《金属热处理原理及工艺》-第一章 绪论课件
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热处理工艺金属的加热教学课件PPT
—热传导系数（J/m· h· ℃），单位时间内，每米长度 温度降低1℃时，单位面积能传递的热流量。
dT/dx—温度梯度
负号“－”表示热流量方向和温度梯度方向相反。
材料影响：λ值 ：高合金钢＜中、低合金钢＜碳钢 温度影响： λ＝ λ0（1＋b t）
2、对流传热 发热体
流体转移
工件
（1）相互对流的粒子相遇时发生热交换。
T/ ℃ A F P Fe
Fe-FeC3相图左下角
织结构（P、B、M）
（2） 影响外部质量
氧化、脱C、腐蚀， 尺寸变化和形状畸变。
1.2 加热方式
①直接加热（内阻直接加热）： 不需加热介质
如：电阻（垂融）、电磁波（感应加热）、
低能粒子（激光加热、电子束加热）。 ②间接加热（外热源加热）：通过加热介质，以 对流传导，辐射的方式向工件表面传递热量： 电阻炉、盐浴炉、燃料炉。
流体的物理性质 热导率大、比热容大、密度大、粘度小－α C大 固体表面形状、大小和放置位置
3 辐射传热
通过加热体在高温下产生的电磁波
（载体）来传递能量（辐射能 （热射线）波长为0.1~100μm ,0.4～40μm?）。
热辐射波的发射能力可用比能流eb (物体单位时间内 由单位表面积辐射的能量) 表示. eb=σT4
氧化皮不利作用：
使钢件尺寸↓，重量↓，表面粗糙度↑ 可使钢件热处理后产生软点或硬度不足
2、脱碳（C被氧化）
工件在加热过程中表层的碳与介质中的脱碳气体（CO2、 H2、O2、H2O等）相互作用，使表层含碳量降低的现象。
也是材料的氧化过程，当炉温在700~850℃时易发生。 加热温度越高，钢中碳含量越高，越易脱C。 C在钢中的扩散速度大于O
金属热处理原理与工艺(第1章)
性能取决于组织形态
高硬、高强、高耐磨
1-16
珠光体(纯铁、铁素体)的机械性能 抗拉强度σb: 1000(176~274)MN/m2 屈服强度σ0.2: 600(98~166)MN/m2 延伸率δ: 10%(30~50%) 断面收缩率ψ: 12-15%(70~80%) 硬度HB: 241(50~80)
Chapter 1: Introductions
1-15
组织 奥氏体
比容 (cm3/g-1)
0.1212
线膨胀系数 (106K-1)
14.5
力学性能
低硬度、低屈服强度，高塑性
铁素体 0.1271
渗碳体 0.130
珠光体
-
莱氏体
-
23.0 12.5
-
低强度、低硬度，高塑形和韧 性
高硬、高强、高耐磨，低塑性 、低韧性
Chapter 1: Introductions
1-25
1-12
计算相及组织含量
【例】计算珠光体中F和Fe3C的含量。 WF=SK/PK=(6.69-0.77/6.69-0.0218)×100% =88.7%
WFe3c=100%-88.7%=11.3%
【课堂练习】分析wc=1.5%的铁碳合金在室温下 的相及组织，并分别计算其含量。
Chapter 1: Introductions
正火(normalizing)
处
三阶段：加热、保温、冷却
理 淬火(quenching ) 回火(tempering)
分
五要素：介质、V加、T、t 、V冷 类 固溶时效(aging treatment)
Chapter 1: Introductions
1-7
热处理与相图
高硬、高强、高耐磨
1-16
珠光体(纯铁、铁素体)的机械性能 抗拉强度σb: 1000(176~274)MN/m2 屈服强度σ0.2: 600(98~166)MN/m2 延伸率δ: 10%(30~50%) 断面收缩率ψ: 12-15%(70~80%) 硬度HB: 241(50~80)
Chapter 1: Introductions
1-15
组织 奥氏体
比容 (cm3/g-1)
0.1212
线膨胀系数 (106K-1)
14.5
力学性能
低硬度、低屈服强度，高塑性
铁素体 0.1271
渗碳体 0.130
珠光体
-
莱氏体
-
23.0 12.5
-
低强度、低硬度，高塑形和韧 性
高硬、高强、高耐磨，低塑性 、低韧性
Chapter 1: Introductions
1-25
1-12
计算相及组织含量
【例】计算珠光体中F和Fe3C的含量。 WF=SK/PK=(6.69-0.77/6.69-0.0218)×100% =88.7%
WFe3c=100%-88.7%=11.3%
【课堂练习】分析wc=1.5%的铁碳合金在室温下 的相及组织，并分别计算其含量。
Chapter 1: Introductions
正火(normalizing)
处
三阶段：加热、保温、冷却
理 淬火(quenching ) 回火(tempering)
分
五要素：介质、V加、T、t 、V冷 类 固溶时效(aging treatment)
Chapter 1: Introductions
1-7
热处理与相图
金属热处理概述第一章.ppt
固溶强化的规律：
a) 合金元素的质量份数越大，强化作用越大。 b) 溶质与溶剂原子的尺寸相差越大，强化作
用越大。 c) 间隙固溶体的溶质原子的强化作用大于置
换固溶体。 d) 溶质与溶剂原子的价电子数相差越大，强
化作用越大。
细晶强化
强化机理： 晶界的存在使变形晶粒中的位错在晶界 处受阻，每一晶粒中的滑移带也都终止 在晶界附近 由于各晶粒间存在位向差，为了协调变 形，要求每个晶粒必须进行多滑移，而 多滑移必然要发生位错的相互交割。
细晶强化效果符合Hall—Petch关系：
s i kyd 1/ 2
细晶强化的显著特点： 不仅能提高强度，还能提高塑性和韧性。
位错强化
定义： 用增加位错密度提高金属强度的方法称为 位错强化。
强化机理： 金属中位错密度越高，则位错运动越容易 发生相互交割，形成割阶，造成位错缠结 等位错运动的障碍，给继续塑性变形造成 困难，从而提高金属的强度。
按照用途分为结构钢、工具钢和特殊性能 钢。
按照钢中含碳量分为低碳钢、中碳钢、高 碳钢
常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号
（ＧＢ／Ｔ２２１－２０００）
名称
碳素结构 钢
采用 汉字
屈
采用 符号
Q
名称 钢轨钢
采用 采用 汉字 符号
名称
采用 采用符 汉字 号
轨 U 沸腾钢 沸
F
低合金高 强度钢
1.2 金属的韧化机制
金属的强化和韧化机理共四类 固溶强化 细晶强化 位错强化 第二相强化
固溶强化
定义：当溶质原子溶入溶剂原子而形成固 溶体时，使强度、硬度提高，塑性、韧性 下降的现象。
强化机理： 溶质原子的溶入使固溶体的晶格发生畸 变，阻碍了位错在滑移面上的运动 在位错线上偏聚的溶质原子对位错的钉 扎作用。
金属热处理原理与工艺
金属热处理原理及工艺绪论这门课对咱们专业是很重要的。
本课程的重要性从本专业研究《金属材料及热处理》的名称上可想而知，虽然现在改了专业名称，但热处理仍是一门主要专业课。
本课程既研究理论问题，又解决实际问题，学好本课对于以后的科研及生产都有益无穷。
这里，讲讲什么是金属热处理，其地位和作用，本课内容及要求等等。
一、什么是金属的热处理简单地说，金属热处理，就是把金属加热到预定温度，并在此温度保持一定时间，然后以适当的速度冷却下来，从而改变其内部组织结构，得到预期性能（工艺性能，机械性能，物理和化学性能）的一种工艺方法。
如果以温度为纵坐标，以时间为横坐标，则右图中三条曲线即为热处理工艺曲线，可分为三个阶段；加热——保温——冷却。
加热曲线的斜率表示加热速度，冷却也如此。
根据加热介质、方法、速度等的不同及冷却的不同，热处理又可分为若干类型。
例如，退火、正火、淬火、回火，是四种不同的热处理工艺，即传统工艺的四把火，以后都要讲到。
这些方法看起来简单，但其中有很深奥的道理。
处理工艺有很大发展，仅了解这四种传统工艺是远不够的。
根据加热方式不同，还可分为感应加热表面淬火，火焰加热表面淬火，离子轰击热处理，真空、激光热处理。
有些热处理是要改变表面化学成分的，如表面增加C的含量为渗C，还有渗N，渗硼等。
总之，金属热处理工艺方法非常多，且还在不断地发展。
二、热处理在机械制造中的地位和作用各行各业的发展，如工业、农业、现代国防和现代科学技术的发展与金属材料所占的比重越来越大。
现代工业，现代科学技术三大支柱：信息，能源，材料。
而金属仍然是基本材料，尤以钢铁为主。
金属材料制成的零件，在其加工过程中，要经过铸造、锻造、焊接、切削加工、热处理等一系列工序，热处理在其中担负着改进工件性能、充分发挥材料潜力，以提高使用寿命的重要任务。
就目前机械工业生产状况而言，机床中要经过热处理的工件占总重量的60~70%，汽车、拖拉机中占70~80%，而轴承和各种工、模具则百分之百全部需热处理。
金属热处理知识 PPT课件
图11 末端淬火法
● 按规定方法测定硬度值，作出淬透性曲线；
● 利用钢的半马氏体区硬度与钢的含碳量关系图，和 淬透性
曲线图可找出其淬透性的大小。
● 淬透性的表示方法
●淬透性值可用
J
HRC
d 表示。其中J表示末端淬透
性，d表示至水冷端的距离，HRC为该处测得的硬度
值。
●钢的淬透性还可用钢在某种冷却介质中完全淬透
● 双液淬火法
图9 各种淬火方法示意图
将加热的工件放入一种冷却能力较强的介质中冷却， 然后转入另一种冷却能力较弱的介质冷却的淬火方法。 如水淬油冷或油淬空冷。双液淬火主要用于形状复杂 的高碳钢工件及大型合金钢工件。
● 分级淬火法
将加热的工件在Ms点附近的盐浴或碱浴中淬火， 然后取出缓冷的淬火方法。其特点是显著减少淬火 变形与开裂，是用于截面尺寸较小淬透性较高的钢 件。
● 淬透性对钢力 学性能的影响:
钢的淬透性直接 影响其热处理后 的力学性能。
● 淬透性高的钢， 其力学性能沿截 图10 面均匀分布
● 淬透性低的钢，其截面心部的力学性能低
● 淬透性的测定及其表示方法
● 测定钢的淬透
性最常用的方法是
末端淬火法。
●将φ25×100mm 的标准试样经奥氏 体化后，对末端进 行喷水冷却。如图 所示。
● 注意：回火屈氏体、回火索氏
体和球状珠光体与过冷奥氏体直
图15
接分解得到的屈氏体、索氏体和珠光体的力学性能有
显著区别。
● 回火的种类 ● 低温回火（150～250℃） 组织为回火马氏体，能降低 内应力和脆性，并保持高硬 度和耐磨性。用于工具、模 具、轴承、渗碳件及经表面淬火的工件。 图16 ● 中温回火（350～500℃） 组织为回火索氏体，具有较高弹性和一定韧性，主要
金属热处理原理与工艺课件第一章金属热处理3
2. 正火
正火是将金属制件加热到高于或低于这种金属 的临界温度，经保温一定时间，随后在空气中冷 却，以获得更细组织的一种热处理工艺。 正火的作用与退火相似，与退火不同之处是：
a. 正火是在空气中冷却，冷却速度快，所获 得的组织更细。 b. 正火后的强度、硬度较退火后的稍高，而 塑性、韧性则稍低。 c. 不占用设备；生产率高。
1.4.5高碳钢
特点： 具有高硬度和高耐磨性，焊接性能差。
热处理： 1.预先热处理采用球化退火； 2.采用不完全（加热到两相区得到奥氏体加 未溶碳化物）淬火加低温回火的热处理工艺。
（1）低温回火：回火温度为150～250℃。低温回火能消 除一定的内应力，适当地降低钢的脆性，提高韧性，同时工 件仍保持高硬度、高耐磨性，应用于各种量具和刃具。 （2）中温回火：回火温度为350～500℃。中温回火可大 大减小钢的内应力，提高了弹性、韧性，但硬度有所降低， 应用于弹簧和热锻模等。 （3）高温回火：回火温度为500～650℃。高温回火可以 消除内应力，硬度有显著的下降，可获得具有强度、塑性、 韧性等综合机械性能，应用于齿轮、连杆、曲轴等。
1.4.3低碳钢
特点： 塑性好、韧性好、硬度强度低（软刚）、耐 磨性差。 热处理： 通常情况下将其进行渗碳，然后淬：
1.提高心部强度（加入Mn、Cr、Ni等） 2.提高淬透性 3.细化奥氏体晶粒（加入Ti、Mo、W等）
1.4.4中碳钢
特点： 热加工及切削性能良好，强度硬度比低碳钢 高，韧性塑性低于低碳钢，焊接性能较差。 热处理： 通常采用完全（加热到单相奥氏体区得到单 相均匀奥氏体）淬火加中温或高温回火的热 处理工艺。
2、S和P的影响（热脆、冷脆）
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的存在形式 两种形式存在：一是溶解于碳钢原有的相中（固溶 体），另一种是形成某些碳钢中所没有的新相（化合 物） 按与碳亲合力的大小，可将合金元素分为弱碳化物形 成元素、强碳化物形成元素与非碳化物形成元素三大 类 非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B； 弱碳化物形成元素：Mn； 强碳化物形成元素：Cr、Mo、W、V、Ti、 Nb、Zr。
金属热处理详解.pptx
材料成形基础－HT
5
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§3 淬火和正火
一、 淬火 淬火是将钢件加热到 或Ac1以上某一温度，保持一定时间，然后以适当的速度冷却 获得马氏体和（或）贝氏体组织的热处理工艺。 目的：提高钢件的硬度和耐磨性，淬火＋不同回火，获得各种需要的性能，是强化 钢的主要方法。
材料成形基础－HT
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淬火介质：淬火冷却时所用的介质。 钢的种类不同，淬火介质不同，常用介质：水、油。 水便宜，冷却能力较强，碳素钢件用的多。 油冷却能力较水低、成本高，但是，可以防止工件产生裂纹等缺陷，主要用于合金 钢淬火的场合。
材料成形基础－HT
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二 、回火
回 火 是 钢 件 淬 硬 后 ， 再 加 热 至 Ac1以 下 的 某 一 温 度 ， 保 温 一 定 时 间 ， 然 后 冷 却 到 室 温的热处理工艺。
材料成形基础－HT
4
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二、正火
正火是将钢材或钢件加热到或Accm以上30～50℃，保温适当的时间后，在静止空气 中冷却的热处理工艺。
把钢件加热到以上100～150℃的正火则称为高温正火。 与退火类似，冷却速度比退火快。钢件正火后的强度和硬度比退火稍高，但消除残 余应力不彻底。又操作简便、生产率高，所以，正火常优先采用。低碳钢件可代替退火。
刃具、量具、 冷冲模等
58～65
弹簧、钢丝绳 等
35～50
连杆、齿轮及 轴类
20～30
材料成形基础－HT
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第10页/共15页
§4 表面热处理和化学热处理
一、表面淬火 表面淬火是仅对工件表层进行淬火的工艺。 目的：为了获得高硬度的表面层和有利的残余应力分布，提高工件的硬度和耐磨性。 表面淬火加热的方法很多，如感应加热、火焰加热、电接触加热、激光加热等。
金属热处理原理PPT
17
（2）平衡脱溶转变
高温过饱和固溶体缓慢冷却过 程中析出第二相的过程。 特点：
新相的成分和结构始终与母相的 不同； 母相不会消失。
钢在冷却时，由奥氏体析出二 次渗碳体的过程。
图1-1 可发生脱溶转变的合金
18
3
（3）共析转变
合金冷却时，由一个固相同时析出两个不同 固相的过程称为共析转变 钢中的珠光体相变
39
（3）晶界
大角晶界具有较高的界面能，在晶界上形核 可利用晶界能量，使形核功降低。 有三种位置：a) 晶界面 b) 棱边 c)隅角
图1-8 晶界形核时三种位置
40
θ ---- 接触角 隅角形核的形核 功比其他位置小 在晶界上的三种 位置中，隅角位置 在多晶体中所占的 体积分数最少
图1-10 三晶粒相交的棱边 图1-11 四晶粒相交的隅角 41 图1-12 晶界不同位置形核功比较
42
图1-9 晶界面形核时晶核形状
7
1.4 固态相变的长大
1.4.1 长大机制 半共格界面的迁移 半共格界面上存在位错列 要随界面移动，位错要攀 移 台阶侧向移动，位错可滑 移
（2）协同型长大机制
无扩散型相变，原子通过 切变方式协同运动，相 邻原子的相对位置不变 如马氏体相变，会发生外 形变化，出现表面浮凸 新相和母相间有一定的位 向关系
按相变方式分类－Gibbs分类法 形核-长大型：始于程度大而范围小的相起 伏，已相变区与未相变区以相界面相分隔。 钢中的相变，大多为形核-长大型相变。 连续型（无核相变）：始于固溶体中的成分 起伏，依靠上坡扩散使浓度差越来越大， 如增幅分解。
相图上一级相变a）与二级相变b）的区别
11
12
2
增幅分解时，浓度起伏波幅随时间而变化的 示意图
（2）平衡脱溶转变
高温过饱和固溶体缓慢冷却过 程中析出第二相的过程。 特点：
新相的成分和结构始终与母相的 不同； 母相不会消失。
钢在冷却时，由奥氏体析出二 次渗碳体的过程。
图1-1 可发生脱溶转变的合金
18
3
（3）共析转变
合金冷却时，由一个固相同时析出两个不同 固相的过程称为共析转变 钢中的珠光体相变
39
（3）晶界
大角晶界具有较高的界面能，在晶界上形核 可利用晶界能量，使形核功降低。 有三种位置：a) 晶界面 b) 棱边 c)隅角
图1-8 晶界形核时三种位置
40
θ ---- 接触角 隅角形核的形核 功比其他位置小 在晶界上的三种 位置中，隅角位置 在多晶体中所占的 体积分数最少
图1-10 三晶粒相交的棱边 图1-11 四晶粒相交的隅角 41 图1-12 晶界不同位置形核功比较
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图1-9 晶界面形核时晶核形状
7
1.4 固态相变的长大
1.4.1 长大机制 半共格界面的迁移 半共格界面上存在位错列 要随界面移动，位错要攀 移 台阶侧向移动，位错可滑 移
（2）协同型长大机制
无扩散型相变，原子通过 切变方式协同运动，相 邻原子的相对位置不变 如马氏体相变，会发生外 形变化，出现表面浮凸 新相和母相间有一定的位 向关系
按相变方式分类－Gibbs分类法 形核-长大型：始于程度大而范围小的相起 伏，已相变区与未相变区以相界面相分隔。 钢中的相变，大多为形核-长大型相变。 连续型（无核相变）：始于固溶体中的成分 起伏，依靠上坡扩散使浓度差越来越大， 如增幅分解。
相图上一级相变a）与二级相变b）的区别
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增幅分解时，浓度起伏波幅随时间而变化的 示意图
金属热处理原理绪论
金属热处理原理绪论一、研究的内容和任务金属热处理原理是以金属学原理为基础，着重研究金属及合金固态相变的基本原理和热处理组织与性能之间关系的一门课程。
金属学原理：着重讨论的是金属及合金的本质及影响因素、缺陷及其交互作用和它们对性能的影响、状态图、塑性变形、回复、再结晶等等。
热处理原理：着重讨论的是金属及合金在固态下的相变规律、影响因素、动力学、非平衡转变，以及在热处理中的应用，研究热处理组织和性能之间的关系等等。
金属材料从服役条件出发，选择什么样的材料、如何对材料进行处理，在使用和处理过程中会出现什么问题，如何解决出现的问题，最终可能得到什么样的性能，如何改进现有材料、挖掘其潜力，试制新材料等，无不与热处理原理有着密切的关系。
固态金属（包括纯金属及合金）在温度和压力改变时，组织和结构会发生变化，这种变化统称为金属固态相变。
金属中固态相变的类型很多，有的金属在不同的条件下会发生几种不同类型的转变。
掌握金属固态相变的规律及影响因素，就可以采取措施控制相变过程，以获得预期的组织，从而使其具有预期的性能。
对于金属材料常用的措施就是特定加热和冷却，也就是热处理。
二、热处理发展概况人们在开始使用金属材料起，就开始使用热处理，其发展过程大体上经历了三个阶段。
1、民间技艺阶段根据现有文物考证，我国西汉时代就出现了经淬火处理的钢制宝剑。
史书记载，在战国时期即出现了淬火处理，据秦始皇陵开发证明，当时已有烤铁技术，兵马俑中的武士佩剑制作精良，距今已有两千多年的历史，出土后表面光亮完好，令世人赞叹。
古书中有“炼钢赤刀，用之切玉如泥也”，可见当时热处理技术发展的水平。
但是中国几千年的封建社会造成了贫穷落后的局面，在明朝以后热处理技术就逐渐落后于西方。
虽然我们的祖先很有聪明才智，掌握了很多热处理技术，但是把热处理发展成一门科学还是近百年的事。
在这方面，西方和俄国的学者走在了前面，新中国成立以后，我国的科学家也作出了很大的贡献。
金属热处理讲课材料PPT文档共52页
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
金属热处理讲课材料
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
Байду номын сангаас
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
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PPT学习交流
11
热处理发展概况
热处理行业现状：
2.国内有代表性成果
上海交通大学的金属相变理论和强韧化机理、对马氏体、 贝氏体的组织形态--精细结构--预相变机制；形状记忆合 金与超塑合金中相变机制；控制渗碳、渗氮和热过程温度 --应力场的计算机模拟。
哈尔滨工业大学的金属形变强化的理论，金属再结晶规 律，形变热处理后不同组织和性能之间关系。
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13
热处理发展概况
4.热处理行业、学术团体 ➢中国热处理行业协会 ➢中国机械工程学会热处理学会 ➢出版期刊： 《金属热处理》、《金属材料热处理学报》、《中 国热处理技术通讯》、《国外金属热处理》
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14
热处理发展概况
5.热处理发展方向 （1）绿色热处理
新型淬火介质和淬火方法 真空热处理，可控气氛热处理 合理利用余热
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15
热处理发展概况
6.热处理发展方向 （2）热处理工艺和设备的改进
多参数热处理 复合热处理 ：
两种或两种以上的热处理工艺复合， 或将热处理与其它加工工艺复合。
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热处理发展概况
6.热处理发展方向 （2）热处理工艺和设备的改进 热处理新的加热源和新的加热方式
新的加热源 ：激光束、电子束、等离子体电弧 新的加热方式 ：真空加热、可控气氛加热-----
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1
金属热处理原理及工艺
Heat Treatment of Metals
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2
什么是热处理？
悬挂式热处理生产线
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3
什么是热处理？
热处理：通过在固态下加热、保温和冷却，
使钢材内部的组织结构发生变化，
获得所需性能的一种工艺方法。
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4
热处理的作用和地位
参考书目： 胡光立 谢希文 钢的热处理 西北工大出版社
戚正风 金属热处理原理 机械工业出版社
赵连城 金属热处理原理 哈工大出版社
刘云旭 金属热处理原理 机械工业出版社
安云铮 热处理工艺
机械工业出版社
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22
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少无氧化加热
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17
热处理发展概况
6.热处理发展方向 （3）材料相变的理论发展与新材料的紧密结合 （4）热处理生产的自动化
自动化：计算机辅助设计(CAD)、 计算机辅助生产(CAM)、 计算机辅助选材(CAMS)、 热处理事务办公自动化(OA)、 热处理数据库和专家系统等。
它为热处理工艺的优化设计、工艺过程的自动控制、 质量检测与统计分析等，提供了先进的工具和手段
23
PPT学习交流
20
学习方法
1、理论联系实际； 2、与相关课程紧密联系（材料科学基础（重点复习铁
碳相图），金属材料学等）； 3、及时归纳、总结、消化，理解为主，记忆为辅； 4、补充参考文献； 5、适当笔记。
PPT学习交流
21
参考书目
采用教材： 金属固态相变 徐洲 赵连城主编 金属热处理工艺学 自编讲义
热处理作用：
•提高和控制材料性能 •消除或降低各种铸、锻、焊等热加工工 艺造成的缺陷、细化晶粒、消除偏析、 降低内应力。 •减轻产品重量 •提高产品可靠性和使用寿命
没有“万能”的材料，只有“最好”的材料！ 热处理是达到材料使用效能的重要技术与工艺手段！
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5
热处理的作用和地位
热处理与材料强化关系 材料微观强化机制： ➢晶界强化
西北工业大学的贝氏体相变理论和贝氏体钢及贝氏体热 处理。
西安交通大学的低碳马氏体和小能量多次冲击理论。
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热处理发展概况
3.热处理标准化 ➢1980年前，有12项国标和冶标(YB)冶金质量标准， 机标(JB)中只有8项热处理标准； ➢1981—1985年完成21项标准的制修订； ➢1986年3月成立热处理标准化技术委员会； ➢2000年76项国标和行标，绝大部分内容是热处理通 用技术标准和工艺标准
➢固溶强化 ➢位错强化 ➢沉淀强化和弥散强化 ➢调幅分解强化 ➢有序强化
强化原理----基本途径----热处理技术
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热处理的作用和地位
热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只 通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。
铸造
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轧制
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热处理的作用和地位
国际工业界公认：“热处理技术的先进程度是保证机械制 造 技术先进与否和保证产品质量关键因素。”
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课程内容及学习要求
金
属 原理 描述热处理时钢中组织转变的规律
热
及 （金属固态相变原理）
处 理
工艺
根据热处理原理制定的温度、
时间、介质等工艺参数。
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课程内容及学习要求
1、了解材料热处理的研究领域； 2、掌握金属材料中固态相变的基本理论； 3、掌握材料热处理强韧化基本原理和基本工艺； 4、掌握典型零件的热处理工艺方法。
在机床制造中约60-70%的零件要经过热处理。 在汽车、拖拉机制造业中需热处理的零件达70-80%。 至于模具、滚动轴承则要100%经过热处理。
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热处理发展概况
金属热处理的发展大体经历了： 民间技艺阶段 实验技术科学阶段 理论科学阶段
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热处理发展概况
我国热处理行业现状： 1.企业数量
热处理企业约15000家,全民所有制企业约占80%,个体 民营和股份制企业占20%。职工总数约37万人，其中技 术人员比例平均为8%，管理人员约9%，全国热处理年营 业额约310亿元。
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我国和美国热处理生产的主要差距
➢我国生产效率比美国低26倍 ➢我国专业厂数量与美国相比差35倍 ➢美国热处理生产利润率是我国的30倍 ➢美国热处理年营业额是我国的25倍，但能源消耗比我国少40％ ➢我国少无氧化热处理比重约30％，美国在80％以上 ➢我国热处理工艺落后，生产自动化程度低。