9材料科学与工程专业《金属热处理原理及工艺》课件-第九章--退火与正火优选全文

合集下载

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

2、完全退火
国内定义：加热使钢完全A化后缓冷的工艺
适用：亚共析钢温度：Ac3+30～50℃，
保温时间：长时间保温，一般1h/25mm;
冷却速度：随炉缓冷，目的：降低硬度，消除内应力
细化晶粒，均匀组织组织：F+P（接近平衡态）
过共析钢能采用完全退火吗？
国外定义：获得最低硬度的退火
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
第九章退火与正火
一、钢的退火二、钢的正火
将金属加热、保温、冷却，使其获得接近平衡状态的热处理工艺----退火或正火。(P转变）
退火----缓冷，正火----空冷。
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
一、退火
将钢加热、保温，然后缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
球化热处理典型工艺（讲义P68表2-7）
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
➢片状P
长时间保温粒状P
略低于A1
球化过程最慢
➢片状P 加热
略高于A1
A＋未溶Fe3C
保温
缓冷
粒状P
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页
A＋粒状Fe3C
热处理与硬度关系
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页
40钢正火组织
下一页返回
四、正火与退火的正确选用
➢改善切削加工性
➢改善冷变形性能球化退火和再结晶退火
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页
下一页
返回
➢改善组织缺陷并为淬火作组织准备亚共析钢：完全退火或正火过共析钢：正火＋球化退火
2、说明下列零件毛坯进行正火的主要目的及正火后的组织： 1）20钢锻造的齿轮毛坯 2）45钢锻造的大型齿轮 3）T12轧制而成的锉刀毛坯（组织为网状渗碳体和片状珠光体）
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
3、T10钢经过何种热处理能获得下列组织： 1）细片状珠光体 2)粗片状珠光体 2）细球状珠光体 3）粗球状珠光体
下一页返回
珠光体球化过程
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页
下一页
返回
影响球化的因素： 1、加热温度和保温时间 2、冷却速度 3、原始组织 4、塑性变形
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
4、再结晶退火（临界点以下温度）
加热温度：A1 以下并接近A1点附近温度长时间保温；冷却：空冷；组织：发生恢复再结晶，使变形晶粒为细小等轴晶粒性能：强度和硬度下降，塑性提高，内应力消除。
特点：加热温度范围广；慢冷得到珠光体类组织
目的：降低硬度，便于切削加工消除内应力或冷作硬化改善组织（铸、锻、焊时
的缺陷）；细化晶粒为最终热处理做组织准备
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
保温时间：完全奥氏体化
冷却速度：空冷
（冷却速度比退火快）组织：细珠光体
正火温度
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
三、正火与退火的区别
冷却速度：正火 > 退火晶粒大小：正火 < 退火珠光体含量：正火 > 退火力学性能：正火 > 退火
40钢退火组织
合适切削加工硬度
正火与退火的常见缺陷
1、硬度偏高 2、网状组织 3、脱碳 4、退火石墨碳
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
习题： 1、确定下列钢件的退火方法，并说明退火的目的及退火后的组织： (1) 冷轧后的20钢钢板，15钢钢板，16Mn钢钢板； (2) ZG270－500、 ZG35 、ZG45铸钢齿轮； (3) 锻造过热的55钢、60钢、65钢毛坯；65Mn (4) 具有片状渗碳体的T10、T12 、T13钢；T11钢
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
5. 低温退火（去应力退火）规范：加热温度：＜A1，加热速度：100—150℃/h，保温时间：3—5min/mm，冷却速度：50--100 ℃/h。
目的：消除铸、锻、焊及切削加工过程内应力。
特征：组织不发生变化。亚结构发生变化。
应用：脱氢退火（在高温下使有害气体脱溶析出）均匀化退火（改善铸造偏析、轧制偏析）
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
1. 扩散退火
1.1脱氢退火（1）氢存在形式溶解于固溶体中的氢，易使钢产生白点，出现裂纹；脱氢退火消除。存在于位错、孪晶、晶界处氢，只能采用压力加工方式消除。
4、以共析钢为例，说明将其加热奥氏体化后立即随炉冷却、在空气中冷却和在水中冷却，各会得到什么组织？其力学性能有何差异？ 5、退火和正火的主要目的是什么，主要差别是什么？
6、生产中为了提高亚共析钢的强度，常用的方法是提高亚共析钢中珠光体的含量，应采用什么方法?
7、比较正火和调质组织？哪个性能好，为什么？
（2）工艺
Ac3或Accm以上150～300℃，长时间保温（10h以上）
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
一般扩散退火后，晶粒会非常粗大，对于已成型铸件，需再进行细化晶粒处理。
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
3. 球化退火适用：过共析钢和合金工具钢。目的：降低硬度、均匀组织、改善切削性能，
获得粒状珠光体，为淬火作组织准备。
碳化物溶断机理2.sw为球状P M高温回火（回火索氏体）
（2）加热温度确定原则在该温度下氢的溶解度小、并且扩散速度快。一般情况下珠光体转变的鼻子温度作为脱氢退火温度。
（3）典型应用大型碳钢锻件加热到620 ℃，保温10h后缓慢冷却。
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
1. 扩散退火
1.2均匀化退火（1）偏析存在形式及危害铸造化学成分不均匀、非金属夹杂物分布不均匀、微气泡和气孔造成偏析。偏析直接导致大型铸件各处成分和组织不均匀、产生组织应力、出现裂纹、机械性能恶化。
分类：完全退火、球化退火、去应力退火、扩散退火等。
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
1. 扩散退火目的：改善和消除在冶金过程中形成的成分不均匀性
规范：在较高的加热温度下长时间保温，然后缓慢冷却到室温 Ac3或Accm以上150～300℃，长时间保温（10h以上）
8、球化退火后的组织特点是什么，工具钢球化退火的目的是什么，简述获得球状珠光体的三种方法。
9、简述五种不同的退火。
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
➢去应力、均匀成分等主要用退火
➢不重要件最终热处理主要用正火
问题：用T10（1％C）钢制造手工锯条，请给出热处理工艺路线，及各处理工序后的组织。
正火→球化退火→淬火→低温回火
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT 本章首页上一页下一页返回
二、正火
正火是把零件加温到临界温度以上30～50℃,保温一段时间,然后在空气中冷却。
正火的应用： ①低、中碳结构钢的预先热处理； ②不重要结构零件的最终热处理； ③抑制或消除过共析钢的网状碳化物。
工艺规范
加热温度： Ac3 或Accm +30—50℃；