热处理工艺课件
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2) 热处理件实现零畸变ຫໍສະໝຸດ Baidu最低的质量分散度。
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3) 加热炉使用寿命增加9 倍,加热炉价格降低 50%。延长加热炉使用寿命的前提应该是必须 保证加热炉的各项性能指标和经济指标。这与 我国流行的“小车不倒只管推”绝对是两回事。
目前我们的问题主要是如何强制淘汰能耗大、 效率低,温度不均的旧设备。
4) 生产实现零污染。这是一个大难题,因为我 们欠账实在太多。前30年的高速发展没有对环 境造成的污染引起足够重视这种做法再也不能 继续下去了,我们必须弄清热处理究竟造成了哪 些污染并设法解决。
➢ 目的：消除因变形加工及铸造、焊接过程中引起的残 余内应力，以提高工件的尺寸稳定性，防止变形和开 裂。
五、再结晶退火 ➢ 工艺：钢材的再结晶退火温度为650～700℃。经一段
时间保温后随炉缓慢冷却。 ➢ 目的：消除加工硬化、提高塑性、改善切削加工及成形
性能。
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六、钢的正火
正火的加热温度为Ac3或Accm以上30～50℃，保 温以后的冷却方式在空气中进行。由于正火比退火的 冷却速度大，故珠光体的片层间距较小，因而正火后 强度、硬度较高。
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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。
➢ 应用：共析钢、过共析钢和合金工具钢。 ➢ 组织：球状珠光体。
三、扩散退火
➢ 工艺：一般在Ac3或Accm以上150～300℃，长时间保温（10h以 上），随炉缓冷。
➢ 目的：减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀 性。
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四、去应力退火
➢ 工艺：一般是将工件随炉缓慢加热至500～650℃，经 一段时间保温后随炉缓慢冷却至300～200℃以下出炉。
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✓ 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：
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➢ 目的：使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化（退火前正火将 网状渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；并为以后 的淬火作组织准备。
改革开放以来,随着机械制造业的蓬勃发展,热处理行业 也得到了迅猛发展,大厂的热处理车间得到了更新改造, 小型热处理专业厂如雨后春笋遍地开花,还出现了设备 先进、资金雄厚、管理严格的外资专业热处理厂,使得 我国热处理水平有了很大提高。但是令人遗憾的是我 国热处理行业还存在许多问题,严重制约了我国机械制 造产品质量的提高。
正火的应用：
①低碳钢和某些低碳低合金钢采用正火来调整硬度， 改善切削加工性能。
②过共析钢的正火是为了消除网状碳化物。
③某些受力不大，性能要求不高的中碳钢和中碳合 金钢件，正火后的力学性能尚能满足要求，可作为最终 热处理。
第三章 钢的热处理工艺
1
热处理方法
普通热处理
热处理 表面热处理 特殊热处理
退火
正火
淬火
回火
火焰加热
表面淬火
感应加热
化学热处理
形变 真空 其他
渗碳 氮化 碳氮共渗 其他
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美国热处理技术发展路线图
美国能源部(DOE) 、金属学会的热处理学会(ASM2HTS) 和热处理协会(HTI)从1997年开始花了7年时间的筹备,于 2004年正式公布的美国热处理技术发展路线图( heat treating technology roadmapupdate22004 HTS revision),其目的是为了提高热处理的生产技术水平和经 济效益, 所以路线图初稿(1997) 特别标明是针对热处理 加工企业( roadmapworkshop)的。
5) 新工艺新技术的开发与应用。为了实现发展 规划,美国热处理学会开出了一张需要解决的 70多个项目的清单。
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§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；
大部分均改以材料为主,大大减少了热处理专业的毕业生人数; 6) 重金融、重管理,轻生产,导致生产一线的技术人员大量流失。据
初步了解,一流大学热处理专业毕业生大部分去了国外,二流大学热 处理专业也只有20%的毕业生在从事热处理技术工作,其他的都改了 行,结果导致热处理技术人才奇缺; 7) 热处理技术乏人开发,工厂缺乏开发新技术的意识,高校及研究机 构大多转向新材料的研究,开发热处理新技术的经费无从落实,热处 理新技术方面的研究课题很难得到国家资助。
我国的热处理行业是随着机械制造业的发展而发展起 来的。
1949年以前,由于连年战乱,除了少数军工企业外,基本 上没有机械制造业,当然也就不存在热处理行业。
1949年以后,随着工业建设的发展,在前苏联援建的大 型机械制造工厂中出现了现代化的热处理车间,最有代 表性的就是长春一汽和洛阳拖拉机厂的热处理车间。
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1) 重数量、轻质量的错误思想至今存在,致使热处理至今没有得到 应有的重视;
2) 钢料市场混乱、质量欠佳且极不稳定,导致热处理质量难以控制; 3) 采取牺牲质量来降低成本以提高竞争能力的恶性竞争导致质量滑
坡; 4) 许多小热处理专业厂的设备十分落后,致使热处理质量差、排污、
能耗居高不下; 5) 重材料、轻热处理,导致全国100多个金属材料热处理专业中的绝
2020年要实现的目标,即节约80%的能源,工艺周期缩短 50% ,生产成本降低75% ,热处理炉使用寿命提高10倍,炉 子价格降低50% ,热处理件零畸变,零质量分散度,企业利 润率保持25%以上,和用户保持10年以上的固定协作关系, 热处理生产零排放,炉衬厚度减少一半,隔热能力提高一倍。
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我国热处理现状
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3) 加热炉使用寿命增加9 倍,加热炉价格降低 50%。延长加热炉使用寿命的前提应该是必须 保证加热炉的各项性能指标和经济指标。这与 我国流行的“小车不倒只管推”绝对是两回事。
目前我们的问题主要是如何强制淘汰能耗大、 效率低,温度不均的旧设备。
4) 生产实现零污染。这是一个大难题,因为我 们欠账实在太多。前30年的高速发展没有对环 境造成的污染引起足够重视这种做法再也不能 继续下去了,我们必须弄清热处理究竟造成了哪 些污染并设法解决。
➢ 目的：消除因变形加工及铸造、焊接过程中引起的残 余内应力，以提高工件的尺寸稳定性，防止变形和开 裂。
五、再结晶退火 ➢ 工艺：钢材的再结晶退火温度为650～700℃。经一段
时间保温后随炉缓慢冷却。 ➢ 目的：消除加工硬化、提高塑性、改善切削加工及成形
性能。
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六、钢的正火
正火的加热温度为Ac3或Accm以上30～50℃，保 温以后的冷却方式在空气中进行。由于正火比退火的 冷却速度大，故珠光体的片层间距较小，因而正火后 强度、硬度较高。
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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。
➢ 应用：共析钢、过共析钢和合金工具钢。 ➢ 组织：球状珠光体。
三、扩散退火
➢ 工艺：一般在Ac3或Accm以上150～300℃，长时间保温（10h以 上），随炉缓冷。
➢ 目的：减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀 性。
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四、去应力退火
➢ 工艺：一般是将工件随炉缓慢加热至500～650℃，经 一段时间保温后随炉缓慢冷却至300～200℃以下出炉。
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✓ 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：
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➢ 目的：使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化（退火前正火将 网状渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；并为以后 的淬火作组织准备。
改革开放以来,随着机械制造业的蓬勃发展,热处理行业 也得到了迅猛发展,大厂的热处理车间得到了更新改造, 小型热处理专业厂如雨后春笋遍地开花,还出现了设备 先进、资金雄厚、管理严格的外资专业热处理厂,使得 我国热处理水平有了很大提高。但是令人遗憾的是我 国热处理行业还存在许多问题,严重制约了我国机械制 造产品质量的提高。
正火的应用：
①低碳钢和某些低碳低合金钢采用正火来调整硬度， 改善切削加工性能。
②过共析钢的正火是为了消除网状碳化物。
③某些受力不大，性能要求不高的中碳钢和中碳合 金钢件，正火后的力学性能尚能满足要求，可作为最终 热处理。
第三章 钢的热处理工艺
1
热处理方法
普通热处理
热处理 表面热处理 特殊热处理
退火
正火
淬火
回火
火焰加热
表面淬火
感应加热
化学热处理
形变 真空 其他
渗碳 氮化 碳氮共渗 其他
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美国热处理技术发展路线图
美国能源部(DOE) 、金属学会的热处理学会(ASM2HTS) 和热处理协会(HTI)从1997年开始花了7年时间的筹备,于 2004年正式公布的美国热处理技术发展路线图( heat treating technology roadmapupdate22004 HTS revision),其目的是为了提高热处理的生产技术水平和经 济效益, 所以路线图初稿(1997) 特别标明是针对热处理 加工企业( roadmapworkshop)的。
5) 新工艺新技术的开发与应用。为了实现发展 规划,美国热处理学会开出了一张需要解决的 70多个项目的清单。
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§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；
大部分均改以材料为主,大大减少了热处理专业的毕业生人数; 6) 重金融、重管理,轻生产,导致生产一线的技术人员大量流失。据
初步了解,一流大学热处理专业毕业生大部分去了国外,二流大学热 处理专业也只有20%的毕业生在从事热处理技术工作,其他的都改了 行,结果导致热处理技术人才奇缺; 7) 热处理技术乏人开发,工厂缺乏开发新技术的意识,高校及研究机 构大多转向新材料的研究,开发热处理新技术的经费无从落实,热处 理新技术方面的研究课题很难得到国家资助。
我国的热处理行业是随着机械制造业的发展而发展起 来的。
1949年以前,由于连年战乱,除了少数军工企业外,基本 上没有机械制造业,当然也就不存在热处理行业。
1949年以后,随着工业建设的发展,在前苏联援建的大 型机械制造工厂中出现了现代化的热处理车间,最有代 表性的就是长春一汽和洛阳拖拉机厂的热处理车间。
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1) 重数量、轻质量的错误思想至今存在,致使热处理至今没有得到 应有的重视;
2) 钢料市场混乱、质量欠佳且极不稳定,导致热处理质量难以控制; 3) 采取牺牲质量来降低成本以提高竞争能力的恶性竞争导致质量滑
坡; 4) 许多小热处理专业厂的设备十分落后,致使热处理质量差、排污、
能耗居高不下; 5) 重材料、轻热处理,导致全国100多个金属材料热处理专业中的绝
2020年要实现的目标,即节约80%的能源,工艺周期缩短 50% ,生产成本降低75% ,热处理炉使用寿命提高10倍,炉 子价格降低50% ,热处理件零畸变,零质量分散度,企业利 润率保持25%以上,和用户保持10年以上的固定协作关系, 热处理生产零排放,炉衬厚度减少一半,隔热能力提高一倍。
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我国热处理现状