机械工程材料 第12讲 钢的普通热处理
机械基础课件：钢的热处理
等温冷却：将奥氏体化后的钢迅速冷却到临界点A1以下 某一温度，恒温停留一段时间，在这段保温时间内发生组织
钢的热处理
1. 过冷奥氏体的等温转变曲线 以共析钢为例： 由于过冷温度和等温时间不同，过冷奥氏体的等温转变 过程及转变产物也不相同，表示过冷奥氏体不同的等温冷却 温度、等温时间与转变过程及产物之间关系的曲线叫做过冷 奥氏体的等温转变曲线，也称为C 1) C · 共析钢奥氏体的等温转变曲线是通过一系列不同过冷
3. (1) 从切削加工性考虑：钢件适宜的切削加工硬度为 170～230 HBS。因此，低碳钢、低碳合金钢应选用正火为预 备热处理。中碳钢也可选正火，含碳量超过0.5%的钢应选用
(2) 从零件的形状考虑：对于形状复杂的零件或大型铸 件，正火可能会因内应力过大而造成零件开裂，故应选用退
(3) 从经济性考虑：因正火比退火的操作简便，生产周 期短，成本低，在能满足使用要求的情况下，应尽量选用正
· 通过实验测出不同的过冷奥氏体在恒温下开始转变和 转变终了的时间，画到温度-时间坐标系中，然后把开始时间 和转变终了时间分别连接起来，即得到图3-4所示的共析钢C
钢的热处理
图3-4 共析钢C曲线
钢的热处理
2) 共析钢过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 (1) 珠光体类型(高温转变产物)： 共析钢A过冷到723~550℃之间，A等温转变产物属于P
钢的热处理
2. (1) (2) (3) 材料：中碳钢(45)、合金调质钢(40Cr) (4) 技术条件：表面50~55 HRC (5) 感应表面淬火方法如图3-6
钢的热处理
图3-6 钢的感应表面淬火
热处理基本知识和材料选用讲解
热处理基本知识和材料选用（叶芝青）改善钢的性能，有两个主要途径：一是调整钢的化学成分，加入合金 元素，即合金化的办法；另一是对钢实施热处理。
这两者之间有着极为密 切，相辅相成的关系，这里只介绍“钢的热处理”一、 钢的热处理的一般概念热处理是一种重要的金属加工工艺，在机械制造工业中已被广泛应 用。
钢经过正确的热处理，可提高使用性能，改善工艺性能，达到充分发 挥材料性能潜力，提高产品质量，延长使用寿命，提高经济效益的目的 据初步统计，在机床制造中，约60%~70%零件要经过热处理；在汽车、 拖拉机制造中需要热处理的零件多达70%~80%至于减速器齿轮箱的齿 轮和工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。
总之，重要的零件都必 须进行适当的热处理才能使用。
所谓钢的热处理是指将钢在固态下 进行加热、保温和冷却三个基本过程， 以改变钢的内部组织结构，从而获得 所需性能的一种加工工艺。
为简明表 明表示热处理的基本工艺过程，通常 用温度-时间坐标绘出热处理工艺曲线, 如图1所示，曲线①表示钢件在加热 升温阶段，曲线②表示钢件加热到规 定温度后处于保温阶段，曲线③表示钢件保温结束后进行淬火冷却。
钢热处理的最基本类型可根据加热和冷却方法不同，大致分类如下: 热处理可以是机械零件加工制造工艺中的一个中间工序，如改善锻、 轧、铸毛坯组织的退火或正火，齿轮箱体消除焊接应力退火和降低工件硬 度改善切削加工性能的退火等。
也可以是使机械零件性能达到规定技术指 标的最终工序，如经淬火加普通热处理- 退火正火淬火 回火表面淬火- 火焰加热感应加热表面热处理--渗碳惟学热处理- -渗氮_碳氮共渗控制气氛热处理其他热处理--真空热处理 —形变热处理热处理类型-图1热处理工艺曲线示意图高温回火，使机械零件获得极为良好综合力学性能，例如渗碳齿轮的整个加工工序是：锻造-退火-粗加工-探伤-正火-精加工-渗碳、淬火、回火-喷丸-（磨齿）。
由此可见，热处理同其他工艺过程密切，在机械零件加工制造过程中具有十分重要的地位和作用。
工程材料 钢的热处理课件
第二节
钢在冷却时的转变-1
C：将已奥氏体化试样连续冷却到不同温度后保温， 测试组织转变量与时间的关系。如等温冷却方式与组 织转变量与时间的 D：将奥氏体转变开始点与奥氏体转变完了点（两 点）按规则移到时间-温度坐标图中。如绘制C曲线过 程
第二节
钢在冷却时的转变-13
四：共析钢过冷奥氏体连续转变曲线（CCT曲线） 1：共析钢过冷奥氏体连续转变曲线特点
（1）：本曲线在C曲线右下方。 如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-1图
（ 2）：共析钢连续冷却时不会发生贝氏体转变。 （3）：过冷奥氏体连续冷却，其产物不可能是单一 均匀的组织。 （4）：其孕育期比C曲线孕育期长。 （5）：由三条线组成：即珠光体转变开始线AB、 珠光体转变终止线BC与珠光体转变完了线CD。
（ 如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-2图
第二节
钢在冷却时的转变-14
——VK。 ——VK′。
2：共析钢过冷奥氏体连续转变冷却速度与组织的关系 上临界冷却速度（临界冷却速度） 下临界冷却速度 如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-3图
⑴：共析钢连续冷却速度大于VK，得到组织为 M+ A残组织（如图：1线，淬火）。
第二节
热处理目的
钢在冷却时的转变-1
不是得到奥氏体，它只是为最终热处理转变作组 织准备，但奥氏体组织与奥氏体组织转变对最终热处 理转变作组织具有决定作用。
一：共析钢的等温转变曲线（time temperature transformation curve—C曲线或TTT曲线） 1：共析钢C曲线的绘制
Mf—马氏体转变结束线。 G：去掉过程线、符号修整，得共析钢C曲线如共
机械工程材料 第11讲 钢的普通热处理
（3）去应力退火
为消除冷热加工在工件中造成的残留内应力而进行的低温退火，称为 去应力退火。去应力退火是将钢件加热至低于Ac1的某一温度(一般为 500℃～650℃)，保温后随炉冷却。
机械工程材料
（4）扩散退火
为减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀性，将其加热到略 低于固相线（固相线以下100℃～200℃）的温度，长时间保温 （10h～15h），并进行缓慢冷却的热处理工艺，称为扩散退火或均匀 化退火。
温度低于Ac3，淬火组织中会保留一部分先共析铁素体， 使钢的强度、硬度下降，并影响钢整体性能的均匀性。
机械工程材料
⑵共析钢、过共析钢的淬火加热温度为AC1+30℃~50℃，淬 火后得到M+Fe3C颗粒+A′组织。
温度过高,奥氏体含碳量增加会引起A′增加,工件硬度降低; 得到片状M,钢的脆性增加;增加工件的变形和开裂倾向等。
均匀，以提高其工艺性能和使用性能； ⑸细化晶粒，改善高碳钢中碳化物的分布和形态，为后续
热处理做好组织上的准备。
机械工程材料
2．退火的种类及应用 ⑴完全退火
完全退火是将工件完全奥氏体化后缓慢冷却，获得接近平衡组织的退 火工艺。
完全退火加热温度为Ac3以上30℃~50℃，冷却方式可采用随炉缓慢冷 却。
机械工程材料
机械工程材料
常用淬火介质是水和油。 水的冷却能力强，但低温却能力太大，只使用于形状简单的碳钢件。 油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小，使用于合金钢
和小尺寸的碳钢件。 熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间,用于形状复杂件的
分级淬火和等温淬火。 聚乙烯醇、硝盐水溶液等也是工业常用的淬火介质。
（c）分级淬火； （d）等温淬火
《钢的热处理》PPT课件
⑵加热速度: 加热速度越快,过热 度越大, 形核率越高, 晶粒越细.
⑶合金元素：
Nb/%
Nb、Ti对奥氏体晶粒的影响
阻碍奥氏体晶粒长大的元素:
Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、
Mo、Cr、Al等碳化物和氮 化物形成元素。
析出颗粒 对黄铜晶 界的钉扎
ppt课件
16
促进奥氏体晶粒长大的元素：Mn、P、C、N。 ⑷ 原始组织: 平衡状态的组织有利于获得细晶粒。 奥氏体晶粒粗大，冷却后的组织也粗大，降低钢的
由于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.
ppt课件
8
第二节 钢在加热时的转变
加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在
A1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加 热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。
一、奥氏体的形成过程
ppt课件
10
℃
第四步 奥氏体成分均匀 共析钢奥氏体化曲线（875℃退火）
化：Fe3C溶解后，其所 温 度
在部位碳含量仍很高， ，
通过长时间保温使奥氏
体成分趋于均匀。
ppt课件
11
共析钢奥氏体化过程
亚共析钢和过共析钢的奥 氏体化过程与共析钢基本 相同。但由于先共析 或 二次Fe3C的存在，要获得 全部奥氏体组织，必须相 应加热到Ac3或Accm以上.
常温力学性能，尤其是塑性。因此加热得到细而均 匀的奥氏体晶粒是热处理的关键问题之一。
真空热处理炉
箱式可控气氛多用炉
ppt课件
17
第三节 钢在冷却时的转变
冷却是热处理更重要的工序。 一、过冷奥氏体的转变产物及转变过程
2021年国家开放大学电大《机械制造基础》章节测试题参考答案
2021年国家开放大学电大《机械制造基础》章节测试题参考答案第一章常用工程材料的基本知识边学边练1.金属材料在外力作用下，对变形和破裂的抵抗能力称为（）a.硬度b.韧性c.塑性d.强度2.适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是（）。
a.洛氏硬度b.以上方法都可以c.维氏硬度d.布氏硬度3.材料的冲击韧度越大，其韧性就（）。
a.越差b.难以确定c.无影响d.越好4.金属材料在做疲劳试验时，试样所承受的载荷为（）。
a.冲击载荷b.交变载荷c.静载荷d.无规律载荷5.（）是α-Fe 中溶入一种或多种溶质元素构成的固溶体。
a.铁素体b.渗碳体c.奥氏体d.珠光体6.珠光体是一种（）。
a.机械混合物b.金属化合物c.固溶体d.单相组织金属7.自位支承（浮动支承）其作用增加与工件接触的支承点数目，但（）。
a. 0.25%b. 1.4%c. 0.6%d. 2.11%8.灰铸铁中的碳主要是以()形式存在。
a.团絮状石墨b.蠕虫状石墨c.球状石墨9.黄铜是由()合成。
a.铜和锌b.铜和镍c.铜和铝d.铜和硅本章测验一、单选题（每题10 分，共50 分）1.拉伸实验中，试样所受的力为（）。
A.冲击载荷B.循环载荷C.交变载荷D.静载荷2.常用的塑性判断依据是（）。
A.伸长率和断面收缩率B.断面收缩率和塑性C.塑性和韧性D.伸长率和塑性3.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试（）。
A.维氏硬度B.洛氏硬度C.布氏硬度D.以上都可以4.金属疲劳的判断依据是（）。
A.抗拉强度B.塑性C.疲劳强度D.强度5.牌号为45 号钢属于（）。
A.普通碳素结构钢B.碳素工具钢C.铸造碳钢D.优质碳素结构钢二、判断题（每题10 分，共50 分）6.通常材料的力学性能是选材的主要指标。
（√）7.抗拉强度是表示金属材料抵抗最大均匀塑性变形或断裂的能力。
（√）8.冲击韧性是指金属材料在静载荷作用下抵抗破坏的能力。
（×）9.碳钢的含碳量一般不超过1.5%。
机械加工工艺第2版教学课件第12讲 典型零件加工-套筒
• 保证相互位置精度的三种工艺方案：
械
– 在一次安装中加工内外圆表面与端面。这种工艺方案由于消除
了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精
制
度。在这种情况下，影响零件内外圆表面间的同轴度和孔轴线
与端面的垂直度的主要因素是机床精度。该工艺方案一般用于
造
零件结构允许在一次安装中，加工出全部有位置精度要求的表 面的场合。为了便于装夹工件，其毛坯往往采用多件组合的棒
1．车Ф82mm外圆到Ф88mm及 M88×1.5mm螺纹（工艺用）
三爪卡盘夹一端，大头顶 尖顶另一端
2
车
2．车端面及倒角 3．调头车Ф82mm外圆到Ф84mm
三爪卡盘夹一端，搭中心 架托Ф88mm处
三爪卡盘夹一端，大头顶 尖顶另一端
4．车端面及倒角取总长1686mm（留 三爪卡盘夹一端，搭中心
加工余量1mm）
造
基准加工套筒的外圆时，常用刚度较好的小锥度心轴安装工件 。小锥度心轴结构简单，易于制造，心轴用两顶尖安装，其安
装误差很小，因此可获得较高的位置精度。
工
艺
机
• 保证相互位置精度的三种工艺方案：
械
– 全部加工分在几次安装中进行，先加工外圆，然后以外圆表面为
定位基准加工内孔。这种工艺方案，如用一般三爪自定心卡盘夹
制
• 磨削速度低。孔的磨削速度、磨削效率和表面粗糙度都 比外圆磨削低。
造
• 轴轮刚性差，容易弯曲变形与震动，影响加工精度和表 面粗糙度，磨削深度也受到限制。
工
• 砂轮易烧伤。 • 排屑困难。
艺
机
• 磨孔是主要的精加工方法。工艺范围如下：
械
– 磨通孔
制
《机械制造基础》教材目录
《机械制造基础》教材目录绪论第1章工程材料1.1 材料的物理、化学及机械性能一、物理性能二、化学性能三、金属材料试验与金属材料的机械性能1.2 钢的热处理一、铁碳相图二、钢的热处理方法1.3 钢铁材料一、钢的分类二、碳素钢三、合金钢四、铸铁1.4 有色金属一、铝及铝合金二、铜及铜合金三、钛及钛合金四、轴承合金五、粉末冶金材料1.5 非金属材料一、陶瓷二、高分子材料三、复合材料1.6 主要材料的加工性能一、主要机械材料的加工性能二、材料的选用第2章铸造2.1 砂型铸造一、造型材料二、砂型三、浇注系统、冒口及溢放口四、造型2.2 特种铸造一、金属材料铸造二、压力铸造三、离心铸造四、熔模铸造五、特种铸造的特点和应用2.3 铸件的清理与检验第3章塑性加工3.1 塑性加工概述3.2 金属热变形加工一、锻造二、轧制三、其他热变形加工法3.3 冲压第4章焊接4.1 焊接概述4.2 气焊4.3 电弧焊4.4 其他焊接方法一、电阻焊二、钎焊三、特殊焊接第5章切削加工5.1 切削加工概述5.2 切削基本原理5.3 切削液第6章常用加工机械6.1 车床6.2 钻床与镗床一、钻床二、镗床6.3 刨床6.4 铣床6.5 磨床第7章螺纹及齿轮制造7.1 螺纹加工7.2 齿轮加工第8章特种加工8.1粉末冶金加工8.2 电火花加工8.3 电镀加工8.4 特殊切削加工简介第9章计算机辅助制造9.1 数控加工基础9.2 生产自动化9.3 机械制造的展望第10章新兴制造技术10.1 半导体制造简介10.2 微细制造简介10.3 其他制造技术。
第四章 钢的热处理及表面强化技术讲解
2．化学镀镍磷
化学镀是指在无外加电流条件下，利用化学方法在金属表面沉积其他金 属或合金的工艺方法。化学镀镍磷合金可提高工件表面的硬度、抗粘着性、 减摩性，从而提高其耐磨性。
2 气相沉积TiN和TiC
气相沉积是指在一定成分的气体中加热至一定温 度，通过化学或物理作用在钢件表面沉积其他金属或 金属化合物的工艺方法。在钢件表面沉积TiN、TiC等 超硬金属化合物，能大大提高其表面的硬度、耐磨性、 耐蚀性和高温抗氧化性。
表 面 热处理
钢加热时的组织转变
钢的预备热处理——退火与正火
钢的最终热处理（一）——淬火与回火 钢的最终热处理（二）——表面热处理 钢的表面强化技术
本 章 要 点
钢的热处理是指将钢在固态下进行 加热、保温和冷却，以获得所需的组织 和性能的工艺方法。通过适当的热处理， 能显著提高钢的力学性能，以满足零件 的使用要求和延长零件的使用寿命；能 改善钢的加工工艺性能（如切削加工性 能、冲压性能等），以提高生产率和加 工质量；还能消除钢在加工（如铸造、 焊接、切削、冷变形等）过程中产生的 残余内应力，以稳定零件的形状和尺寸。
淬火加热后组织 钢种
亚共析钢 Wc≤0.5%
亚共析钢 Wc＞0.5%
淬火温度(℃) Ac3+30～50
Ac3+30～50 Ac1+30～50 Ac1+30～50
残
最终组织 M
M + A残 M + A残 M+Fe3C+A
共析钢 过共析钢
单液淬火 将加热后的零件投入一种冷却剂中冷却至室温。 优点：操作简单，容易实现自动化 缺点：易产生淬火缺陷， 水中淬火易产生变形和 裂纹，油中淬火易产生硬度不足或硬度不均匀等 现象。 应用：碳钢一般用水作冷却介质，合金钢可用油 作冷却介质。
钢的表面热处理ppt课件
感应加热外表淬火原理
• 感应线圈中通以交流电时，即在 其内部和周围产生一与电流一样 频率的交变磁场。假设把工件置 于磁场中，那么在工件内部产生 感应电流，并由于电阻的作用而 被加热。由于交流电的集肤效应， 接近工件外表的电流密度大，而 中心几乎为零。工件外表温度快 速升高到相变点以上，而心部温 度仍在相变点以下。感应加热后， 采用水、乳化液或聚乙烯醇水溶 液放射淬火，淬火后进展180200℃低温回火，以降低淬火应 力，并坚持高硬度和高耐磨性。
化学热处置是将钢件置于一定温度 的活性介质中保温，使一种或几种 元素渗入它的外表，改动其化学成 分和组织，到达改良外表性能，满 足技术要求的热处置过程。
让我们首先学习 一下外表热处置 吧。。。。。。
外表淬火
• 按照实现方式，外表淬火可分为：
•
表淬火
•
感应加热外表淬火
电流频率与淬硬深度的关系
• 在淬火温度形状下， 电流透入的深度与感 应电流的频率有关， 如下式所示：
• •
感应加热外表淬火分类
名称 高频感应加热 中频感应加热 工频感应加热
频率（HZ） 100~1000K 500~10000
50
淬硬深度 （mm)
适用零件
0.2~2 2~8 10~15 以上
中小型，如小模数 齿轮，直径较小的
圆柱型零件
中大型，如直径较 大的轴，大中等模
数的齿轮
大型零件，如直径 大于300mm 的轧
辊及轴类零件
感应加热外表淬火运用范围
• 普通用于中碳钢和中碳低合金钢,如45、 40Cr、40MnB钢等。用于齿轮、轴类零 件的外表硬化，提高耐磨性。
• 为零件心部的性能，感应加热淬火的预 备热处置常采用正火或调质。
简述钢的普通热处理
钢的普通热处理方法：
1.正火：将钢加热到适当温度，保温一段时间后取出在空气中
冷却。
正火的主要应用范围有：用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理；用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理；用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织；用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能；用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向；用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
2.淬火：将钢加热至高温后快速冷却，使其硬化。
淬火的主要
目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性。
3.回火：将淬火后的钢加热到一定温度并保温一段时间，然后
冷却。
回火的主要目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。
4.退火：将钢加热至适当温度并保温一段时间后缓慢冷却。
退
火的主要目的是调整硬度以方便切削加工，消除内应力，稳定尺寸，防止加工中变形。
退火还能细化晶粒，改善组织。
5.表面热处理：包括表面淬火和火焰加热表面淬火等。
表面热
处理的主要目的是提高材料表面的硬度和耐磨性。
6.化学热处理：包括渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
化学热处理的
主要目的是改变材料表面的化学成分，以提高其耐腐蚀性和耐磨性。
机械工程材料_名词解释1
名词解释1.强度：材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力2.抗拉强度：材料发生均匀变形和断裂所能承受的最大应力值3.屈服强度：材料发生明显塑性变形的最小应力值4.塑性：材料发生塑性变形不断裂的能力5.硬度：反应材料软硬程度的一种性能指标它表达材料表面局部区域内抵抗变形或破裂的能力6.相变：相的分解，合成，转变的过程7.冷加工：将在再结晶温度以下进行的加工8.热加工：将在再结晶温度以上进行的加工9.热处理：就是将材料在固态下通过加热，保温，冷却，使其内部组织结构发生变化，获得预期的性能10.马氏体：碳溶于a-Fe且含有大量的饱和碳的过饱和固溶液，具有高硬度，是盘式体通过无扩散型相变转变为亚稳定相11.淬火：将钢加热至高温奥氏体状态后急冷，使奥氏体过冷到M s点以下，获得高硬度马氏体工艺12.回火：将淬火后的钢加热到A1以下某一温度，保温后冷却到室温的热处理工艺的方法13.调质：淬火加高温回火，先得到马氏体，然后通过低于A1的500~650度加热获得回火朔氏体14.表面淬火：紧紧对工件表面层进行淬火的热处理工艺15.渗氮：将钢体在氨中加热至低于AC1，一般如500~600度，活性氨原子在a-Fe中就具有一定的降解能力，被工作表面吸收并向内扩散的方法16.结构钢：制造机械零件用的钢17.优质结构钢：Ws,Wp均≤0.035%的碳钢18.合金结构钢：在优质碳素结构中加入合金元素得到的钢19.工具钢：用于制造工具，模具制造的钢20.灰铸钢：c以片状是的分布靠在的铸体简答：1什么是固溶体，金属化合物各自有什么性能：固溶体是溶质原子溶于固态金属溶剂中形成的合金相。
性能：它保持溶剂所固有的晶体结构，但溶质原子溶于溶剂中，引起晶体常熟改变，并导致晶体畸变，使塑性变形抗力增大，从而使合金的强度和硬度增高，塑性降低。
金属化合物：金属与金属元素间及部分非金属元素间具有金属特性的化合物。
性能：很高的熔点，硬度和较大的脆性。
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第一第节三钢节的钢退的火回和火正火
一、回火的定义和目的 将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，保温一定
时间后再冷却到室温的热处理工艺称为回火。
一般淬火后的钢件都要进行回火处理。回火的目的在于： ⑴减少或消除内应力，降低钢的脆性，以防止工件进一步
变形和开裂；⑵促进马氏体和残余奥氏体的分解，稳定组 织，以稳定工件的尺寸和形状；⑶调整工件的内部组织， 以获得所需要的力学性能。
回火马氏体
回火马氏体是马氏体分解得到极细的过渡型碳化物ε碳化 物与过饱（含碳较低）的a-相的混合组织 。
这种组织极易受腐蚀，光学显微镜下呈暗黑色针状组织。 因马氏体中碳的过饱和降低，使淬火钢的体积减小，内应
力降低，韧性略有增加； ε碳化物的弥散析出则使淬火钢 在这一阶段的硬度降低很少或基本保持不变。
一、淬透性的概念 淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其大小是
用规定条件下淬硬层深度来表示。
机械工程材料
图 大截面工件的不同冷速与淬透情况示意图 （a）零件截面的不同冷却速度；（b）未淬透区的示意图
当淬火组织中马氏体和非马氏体组织各占一半，即所谓半 马氏体区时，显微观察极为方便，硬度变化最为剧烈为测 试方便，通常采用从淬火工件表面至半马氏体区距离作为 淬透层的深度。
机械工程材料
2.高温回火脆性 又称可逆回火脆性。是指淬火钢在500-650℃范围内回火
后缓冷时出现的脆性，回火后快冷不出现，是可逆的。 防止办法： ⑴ 回火后快冷。 ⑵ 加入合金元素W (约1%)、 Mo(约0.5%)。该法更适用
于大截面的零部件。 ⑶减少杂质元素含量。
机械工程材料
第四节 钢的淬透性
150-250℃
350-500℃
500-650℃
M回
在保留高硬度、高 耐磨性的同时，降 低内应力。
适用于各种高碳 钢、渗碳件及表面 淬火件。
T回
提高e及s，同时 使工件具有一定韧 性。
S回
获得良好的综合力学性能，即在 保持较高的强度同时，具有良好 的塑性和韧性。
适用于 弹簧热处理
广泛用于各种结构件如轴、齿轮 等热处理。也可作为要求较高精 密件、量具等预备热处理。
机械工程材料
三、影响淬透性的因素 C曲线右移，↑淬透性 ↓ Vk， ↑淬透性 ①碳含量 在碳钢中，共析钢的临界冷速最小，淬透性最好。 ②合金元素 除钴以外，其余合金元素溶于奥氏体后，降低临界冷却速
度，使C曲线右移，提高钢的淬透性。 ③奥氏体化温度钢中未溶第二相
机械工程材料
四、淬透性的测定及其方法 1.末端淬火法
⑵残余奥氏体的分解（200℃～300℃） 当回火温度在200℃～300℃时，残余奥氏体分解为马氏体
或下贝氏体组织。马氏体继续分解到350℃左右，淬火应 力进一步降低，但硬度下降不明显。
机械工程材料
⑶碳化物的转变（250℃～400℃）
当回火温度在250℃以上时，ε碳化物随温度升高逐步转变 为Fe3C。这一阶段的组织为铁素体和颗粒状的渗碳体复合 组织，称回火托氏体（回火屈氏体）。淬火应力已基本消 除，硬度明显下降。
机械工程材料
机械工程材料
图 淬硬层的显示
二、淬硬性 淬硬性是钢在淬火后所能达到的最高硬度。 淬硬性主要与钢的碳含量有关，碳含量越高，则钢的淬硬
性越高。 淬硬性与淬透性的区别 淬透性表示钢淬火时获得马氏体的能力，它反映钢的过冷
奥氏体稳定性，即与钢的临界冷却速度有关。过冷奥氏体 越稳定，临界淬火速度越小，钢在一定条件下淬透层深度 越深，则钢的淬透性越好。 淬硬性是钢在理想条件下所能达到的最大硬度，主要取决 于马氏体的含碳量，与钢中合金元素的含量关系不大。
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复习上节内容
一、钢的退火与正火 退火的种类 正火的目的 二、钢的淬火
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第七章 钢的普通热处理
第一节 钢的退火和正火（上次课已讲） 第二节 钢的淬火（上次课已讲） 第三节 钢的回火 第四节 钢的淬透性 第五节 普通热处理的技术条件标注与工序安排
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四、回火脆性 淬火钢的韧性并不总是随温度升高而提高。 在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，
称回火脆性。
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1.低温回火脆性 又称不可逆回火脆性。是指淬火钢在250-350℃回火时出
现的脆性。 这种回火脆性是不可逆的，只要在此温度范围内回火就会
出现脆性，目前尚无有效消除办法。 回火时应避开这一温度范围。
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二、回火时的组织转变和性能变化 ⑴马氏体的分解（＜200℃） 在80℃～200℃回火时，马氏体中过饱和的碳原子将以亚
稳定的ε碳化物形式细小弥散地析出在基体上。经过这一 阶段回火后的组织由过饱和的α固溶体和亚稳定的ε碳化物 组成，称为回火马氏体。
透射电镜下的回火马氏体形貌
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回火托氏体
由于回火屈氏体中铁素体的碳含量已经降到了平衡浓度， 晶格畸变大大减少，使得碳的固溶强化作用基本消失，导 致钢的强度、硬度降低，淬火内应力基本消除，塑性和韧 性则有所提高；
另一方面，由于铁素体仍保持马氏体的强化形态，同时渗 碳体颗粒分布在铁素体基体上也起弥散强化的作用，所以 回火屈氏体具有高弹性极限和较高的强度。
弹簧钢通常经中温回火得到回火屈氏 体，为什么？
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⑷渗碳体的聚集长大与α相的再结晶（＞400℃）
当回火温度升至400℃以上时，渗碳体发生聚集，长大成为较大的颗 粒状。同时铁素体形态在600℃以下回火保持淬火时的板条状或片状； 而在600℃以上时，铁素体的形态变成了近似等轴的多边形晶粒，称 铁素体发生了再结晶。于是得到了由经过再结晶的多边形铁素体和较 大颗粒的渗碳体组成的组织，称为回ห้องสมุดไป่ตู้索氏体。
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回火索氏体
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图 淬火钢在回火过程中的变化
图 含碳量为0.2、0.35、0.6、0.8和1.2的钢回火时硬度变化
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图 40钢各种力学性能与回火温度的关系
三、回火的分类
低温回火
中温回火
高温回火
回火温度 回火组织 回火目的
应用