钢的热处理实例PPT课件
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《钢的热处理》PPT课件
231形成当a过冷到a1线以下时a产生了变化在晶界处产生了fe3c晶核长大使侧a的含量下降当fe3c长大时使到原有的a的c含量达到f时fe3c两侧形成的晶核当f长大时cmax0006向周围的a排出多原子增加了两侧a的c含量促进了fe3c片的形成如此反复24形成f与fe3c层片相间的混合组织与此同时在晶界其他部位又可能产生新的晶核fe3c小片并不断交替生核长大直到各种不同取向的p晶团群彼此相遇a全部转变为p
三) 转变产物的组织与性能
1.珠光体型 ( P ) 转变 ( A1～550℃ ) : A1～650℃ : P ; 5～25HRC; 片间距为0.6～0.7μm ( 500× )。
650～600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2～0.4μm (1000×); 25～36HRC。
600～550℃:极细片状P---屈氏体(T); 片间距为＜0.2μm ( 电镜 ); 35～40HRC。
珠光体形貌像
光镜下形貌
电镜下形貌
索 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
屈 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
三) 转变产物的组织与性能
2.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) :
形成，F 与 Fe3C 层片相间的混合组 织，与此同时，在晶界其他部位又可能 产生新的晶核（ Fe3C 小片），并不断 交替生核长大，直到各种不同取向的P晶 团（群）彼此相遇，A全部转变为P。 由此可见，P的形成，包含两个不 同的过程： 通过C的扩散而使成分产生改变，即 由含C量0.8％（0.77％）的A 含 C量极高的Fe3C和含C量极低的F转变；
( % ) 50 40 30 20 10 0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Wc 100
三) 转变产物的组织与性能
1.珠光体型 ( P ) 转变 ( A1～550℃ ) : A1～650℃ : P ; 5～25HRC; 片间距为0.6～0.7μm ( 500× )。
650～600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2～0.4μm (1000×); 25～36HRC。
600～550℃:极细片状P---屈氏体(T); 片间距为＜0.2μm ( 电镜 ); 35～40HRC。
珠光体形貌像
光镜下形貌
电镜下形貌
索 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
屈 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
三) 转变产物的组织与性能
2.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) :
形成，F 与 Fe3C 层片相间的混合组 织，与此同时，在晶界其他部位又可能 产生新的晶核（ Fe3C 小片），并不断 交替生核长大，直到各种不同取向的P晶 团（群）彼此相遇，A全部转变为P。 由此可见，P的形成，包含两个不 同的过程： 通过C的扩散而使成分产生改变，即 由含C量0.8％（0.77％）的A 含 C量极高的Fe3C和含C量极低的F转变；
( % ) 50 40 30 20 10 0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Wc 100
第四章-钢的热处理ppt课件(全)
3.碳化物的转变（250~450℃） 250℃以上回火时， ε碳化物将逐渐转变为稳定的渗碳体组织，到450℃时全 部转变为高度弥散分布的渗碳体。α固溶体中的含碳量已 降到平衡含量而成为铁素体，但其形态仍为针状。由针 状铁素体和高度弥散分布的渗碳体组成的组织——回火 托氏体。
4.渗碳体的聚集长大和铁素体的再结晶（450~700℃） 450℃以上，在渗碳体球化、长大的同时，铁素体在 500~600℃开始再结晶，铁素体由板条状或针状转变为 多边形晶粒。这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状 渗碳体的组织——回火索氏体 。
（2）加热速度 加热速度越快，转变温度越高， 转变时间越短，转变速度越快。
（3）钢的原始组织 原始组织越细，晶核的形 成速度就越快，形成速度较快。
（二）奥氏体晶粒长大及其影响因素
1.奥氏体晶粒度 两种表示方法：用晶粒的平均尺寸 表示；另一种是用晶粒度N来表示。
2.奥氏体晶粒的长大
奥氏体起始晶粒，奥氏体起始晶粒度，实际晶粒，实际晶 粒 度，本质晶粒度，本质粗晶粒钢，本质细晶粒钢
②下贝氏体 在350℃~Ms温度范围内形成的，由含 碳过饱和的针片状铁素体和铁素体片内弥散分布的碳化 物组成。
下贝氏体组织具有 较高的强度、硬度，同 时具有良好的塑性和韧 性。常用等温淬火的方 法获得。
（3）低温转变（马氏体型转变） 在Ms线以下，过冷 奥氏体将转变成马氏体组织，在过冷奥氏体的连续冷 却转变中介绍。
理想的淬火冷却曲线
生产中常用的淬火冷却介质 （1）水及水溶液
（2）油 机械油、变压器油、柴油、植物油等
（二）淬火方法
1.单介质淬火 将奥氏体 化的工件投入一种淬火冷却介 质中，一直冷却到室温的淬火 方法。
一般碳钢在水或水溶液中 淬火，合金钢在油中淬火等均 属单液淬火。
4.渗碳体的聚集长大和铁素体的再结晶（450~700℃） 450℃以上，在渗碳体球化、长大的同时，铁素体在 500~600℃开始再结晶，铁素体由板条状或针状转变为 多边形晶粒。这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状 渗碳体的组织——回火索氏体 。
（2）加热速度 加热速度越快，转变温度越高， 转变时间越短，转变速度越快。
（3）钢的原始组织 原始组织越细，晶核的形 成速度就越快，形成速度较快。
（二）奥氏体晶粒长大及其影响因素
1.奥氏体晶粒度 两种表示方法：用晶粒的平均尺寸 表示；另一种是用晶粒度N来表示。
2.奥氏体晶粒的长大
奥氏体起始晶粒，奥氏体起始晶粒度，实际晶粒，实际晶 粒 度，本质晶粒度，本质粗晶粒钢，本质细晶粒钢
②下贝氏体 在350℃~Ms温度范围内形成的，由含 碳过饱和的针片状铁素体和铁素体片内弥散分布的碳化 物组成。
下贝氏体组织具有 较高的强度、硬度，同 时具有良好的塑性和韧 性。常用等温淬火的方 法获得。
（3）低温转变（马氏体型转变） 在Ms线以下，过冷 奥氏体将转变成马氏体组织，在过冷奥氏体的连续冷 却转变中介绍。
理想的淬火冷却曲线
生产中常用的淬火冷却介质 （1）水及水溶液
（2）油 机械油、变压器油、柴油、植物油等
（二）淬火方法
1.单介质淬火 将奥氏体 化的工件投入一种淬火冷却介 质中，一直冷却到室温的淬火 方法。
一般碳钢在水或水溶液中 淬火，合金钢在油中淬火等均 属单液淬火。
《钢的热处理》PPT课件
一、钢的奥氏体化
钢加热到Ac1，点以上时会发生珠光体向奥氏体的转变，加 热到Ac3和Accm点以上时，便全部转变为奥氏体，热处理加热的 主要目的就是为了得到奥氏体，因此这种加热到相变点以上获得 奥氏体组织的过程称为钢的奥氏体化。
1.奥氏体的形成
精选ppt
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5
§ 3.1 钢在加热时的组织转变
钢的热处理的目的在于消除毛坯(如铸件、锻件等)中缺陷， 改善其工艺性能，为后续工序作好组织准备;更重要的是热处理能 显著提高钢的力学性能，从而充分发挥钢材的潜力，提高工件的 使用性能和使用寿命。因此，热处理在机械制造工业中占有十分 重要的地位。
根据加热和冷却方法不同，常用的热处理大致分类如下。 (1)整体热处理对工件进行整体穿透加热。常用的方法有:退 火、正火、淬火、回火等。
二、奥氏体晶粒的长大及其影响因素
精选ppt
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9
§ 3.1 钢在加热时的组织转变
奥氏体形成后继续加热或保温，在伴随着残余渗碳体的溶解
和奥氏体的均匀化同时，奥氏体的晶粒将发生长大。其结果使钢
件冷却后的机械性能降低，特别是冲击韧性变坏;奥氏体晶粒粗大
也是淬火变形和开裂的重要原因。所以，为了获得细晶粒的奥氏
7
§ 3.1 钢在加热时的组织转变
较低，只有延长保温时间，通过碳原子的扩散，才能得到成分均
匀的奥氏体。如图3-3为钢的奥氏体化过程。
由上可知，热处理的保温，不仅是为了将工件热透，而且也
是为了获得均匀的奥氏体组织，以便冷却后能得到良好的组织和
性能。
亚共析钢和过共析钢加热到Ac1点以上时，珠光体转变成奥 氏体，得到的组织为奥氏体和先析的铁素体或渗碳体，称为不完
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钢加热到Ac1，点以上时会发生珠光体向奥氏体的转变，加 热到Ac3和Accm点以上时，便全部转变为奥氏体，热处理加热的 主要目的就是为了得到奥氏体，因此这种加热到相变点以上获得 奥氏体组织的过程称为钢的奥氏体化。
1.奥氏体的形成
精选ppt
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§ 3.1 钢在加热时的组织转变
钢的热处理的目的在于消除毛坯(如铸件、锻件等)中缺陷， 改善其工艺性能，为后续工序作好组织准备;更重要的是热处理能 显著提高钢的力学性能，从而充分发挥钢材的潜力，提高工件的 使用性能和使用寿命。因此，热处理在机械制造工业中占有十分 重要的地位。
根据加热和冷却方法不同，常用的热处理大致分类如下。 (1)整体热处理对工件进行整体穿透加热。常用的方法有:退 火、正火、淬火、回火等。
二、奥氏体晶粒的长大及其影响因素
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§ 3.1 钢在加热时的组织转变
奥氏体形成后继续加热或保温，在伴随着残余渗碳体的溶解
和奥氏体的均匀化同时，奥氏体的晶粒将发生长大。其结果使钢
件冷却后的机械性能降低，特别是冲击韧性变坏;奥氏体晶粒粗大
也是淬火变形和开裂的重要原因。所以，为了获得细晶粒的奥氏
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§ 3.1 钢在加热时的组织转变
较低，只有延长保温时间，通过碳原子的扩散，才能得到成分均
匀的奥氏体。如图3-3为钢的奥氏体化过程。
由上可知，热处理的保温，不仅是为了将工件热透，而且也
是为了获得均匀的奥氏体组织，以便冷却后能得到良好的组织和
性能。
亚共析钢和过共析钢加热到Ac1点以上时，珠光体转变成奥 氏体，得到的组织为奥氏体和先析的铁素体或渗碳体，称为不完
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钢的热处理工艺课件(PPT 70张)
1.8
第6章
钢的热处理工艺
6.1 钢的Байду номын сангаас通热处理
6.1.2 正火
正火是将钢加热到Ac3(亚共析钢)和Ac cm(过共析钢)以上30℃～50℃，经 过保温一段时间后，在空气中或在强制流动的空气中冷却到室温的工艺方法。 正火的目的为以下三点。 1. 作为最终热处理 对强度要求不高的零件，正火可以作为最终热处理。正火可以细化晶粒， 使组织均匀化，减少亚共析钢中铁素体含量，使珠光体含量增多并细化，从而 提高钢的强度、硬度和韧性。 2. 作为预先热处理 截面较大的结构钢件，在淬火或调质处理(淬火加高温回火)前常进行正火 ，可以消除魏氏组织和带状组织，并获得细小而均匀的组织。对于含碳量大于 0.77%的碳钢和合金工具钢中存在的网状渗碳体，正火可减少二次渗碳体量， 并使其不形成连续网状，为球化退火作组织准备。 3. 改善切削加工性能 正火可改善低碳钢(含碳量低于0.25%)的切削加工性能。含碳量低于0.25% 的碳钢，退火后硬度过低，切削加工时容易“粘刀”，表面粗糙度很差，通过 正火使硬度提高至140HB～190HB，接近于最佳切削加工硬度，从而改善切削 1.9 加工性能。
1.6
第6章
钢的热处理工艺
6.1 钢的普通热处理
2) 适用范围 完全退火主要适用于含碳量为0.25%～0.77%的亚共析成分的碳钢、合金钢 和工程铸件、锻件和热轧型材。过共析钢不宜采用完全退火，因为过共析钢加热 至Accm以上缓慢冷却时，二次渗碳体会以网状沿奥氏体晶界析出，使钢的强度 、塑性和冲击韧性显著下降。 2. 等温退火 将钢件或毛坯加热至Ac3(或Ac1)以上20℃～30℃，保温一定时间后，较快 地冷却至过冷奥氏体等温转变曲线“鼻尖”温度附近并保温(珠光体转变区)，使 奥氏体转变为珠光体后，再缓慢冷却下来，这种热处理方式为等温退火。 等温退火的目的与完全退火相同，但是等温退火时的转变容易控制，能获得 均匀的预期组织，对于大型制件及合金钢制件较适宜，可大大缩短退火周期。 3. 球化退火 球化退火是将钢件或毛坯加热到略高于 Ac1 的温度，经长时间保温，使钢中二 次渗碳体自发转变为颗粒状(或称球状)渗碳体，然后以缓慢的速度冷却到室温的 工艺方法。 1) 球化退火的目的 降低硬度，均匀组织，改善切削加工性能，为淬火作准备。
钢的热处理及工艺课件(PPT44张)
1、奥氏体的形成过程
一、钢的临界温度 在缓慢加热和冷却 时，其固态转变 的临界温度是由 相图决定。 二、加热时组织转 变 是从室温组织转变 为A组织的过程， 故也称为奥氏体 化（A化）。 P （详述） A化一般包括四个连 续转变过程： F
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E
A AC3 A3 Ar3 Acm Arcm
ACcm
S
Ar1
(Hull–Mehl mechanism for pearlite initiation)
Formation of a binodule. Note that the formation of a in γ 2 (b) can catalyze the formation of u in both γ 1 and γ 2 (c). Light micrograph of a series of uninodules (A) and binodules (B) in a partially transformed eutectoid steel. Note that pearlite initiation is almost exclusively at the grain boundaries. In addition, complete coverage of the boundaries has led to site saturation. The approximate positions of the grain boundaries are delineated by the heavy lines. (Computer enhanced image, from an original in Mehl )
钢在冷却时的组织转变返回
钢经加热获得A组织，其最终性能是由随后的冷却所得到的组织来决定，因 此控制A在冷却时的转变过程是获得所需性能的关键。深入研究A在冷却时的 转变规律则需掌握A冷却方式、过冷A等温转变曲线、过冷A连续冷却转变曲 线等内容。(补充等温转变曲线的建立）
钢材的冷加工时效处理及热处理(共7张PPT)
材的屈服点提高，塑性和韧性降低。由于塑性变形中产生内应力，
故钢材的弹性模量Ｅ降低。
• 如图。钢材的应力-应变曲线为 OKCD，若钢材被拉伸至超过屈服 强度的任意值时，放松拉力，则 钢材将恢复到O1点。如此时再拉
伸，其应力-应变曲线为O1K1C1D1
，新屈服点比原屈服点提高， 但伸长率降低。在一定范围内 ，冷加工变形程度越大，屈服 强度提高越多，塑性和韧性降 低的越多。
低的现象称为时效。 3将）经淬过火冷(加拉热的至钢7筋2于3 ℃常以温上下，存在放空15气～中20缓ｄ慢，冷或却加的热过到程10) 0～200°Ｃ并保持一段时间，这个过程称为时效处理。 时效分为自然时效和人工时效两种。 将钢钢材材 产在生常时温效下的进主行要冷原拉因、是冷，拔溶或于冷α一轧F，e中使的产碳生、塑氮性原变子形，，向从晶而格提缺高陷屈处服移强动度和，集这中个的过速程度称大为为钢加材快的，冷这加将工使强滑化移处面理缺。陷处碳、氮原子富集，使
提高，而塑性和韧性降低。 钢材产 的生应时力效-应的变主曲要线原为因O是KC，D溶，于若α钢一材Fe被中拉的伸碳至、超氮过原屈子服，强向度晶的格任缺意陷值处时移，动放和松集拉中力的，速则度钢大材为将加恢快复，到这O将1点使。滑移面缺陷处碳、氮原子富集，使
晶冷格加畸 工变强加化剧的，原造理成是其：滑钢移材、在变塑形性更变为形困中难晶，格因的而缺强陷度增进多一，步而提缺高陷，的塑晶性格和严韧重性畸则变进，一对步晶降格低的，进而 一弹步性滑模移量将则起基到本阻恢碍复作。用，故钢材的屈服点提高 钢，材塑的 性应和力韧-性应降变低曲。线为OKCD，若钢材被拉伸至超过屈服强度的任意值时，放松拉力，则钢材将恢复到O1点。 将钢材按一定规则加热、保温和冷却，以改变其组织结构，从而获得需要性能的加工工艺，总称为钢的热处理。 钢材的冷应加力工-应、变时曲效线处为理O及KC热D处，理若钢材被拉伸至超过屈服强度的任意值时，放松拉力，则钢材将恢复到O1点。 1如）此退时火再(加拉热伸至，7其2应3 ℃力以-应上变，曲置线于为水O或1K油1中C1冷D却1，的新过屈程服) 点比原屈服点提高，但伸长率降低。 工2）地正或火预(加制热厂至钢7筋2混3 ℃凝以土上施，工在中退常火利炉用中这缓一慢原冷理却，过对钢程筋) 或低碳钢盘条按一定制度进行冷拉或冷拔加工，以提高屈服强度。 如钢此材时 的再冷拉加伸工，、其时应效力处理-应及变热曲处线理为O1K1C1D1，新屈服点比原屈服点提高，但伸长率降低。
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适用于35～55,40Cr,35CrMn,35CrMo,42SiMn等材料齿轮。
加工工艺路线: 下料 锻造 正火 粗加工 调质
半精加工 精车加工 表面淬火
及 低温回火
精磨
.
15
热处理实例
(1)正火(或完全退火）
细化晶粒，调整硬度
加热至Ac3+30～50℃,空冷, 细珠光体+(少量铁素体)
(2)调质热处理
工艺：
下料
锻造
正火
切削加工
渗碳
淬火
低温回火 精加工
掌握各热处理工序的目的，工艺，组织
.
热处理实例
12
(1)正火
热处理实例
细化晶粒；调整硬度，便于切削加工
加热至Ac3+30～50℃,空冷, 组织细珠光体+(少量铁素体)
(2)渗碳 提高表面含碳量 920～930℃保温3～9h
下料 锻造 正火 切削加工 渗碳 淬火
常用的退火和正火工艺
.
3
热处理实例
最终热处理 :
淬火
得到M组织，提高强度硬度
＋ 回火
低温回火，得到M′，消除应力，保留高硬度 中温回火，得到T′，高弹性极限
高温回火，得到S′，良好综合力学性能
.
4
热处理实例
退火、正火、淬火的区别与联系： 加热保温，
目的均为A化，具体温度看成分和是否完全A化 亚共析钢均为完全A化，Ac3+30~50℃ 过共析钢，正火为完全A化， Accm+30~50℃
4、轴承用钢: 高碳, Wc = 0.95～1.15%
G Cr15
热处理实例
含Cr量WCr ≈ 1.5 % 滚动轴承钢
.
24
GCr15轴承钢制造轴承的工艺路线
热处理实例
锻造
正火
球化退火
机加工
淬火 + 冷处理 ( – 60 ～ – 80℃;1h )
低温回火
磨削加工
稳定化处理 ( 120 ～ 150℃；5 ～ 10h )
典型零件的热处理
.
1
热处理实例
一般零件生产的工艺路线: 毛坯生产 预备热处理
机械加
工 最终热处理 机械精加工 预备热处理 : 退火 ; 正火 最终热处理 : 淬火 ; 回火
.
2
热处理实例
预备热处理 : 退火（炉冷） ; 正火（空冷） 得到珠光体类组织
调整硬度，便于切削加工 改善组织（均匀组织、均匀成分、消除网状碳化物等） 细化晶粒，为最终热处理做组织准备
.
16
轻载齿轮：45， 调质或正火
中载齿轮：45、40Cr， 调质，耐磨部位表面淬火
重载齿轮：20Cr、20CrMnTi， Байду номын сангаас碳淬火
高精度齿轮：38CrMoAlA， 调质渗氮
.
热处理实例
17
热处理实例
.
18
二、滚动轴承热处理
滚珠轴 承
滚针轴承
滚柱轴承
热处理实例
1、工作条件
高载荷，交变应力 高转速，一定冲击。
.
25
二、滚动轴承热处理
5、热处理工艺 ①预备热处理: 正火：消除网状碳化物，细化晶粒 球化退火：降低硬度，提高韧性，为淬火组织准备 ②淬火:获得马氏体组织 810～860℃（温度偏高），让Cr尽量溶入A， 又不致于导致晶粒粗大，A含碳过高；油冷 ③冷处理:获得马氏体组织,减少Ar ④低温回火:消除残余应力，保持高硬度.
.
19
二、滚动轴承热处理
2、失效形式
接触疲劳破坏
热处理实例
.
20
塑性变形
热处理实例
.
21
磨损
热处理实例
.
22
二、滚动轴承热处理
3、性能要求:
❖高的硬度和耐磨性;
（内外圈和滚动体） ❖高的接触疲劳强度;
❖较好的韧性和耐蚀性;
❖尺寸稳定性
滚珠轴承
滚针轴承
滚柱轴承
热处理实例
.
23
二、滚动轴承热处理
.
8
热处理实例
.
9
一.齿轮热处理
热处理实例
1、工作条件－用于传递动力、改变方向或速度的重要零件， 受力情况复杂。
2、常见失效形式 齿轮接触面磨损或齿面塑性变形（表面硬度不足）； 齿轮面剥落（疲劳损坏、点蚀）； 断齿（韧性低 或强度低或超载）
.
10
一.齿轮热处理
热处理实例
3.齿轮的技术要求
齿面高的硬度、接触疲劳、耐磨损性能；
.
热处理实例
26
热处理实例
汽车板簧
扭转弹簧
大型热卷弹簧
弹簧丝
.
27
三、弹簧热处理
热处理实例
1、工作条件
储存能量和减轻震动,主要承受拉力、压力、扭力、交变载荷；
2、失效形式：
疲劳断裂，永久变形
3、性能要求：
高的强度极限、弹性极限、疲劳极限、成型加工性能（塑性 成型、热处理性能）
4、常用材料
65、65Mn、60Si2Mn等中碳钢及中碳合金钢
低碳钢：渗碳→淬火→低温回火 （表面56～62HRC，心部156～179HBS ）
38CrMoAl：调质→氮化 （表面>700HV，心部26～33HRC，高精度）
.
7
➢ 齿轮热处理 ➢ 轴承热处理 ➢ 弹簧热处理 ➢ 工具热处理 ➢ 轴的热处理
热处理实例
基本思路： 工作条件（载荷，环境） 失效形式 性能要求 材料 热处理工艺
(3)渗碳后淬火 获得马氏体，提高表面硬度
低温回火 精加工
直接淬火或一次淬火
理想组织：
表面：隐针M+Ar （少量） +碳化物
心部:低碳M+F（少量）
(4)回火
消除淬火应力，低温200℃，M→M回
.
13
20 CrMnTi 钢制造齿轮的 热处理工艺曲线
热处理实例
.
14
热处理实例
5.齿轮热处理工艺 2）中载齿轮（中碳钢）热处理（表面淬火）
退火淬火为不完全A化， Ac1+30~50℃
常用的退火和正火工艺
.
5
热处理实例
退火、正火、淬火的区别与联系： 冷却阶段，退火炉冷，得到珠光体
正火空冷，得到细珠光体（S） 淬火快冷（水、油），得到M类组织
常用的退火和正火工艺
.
6
热处理实例
表面和心部要求不同（表硬里韧）零件的热处理
中碳钢：调质→表面淬火→低温回火 （表面50～55HRC，心部265～280HBS）
齿轮根部及齿轮具有高的强度和韧性。
4.齿轮用钢
低、中碳
轻载齿轮：45， 调质或正火
中载齿轮：45、40Cr， 调质，耐磨部位表面淬火
重载齿轮：20Cr、20CrMnTi， 渗碳淬火
高精度齿轮：38CrMoAlA， 调质渗氮
.
11
5.齿轮热处理工艺 1）渗碳齿轮 材料：20CrMnTi、 20Cr、 30CrMnTiA等 服役场合：高速重载（汽车齿轮）
使心部具有良好强韧性
加热至Ac3+30～50℃后淬火+500～600℃高温回火, 回火索氏体
(3)表面感应淬火(表面火焰淬火)
提高表面硬度
表面加热至Ac3+30～50℃，心部没有加热。 淬火后表面获得马氏体,
过渡层马氏体+F＋残余奥氏体, 心部回火索氏体
(4)低温回火
消除淬火应力，低温200℃，M→M回
加工工艺路线: 下料 锻造 正火 粗加工 调质
半精加工 精车加工 表面淬火
及 低温回火
精磨
.
15
热处理实例
(1)正火(或完全退火）
细化晶粒，调整硬度
加热至Ac3+30～50℃,空冷, 细珠光体+(少量铁素体)
(2)调质热处理
工艺：
下料
锻造
正火
切削加工
渗碳
淬火
低温回火 精加工
掌握各热处理工序的目的，工艺，组织
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热处理实例
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(1)正火
热处理实例
细化晶粒；调整硬度，便于切削加工
加热至Ac3+30～50℃,空冷, 组织细珠光体+(少量铁素体)
(2)渗碳 提高表面含碳量 920～930℃保温3～9h
下料 锻造 正火 切削加工 渗碳 淬火
常用的退火和正火工艺
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3
热处理实例
最终热处理 :
淬火
得到M组织，提高强度硬度
＋ 回火
低温回火，得到M′，消除应力，保留高硬度 中温回火，得到T′，高弹性极限
高温回火，得到S′，良好综合力学性能
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4
热处理实例
退火、正火、淬火的区别与联系： 加热保温，
目的均为A化，具体温度看成分和是否完全A化 亚共析钢均为完全A化，Ac3+30~50℃ 过共析钢，正火为完全A化， Accm+30~50℃
4、轴承用钢: 高碳, Wc = 0.95～1.15%
G Cr15
热处理实例
含Cr量WCr ≈ 1.5 % 滚动轴承钢
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GCr15轴承钢制造轴承的工艺路线
热处理实例
锻造
正火
球化退火
机加工
淬火 + 冷处理 ( – 60 ～ – 80℃;1h )
低温回火
磨削加工
稳定化处理 ( 120 ～ 150℃；5 ～ 10h )
典型零件的热处理
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热处理实例
一般零件生产的工艺路线: 毛坯生产 预备热处理
机械加
工 最终热处理 机械精加工 预备热处理 : 退火 ; 正火 最终热处理 : 淬火 ; 回火
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2
热处理实例
预备热处理 : 退火（炉冷） ; 正火（空冷） 得到珠光体类组织
调整硬度，便于切削加工 改善组织（均匀组织、均匀成分、消除网状碳化物等） 细化晶粒，为最终热处理做组织准备
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轻载齿轮：45， 调质或正火
中载齿轮：45、40Cr， 调质，耐磨部位表面淬火
重载齿轮：20Cr、20CrMnTi， Байду номын сангаас碳淬火
高精度齿轮：38CrMoAlA， 调质渗氮
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热处理实例
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热处理实例
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二、滚动轴承热处理
滚珠轴 承
滚针轴承
滚柱轴承
热处理实例
1、工作条件
高载荷，交变应力 高转速，一定冲击。
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二、滚动轴承热处理
5、热处理工艺 ①预备热处理: 正火：消除网状碳化物，细化晶粒 球化退火：降低硬度，提高韧性，为淬火组织准备 ②淬火:获得马氏体组织 810～860℃（温度偏高），让Cr尽量溶入A， 又不致于导致晶粒粗大，A含碳过高；油冷 ③冷处理:获得马氏体组织,减少Ar ④低温回火:消除残余应力，保持高硬度.
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二、滚动轴承热处理
2、失效形式
接触疲劳破坏
热处理实例
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塑性变形
热处理实例
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磨损
热处理实例
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二、滚动轴承热处理
3、性能要求:
❖高的硬度和耐磨性;
（内外圈和滚动体） ❖高的接触疲劳强度;
❖较好的韧性和耐蚀性;
❖尺寸稳定性
滚珠轴承
滚针轴承
滚柱轴承
热处理实例
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二、滚动轴承热处理
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8
热处理实例
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9
一.齿轮热处理
热处理实例
1、工作条件－用于传递动力、改变方向或速度的重要零件， 受力情况复杂。
2、常见失效形式 齿轮接触面磨损或齿面塑性变形（表面硬度不足）； 齿轮面剥落（疲劳损坏、点蚀）； 断齿（韧性低 或强度低或超载）
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一.齿轮热处理
热处理实例
3.齿轮的技术要求
齿面高的硬度、接触疲劳、耐磨损性能；
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热处理实例
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热处理实例
汽车板簧
扭转弹簧
大型热卷弹簧
弹簧丝
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三、弹簧热处理
热处理实例
1、工作条件
储存能量和减轻震动,主要承受拉力、压力、扭力、交变载荷；
2、失效形式：
疲劳断裂，永久变形
3、性能要求：
高的强度极限、弹性极限、疲劳极限、成型加工性能（塑性 成型、热处理性能）
4、常用材料
65、65Mn、60Si2Mn等中碳钢及中碳合金钢
低碳钢：渗碳→淬火→低温回火 （表面56～62HRC，心部156～179HBS ）
38CrMoAl：调质→氮化 （表面>700HV，心部26～33HRC，高精度）
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➢ 齿轮热处理 ➢ 轴承热处理 ➢ 弹簧热处理 ➢ 工具热处理 ➢ 轴的热处理
热处理实例
基本思路： 工作条件（载荷，环境） 失效形式 性能要求 材料 热处理工艺
(3)渗碳后淬火 获得马氏体，提高表面硬度
低温回火 精加工
直接淬火或一次淬火
理想组织：
表面：隐针M+Ar （少量） +碳化物
心部:低碳M+F（少量）
(4)回火
消除淬火应力，低温200℃，M→M回
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20 CrMnTi 钢制造齿轮的 热处理工艺曲线
热处理实例
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热处理实例
5.齿轮热处理工艺 2）中载齿轮（中碳钢）热处理（表面淬火）
退火淬火为不完全A化， Ac1+30~50℃
常用的退火和正火工艺
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5
热处理实例
退火、正火、淬火的区别与联系： 冷却阶段，退火炉冷，得到珠光体
正火空冷，得到细珠光体（S） 淬火快冷（水、油），得到M类组织
常用的退火和正火工艺
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热处理实例
表面和心部要求不同（表硬里韧）零件的热处理
中碳钢：调质→表面淬火→低温回火 （表面50～55HRC，心部265～280HBS）
齿轮根部及齿轮具有高的强度和韧性。
4.齿轮用钢
低、中碳
轻载齿轮：45， 调质或正火
中载齿轮：45、40Cr， 调质，耐磨部位表面淬火
重载齿轮：20Cr、20CrMnTi， 渗碳淬火
高精度齿轮：38CrMoAlA， 调质渗氮
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5.齿轮热处理工艺 1）渗碳齿轮 材料：20CrMnTi、 20Cr、 30CrMnTiA等 服役场合：高速重载（汽车齿轮）
使心部具有良好强韧性
加热至Ac3+30～50℃后淬火+500～600℃高温回火, 回火索氏体
(3)表面感应淬火(表面火焰淬火)
提高表面硬度
表面加热至Ac3+30～50℃，心部没有加热。 淬火后表面获得马氏体,
过渡层马氏体+F＋残余奥氏体, 心部回火索氏体
(4)低温回火
消除淬火应力，低温200℃，M→M回