§2-3 钢的热处理(一)

2、热处理工艺的特点
——不改变金属零件的外形尺寸， 只改变材料内部的组织与零件的性能。 3、热处理的目的 （1）提高钢的力学性能 （2）改善钢的工艺性能
4、热处理的种类
普通热处理
热处理
表面热处理
退火 正火 淬火 回火 表面淬火
化学热处理
形变 特殊热处理 真空
其他
一、普通热处理
1、退火
将钢加热到适当温度，保持一定时间， （1）概念： 然后在炉中缓慢地冷却的热处理工艺。 （2）目的：
经过退火与正火后，钢的组织接近于平衡组织，
其硬度适中，有利于下一步的切削加工。
举例：
形状简单的车刀，要求耐磨（60~62HRC）， 材料选用T10钢，锻造毛坯，且钢材具有足够的淬 透性。
下料 — 球化退火 — 粗加工 — 淬火+低温 回火—精加工
1、钢的热处理分类
2、钢的普通热处理有哪些？有何不同？
完全退火
目的：细化晶粒，均匀组织，降低硬度， 消除应力。同时也是为切削加工和最终热 处理做准备 主要应用于：亚共析钢的铸件、锻件和轧件
目的：消除网状或片状渗碳体，降低硬度， 提高韧性。同时也是为切削加工和最终热处 理做准备 主要应用于：共析、过共析钢和合金工具钢
退 火
球化退火
去应力退火
目的：消除铸件、焊件中的内应力，稳定 尺寸。 可应用于：所有钢 主要特点：没有组织变化
差别不多，但正火处理是在炉外进行，不占用设备，
生产率高，所以低碳钢多采用正火代替退火处理。
④ 中碳钢的正火可替代调质处理，为高频淬火作准备。
⑤ 高碳钢可消除网状渗碳体，为球化退火做准备。
3、淬火
（1）概念：将钢加热到一定温度，保持一定时间后 在水（或油中）快速冷却的热处理工艺。
（2）目的： 提高钢的硬度、强度和耐磨性并保持足够的韧性。
经过退火和正火后，可得到细而均匀的组织，
并消除应力，改善钢件的机械性能，并为随后的淬
火作了准备。
在铸造/锻造之后，钢件中不但残留有铸造或锻造应力， 而且还往往存在着成分和组织上的不均匀性，因而机械性能 较低，还会导致以后淬火时的变形和开裂。也会存在硬度偏 高或偏低的现象，严重影响后续的切削加工性能。
单液淬火
（3）种类： 双液淬火 分级淬火
等温淬火
单液 淬火 双液 淬火
仅在水或油等一种介质中冷却。操作简单，易于实 现机械化，但受介质特性的限制，不适用形状复杂的 零件。 水淬油冷。减小了变形与开裂的可能性，但要求较 高的操作技术。 将钢件放入温度高于Ms点的恒温盐浴或碱浴中，保 温一段时间，使工件表面与心部温度均匀一致后取出 空冷，以获得马氏体组织。减小热应力和组织应力， 有效的抑制变形和开裂，但由于冷却能力小，工件尺 寸不能太大。 与分级淬火法相类似，只是在冷却介质中保温足够 长的时间，转变为有高强韧性的下贝氏体，然后空冷。 适用于尺寸小、形状复杂，强韧性要求高的工件。
目的：是使钢获得高弹性，并保持较高硬度 （35—50HRC)和一定的韧性。
应用：弹性零件及热锻模具等。
（3）低温回火（500—650℃）
目的：获得良好的综合力学性能（既有 一定的强度、硬度，又有一定的塑性和韧 性），硬度为25--35HRC。
调质处理：淬火+高温回火
应用： 各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。
降低淬火钢的脆性，提高韧性，调整硬度， 消除内应力，稳定工件的尺寸，获得所需要的力
学性能。
（3）种类： （1）低温回火（150—250℃）
目的：降低淬火钢的内应力和脆性，并保持 高硬度（56—64HRC)和耐磨性。 应用：模具、刃具、量具、滚动轴承、渗 碳淬火件和表面淬火件等。 （2）中温回火（350—500℃）
第2章 机械工程材料
§2-3 钢的热处理常识（一）
材料的性能可以通Βιβλιοθήκη Baidu什么方法改善呢？ 方法1：在钢铁的冶炼过程中，加入所需
的合金元素；
方法2：对材料进行后续处理
——热处理
§2-3 钢的热处理常识
1、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 织结构与性能的工 艺。
1）降低硬度，提高塑性，改善加工性能； 2）细化晶粒，消除组织缺陷；
3）消除内应力 。
（3）分类：
退 火
完全退火： 将亚共析钢加热到AC3线以上 30—50℃，保温一定时间后缓慢 冷却（随炉冷却）。
将共析钢或过共析钢加热到AC1线 球化退火： 以上20—30℃，保温后缓慢冷却。 去应力退火： 将钢加热到AC1线以下，保温后 缓慢冷却。
分级 淬火
等温 淬火
中国在春秋晚期已
掌握冶铁技术。战国时
期，冶铁业已逐渐盛行，
到了晚期，不仅能炼出
高碳钢，并掌握了淬火 技术，于是开始进入以 铁兵器代替铜兵器的时 代。战国晚期还出现了
铁制铠甲。
4、回火
（1）概念： 将淬火后钢件再加热到一定温度，保温一定 时间后冷却到室温的热处理工艺 。 （2）目的：
2、正火
（1）概念： 将钢件加热到一定温度，保温一段时间 后，在空气中冷却的热处理工艺。
（2）目的：
①对低碳钢，可细化晶粒，提高硬度，改善加工性能；
②对中碳钢，可提高硬度和强度，作为最终热处理；
③对高碳钢，可为球化退火作准备 。
（3）与退火相比具有以下特点： ① 由于冷却速度较退火快，所得组织比退火时要细； ② 正火后的零件的强度和硬度比退火时高，且含碳量 越高，差别越大； ③ 低碳钢经正火处理后的强度与硬度，与退火处理的
流经 进书愿 你籍知 的之识 心渠之 田而泉 ！奔，
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思考练习：
铜棒
Ø 24 mm
电缆线Ø 0.15 mm
如何消除拉拔过程中的硬化现象？
切削件的硬度在 170～230HB范围内， 切削性能较好。 刀具具有较高的 韧性时，不容易发生 崩刃。
切削件的硬度如何调整？刀具 如何才能具有较高的韧性？
加工过程（铸、锻、焊、 切削）产生的内应力
裂纹
如何消除加工过程中产生的内应力？
预先热处理: 消除前道工序的某些缺陷，为
热 处 理
后续工序做准备的热处理
比如：退火、正火等
最终热处理: 获得零件所需要的使用性能的 热处理 比如：淬火、回火等
在实际的制造过程中，常见的工艺路线如下：
如果工件的性能要求不高时，退火或正火常作为最终热处理。
为什么退火与正火有着 非常广泛的应用?
为什么将其 安排在铸/锻造与 切削加工之间呢?