热处理工艺及设备 共80页共80页文档
常用材料热处理工艺完整版
常用材料热处理工艺完整版热处理工艺是指通过加热、保温和冷却等一系列措施，改变材料的组织结构和性能的一种工艺。
常用材料热处理工艺主要包括退火、正火、淬火和回火等。
1.退火退火是指将材料加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却到室温的过程。
退火能够消除材料内部的应力，改善材料的可加工性和机械性能。
常见的退火工艺有全退火、球化退火和时效退火等。
-全退火全退火是将材料加热到高于临界温度的区域，使组织发生再结晶，然后缓慢冷却到室温。
全退火能够使材料获得良好的塑性和韧性。
-球化退火球化退火是将材料加热到高于临界温度的区域，使组织中的晶粒成球状，然后缓慢冷却。
球化退火能够使材料获得细小均匀的晶粒，提高材料的韧性和延展性。
-时效退火时效退火是将材料加热到一定温度，在保温一定时间后快速冷却。
时效退火能够使材料的晶粒尺寸增大，提高材料的硬度和抗腐蚀性能。
2.正火正火是将材料加热到临界温度并保持一段时间，然后缓慢冷却。
正火能够消除材料内部的应力，使组织细化，提高材料的硬度和韧性。
正火适用于一些低碳钢和合金钢的热处理。
3.淬火淬火是指将材料加热到临界温度以上，保温一段时间，然后迅速冷却到室温。
淬火能够使材料快速形成马氏体组织，并获得高硬度。
淬火适用于一些高碳钢和合金钢的热处理。
4.回火回火是指将淬火处理后的材料加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却。
回火能够使材料的硬度降低，提高材料的韧性和抗脆性。
回火适用于一些淬火处理后需要获得一定韧性的材料。
总结起来，常用材料的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火。
不同的材料和要求会选择不同的热处理工艺，以达到最佳的组织结构和性能。
热处理实用工艺规程
热处理实用工艺规程热处理是指在一定的温度下，对金属材料进行加热、保温和冷却的一种工艺。
热处理能够改善金属材料的力学性能、物理性能和化学性能，提高材料的硬度、强度和耐磨性等。
1.温度参数：温度是热处理过程中最基本的参数之一，不同的金属材料在不同的温度下会产生不同的微观结构和力学性能变化。
温度参数应该包括加热温度、保温温度和冷却温度等。
2.时间参数：时间是热处理过程中的另一个重要参数，不同的材料在不同的时间下会产生不同的相变行为和微观结构的变化。
时间参数应该包括加热时间、保温时间和冷却时间等。
3.冷却介质参数：冷却介质是影响材料相变和性能的主要因素之一，不同的冷却介质对材料的相变速率和相变方式都有不同的影响。
冷却介质参数应该包括冷却介质的类型、温度和冷却速率等。
4.微观结构参数：微观结构是反映材料组织性能的关键特征之一，不同的热处理工艺会产生不同的微观结构。
微观结构参数应该包括晶粒尺寸、晶界形态、相分布和析出相等。
5.力学性能参数：力学性能是反映材料力学特性的指标，不同的热处理工艺会对材料的硬度、强度、韧性和塑性等力学性能产生影响。
力学性能参数应该包括材料的硬度、强度、延伸率和缩颈率等。
6.物理性能参数：物理性能是反映材料物理特性的指标，不同的热处理工艺会对材料的热膨胀系数、热导率和磁导率等物理性能产生影响。
物理性能参数应该包括材料的热膨胀系数、热导率和磁导率等。
7.化学性能参数：化学性能是反映材料化学特性的指标，不同的热处理工艺会对材料的耐蚀性、氧化性和溶解性等化学性能产生影响。
化学性能参数应该包括材料的耐蚀性、氧化性和溶解性等。
上述是热处理实用工艺规程的一些全参数，不同的材料和具体要求会有所不同，需要根据实际情况进行具体的制定。
通过合理的热处理工艺规程，可以实现对材料性能的精确调控，提高材料的综合性能和应用价值。
热处理工艺规程资料
热处理工艺规程资料热处理是指通过加热、保温和冷却等工艺控制材料的晶体结构和物理性能的改变过程。
热处理工艺规程是指对于不同种类材料进行热处理时所需的具体工艺参数和要求的规定。
下面就热处理工艺规程的内容进行详细介绍：1.热处理流程：热处理工艺规程首先需要明确热处理流程，包括加热、保温和冷却等各个环节的操作流程和时间控制。
2.加热温度：加热温度是热处理过程中非常重要的参数。
不同材料的加热温度会有所区别，需要根据材料的组织结构和性能要求进行合理的选择。
3.保温时间：保温时间是指材料在一定温度下保持稳定状态的时间。
保温时间的长短会对材料的组织结构和性能产生影响，需要根据具体材料的特性和要求进行合理的设置。
4.冷却速率：冷却速率也是热处理的重要参数之一、冷却速率的不同会影响材料的组织结构和性能，需要合理地控制冷却速率。
5.热处理设备：热处理工艺规程还需要明确所采用的热处理设备，包括热处理炉、加热元件、温度控制系统等。
这些设备的性能和稳定性对于热处理工艺的实施有着重要的影响。
6.热处理介质：一些特定的热处理工艺可能需要在特定的介质中进行，比如油、水、盐等。
这些介质的选择和使用方法都需要在热处理工艺规程中进行明确。
7.目标性能要求：热处理工艺规程还需要明确对于材料的目标性能要求。
这些要求可能包括硬度、韧性、耐磨性等，需要根据具体应用和材料的要求进行合理的设定。
8.检测方法和标准：热处理工艺规程还需要明确热处理后材料性能的检测方法和标准。
这些检测方法可以包括金相显微分析、化学成分分析、机械性能测试等，需要根据实际情况进行选择。
9.工艺控制要求：热处理工艺规程还需要明确对于工艺过程的控制要求，包括温度的控制精度、时间的控制精度、冷却速率的控制精度等。
这些要求对于保证热处理效果和稳定性有着重要的作用。
10.安全操作规程：热处理工艺规程还需要明确对于操作人员的安全操作规程，包括材料的装卸、炉门打开和关闭、温度调整等操作过程中的注意事项和操作规范。
《热处理原理及工艺》课件
热处理的基本原理
热处理基于材料的相变和晶体结构变化。通过控制加热温度、保温时间和冷 却速率，可以调控晶粒尺寸、相组成和硬度。
热处理工艺流程
热处理工艺包括加热、保温和冷却阶段。常见的工艺流程包括退火、淬火、 回火和表面处理。
热处理常用的设备和工具
热处理设备包括炉子、加热器、冷却介质和测温仪器。常用的工具有夹具、 夹具和渗碳等。每种方法具有不同的应用场景和效果。
热处理的应用范围和优势
热处理广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。它能够提高材料 的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
热处理的注意事项和常见问题解答
热处理过程中需要注意温度控制、冷却方式和工艺参数的选择。课件中还将解答常见问题，帮助您更好地理解 和应用热处理技术。
热处理原理及工艺
热处理是一种关键的金属加工工艺，通过加热和冷却改变金属的物理和化学 性质。本课件将深入探讨热处理的原理、工艺和应用，并分享一些注意事项 和常见问题解答。
热处理的定义和作用
热处理是通过加热和冷却控制材料的结构和性能，从而改变其力学性质、导 热性、电性能等。它广泛应用于金属加工、材料改良和工业制造。
热处理工艺课件
热处理定义与分类
古代热处理
早在古代，人们就发现了金属加热后可以改善其性能，如青铜器时代的青铜制品和铁器时代的铁制品。
现代热处理
现代热处理技术的发展始于19世纪，随着工业革命的推进，人们对金属材料性能的要求越来越高，热处理技术也不断创新和发展。
热处理历史与发展
提高金属材料性能
热处理可以有效提高金属材料的强度、硬度、耐磨性、抗腐蚀性等性能，以满足各种不同领域的需求。
03
热处理
02
01
将工件从炉中取出，注意避免工件受热不均或氧化。
出炉
去除工件表面的氧化皮、杂质等，保证工件表面质量。
清理
对工件进行质量检查，包括硬度、形状、尺寸等方面，确保符合要求。
检查
后处理
04
热处理工艺中的常见问题及解决方案
热处理过程中，材料可能会发生变形，影响工件的精度和使用性能。
总结词
总结词
工件变形与开裂的解决方案
05
热处理工艺应用实例
汽车零件热处理
详细描述
汽车零件热处理主要包括以下几种
总结词
汽车零件热处理是指通过加热和冷却的方法改变零件的机械性能，以满足汽车制造和使用过程中的要求。
齿轮类零件热处理
通过加热和冷却的方法，改善齿轮的硬度和耐磨性，提高齿轮的使用寿命。
弹簧类零件热处理
热处理变形主要是由于材料内部的组织结构变化、应力集中以及热胀冷缩等现象导致的。
详细描述
热处理变形
总结词
热处理过程中，工件可能会出现开裂现象，导致工件报废或性能下降。
详细描述
热处理开裂通常是由于热处理过程中产生的内应力超过材料的承受极限，导致材料发生开裂。Fra bibliotek热处理开裂
热处理工艺
使二次渗碳体或珠光体中的渗碳体球化，以降低硬度，改善切削加工性能。
蔓延退火
熔点以下100~200℃
减少化学成份和组织的不匀称
去应力退火
Ac1线以下(普通为500~600℃)
消除工件中残留内应力
正火（空冷）
加热温度
组织
目的
亚共析钢
Ac3+30~50℃
F+S
（1）作为总算热处理：细化晶粒、匀称组织
（2）作为预先热处理：对结构较大的合金结构钢前，淬火或调质前常举行正火，消除魏氏组织和带状组织，并获得细小而匀称的组织。
（3）改善切削加工性能：调节硬度
过共析钢
Accm+30~50℃
S+ Fe3CⅡ
热处理工艺
组织
目的
彻低退火
(重结晶退火)
亚共析钢：Ac3+20 Nhomakorabea30℃F+P
组织匀称化和细化，得到临近平衡状态的组织，以降低硬度，改善切削加工性能。因为冷却速度缓慢，还可消除内应力。
等温退火
亚共析钢：高于Ac3
过共析钢：高于Ac1
快冷到A1~550℃之间，保温，然后再缓慢冷却。
同上
球化退火
过共析钢：高于Ac1
热处理工艺课件
§3-1 钢的退火与正火
退火是将钢加热到一定温度并保温一定时间以后， 以缓慢的速度冷却（炉冷）下来，使之获得接近平衡 状态的组织的热处理工艺。
一、完全退火
➢ 工艺：把钢加热至Ac3以上20 ℃～30 ℃, 保温一定时 间后缓慢冷却(随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却), 以获得 接近平衡组织（完全奥氏体化）的热处理工艺。 ➢ 目的: ✓ 通过完全重结晶，使热加工造成的粗大、不均匀的 组织均匀化和细化，以提高性能；
我国急需解决的热处理技术问题
1) 节能问题。在美国的发展规划中提出:“能 源消耗减少80% ”,这确实是一个惊人的指标。 目前美国的热处理能耗是400 kW·h / t,如减少 80% ,就得降至80 kW·h / t,这令人很难想象。
目前我国的热处理能耗较美国高1倍,即800 kW·h / t。
化 学 成 分，w.t.%
Mn
Si
0.50～0.80
0.20～0.40
0.50～0.80
0.17～0.37
0.20～0.40
0.15～0.35Байду номын сангаас
0.20～0.40
0.15～0.35
0.60～0.90
1.50～2.00
0.90～1.20
0.17～0.37
0.20～0.40
0.15～0.35
0.15～0.35
✓ 使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡状态的组织， 以降低硬度，改善切削加工性能。
✓ 由于冷却速度缓慢，还可消除内应力。 ➢ 应用: 完全退火一般用于亚共析钢。
二、球化退火
➢ 工艺：
热处理工艺课件
目的
常用退火工艺
降低金属的硬度，改善其切削加工性能，消除内应力，稳定尺寸，减少变形。
完全退火、等温退火、球化退火等。
03
02
01
淬火是一种将金属加热到一定温度，保温一段时间，然后快速冷却的一种工艺。
定义
提高金属的硬度、强度和耐磨性。
目的
水淬、油淬、盐浴淬火等。
常用淬火工艺
定义
时效是一种将金属在一定温度下长时间保温，以达到强化金属内部结构，提高其硬度和强度的一种工艺。
节能热处理
减少化学物质的使用，开发低污染或无污染的介质和添加剂。
无污染热处理
对废弃物进行再利用和回收，提高资源利用率。
再应多样化、个性化需求，实现定制化生产，提高生产效率和客户满意度。
01
自动化和智能化控制
利用物联网、大数据和人工智能等技术，实现设备的自动化和智能化控制，提高生产效率和产品质量。
热处理工艺课件
汇报人：
2023-11-30
目录
热处理工艺概述热处理工艺种类热处理工艺参数控制热处理工艺应用与实例热处理工艺问题与解决方案热处理工艺发展趋势与展望
01
CHAPTER
热处理工艺概述
热处理是金属材料通过改变其内部组织结构来改善其力学性能和耐腐蚀性能的一种工艺方法。
热处理定义
根据加热和冷却方式的不同，热处理可分为以下几类
热处理分类
退火
淬火
回火
正火
调质
热处理过程：一般包括以下几个步骤
加热
冷却
保温
热处理原理：通过加热和冷却过程中的相变来改变金属材料的内部组织结构。
热处理设备
包括加热炉、冷却设备、热处理夹具等。
热处理工艺规程(工艺参数)
热处理工艺规程（工艺参数）热处理是一种通过加热和冷却金属材料来改变其物理和机械性能的方法。
热处理工艺规程（工艺参数）是指在进行热处理过程中所需的关键参数和操作流程。
下面将介绍热处理工艺规程中的主要内容。
1.材料选择：在热处理工艺规程中，首先需要选择适合进行热处理的材料。
不同的材料具有不同的组织结构和硬度，因此需要根据具体要求选择合适的材料进行热处理。
2.加热温度：加热温度是热处理中非常重要的一个参数。
加热温度直接影响材料的相变和组织结构的形成，从而影响其性能。
加热温度的选择应根据具体材料的特性和所要求的性能进行确定。
3.保温时间：保温时间指的是材料在加热到一定温度后，需要在该温度下保持的时间。
保温时间的长短决定了材料的组织结构是完全转变还是部分转变。
不同材料的保温时间有所不同，需要根据实际情况进行确定。
4.冷却速率：冷却速率是指材料从加热温度急剧冷却至室温的速度。
冷却速率的选择会影响材料的相变过程和组织结构的形成，从而对材料的性能产生影响。
一般来说，快速冷却可以获得高强度和硬度，而慢速冷却则可以获得较高的韧性。
5.加热方式：热处理中常用的加热方式有电阻加热、感应加热和燃气加热等。
不同的加热方式具有不同的加热速度和均匀度，需要根据材料的要求和实际生产条件进行选择。
6.热处理设备：在进行热处理时，需要选择合适的热处理设备来完成加热和冷却的过程。
热处理设备应具备稳定和可控的加热和冷却功能，以确保热处理过程的准确性和一致性。
7.检测方法：热处理后的材料需要进行相应的检测和评价。
常用的检测方法包括金相显微镜观察、硬度测试、拉伸测试等。
检测方法的选择应根据需要评价的性能指标和实际条件进行确定。
总结起来，热处理工艺规程（工艺参数）是热处理过程中的核心内容，它涉及到材料选择、加热温度、保温时间、冷却速率、加热方式、热处理设备和检测方法等方面。
这些参数的选择和控制直接影响着热处理后材料的性能，因此在热处理工艺规程的制定过程中需要充分考虑材料的特性和要求，结合实际生产条件进行合理确定。
热处理工艺及设备讲义
热处理工艺及设备教学内容第一讲：绪论（自我介绍，与学生沟通。
）举例：例1）：弹簧件：目前用于制作弹簧工件的材料有很多种。
首先根据工件使用条件和要求选用合适的弹簧钢，然后加工成形。
这时虽然材料和工件的形状都达到了弹簧工件的要求，但性能并没有达到技术要求。
这时工件在受力作用下就会发生塑性变形，无法起到弹簧工件的作用。
要想使工件充分体现出弹簧的特性，就要根据所用具体材料进行相应热处理来满足。
例2）：家用菜刀、剪刀等，这些工件使用性能如何，热处理的好与坏，直接影响刀具的质量，如硬度低时，易出现卷刃现象，如硬度过高，易出现断裂现象等。
例3）：学生在钳工实习时制作的小锤子。
在钳工制作锤子时，所用工具有：锉刀、锯条和钻头等工具，它们同样是金属材料，为什么锤子能被加工得动？这说明这些工具的硬度比锤子的硬度高，所以能把锤子从原材料加工成锤子的形态。
但在钳工加工成形的锤子也只是一个半成品。
因为虽然锤子的形状，尺寸达到了要求，但它们的机械性能并没有达到要求。
如果这时用它锤击工件，锤子本身就会出现变形。
所以要想使锤子不但在尺寸和精度上达到要求而且在性能上也应达到技术要求，为此就要通过进行热处理来完成。
例4）：古代刀剑，不经过热处理，是没法上战场使用的。
引出本课程的教学目的：认识、理解、掌握、运用《热处理工艺及设备》知识。
0 绪论0-1 热处理的起源和历史春秋战国时期，铸铁的石墨化退火和脱碳退火，应用于农具中；西汉时代，钢铁兵器的淬火提高硬度；三国时代，发现了淬火介质对工件质量的影响；汉魏时期，开始了化学热处理；明代，有了渗碳工艺；由于历史原因，新中国成立前的热处理一直停滞不前。
0-2 热处理的概念、工艺特点1、热处理：采用适当的方式对固态金属或合金进行加热、保温和冷却，以获得所要求的组织结构（或表面化学成分）与性能的工艺。
性能包括：工艺性能、机械性能、物理性能和化学性能。
1）加热升温的目的图0-1 热处理工艺曲线示意图使金属材料由低温组织转变为高温组织（举例：钢在常温下其内部有珠光体、铁素体、马氏体、上、下贝氏体等组织。
热处理工艺文件
焊接、热处理质量控制流程（1）焊接质量控制系统程序图
T
（2）热处理质量控制系统程序图
焊缝热处理
1、方法
（1）、局部焊后热处理对于20mm厚度及以下的低合金管道可以用火焰加热进行焊前预热。
（2）、对特殊材质及有特殊要求焊缝，应按照焊接工艺规范的规定合理选用焊前和焊后热处理方法。
2、焊前预热及焊后热处理时，应测量和记录其温度，测温点的部位和数量应根
据执行标准的规定要求合理，测温仪表应经计量检定合格。
3、对容易产生焊接延迟裂纹的钢材，焊后应及时进行焊后热处理，当不能及时
进行焊后热处理时，应在焊后立即均匀加热至300-350℃，并进行保温缓冷，其加热范围应与焊后热处理要求相同。
4、焊前预热及焊后热处理温度应符合设计或焊接作业指导书的规定，当无规定
时，常用管材焊接的焊前预热及焊后热处理温度宜符合表1的规定：
常用管材焊前预热及焊后热处理工艺条件（表1）
5、当采用钨极氩弧焊打底时，焊前预热温度可按表1规定的下限温度降低50℃。
6、焊后热处理的加热速率、热处理温度的恒温时间及冷却速率应符合下列规定：
（1）、当温度升至400℃以上时，加热速率不应大于（250×25/δ）℃/h，且不得大于330℃/h。
（2）、焊后热处理的恒温时间应为每25mm壁厚恒温1小时，且不得小于15min，在恒温期间内最高与最低温差应低于65℃。
（3）、恒温后的冷却速率不应大于（60 ×25/δ）℃/h，且不得大于260℃/h，400℃以下可自然冷却。
（4）、热处理后进行返修或硬度检查超过规定要求的焊缝应重新进行热处理。