热速度v：越快，A的形成温度越高； 保3温、3时A－本间8h质τ）：晶所长粒获。度得。：的。是A。在晶。规粒。定大。的小短加，。热它。条表。件示。下了。（A。晶9。3粒0±在1高0C， 未溶温碳时化长物大对的晶倾界向推。移1的~4阻级碍为作本用质：粗晶粒钢；5~8级为 合金本元质素细除晶M粒n、钢P。外（一见般图均2有-62阻所碍示作）用；
1、A成分的影响(1)含碳量对C曲线的影响； (2)合金元素对C曲线的影响： 改变位置：大多数会延缓过冷A的分解，使C曲线右移； 改变形状：使P区与B区分开（b及d）。甚至P区消失（如c）。
2、A状态的影响（A晶粒度—细，则左移；组织不均匀—左移；T等） 加热温度和保温时间： 提高T或延长保温时间， 使A成分更为均匀，且 由于A晶粒的长大，晶 界面积减少，不利于A 晶粒的形核与长大，因 此提高了A的稳定性， 使C曲线右移。
转变终了线
4——T+M；
《钢的热处理》PPT课件
231形成当a过冷到a1线以下时a产生了变化在晶界处产生了fe3c晶核长大使侧a的含量下降当fe3c长大时使到原有的a的c含量达到f时fe3c两侧形成的晶核当f长大时cmax0006向周围的a排出多原子增加了两侧a的c含量促进了fe3c片的形成如此反复24形成f与fe3c层片相间的混合组织与此同时在晶界其他部位又可能产生新的晶核fe3c小片并不断交替生核长大直到各种不同取向的p晶团群彼此相遇a全部转变为p
三) 转变产物的组织与性能
1.珠光体型 ( P ) 转变 ( A1～550℃ ) : A1～650℃ : P ; 5～25HRC; 片间距为0.6～0.7μm ( 500× )。
650～600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2～0.4μm (1000×); 25～36HRC。
600～550℃:极细片状P---屈氏体(T); 片间距为＜0.2μm ( 电镜 ); 35～40HRC。
珠光体形貌像
光镜下形貌
电镜下形貌
索 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
屈 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
三) 转变产物的组织与性能
2.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) :
形成，F 与 Fe3C 层片相间的混合组 织，与此同时，在晶界其他部位又可能 产生新的晶核（ Fe3C 小片），并不断 交替生核长大，直到各种不同取向的P晶 团（群）彼此相遇，A全部转变为P。 由此可见，P的形成，包含两个不 同的过程： 通过C的扩散而使成分产生改变，即 由含C量0.8％（0.77％）的A 含 C量极高的Fe3C和含C量极低的F转变；
( % ) 50 40 30 20 10 0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Wc 100
三) 转变产物的组织与性能
1.珠光体型 ( P ) 转变 ( A1～550℃ ) : A1～650℃ : P ; 5～25HRC; 片间距为0.6～0.7μm ( 500× )。
650～600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2～0.4μm (1000×); 25～36HRC。
600～550℃:极细片状P---屈氏体(T); 片间距为＜0.2μm ( 电镜 ); 35～40HRC。
珠光体形貌像
光镜下形貌
电镜下形貌
索 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
屈 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
三) 转变产物的组织与性能
2.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) :
形成，F 与 Fe3C 层片相间的混合组 织，与此同时，在晶界其他部位又可能 产生新的晶核（ Fe3C 小片），并不断 交替生核长大，直到各种不同取向的P晶 团（群）彼此相遇，A全部转变为P。 由此可见，P的形成，包含两个不 同的过程： 通过C的扩散而使成分产生改变，即 由含C量0.8％（0.77％）的A 含 C量极高的Fe3C和含C量极低的F转变；
( % ) 50 40 30 20 10 0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Wc 100
钢的热处理实例PPT课件
热处理实例
热处理实例
1、工作条件－用于传递动力、改变方向或速度的重要零件， 受力情况复杂。
2、常见失效形式 齿轮接触面磨损或齿面塑性变形（表面硬度不足）； 齿轮面剥落（疲劳损坏、点蚀）； 断齿（韧性低 或强度低或超载）
热处理实例
齿面高的硬度、接触疲劳、耐磨损性能； 齿轮根部及齿轮具有高的强度和韧性。
低温回火 精加工
直接淬火或一次淬火
理想组织：
表面：隐针M+Ar （少量） +碳化物
心部:低碳M+F（少量）
(4)回火
消除淬火应力，低温200℃，M→M回
20 CrMnTi 钢制造齿轮的 热处理工艺曲线
热处理实例
热处理实例
2）中载齿轮（中碳钢）热处理（表面淬火） 适用于35～55,40Cr,35CrMn,35CrMo,42SiMn等材料齿轮。
退火淬火为不完全A化， Ac1+30~50℃
常用的退火和正火工艺
热处理实例
退火、正火、淬火的区别与联系： 冷却阶段，退火炉冷，得到珠光体
正火空冷，得到细珠光体（S） 淬火快冷（水、油），得到M类组织
常用的退火和正火工艺
热处理实例
表面和心部要求不同（表硬里韧）零件的热处理
中碳钢：调质→表面淬火→低温回火 （表面50～55HRC，心部265～280HBS）
淬火——提高强度，
中温回火——消除应力，提高弹性极限。
淬火温度Ac3以上，回火温度350 ～450℃ ，
组织：回火屈氏体
或采用等温淬火，得到贝氏体组织
大型热卷弹簧
工具一般包括刃具、模具、量具 常用钢包括： 成分特点：高碳
碳素工具钢、 低合金工具钢、 高合金工具钢（高速钢等）
钢的热处理钢在加热和冷却时组织转变课件
钢在冷却时的组织转变
珠光体的形成
总结词
珠光体是钢在冷却过程中形成的一种组织，由铁素体和渗碳体的层片状交替排 列构成。
详细描述
当钢在冷却时，奥氏体中的碳原子开始扩散并偏聚在铁素体和渗碳体的界面处， 形成富碳的铁素体和贫碳的渗碳体。随着温度的降低，这些富碳的铁素体和贫 碳的渗碳体会逐渐形成层片状结构，最终形成珠光体。
马氏体的转变
总结词
马氏体是钢在冷却过程中形成的一种组织，其特点是具有较 高的硬度和强度。
详细描述
当钢在冷却时，如果冷却速度足够快，奥氏体中的碳原子来 不及扩散，就会形成一种过饱和的固溶体，即马氏体。马氏 体的硬度高、强度大，因此在制造高强度、耐磨性好的刀具、 模具等产品时具有重要的应用。
贝氏体的转变
奥氏体的形成是一个扩 散过程，需要一定的时 间和温度。
04
奥氏体的形成与钢的成 分、加热速度和温度等 因素有关。
奥氏体晶粒的长大
01
02
03
04
随着温度的升高，奥氏体晶粒 逐渐长大。
晶粒的大小对钢的性能有重要 影响，晶粒越细，钢的强度和
韧性越好。
加热温度和时间是影响奥氏体 晶粒大小的主要因素。
为了获得细小的奥氏体晶粒， 通常采用快速加热和短时间保
回火
总结词
回火是一种将淬火后的金属重新加热至低温 并保持一段时间的过程，主要用于消除淬火 过程中产生的内应力、提高金属的韧性和塑 性。
详细描述
回火的主要目的是通过低温加热使金属内部 组织结构发生转变，消除淬火过程中产生的 内应力，提高金属的韧性和塑性。回火工艺 通常包括将淬火后的金属加热到低温回火温
开裂
是指热处理过程中，由于内应力过大 或组织转变不均匀，导致钢的表面出 现裂纹。开裂可以通过优化热处理工 艺、控制冷却速度和改善材料成分来 减少。
热处理工艺——钢的热处理举例处理
20 CrMnTi 钢制造齿轮的热处理工艺曲线
7
2）中载齿轮（中碳钢）热处理（表面淬火） 适用于35～55,40Cr,35CrMn,35CrMo,42SiMn等材料 齿轮。
加工工艺路线:
下料
锻造
正火
粗加工
调质
半精加工 及 低温回火
精车加工 精磨
表面淬火
8
(1)正火(或完全退火） 细化晶粒，调整硬度 加热至Ac3+30～50℃,空冷, 细珠光体+(少量铁素体) (2)调质热处理 使心部具有良好强韧性 加热至Ac3+30～50℃后淬火+500～600℃高温回火, 回火索氏体 (3)表面感应淬火(表面火焰淬火) 提高表面硬度 表面加热至Ac3+30～50℃，心部没有加热。 淬火后表面获得马氏体+残余奥氏体, 过渡层马氏体+F＋残余奥氏体, 心部回火索氏体 (4)低温回火 消除淬火应力，低温200℃，M→M回
*淬火后A残约20～25 %。 *第一次回火后A残约剩15～18 %。 *第二次回火后A残约剩3～5 %。 *第三次回火后A残约剩1～2 %。 回火组织： S回+碳化物+Ar ( 1～ 2 % ) 组织硬度为HRC65以上。
36
W18Cr4V钢的热处理过程示意图
进展:现在对这种热处理工艺还不满意,对高速钢淬火+回 火后,再进行TiN沉积
4.3 热作模具热处理 应用: 使热金属或液态金属成型的模具， 包括热锻模、热挤压模和压铸模等。 性能要求: 高的热硬性、高温耐磨性; 高的热强性和足够高的韧性; 高的热疲劳抗力和导热性; 热作模具用钢: 中碳 0.3～0.6 %; 热变形模具钢，5CrNiMo、5CrMnMo 压铸模具，3Cr2W8V
钢的热处理 PPT课件
组织：球化珠光体（球粒状渗碳体 +铁素体）。
球 化 退 火
目的：消除应力，使钢的渗碳体球状化， 以降低硬度，改善切削加工性，并为以后 的热处理工序作好组织准备。 应用：主要用于共析碳钢、过共析碳钢 和合金工具钢。
加热温度：再结晶温度以上（一般为650 ～700℃
再 结 晶 退 火
目的：消除加工硬化，恢复塑性。
热处理 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ类
整体热处理：退火、正火、淬火、回火 感应加热 表面淬火 火焰加热 电接触加热 激光加热 表面热处理 渗碳 渗氮 化学热处理 碳氮共渗 渗金属等
热处理工艺曲线
热处理的基本过程都是由加热、保温和冷却三个 阶段组成的，其工艺过程用温度-时间坐标系中的 曲线图表示，这种曲线称为热处理工艺曲线。
应用：主要用于经冷塑性加工，如冷轧、 冷冲、冷拔而发生加工硬化的钢件。
去 应 力 退 火
加热温度：Ac1以下某一温度（一般为 500～650℃）
目的：消除由于塑性变形、焊接、切 削加工、铸造等形成的残余应力。
工艺方法：将工件加热到高温（1050～ 1150℃），并长时间保温，然后缓慢冷却 的退火工艺。
第 3章
一、概述
钢的热处理
二、钢在加热时的组织 三、钢在冷却时的组织 四、钢的退火与正火 五、钢的淬火 六、钢的回火
七、钢的表面热处理
八、热处理工艺的应用
概述
热处理的概念 将固态金属采用适当的方式进行加热、保温 和冷却以获得所需组织与性能的工艺。 热处理的目的
（1）提高钢的力学性能；
（2）改善钢的工艺性能。 热处理的理论依据：铁碳合金相图
温 度 加热 保 温 冷却
0
热处理工艺曲线
时间
一、钢在加热时的组织转变
球 化 退 火
目的：消除应力，使钢的渗碳体球状化， 以降低硬度，改善切削加工性，并为以后 的热处理工序作好组织准备。 应用：主要用于共析碳钢、过共析碳钢 和合金工具钢。
加热温度：再结晶温度以上（一般为650 ～700℃
再 结 晶 退 火
目的：消除加工硬化，恢复塑性。
热处理 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ类
整体热处理：退火、正火、淬火、回火 感应加热 表面淬火 火焰加热 电接触加热 激光加热 表面热处理 渗碳 渗氮 化学热处理 碳氮共渗 渗金属等
热处理工艺曲线
热处理的基本过程都是由加热、保温和冷却三个 阶段组成的，其工艺过程用温度-时间坐标系中的 曲线图表示，这种曲线称为热处理工艺曲线。
应用：主要用于经冷塑性加工，如冷轧、 冷冲、冷拔而发生加工硬化的钢件。
去 应 力 退 火
加热温度：Ac1以下某一温度（一般为 500～650℃）
目的：消除由于塑性变形、焊接、切 削加工、铸造等形成的残余应力。
工艺方法：将工件加热到高温（1050～ 1150℃），并长时间保温，然后缓慢冷却 的退火工艺。
第 3章
一、概述
钢的热处理
二、钢在加热时的组织 三、钢在冷却时的组织 四、钢的退火与正火 五、钢的淬火 六、钢的回火
七、钢的表面热处理
八、热处理工艺的应用
概述
热处理的概念 将固态金属采用适当的方式进行加热、保温 和冷却以获得所需组织与性能的工艺。 热处理的目的
（1）提高钢的力学性能；
（2）改善钢的工艺性能。 热处理的理论依据：铁碳合金相图
温 度 加热 保 温 冷却
0
热处理工艺曲线
时间
一、钢在加热时的组织转变
钢的热处理原理和工艺PPT课件
决定钢件最后的性能。
47
第47页/共69页
3.回火时的组织转变 1）马氏体分解 （80～200 ℃）
转变产物：回火M+残余A 2）残余奥氏体分解 （200 ～ 300 ℃ ）
转变产物：回火M 3）渗碳体形成 （300 ～ 400 ℃ ）
转变产物：回火T 4）渗碳体聚集长大（> 400 ℃ ）
转变产物：回火S
c
b a
a = b≠c
——碳原子
25
第25页/共69页
低碳马氏体
组织特征：
呈 一束一束相互平行的
细条状板条。
M板条
性能特点：
硬度可达 HRC 45~50 ，
具有较高的强度
及良好的韧性。
M板条束
低碳马氏体组织形态
26
第26页/共69页
高碳马氏体
组织特征： 断面呈针状或片状
性能特点： 硬度均在≥ HRC 60， 表现为硬度高而脆性
珠光体组织 3800×
好的综合 力学性能。
18
第18页/共69页
a）形成温度范围
650℃ ~ 600℃ b）组织——索氏体（S）
细片状珠光体 片层间距0.4 ~ 0.2μm C）性能 硬度为230 ~ 320HBW 索氏体组织 8000× 综合力学性能优于 粗珠光体。
19
第19页/共69页
a）形成温度范围
铁素体+渗碳体
组织特征：
铁素体 ——长成板条状大致平行分布
渗碳体 ——呈粒状或短杆状分布在铁素体板条之间。
21
第21页/共69页
a）形成温度范围
550℃ ~ 350℃ b）组织——上贝氏体（B上）
形态呈典型羽毛状 C）性能
钢的热处理ppt课件
滚动轴承
7
3.1 概述
3.1.1 热处理的概念
为什么热处理后材料性能会改变？
热处理后材料内部的微观结构（组织）发生变化，使材料性能 改变。
问题1：
加热、冷却时材料内部的微观结构如何变化（热处理原理）？
问题2：
热处理工艺有哪些？工程实际中有何应用？
8
3.1 概述
3.1.1 热处理的概念
20CrMnTi钢不同热处理工艺的显微组织
11
第3章 钢的热处理
3.适用范围 3.1.3 热处理分类 3.1.4 临界温度与实际转变温度
3.2 钢在加热时的组织转变 3.3 钢在冷却时的组织转变 3.4 钢的基本热处理工艺 3.5 钢的表面热处理 3.6 钢的其它热处理
钢加热时的实际转变温度分别用 Ac1、Ac3、Accm表示。
冷却时的实际转变温度分别用 Ar1、Ar3、Arcm表示。
因加热冷却速度直接影响转变温度，因此一般手册中的数 据是以30-50℃/h的速度加热或冷却时测得的。
18
第3章 钢的热处理
3.1 概述 3.2 钢在加热时的组织转变
目录
第0章：绪论 第1章：工程材料的结构与性能 第2章：金属材料的结晶与二元相图 第3章：钢的热处理 第4章：工程材料 第5章：金属的液态成形 第6章：金属的塑性成形 第7章：金属的焊接成形 第8章：非金属材料成形 第9章：新材料及其新工艺 第10章：机械零件材料及成形工艺的选用
1
第3章 钢的热处理
改善钢的性能，主要有 两条途径： 一是合金化，这是 第4章研究的内容。 二是热处理，这是 本章要研究的内 容。
供应窄带钢行业热处理设备
2
第3章 钢的热处理
钢的热处理工艺PPT培训课件
钢的热处理工艺培训课件
目录
• 钢的热处理工艺简介 • 钢的热处理工艺原理 • 钢的热处理工艺流程 • 钢的热处理工艺应用 • 钢的热处理工艺发展趋势 • 钢的热处理工艺安全与防护
01
钢的热处理工艺简介
热处理工艺的定义
热处理工艺
通过对金属材料进行加热、保温和冷 却，改变其内部组织结构，以达到改 善材料性能的一种工艺方法。
保持工作场所整洁
保持工作场所整洁，避免杂物 堆放，确保通道畅通，防止人
员跌倒或绊倒。
热处理工艺的劳动保护措施
佩戴防护用品 定期检查身体 合理安排工作时间 提供安全培训
在进行热处理操作时，应佩戴合适的防护用品，如手套、防护 眼镜、口罩等，以防止烫伤、烟尘和有害气体对人体的伤害。
长期从事热处理工作的人员应定期进行身体检查，确保身体健 康。
防腐与装饰用钢
在建筑行业中，钢材需要进行防腐和装饰处理， 热处理工艺可以提高其耐腐蚀性和美观度。
05
钢的热处理工艺发展趋 势
新型热处理工艺的发展
真空热处理
真空环境下进行热处理，能够减少氧化和脱碳， 提高表面质量。
激光热处理
利用高能激光束对材料表面进行快速加热和冷却， 实现高精度、高效率的热处理。
去除钢材表面的污垢、锈 迹和其他杂质，确保热处 理前的表面质量。
矫直
通过机械或火焰矫直方法， 消除钢材的弯曲和扭曲， 保证热处理过程的均匀性。
切割和备料
根据热处理需求，将钢材 切割成适当的大小和形状， 确保热处理操作的有效进 行。
热处理工艺流程
加热
将钢材加热到预定的温度，通常 使用燃气、电或盐浴等加热方式。
远程监控
03
通过网络技术对热处理设备进行远程监控和管理，方便对设备
目录
• 钢的热处理工艺简介 • 钢的热处理工艺原理 • 钢的热处理工艺流程 • 钢的热处理工艺应用 • 钢的热处理工艺发展趋势 • 钢的热处理工艺安全与防护
01
钢的热处理工艺简介
热处理工艺的定义
热处理工艺
通过对金属材料进行加热、保温和冷 却，改变其内部组织结构，以达到改 善材料性能的一种工艺方法。
保持工作场所整洁
保持工作场所整洁，避免杂物 堆放，确保通道畅通，防止人
员跌倒或绊倒。
热处理工艺的劳动保护措施
佩戴防护用品 定期检查身体 合理安排工作时间 提供安全培训
在进行热处理操作时，应佩戴合适的防护用品，如手套、防护 眼镜、口罩等，以防止烫伤、烟尘和有害气体对人体的伤害。
长期从事热处理工作的人员应定期进行身体检查，确保身体健 康。
防腐与装饰用钢
在建筑行业中，钢材需要进行防腐和装饰处理， 热处理工艺可以提高其耐腐蚀性和美观度。
05
钢的热处理工艺发展趋 势
新型热处理工艺的发展
真空热处理
真空环境下进行热处理，能够减少氧化和脱碳， 提高表面质量。
激光热处理
利用高能激光束对材料表面进行快速加热和冷却， 实现高精度、高效率的热处理。
去除钢材表面的污垢、锈 迹和其他杂质，确保热处 理前的表面质量。
矫直
通过机械或火焰矫直方法， 消除钢材的弯曲和扭曲， 保证热处理过程的均匀性。
切割和备料
根据热处理需求，将钢材 切割成适当的大小和形状， 确保热处理操作的有效进 行。
热处理工艺流程
加热
将钢材加热到预定的温度，通常 使用燃气、电或盐浴等加热方式。
远程监控
03
通过网络技术对热处理设备进行远程监控和管理，方便对设备
相关主题
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氏体组织 （4）深冷处理：使淬火状态下残余奥氏体继续转变为低碳
马氏体（根据需要确定） （5）沉淀硬化处理 在480 ～550℃ 保温1小时左右PP，T课件使碳化物析出弥散强化。 23
（四）弹簧的其它强化处理
（1）形变热处理
对于60Si2Mn、55Si2Mn等中碳钢具有较高的形变 强化效果，因此这类弹簧适合于热成型+淬火+回火
钢的热处理举例
齿轮热处理 轴承热处理 弹簧热处理 工具热处理 轴的热处理
基本思路：
工作条件（载荷，环境） 失效形式 性能要求
材料
热处理工艺
PPT课件
1
PPT课件
2
一.齿轮热处理
1、工作条件－用于传递动力、改变方向或速度的重要零 件，受力情况复杂。
2、常见失效形式 齿轮接触面磨损或齿面塑性变形（表面硬度不足）； 齿轮面剥落（疲劳损坏、点蚀）； 断齿（强度低或超载）
19
汽车板簧
扭转弹簧
大型热卷弹簧
弹簧丝
PPT课件
20
三、弹簧热处理
1、工作条件
储存能量和减轻震动,主要承受拉力、压力、扭 力、交变载荷；
2、失效形式：
疲劳断裂，永久变形
3、性能要求：
高的强度极限、弹性极限、疲劳极限、成型加工 性能（塑性成型、热处理性能）
4、常用材料
65、65Mn、60Si2Mn等中碳钢及中碳合金钢
及 低温回火 精磨
PPT课件
8
(1)正火(或完全退火）
细化晶粒，调整硬度
加热至Ac3+30～50℃,空冷, 细珠光体+(少量铁素体)
(2)调质热处理
使心部具有良好强韧性
加热至Ac3+30～50℃后淬火+500～600℃高温回火, 回火索氏体
(3)表面感应淬火(表面火焰淬火)
提高表面硬度
表面加热至Ac3+30～50℃，心部没有加热。 淬火后表面获得马氏体+残余奥氏体,
滚珠轴承
滚针轴承
滚柱轴承
PPT课件
16
4、轴承用钢:
高碳, Wc = 0.95～1.15%
G Cr15
含Cr量WCr ≈ 1.5 % 滚动轴承钢
PPT课件
17
GCr15轴承钢制造轴承的工艺路线
锻造
正火
球化退火
机加工
淬火 + 冷处理 ( – 60 ～ – 80℃;1h )
低温回火
磨削加工
稳定化处理 ( 120 ～ 150℃；5 ～ 10h )
（2）化学热处理
对于在铁素体状态下能进行元素扩散渗的弹簧材 料，可以不改变弹簧整体强度、韧性和弹性极限情况 下，化学渗提高弹簧表面硬度和疲劳强度。典型工艺 热成型加工+淬火+回火--化学渗处理。
（3）喷丸强化
使弹簧零件表面获得压应力，提高弹簧的使用寿
命5—10倍。
PPT课件
24
（五）弹簧的稳定化处理 为了减少弹性不完整性、或滞弹性，对弹簧
10
PPT课件
11
二、滚动轴承热处理
滚珠轴 承
滚针轴承
滚柱轴承
1、工作条件
高载荷，交变应力 高转速，一定冲击。
PPT课件
12
2、失效形式 接触疲劳破坏
PPT课件
13
塑性变形
PPT课件
14
磨损
PPT课件
15
3、性能要求:（内外圈和滚动体）
高的硬度和耐磨性; 高的接触疲劳强度; 足够的韧性和耐蚀性; 尺寸稳定性
淬火——提高强度，
中温回火——消除应力，提高弹性极限。
淬火温度Ac3以上，回火温度350 ～450℃ ，
组织：回火屈氏体 或采用等温淬火，得到贝氏PP体T课组件 织
大型热卷弹簧
22
＊（三）沉淀硬化处理 对于17-7PH(0Cr17Ni7Al)沉淀硬化钢，在冷拉或固溶处理状
态下成型的弹簧。主要工艺过程如下： （1）固溶处理：奥氏体化，获得均匀一致的奥氏体组织 （2）成型加工 （3）调整热处理（或淬火处理） 加热到奥氏体化稍低温度，冷却，获得低碳马氏体+残余奥
(4)回火
消除淬火应力，低温200℃PP，T课M件 →M回
6
20 CrMnTi 钢制造齿轮的热处理工艺曲线
PPT课件
7
2）中载齿轮（中碳钢）热处理（表面淬火）
适用于35～55,40Cr,35CrMn,35CrMo,42SiMn等材料 齿轮。
加工工艺路线:
下料 锻造 正火 粗加工 调质
半精加工 精车加工 表面淬火
PPT课件
18
5、热处理工艺
①预备热处理:
正火：消除网状碳化物，细化晶粒
球化退火：降低硬度，提高韧性，为淬火组织准备
②淬火:获得马氏体组织
810～860℃（温度偏高），让Cr尽量溶入A，
又不致于导致晶粒粗大，A含碳过高；油冷
③冷处理:获得马氏体组织,减少Ar
④低温回火:消除残余应力，保持高硬度.
PPT课件
PPT课件
21
5、热处理工艺 （一）冷成形弹簧（小弹簧）——去应力退火
由强化过的钢丝（铅淬冷拔、冷拔、淬火+回火的钢丝） 冷卷成弹簧，
只需进行去应力退火（加热温度250 ～300℃ ），以 消除变形过程中或淬火中形成的残余应力，稳定尺寸。
——淬火+中温回火（或采用等温淬火）
（二）热成形弹簧
采用热轧钢丝或钢板制成（如汽车板簧）
PPT课件
3
3.齿轮的技术要求 齿面高的硬度、接触疲劳、耐磨损性能； 齿轮根部及齿轮具有高的强度和韧性火
中载齿轮：45、40Cr， 调质，耐磨部位表面淬火
重载齿轮：20Cr、20CrMnTi， 渗碳淬火
高精度齿轮：38CrMoAlA，
调质-渗氮
PPT课件
4
5.齿轮热处理工艺
1）渗碳齿轮 材料：20CrMnTi、 20Cr、 30CrMnTiA等 服役场合：高速重载（汽车齿轮） 工艺路线：
下料 渗碳
锻造 淬火
正火 切削加工 低温回火 精加工
掌握各热处理工序的目的，工艺，组织
PPT课件
5
(1)正火
细化晶粒；调整硬度，便于切削加工
加热至Ac3+30～50℃,空冷, 组织细珠光体+(少量铁素体)
工艺路线
(2)渗碳 提高表面含碳量 920～930℃保温3～9h
下料 锻造 正火 切削加工 渗碳 淬火
(3)渗碳后淬火 获得马氏体，提高表面硬度
低温回火 精加工
直接淬火或一次淬火
表面：高碳M+Ar+碳化物,过渡层:M+Ar,
心部:低碳M+F（少量）
过渡层马氏体+F＋残余奥氏体, 心部回火索氏体
(4)低温回火
消除淬火应力，低温200℃，PPTM课件→M回
9
轻载齿轮：45， 调质或正火
中载齿轮：45、40Cr， 调质，耐磨部位表面淬火
重载齿轮：20Cr、20CrMnTi， 渗碳淬火
高精度齿轮：38CrMoAlA， 调质渗氮
PPT课件
马氏体（根据需要确定） （5）沉淀硬化处理 在480 ～550℃ 保温1小时左右PP，T课件使碳化物析出弥散强化。 23
（四）弹簧的其它强化处理
（1）形变热处理
对于60Si2Mn、55Si2Mn等中碳钢具有较高的形变 强化效果，因此这类弹簧适合于热成型+淬火+回火
钢的热处理举例
齿轮热处理 轴承热处理 弹簧热处理 工具热处理 轴的热处理
基本思路：
工作条件（载荷，环境） 失效形式 性能要求
材料
热处理工艺
PPT课件
1
PPT课件
2
一.齿轮热处理
1、工作条件－用于传递动力、改变方向或速度的重要零 件，受力情况复杂。
2、常见失效形式 齿轮接触面磨损或齿面塑性变形（表面硬度不足）； 齿轮面剥落（疲劳损坏、点蚀）； 断齿（强度低或超载）
19
汽车板簧
扭转弹簧
大型热卷弹簧
弹簧丝
PPT课件
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三、弹簧热处理
1、工作条件
储存能量和减轻震动,主要承受拉力、压力、扭 力、交变载荷；
2、失效形式：
疲劳断裂，永久变形
3、性能要求：
高的强度极限、弹性极限、疲劳极限、成型加工 性能（塑性成型、热处理性能）
4、常用材料
65、65Mn、60Si2Mn等中碳钢及中碳合金钢
及 低温回火 精磨
PPT课件
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(1)正火(或完全退火）
细化晶粒，调整硬度
加热至Ac3+30～50℃,空冷, 细珠光体+(少量铁素体)
(2)调质热处理
使心部具有良好强韧性
加热至Ac3+30～50℃后淬火+500～600℃高温回火, 回火索氏体
(3)表面感应淬火(表面火焰淬火)
提高表面硬度
表面加热至Ac3+30～50℃，心部没有加热。 淬火后表面获得马氏体+残余奥氏体,
滚珠轴承
滚针轴承
滚柱轴承
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4、轴承用钢:
高碳, Wc = 0.95～1.15%
G Cr15
含Cr量WCr ≈ 1.5 % 滚动轴承钢
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GCr15轴承钢制造轴承的工艺路线
锻造
正火
球化退火
机加工
淬火 + 冷处理 ( – 60 ～ – 80℃;1h )
低温回火
磨削加工
稳定化处理 ( 120 ～ 150℃；5 ～ 10h )
（2）化学热处理
对于在铁素体状态下能进行元素扩散渗的弹簧材 料，可以不改变弹簧整体强度、韧性和弹性极限情况 下，化学渗提高弹簧表面硬度和疲劳强度。典型工艺 热成型加工+淬火+回火--化学渗处理。
（3）喷丸强化
使弹簧零件表面获得压应力，提高弹簧的使用寿
命5—10倍。
PPT课件
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（五）弹簧的稳定化处理 为了减少弹性不完整性、或滞弹性，对弹簧
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PPT课件
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二、滚动轴承热处理
滚珠轴 承
滚针轴承
滚柱轴承
1、工作条件
高载荷，交变应力 高转速，一定冲击。
PPT课件
12
2、失效形式 接触疲劳破坏
PPT课件
13
塑性变形
PPT课件
14
磨损
PPT课件
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3、性能要求:（内外圈和滚动体）
高的硬度和耐磨性; 高的接触疲劳强度; 足够的韧性和耐蚀性; 尺寸稳定性
淬火——提高强度，
中温回火——消除应力，提高弹性极限。
淬火温度Ac3以上，回火温度350 ～450℃ ，
组织：回火屈氏体 或采用等温淬火，得到贝氏PP体T课组件 织
大型热卷弹簧
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＊（三）沉淀硬化处理 对于17-7PH(0Cr17Ni7Al)沉淀硬化钢，在冷拉或固溶处理状
态下成型的弹簧。主要工艺过程如下： （1）固溶处理：奥氏体化，获得均匀一致的奥氏体组织 （2）成型加工 （3）调整热处理（或淬火处理） 加热到奥氏体化稍低温度，冷却，获得低碳马氏体+残余奥
(4)回火
消除淬火应力，低温200℃PP，T课M件 →M回
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20 CrMnTi 钢制造齿轮的热处理工艺曲线
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2）中载齿轮（中碳钢）热处理（表面淬火）
适用于35～55,40Cr,35CrMn,35CrMo,42SiMn等材料 齿轮。
加工工艺路线:
下料 锻造 正火 粗加工 调质
半精加工 精车加工 表面淬火
PPT课件
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5、热处理工艺
①预备热处理:
正火：消除网状碳化物，细化晶粒
球化退火：降低硬度，提高韧性，为淬火组织准备
②淬火:获得马氏体组织
810～860℃（温度偏高），让Cr尽量溶入A，
又不致于导致晶粒粗大，A含碳过高；油冷
③冷处理:获得马氏体组织,减少Ar
④低温回火:消除残余应力，保持高硬度.
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5、热处理工艺 （一）冷成形弹簧（小弹簧）——去应力退火
由强化过的钢丝（铅淬冷拔、冷拔、淬火+回火的钢丝） 冷卷成弹簧，
只需进行去应力退火（加热温度250 ～300℃ ），以 消除变形过程中或淬火中形成的残余应力，稳定尺寸。
——淬火+中温回火（或采用等温淬火）
（二）热成形弹簧
采用热轧钢丝或钢板制成（如汽车板簧）
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3.齿轮的技术要求 齿面高的硬度、接触疲劳、耐磨损性能； 齿轮根部及齿轮具有高的强度和韧性火
中载齿轮：45、40Cr， 调质，耐磨部位表面淬火
重载齿轮：20Cr、20CrMnTi， 渗碳淬火
高精度齿轮：38CrMoAlA，
调质-渗氮
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5.齿轮热处理工艺
1）渗碳齿轮 材料：20CrMnTi、 20Cr、 30CrMnTiA等 服役场合：高速重载（汽车齿轮） 工艺路线：
下料 渗碳
锻造 淬火
正火 切削加工 低温回火 精加工
掌握各热处理工序的目的，工艺，组织
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(1)正火
细化晶粒；调整硬度，便于切削加工
加热至Ac3+30～50℃,空冷, 组织细珠光体+(少量铁素体)
工艺路线
(2)渗碳 提高表面含碳量 920～930℃保温3～9h
下料 锻造 正火 切削加工 渗碳 淬火
(3)渗碳后淬火 获得马氏体，提高表面硬度
低温回火 精加工
直接淬火或一次淬火
表面：高碳M+Ar+碳化物,过渡层:M+Ar,
心部:低碳M+F（少量）
过渡层马氏体+F＋残余奥氏体, 心部回火索氏体
(4)低温回火
消除淬火应力，低温200℃，PPTM课件→M回
9
轻载齿轮：45， 调质或正火
中载齿轮：45、40Cr， 调质，耐磨部位表面淬火
重载齿轮：20Cr、20CrMnTi， 渗碳淬火
高精度齿轮：38CrMoAlA， 调质渗氮
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