热处理工艺学课件淬火与回火分析

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§11-2 淬火介质
• 定义：淬火工艺中所采用的冷却介质
• 淬火介质的要求：
– 足够的冷却能力
– 来源方便、无毒、不腐蚀工件
– 介质性能稳定性好（不易燃、易爆）
– 适用钢种宽
• 淬火介质冷却能力的测定－淬火烈度H
• 淬硬性：钢在理想条件下淬火时所获得 的最大硬度的能力－与钢的含碳量有关
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§11-4 淬火工艺
• 加热规范
– 亚共析：Ac3＋30～50℃（温度不太高是为了 保证晶粒细小； Ac3以上是保证溶入足够的碳， 防止未溶的F导致硬度不均匀）
油
中、高温 200℃/s
2600 ℃/s
3000 ℃/s
150 ℃/s
低温 800 ℃/s 19.11.2020
800热℃处理/工s艺学600 ℃/s
30 ℃/s 17
§11-3 淬透性
• 淬透性：钢在淬火时获得马氏体的能力 －是钢的固有属性，取决于过冷奥氏体
稳定性（或钢的临界淬火速度）
• 淬透层深度（淬硬层深度）：从表面至 50%马氏体组织处深度－取决于Vc、冷 却介质、零件尺寸等
退火与正火
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复习
• 上一节课我们讲到奥氏体的连续冷却时 的组织转变，其冷却速度不同，转变后 所得到的组织性能也不一样
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导入新课
• 在生产工作中我们常用的工具、刀具如锉刀、 铣刀等等，其本身就具有很高的硬度，但它们 也是经过切削加工出来的，问题是如此硬的材 料如何切削加工？因此，我们在加工生产这类 高硬度的工具前必须对其进行热处理（退火或 回火），已达到加工时所需要的组织性能（如 硬度），加工好后再次对其进行调质处理已达 到其工作状态的性能。退火与正火在工业生产 中常用于预先热处理，它们的目的一样。
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正火
• 1、概念：将钢加热至Ac3以上30-50℃， 保温一段时间后，在空气中冷却至室温 的工艺方法。
• 2，特点：正火后可得到细珠光体组织索 氏体，强度、硬度较高。工艺周期短、 成本低、得到的组织性能好。
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正火
• 3、目的：①、改善低碳钢、低碳合金钢 的切削加工性能；②、细化晶粒，提高 力学性能；③、消除过共析钢中的网状 渗碳体，为球化退火做准备；④、代替 中碳钢和低碳合金结构钢的退火，提高 经济性。
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4、退火和正火的区别：
• 正火工艺周期短、成本低、得到的组织性能较 好，故生产中低碳钢、低碳合金钢常以正火代 替退火。但由于正火冷却速度较快，可能会使 形状较复杂的零件产生较大的内应力甚至开裂， 所以形状较复杂的零件不适用正火处理，而对 于力学性能要求不是很高的零件，正火还可作 为最终热处理。高碳钢一般都先通过正火处理 以消除钢中网状渗碳体组织再进行退火处理。
H＝K（钢表面与介质的热交换系数）/λ
（钢的导热系数）
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• 工件在淬火介质中的冷却过程
– 无物态变化的淬火介质（熔盐、熔金属等）
• 传导＆对流
– 有物态变化的淬火介质（水基、油基）
• 蒸汽膜阶段：辐射 • 沸腾阶段：汽化 • 对流阶段：对流
• 常用淬火介质
水
盐水
碱水
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新课教学
退火
• 1、 概念：将钢加热到适当温度并保温一定时 间后，缓慢冷却（一般随炉冷却）至室温的热 处理方法。
• 2、 退火的目的：A、降低硬度，提高塑性， 以利于切削加工和冷变形加工；B、细化晶粒， 均匀组织，为后续热处理做好组织准备；C、 消除残余应力，防止工件变形与开裂。
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• ③、去应力退火 • 概念：将钢加热至略低于Ac1线的温度（一般
500-650℃），保温一定时间后缓慢冷却至室 温的工艺方法。
• 特点及目的：消除内应力（因为去应力退火过 程中组织不会发生变化）。
• 用途：只是用来消除零件在锻造、铸造、焊接 等生产时产生的内应力，以防止工件变形和开 裂，加热过程中组织不会发生变化。
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小结
• 通过本节内容学习，同学们首先要熟悉 有关退火和正火的的概念，其次要能够 将退火与正火进行比较，总结出它们各 自的优点，并通过比较火能够正确合理 的选择这两种热处理法方法。
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任务拓展延伸
• 作业习题集第三章 一：2、3；二：6； 三：5四：3；五：1
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退火
• ②、球化退火 • 概念：将钢加热至Ac1线以上20-30℃，保温一段时
间后以＜50℃/h的速度随炉冷却到室温以获得球状P 组织的工艺方法。 • 特点及目的：将片层状的P转变为球形细小颗粒的渗碳 体，降低硬度，，以便于切削加工，防止淬火加热时 A晶粒粗大，减小工件变形和开裂。 • 用途：主要用于共析钢和过共析钢（如碳素工具钢、 合金工具钢、滚动轴承等）。
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新课教学
（一）机械零件一般的加工工艺顺序：
• 锻（铸）造→退火或正火→机械粗加工→淬火 +回火（或表面热处理）→精加工
• 从以上顺序我们看出，退火或正火一般是在机 械粗加工前作为预备热处理进行的，是为了消 除前道工序所造成的某些组织缺陷及内应力、 改善材料的切削性能，及为以后的热处理做好 组织准备。对于某些不太重要的工件，正火也 可作为最终热处理。
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3、常用的退火方法有完全退火、去应力退 火和球化退火三种：
• ①、完全退火 • 概念：将钢加热至完全A化（Ac3以上30-50℃），保
温一定时间后随炉缓慢冷却以获得接近平衡状态组织 的工艺方法。 • 特点及目的：冷却后A转变为细小而均匀的F+P，从而 达到细化晶粒，消除内应力，降低钢的硬度，为随后 的加工和淬火做好组织准备的目的。 • 用途：主要用于中碳钢、中低碳合金结构钢的锻件、 铸件、热轧型材等，有时也用于焊接件。过共析钢 （含碳量＞0.77％）不宜采用完全退火。