第10章 热处理工艺设计
热处理工艺ppt课件
ppt精选版
37
3. 稳定尺寸：M和A’都是非平衡组织，有自发向平 衡组织转变的倾向；回火可使M与A’转变为平衡 或接近平衡的组织，防止使用时变形
4. 对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用 回火软化既能降低硬度，又能缩短软化周期
未经淬火的钢回火无意义，而淬火钢不回火在放 置使用过程中易变形或开裂
的铁素体基体上分布着
细粒状Fe3C组织，称回 回火托氏体
火托氏体，用T回表示 ppt精选版
42
4. Fe3C聚集长大和铁素体多边形化
400℃以上，Fe3C开始聚集长大 450℃以上铁素体发生多边形化，由针片状变为多边形
这种在多边形铁素体 基体上分布着颗粒状 Fe3C的组织称回火索 氏体，用S回表示
ppt精选版
28
四、淬透性的测定及其表示方法
1. 淬透性的测定常用末端淬火法
ppt精选版
29
2. 淬透性的表示方法 （1）用淬透性曲线表示
即用 J HRC 表示
d
➢ J 表示末端淬透性 ➢ d 表示半马氏体区到
水冷端的距离 ➢ HRC为半马氏体区的
硬度
ppt精选版
30
ppt精选版
31
（2）用临界淬透直径表示
回火索氏体
ppt精选版
43
（二）回火时的性能变化
回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高， 钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高
40钢力学性能与回火温度的关系
ppt精选版
淬火钢硬度随回火温度的变化
44
200℃以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出，钢 的硬度并不下降，高碳钢硬度甚至略有提高
200~300℃，由于高碳钢中A’ 转变为M回，硬度再次升高
热处理工艺设计步骤
热处理工艺课程设计任务书一热处理工艺课程设计的作用和目的热处理工艺课程设计是材料专业学生学完相关热处理课程后运用理论知识指导生产实践的一个必经环节，培养学生综合运用所学知识制定生产实践中的热处理工艺的能力，包括工艺设计中的细节问题，设备选用，夹具设计，工艺流程，资料、手册的查用，规范、标准、工艺卡的书写等二热处理工艺课程设计的任务（65Mn犁铧片）1.相变点的确定（《热处理工程师指南》P244）2.热处理工艺参数的制定（《热处理工程师指南》P244和P246）3.热处理设备的选择(《现代热处理手册》P546)4.组织特点和性能的分析(《热处理工程师指南》P246）5.夹具的设计或选用6.工艺卡片填写零部件编号零部件名称（犁铧片）材料牌号（65Mn）、重量零件制造加工流程技术要求（包括组织、性能、变形量）（52~60HRC,淬火区20~25mm，820正负10度淬火，380正负10度回火)零件简图装炉量、零件的摆布加热参数冷却条件介质种类、温度要求、冷却停留时间、作业时间（《现代热处理手册》P547）三零件的技术要求及选材（由零件的服役条件而定）1.技术要求x～y HRC2.材料的选择（根据具体要求确定）用途→工作条件→性能要求→选材3.化学成分及合金元素的作用（《热处理技术手册》P591、P590）4.所选材料的相变临界点（《热处理工程师指南》P244）5.热处理工艺的总体制定（如淬火温度及介质，回火温度；化学热处理工艺；感应淬火工艺；真空热处理等）(《现代热处理手册》P546)四制定热处理工艺依据及具体参数的确定 1.所选工艺的目的（由技术要求或服役条件而定）2.淬火工艺（1）目的（2）温度（3）设备（4）加热方法到温加热、随炉加热(5) 加热介质（6）保温时间 t t=a×K×D K-装炉修正系数，D-工件有效厚度（mm），a-由钢种决定的加热系数（min/mm）（7）冷却介质及方法五写说明书 (打印)课程设计的意义所有上述内容设计的体会、见解、工艺卡及主要参考书主要参考书(具体去图书馆借)1《热处理工程师手册》，樊东黎主编，机械工业出版社；2《热处理技师手册》，张玉庭主编，机械工业出版社；3《热处理手册（共4卷）》，中国机械工程学会热处理学会，机械工业出版社；4《热处理实用数据速查手册》，叶卫平主编，机械工业出版社；5《金属热处理工艺学》，夏立芳，哈尔滨工业大学出版社；6《热处理常见缺陷分析与对策》，王忠诚主编，化学工业出版社。
课程设计论文--热处理工艺设计
目录第一章热处理工设计目的 (1)第二章课程设计任务 (1)第三章热处理工艺设计方法 (1)3.1 设计任务 (1)3.2 设计方案 (2)3.2.1 12CrNi3叶片泵轴的设计的分析 (2)3.2.2 钢种材料 (2)3.3设计说明 (3)3.3.1 加工工艺流程 (3)3.3.2 具体热处理工艺 (4)3.4分析讨论 (11)第四章结束语 (13)参考文献 (14)12CrNi3叶片泵轴的热处理工艺设计一. 热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。
其目的是：（1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。
（2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。
（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
二. 课程设计的任务进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。
根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设计或选定装夹具，作出热处理工艺卡。
最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。
三. 热处理工艺设计的方法1. 设计任务12CrNi3叶片泵轴零件图如图3.1图3.1 12CrNi3叶片泵轴2、设计方案2.1.工作条件叶片泵是由转子、定子、叶片和配油盘相互形成封闭容积的体积变化来实现泵的吸油和压油。
叶片泵的结构紧凑，零件加工精度要求高。
叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。
这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油。
泵轴在工作时承受扭转和弯曲疲劳，在花键和颈轴处收磨损。
热处理工艺课程设计书终极版
热处理工艺课程设计任务书目录1.热处理工艺课程设计的意义及方法 (3)1.1热处理工艺课程设计的意义 (3)1.2热处理工艺设计的方法 (3)2.绪论——45钢轴类零件简介 (4)2.1.45钢简介 (4)2.1.1主要化学成分作用分析 (4)2.1.2 45钢加热和冷却临界点 (5)2.2传动轴零件加工工艺 (5)3.加工工艺 (6)4.热处理工艺设计的内容 (7)4.1调质处理 (7)4.1.1加热温度 (7)图4-2装炉安装简图 (8)4.1.2保温时间 (8)4.1.3冷却方法及介质 (10)4.1.4检验方法 (10)4.1.5调质处理材料的组织、性能 (10)4.2高频感应淬火 (11)4.2.1原理 (11)4.2.2加热温度和时间的确定 (12)4.2.3冷却方法及介质 (12)4.2.4组织和性能 (12)4.2.5常见缺陷及分析 (13)4.3低温回火 (14)4.3.1加热温度和时间 (14)4.3.2加热设备及方法 (14)4.3.3回火后组织和性能 (14)4.3.4冷却介质和方法 (15)附录一热处理工艺卡 (17)5.热处理工艺设计感想和体会 (18)6.参考文献 (19)1.热处理工艺课程设计的意义及方法1.1热处理工艺课程设计的意义热处理工艺课程设计是材料学专业金属材料相关课程的一次专业课设计练习，是材料科学基础、金属材料学、热处理原理与工艺、热处理装备课程的最后一个教学环节。
其目的是：（1）培养学生综合运用所学的材料学专业课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。
（2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。
（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
通过热处理工艺课程设计的学习，把所学到的材料科学基础、金属材料学、热处理原理与工艺等专业课程知识灵活的运用到实践中，真正的通过自己对材料的选择、认识，工艺的掌握和运用，来熟练掌握这项基本工艺设计能力，从而反过来巩固所学专业知识，做到讲理论知识灵活恰当地运用到生产实践中。
热处理工艺设计
50CrVA钢调速弹簧的热处理工艺设计1 热处理工艺课程设计的意义热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理和工艺课程的最终一个教学环节。
其目的是：（1）培育学生综合运用所学的热处理课程的学问去解决工程问题的实力，并使其所学学问得到巩固和发展。
（2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。
（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习运用设计资料、手册、标准和规范。
2热处理课程设计的任务①一般热处理工艺设计②特别热处理工艺设计③制定热处理工艺参数④选择热处理设备⑤设计热处理工艺所需的挂具、装具或夹具⑥分析热处理工序中材料的组织和性能⑦填写工艺卡片350CrVA调速弹簧的技术要求及选材3.1 技术要求50CrVA钢喷油泵调速弹簧技术要求如下：硬度：HRC46～513.2 零件图喷油泵调速弹簧的零件如图3.1所示。
图3.1 喷油泵调速弹簧3.3 材料的选择零件用途喷油泵调速弹簧，利用弹簧的受力形变和复原来调整气门的开合，从而调整喷油泵的喷油速度和喷油量。
工作条件（1）喷油泵调速弹簧工作时，要承受高应力。
（2）喷油泵调速弹簧要承受高频率往复运动。
（3）喷油泵调速弹簧要在较高的温度下工作。
性能要求弹簧的性能要求为如下几个方面：力学性能：由于弹簧是在弹性范围内工作，不允许有永久变形。
要求弹簧材料有良好的微塑性变形实力，即弹性极限、屈服极限和屈强比要高。
理化性能方面：喷油泵调速弹簧的工况很困难，要在较高的温度下长期工作，因此要求弹簧材料有良好的耐热性，即有高的蠕变极限、蠕变速率较小和较低的应力松弛率。
工艺性能方面：尺寸较小的弹簧热处理时变形大、难以校正和保证弹簧产品质量，宜选用已强化的弹簧材料，冷成型后不经淬火、回火，只须进行低温退火。
这样更能保证大批量小弹簧的产品质量和成本低廉。
材料选择选用50CrVA钢热轧弹簧钢丝卷制。
由于50CrVA钢中含有铬能够提高淬透性并且可降低锰引起过热的敏感性，铬熔于铁素体中使弹性极限提高。
第9-10章钢的热处理原理及工艺
9.1 钢在加热时的转变
1、奥氏体的形成过程 2、影响A形成的因素(T、v、成分、原始组织等) 3、A晶粒大小及其影响因素
9.5 钢的回火
1、淬火钢的回火转变与回火组织 2、回火钢的性能 3、回火种类 4、回火脆性
9.6 钢的淬透性
9.2 钢在冷却时的转变
1、淬透性的概念
转变终了线
4——T+M；
5——M+少量AR； 6——M+少量AR
Vk
Ms
*对于碳钢而言， 条件3及4也难以得 到B组织。
⑥⑤ ④
③
②
①
时间
图5.24 共析钢的连续冷却速度对其组织与性能的影响
P、B、M相变参见（P244-264）
• 1 P相变—高温相变
• 要点：珠光体形核的本质、领先相、相间沉淀等的机理（解释）----普遍认可 在A晶界上优先形核。
• 普遍被认可的相变机理： 1.1 渗碳体和铁素体均可成为相变的领先相； 1.2 过共析钢以渗碳体为领先相，亚共析钢则为F，共析钢则两相均可； 1.3 过冷度小时以渗碳体为领先相; 过冷度大时铁素体为领先相.
• 因未能直接实验验证，尚无定论。 • 也有人认为P相变是两个共析共生，其出发点是
两相以相界面有机结合、有序配合；彼此间存在晶体学位向关系；相对量上具 有一定的比例关系。认为P是个整合体，P晶核是两相，否认领先相的存在。 其P的形成可描述： • A(贫碳区+富碳区）晶核P（F+Fe3C)P团。
C曲线与CCT曲线的区别： 1、CCT曲线的位置比C曲线靠右下方，过冷A转变的孕育区长，转变温度也低； 2、在高温转变区，连续冷却转变往往得到混合组织，组织晶粒外细内粗，而等温转变的
热处理工艺课程设计
钢的热处理工艺设计说明书学生姓名设计题目加工中心主轴指导教师系主任完成日期年月日前言热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。
通过热处理可以改变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。
本课程设计是在《材料科学基础》﹑《金属热处理工艺学》﹑《失效分析》﹑《金属力学性能》等课程学习的基础上开设的，是理论与实践相结合的重要教学环节。
通过该课程设计，可使学生在综合运用所学专业基础理论和专业知识能力方面得到训练，学会独立分析问题和解决问题的方法，提高工程意识和工程设计能力。
热处理工艺是整个机械加工过程种的一个重要环节，它与工件设计及其它加工工艺之间存在密切关系。
如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所要求的多种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。
目录前言一．热处理工艺课程设计的目的 (5)二．热处理工艺课程设计的任务 (5)三．热处理工艺课程设计设计内容和步骤 (5)3.1零部件简图，钢种和技术要求 (5)3.2零部件的工作条件、破坏方式和性能要求的分析 (6)3.3零部件用钢的分析 (6)3.3.1 相关钢种化学成分的作用 (6)3.3.2.相关钢种的热处理工艺性能分析 (7)3.3.3钢材的组织性能与各种热处理工艺的关系 (8)3.4热处理工艺方案及工艺参数的论述 (11)3.4.1零件的加工工艺路线及其简单论证 (11)3.4.2锻造工艺曲线 (11)3.4.3预备热处理工艺方案、工艺参数及其论证 (12)3.4.4最终热处理工艺方案，工艺参数及论证 (12)3.4.4.1 20CrMnMo的正火工艺 (12)3.4.4.2 20CrMnMo的渗碳工艺 (14)3.4.4.3 20CrMnMo的淬火工艺 (17)3.4.4.4 20CrMnMo的回火工艺 (19)3.4.4.5 总的热处理工艺曲线 (22)3.4.5 辅助工序方案 (22)四．选择加热设备 (22)4.1 中温井式电阻炉 (22)4.2 井式渗碳炉 (23)五．工装图 (25)六．工序质量检验项目、标准方法 (27)七．热处理工艺过程中缺陷分析 (28)7.1常见的渗碳缺陷 (28)7.2常见的淬火缺陷 (29)7.3常见的回火缺陷 (29)八．心得体会 (30)九．参考文献 (31)一、热处理工艺课程设计的目的1. 深入了解热处理课程的基本理论2. 初步学会制定零部件的热处理工艺3. 了解与本设计有关的新技术,新工艺4. 设计尽量采用最新技术成就,并注意和具体实践相结合,是设计具有一定的先进性和实践性.二、热处理工艺课程设计的设计任务1. 编写设计说明书2. 编制工序施工卡片3. 绘制必要的工装图三、热处理工艺课程设计内容和步骤3.1零部件简图、钢种和技术要求1.简图2.钢种: 20CrMnMo3.技术要求：1.要求主轴头部144.4mm及尾部30mm处渗碳淬火，渗碳层深度1.3~1.5mm；2.硬度为60~65HRC.3.2零部件的工作条件、破坏方式和性能要求的分析1.零部件的工作条件作为机床的传动件，主轴是传递动力的零件，传递着动力和各种负荷，它的前后端由于承受一定的扭转和摩擦力，它的合理选材直接影响整台车床的精度和使用寿命。
热处理原理与工艺课程设计
* * 大学热处理原理与工艺课程设计题目： 50Si2Mn弹簧钢的热处理工艺设计院（系）：机械工程学院专业班级：**学号：*******学生姓名：**指导教师：**起止时间：2014-12-15至2014-12-19课程设计任务及评语目录一、概述---------------------------------------------------------11.课程设计的目的--------------------------------------------------12.课程设计的任务--------------------------------------------------13.课程设计的题目--------------------------------------------------14.课程设计的内容及步骤--------------------------------------------1二、热处理工艺课程设计的内容及要求--------------------------------11、零件的技术要求及选材-------------------------------------------12、化学特点和性能-------------------------------------------------23、制定热处理工艺路线---------------------------------------------34、工艺参数-------------------------------------------------------35、热处理工艺曲线-------------------------------------------------76、分析各热处理工序中材料的组织和性能-----------------------------77、缺陷分析-------------------------------------------------------88、选择热处理设备-------------------------------------------------109、测温仪器和温度控制方式-----------------------------------------10三、收获和体会----------------------------------------------------11四、参考文献------------------------------------------------------11第一部分概述1、课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。
第十章 可控气氛热处理炉
§１０－2 可控气氛的控制方法
一、气氛的选择与搭配
实现可控气氛热处理，除必要的热处理炉外，选择合理的可 控气氛及其控制是十分重要的。 针对具体工艺科学地设计和选用适当的炉用气氛通常的出发 点： 加速工艺过程 提高产品质量
1、气氛的选择
热处理气氛已有很多，选择时应考虑： 1）选择能加速化学热处理过程的气氛 渗碳过程中，碳的传递系数随 CO ％×H2 ％的含量而增大， 因此，适宜的渗碳气氛要求含有足够数量的 CO和H2，能满足该 要求的渗碳气氛常用的有吸热式气氛、甲醇裂化气、煤油和空 气等。
可控气氛主要由CO、H2、N2和少量的CO2，H20和CH4、CnHm 等气体组成。其中， CO、H2、 CH4、CnHm属还原形气体；CO2， H20属氧化性气体，会引起钢的脱碳；N2属中性气体。 体系中氧化性气体与还原性气体、增碳性气体与脱碳性气 体组分间的数量关系，即CO/ CO2、 H2/ H20、CH4/ H2、（CO） ×（H2）/ H20等，决定了体系中反应进行的方向。 碳势控制，也就是控制这些炉气组分间的相对量。
Fe氧化生成FeO，CO2浓度降低，同时CO浓度增加，钢件氧化。 KP>2.486，即 (CO)／(CO2)>2.486 ；反应向左进行，发生还原作用，钢件不氧 化。
结论：钢在CO2－CO气氛中是否发生氧化，取决于(CO)／(CO2) 的比值，即CO和CO2的相对量，并不是绝对含量。
3、钢在H2－H2O气氛中的氧化—还原反应
2）选择资源丰富和少无公害的气氛
能满足这一要求的最佳气氛就是氮气。
注意，纯氮是惰性气体，主要应用于密封性很好的炉子或应用于低温保护或 工件允许形成很薄的氧化膜，而该膜能起保护自身作用的工艺，如铝的退火。 氮气常应用于使炉子维持正压，以防炉外空气侵入。 事实上，高纯氮难以获取，成本很高，工业用氮又含有0.5～5％O2，，会使 加热工件氧化，所以一般不能单独用于热处理保护，而且，对从炉缝等处侵 入的空气没有反应消除的能力，因此，通常的做法是：根据处理工件的要求 和工艺参数，在炉气中添加某些还原性气体组成氮基气氛。
热处理工艺设计
1 5CrNiMo热作模具钢热处理工艺概述模具是机械、冶金、电子、轻工、国防等部门的重要工艺设备，是保证高效率生产、高产品质量和降低生产成本的重要手段。
随着工业技术的迅速发展，各部门都广泛的采用新的高精度、高效率的模具成型工艺代替传统的切削加工工艺。
目前，机械工业大约70%的零件采用模具成型。
模具根据工作条件可分为冷作模具和热做模具。
热作模具在工作时，承受着巨大的冲击力、压应力、张应力、弯曲应力，模具型腔与高温（有时可达1150~1200℃）金属接触后，本身温度可达300~400℃，局部高达500~600℃。
还经受着空气、油、水等的反复冷却。
在时冷时热的苛刻条件下工作的模具，其型腔表面极易产生热疲劳裂纹。
由此，对热模具钢提出了第一个基本使用性能要求．即具有高的热疲劳抗力。
一般说来，影响钢的热疲劳抗力的因素之一是钢的导热性。
钢的导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢的热疲劳倾向性。
一般认为钢的导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢。
在生产中通常采用中碳钢（C0.5%～0.6%）含碳量过低．会导致钢的硬度和强度下降，也是不利的。
另外一个因素是钢的临界点影响。
通常钢的临界点越高，钢的热疲劳倾向性越低。
因此．一般通过加入合金元素Cr、W、Si、引来提高钢的临界点。
从而提高钢的热疲劳抗力。
此外，炽热金属在模具型腔中变形所产生的强烈摩擦、容易因磨损而降低精度。
为此，对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。
由此便可以找到热模具钢合金化的第二种途径，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高钢的回火稳定性。
根据热作模具钢的工作条件，失效形式及性能要求，本设计选择的模具钢材料为5CrNiMo钢；在设计退火--淬火加高温回火热处理工艺中，本设计借鉴了《热处理工程师手册》，《钢的热处理》等。
根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的5CrNiMo钢满足热作模具钢的质量要求。
热处理工艺设计课程设计
一、CA8480轧辊车床主轴热处理工艺的设计1. 工作环境1)与滑动轴承配合2)中轻载荷3)精度不高4)低冲击、低疲劳2. 性能要求主轴是机床的重要零件之一，切削加工时，高速旋转的主轴承受弯曲、扭转和冲击等多种载荷，要求它具有足够的刚度、强度、耐疲劳、耐磨损以及精度稳定等性能。
3. 选材主轴依用材和热处理方式可分为四种类型，即局部淬火主轴，渗碳主轴，渗氮主轴和调质（正火）主轴。
根据主轴的工作条件，选择材料为45钢。
4. 工艺方法选择和工艺路线的确定方案一：毛胚—锻造—正火—粗加工—中频感应加热淬火—中温回火—精加工方案二：毛胚—锻造—粗加工—调质—中频感应加热淬火—精加工45钢正火后性能和调质接近，满足使用要求，但是正火更经济，所以选着方案一。
5. 工艺参数1)正火：锻后840~860°C×2~4h,空冷2)感应淬火：粗车后使用208 中频发电机和φ1000mm×5000mm 卧式淬火机。
淬后表面硬度48 ~52HRC3)回火：井式炉340°C×4h，空冷热处理工艺曲线如图1.5.1。
图1.5.1 CA8480轧辊车床主轴热处理工艺曲线6. 工序说明1)正火：目的在于获得一定的硬度，细化晶粒，并获得比较均匀的组织和性能。
正火后其硬度接近于最佳切削加工的硬度。
正火后获得珠光体组织。
珠光体的片间距及团直径较小，而且可以抑制先共析网状渗碳体的析出。
2)感应淬火：轴颈处进行感应淬火，以获得表面层硬而耐磨，心部又有足够塑性、韧性的工件。
表面为M，往里为M+F,再往里为M+F+P，中心为P+F。
3)回火：减少或消除淬火应力，提高韧性和塑性，获得硬度、强度、塑性和韧性的适当配合，以满足不同工件的性能要求。
回火后得到回火屈氏体组织，有较高的弹性极限，又有较高的塑性和韧性。
7. 常见热处理缺陷1)变形开裂壁厚不均匀和有尖角的工件，淬火时易变形开裂，45钢的易裂尺寸范围为5~11mm。
热处理工艺介绍课件
高强度钢是一种广泛应用于建筑、桥梁、航空航天等领域的重要材料，其制造过程中需要进行热处理工艺。通过研究高强度钢的热处理工艺，可以提高其强度、韧性和抗疲劳性能，从而满足各种工程应用的需求。
在研究高强度钢的热处理工艺时，需要进行实验研究和理论分析，以确定最优的热处理工艺参数。同时，还需要进行生产成本的评估和环保性能的评估，以确定最优的热处理工艺方案。
热处理工艺介绍课件
目录
热处理工艺概述热处理工艺基本原理常见热处理工艺介绍热处理工艺参数控制热处理工艺对性能的影响热处理工艺应用案例分析
01
CHAPTER
热处理工艺概述
回火
分类
根据加热和冷却方式的不同，热处理可分为以下几类
正火
加热至一定温度后，保温一段时间，然后快速冷却至室温。
淬火
加热至一定温度后，保温一段时间，然后快速冷却至室温，最后进行回火处理。
06
CHAPTER
热处理工艺应用案例分析
汽车零件的制造过程中，热处理工艺是非常关键的一环。通过优化热处理工艺，可以提高汽车零件的强度、硬度、耐磨性和抗疲劳性能，从而提高汽车的整体性能和使用寿命。
在优化热处理工艺的过程中，需要考虑的因素包括：加热温度、保温时间、冷却速度和淬火介质等。同时，还需要进行生产成本的评估和环保性能的评估，以确定最优的热处理工艺方案。
定义
目的
方法
消除金属中的内应力，提高金属的塑性和韧性，为后续的加工或热处理工艺做好准备。
空气退火、炉内退火、等温退火等。
03
02
01
淬火是一种将金属加热到临界温度以上，保温一段时间，然后迅速冷却的一种工艺方法。
定义
提高金属的硬度、强度和耐磨性。
目的
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。
第十章-淬火与回火要点
12
第10章 淬火与回火 13
第10章 淬火与回火
2．碱或盐的水溶液 水中溶入盐碱等物质，减少了蒸汽膜的稳定性，使
光体转变区）具有较快的冷却速度，而在MS附 近的温度区域冷速比较缓慢，它可以减少淬火 内应力。避免淬火变形开裂；
分类：固态、 液态、 气态。
6
第10章 淬火与回火
Ms Mf
理想淬火曲线示意图
7
第10章 淬火与回火
一、淬火介质的冷却作用
淬火介质有固态、液态、气态。对固态 介质，或者是静止接触(热传导问题)，如 是沸腾床冷却，则主要与其冷却特性有 关。气态，则是气体介质加热的逆过程。
43
第10章 淬火与回火 例1，有一圆柱形工件，直径35mm，要求油淬（H=0.4)后
心部硬度大于HRC45，试问能否采用40Cr钢？ 例2，有40Cr钢，直径50mm圆柱，求油淬后沿截面硬度？
44
第10章 淬火与回火 45
第10章 淬火与回火
第四节 淬火应力、 变形及开裂
一、淬火时工件的内应力
30
第10章 淬火与回火
4．钢的原始组织的影响
钢的原始组织中，由于珠光体的类型（片状或 粒状）及弥散度的不同，在奥氏体化时，将会 影响到奥氏体的均匀性，从而影响到高钢的淬透性。
31
第10章 淬火与回火
二、淬透性的试验测定方法 1．计算法：根据钢材的主要成分，与奥氏
9
第10章 淬火与回火 10
第10章 淬火与回火
热处理工艺设计
目录1 设计任务 (3)1.1设计任务 (3)1.1.1 课设要求 (3)1.1.2 设计说明书要求 (3)1.2设计的技术要求 (3)2 热处理零件图 (4)3 设计方案 (5)3.138C R M O A L A钢发动机活塞杆热处理工艺概述 (5)3.238C R M O A L A钢活塞杆服役条件、失效形式 (5)3.2.1 服役条件 (5)3.2.2 失效形式 (5)4 设计说明 (7)4.138C R M O A L A钢活塞杆材料选择 (7)4.238C R M O A L A钢活塞杆C曲线 (8)4.338C R M O A L A钢活塞杆加工工艺流程图 (9)4.438C R M O A L A钢活塞杆正火、调质、渗氮、低温回火工艺 (9)4.4.1 锻造工艺曲线 (10)4.4.2 预备热处理：正火工艺 (10)4.4.3 调质处理工艺 (10)4.4.4 渗氮工艺 (11)4.4.5 最终热处理：低温回火 (12)4.538C R M O A L A钢活塞杆热处理工艺理论 (12)4.5.1 正火工艺原理 (12)4.5.2 渗氮工艺原理 (13)4.5.3 回火工艺原理 (14)5 质量检验 (16)5.1质量检验流程 (16)5.238C R M O A L A钢活塞杆热处理常见缺陷预防及补救 (16)5.2.1 加热时常见的缺陷的预防及补救方法 (16)5.2.2 渗氮时常见的缺陷的预防及补救方法 (17)6 热处理工艺卡片 (19)致谢................................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献 (20)1设计任务1.1设计任务1.1.1课设要求熟悉设计题目，查阅相关文献资料，概述38CrMoAlA钢活塞杆的热处理工艺，进行零件的服役条件与失效形式分析，提出硬度、耐磨性、强度、耐蚀性等要求。
热处理工艺设计(修改版)
加热温度，T
加热速度，V加热
保温时间，t 冷却速度，V冷却
T
加 热
保温
T，t
冷 却
热处理周期 针对具体热处理规程，还会有 其它工艺参数，如分级 加热或 冷却温度，转移时间等。
对于不同的热处理也会有各自 影响较大工艺参数，如变形程 度与速度，化学气氛参量等
V加热
V冷却
热处理周期
t
一、实验目的
培养学生对机械零件合理选材和制定热处 理工艺的能力：
设计题二 . 某拖拉机齿轮，使用中受一定冲 击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为 56～62HRC，心部具有良好的塑性和韧性。 (1) 选择制造该齿轮的合适钢种，并阐述选 材的依据。 (2) 编写简明的加工工艺路线。 (3) 分析每步热处理工艺的组织及目的。
注意事项
• 使用红色物理实验报告纸写此作业。 • 要求字迹清晰，纸面干净整洁。 • 要写上姓名和学号。
金属材料的生产过程及热处理的作用
实质：
合金设计
形变热处理
材料制备
热处理
（满足生产和应用）
成分———加工———材料———组织⇋性能——目的
对于结构材料，从机械性能考虑，
固溶、细晶、弥散、加工硬化机制
金属材料的生产过程及热处理的作用
任何一种热处理都是由加热、保温、冷却等三个阶段组成。
主要工艺参数：
840～860oC
温 度
淬火
400～460oC 回火 水 冷
保温50～ 55min
保温120～ 150min
时间
作 业
设计题一. 某机床变速箱齿轮（该齿轮尺寸不 大，厚度仅为 15mm ）工作时转速较高。性 能要求如下，要求表面硬度为50～56HRC ， 心部具有良好的综合力学性能。试从材料 35 、 45 、 T12 、 20CrMnTi 、 38CrMoAl 中进行 合理选用，说明选材依据，制定其工艺流 程，并写出工序中各热处理方法以及它们 的作用。
热处理工艺课程设计
热处理工艺课程设计热处理工艺课程设计学院：机械工程学院班级：材料0903一．温度控制系统1.设计要求1）系统应能满足生产要求除了应达到所给定的要求外，还应符合生产过程的各种工艺要求。
2）可靠性高过程控制计算机的工作环境比较恶劣，各种干扰严重。
为此，在设计时必须必须选用高性能，高可靠性的计算机，把安全可靠放在首位。
可靠性高是计算机最重要的一个基本要求。
因为计算机一旦出现故障，将造成整个生产的混乱，引起严重后果，特别是对CPU的要求更为严格。
为保证可靠性可采用多CPU组成的多微机控制系统来提高可靠性，目前一般采用双机系统和集散控制系统。
集散控制系统是分级分布式控制，它是多台以微处理器为核心的基本控制器分别控制各个被控制对象，由上一级计算机进行监督处理，这种分散控制系统可使故障对整个系统的影响减至最少。
3）操作性能好操作性能好表现在两个方面：一是使用方便，二是容易维修。
4）实时性强过程计算机的实时性表现在对内部和外部事件能够及时地做出响应，不丢失信息，不延误操作。
5）通用性能好为了适应生产工艺的变更和控制规模，控制功能的扩充，在设计系统的时候必须考虑它能与上，下机通信以及与后援装置模拟仪表控制台，系统的控制与连接，以便在构成集散控制系统和分级控制系统时，能方便地进行系统扩充。
6）技术先进，经济效益高系统设计时既要考虑其先进性，又要考虑其性能价格比，要有市场意识。
随着计算机技术的迅速发展，应尽量缩短设计周期，并有一定预见性，以保持其先进性，提高社会效益，经济效益，应从提高产品的数量和质量，消耗成本，消除污染环境，改善劳动条件等方面综合考虑。
7）确定系统的整体控制方案在对生产过程控制进行详细调研的基础上，应充分了解控制要求，控制规模，各种工艺参数，限制条件，操作系统及其他控制要求。
在工程人员和现场控制人员的密切配合下，研究和确定控制系统的初步方案：是集中型控制还是分散型控制，是闭环控制还是开环控制，是数据处理类还是控制调节类。
第10章-热处理工艺设计
2021/8/2
5
2、热处理类型及在加工路线中的位置
（一）预备热处理
退火和正火
毛坯
退火或正火
机械加工
目的是消除毛坯中的内应力，细化晶粒，均匀组织； 改善切削加工性；或为最终热处理做组织准备
2021/8/2
6
二、热处理在加工路线中的位置
（一）预备热处理
调质处理
下料 锻造 正火或退火
调质
机械精加工
机械粗加工
热处理工序——指一个人或一组人在同一场地，对一 个或同时对一批工件所连续完成的那一部分热处理工 艺过程。 热处理工序是热处理过程的基本单元。
分类： 基本工序——达到热处理目的不可少的工序，如正火、 淬火、渗碳等 辅助工序——辅助基本工序更好地实现热处理目的的 工序，如清洗、较直、工件裝夹等 工序又可分为工步，——工序中参数不变的部分
冲击载荷小的低速齿轮也可采用HT250、HT350、
QT500-5、QT600-2等铸铁制造。机床齿轮除选用金属齿轮
外, 有的还可改用塑料齿轮，如用聚甲醛(或单体浇铸尼龙)
齿轮, 工作时传动平稳, 噪声减少, 长期使用无损坏, 且磨损
很小。
2021/8/2
29
2. 汽车齿轮
汽车齿轮主要分装在变速箱和差速器中。汽车 齿轮受力较大，受冲击频繁，其耐磨性、疲劳强 度、心部强度以及冲击韧性等，均要求比机床齿 轮高。一般用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi制造。
8
整体淬火、回火件的加工路线
下料 锻造 正火或退火
机械粗加工 、半精加工
淬火、低温回火（中温回火） 磨削
下料
2021/8/2
锻造 正火或退火 机械粗加工 调质 半精加工 磨削
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
包括：热处理车间的设备类型、性能及数量、车间技术管理
水平、相关人员的结构、素质等；车间用水、电、气、工艺 材料等供应情况；车间照明、通风、取暖及起重运输条件等。
五、热处理工艺编制的步骤
五、热处理工艺编制的步骤 1、编制工艺前的分析准备
研究加工工艺路线
了解热处理前的工序对热处理的 影响和其后工序对热处理的要求，也有利于工序间沟通 协调。
上一页 下一页 回主页 返 回
花键可用高频感应加热表面淬火和 220～240℃ （三）工艺路线 正火可消除锻造内应力，同时获得硬度 内圆锥孔和外圆锥面部分可采用盐浴局部淬火 调质的目的是为了提高主轴的综合力学性能。 回火，以保证装配精度、不易磨损及消除内应 为180～230HBS，便于机械加工，为调质 和低温回火，得到所需硬度，提高耐磨度。 力 。 作好组织准备。
第10章 热处理工艺设计
出发点：合理应用热处理新工艺、新技术，并做到技术与 经济的统一
目标：用最廉价的材料并规定合理的组织性能要求，以最
低的能源消耗、最高的劳动生产率生产出质量可靠、性能 稳定的工件，满足整机及零部件提出的一定要求，同时无 公害。
发展方向：优质、高效、节能、无公害
一、热处理工艺编制的有关概念
选择依据：与热处理工艺方法、零件的尺寸 及形状、批量大小及表面质量和畸变要求等有关。 确定工艺参数 工艺参数主要依据技术要求及工件等 具体情况进行选择。为工艺编制的核心内容
五、热处理工艺编制的步骤
2、编制工艺规程
选择或设计工装 应做到合理、安全、经济、耐用。 确定辅助工序所用的设备和工装 进行工艺实验 用以检验工艺方案是否正确、合理、经 济、环保可行。若不合理，对原工艺、设备及工装加以 相应调整。 填写热处理工艺卡片 若工艺方案可行，将工艺方案中的 工序、工艺参数等按工序顺序填入工艺卡，所有术语、 符号等需遵循国家或行业有关标准 会签、审批
2. 汽车齿轮 汽车齿轮主要分装在变速箱和差速器中。汽车 齿轮受力较大，受冲击频繁，其耐磨性、疲劳强 度、心部强度以及冲击韧性等，均要求比机床齿 轮高。一般用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi制造。 渗碳齿轮的工艺路线为：下料--锻造--正火--切 削加工--渗碳、淬火及低温回火--喷丸--磨削加工
当工艺守则与工艺规程不一致时，应以工艺规程为准
典型零件热处理
齿轮热处理实例:
齿轮类零件的选材 齿轮材料一般选用低、中碳钢或其合金钢，
经表面强化处理后，表面强度和硬度高，心部韧
性好，工艺性能好，经济上也较合理。
1.机床齿轮
机床变速箱齿轮担负传递动力，改变运动速度和方向的 任务。工作条件较好，转速中等，载荷不大，工作平稳无 强裂冲击。因此，一般可选中碳钢(45钢)制造，为了提高 淬透性，也可选用中碳合金钢(40Cr钢)。
工艺过程——指改变加工对象形状、尺寸、位置和性 质等，使之成为半成品或成品的过程。 如钢材制品，一般有锻造、铸造、机加工、热处理等 工艺过程。 热处理工艺过程——在零件整个制造过程中，用热处 理方法改变组织和性能的工艺过程。如正火、渗碳、 淬火、回火等
一、热处理工艺编制的有关概念
热处理工序——指一个人或一组人在同一场地，对一 个或同时对一批工件所连续完成的那一部分热处理工 艺过程。 热处理工序是热处理过程的基本单元。 分类： 基本工序——达到热处理目的不可少的工序，如正火、 淬火、渗碳等 辅助工序——辅助基本工序更好地实现热处理目的的 工序，如清洗、较直、工件裝夹等 工序又可分为工步，——工序中参数不变的部分
工时定额；签名栏
工艺卡中的热处理是热处理操作必须的，表格要简练、 明确、避免发生误解。作为热处理工艺实施的依据。 工艺卡的形式可根据生产条件、零件热处理特点等具体 情况制定，不拘一格。 工艺卡中零件简图的大小、比例可灵活处理，但线条、 尺寸标注按照制图标准绘制
六、常用热处理工艺文件
工艺守则（操作守则）——是热处理工艺操作必须遵守的准则
(5)工艺的可检查性 现代质量管理要求，热处理属特种
工艺范畴，工艺过程的主要工艺参数必须记录，一旦发生质 量问题，可以追根溯源。要求工艺参数的选用依据相关技术 标准或经过试验、鉴定，可供检查。
(6)工艺的安全性 方可编入。 (7)工艺的标准化
工艺要有充分的安全可靠性，
遵守安全规则，不成熟的工艺要经试验验证鉴定后
标准化是工艺质量的保证；工艺
编制时的书写格式、所用术语、基础标准的引用、计量单位
及检验都应执行有关技术标准。
四、热处理工艺制定依据
1、产品零件图及技术要求
产品零件图应标明对工件的热处理技术要求，
普通热处理件：标明材料牌号、热处理后硬度等性能要求
化学热处理件：标明化学热处理部位及尺寸、渗层深度、 表面与心部硬度、组织要求及相关标准 热处理后有特殊要求的零件，应标明检验类型及相关标准
轴类零件材料及选材方法
材料：经锻造或轧制的低、中碳钢或合金钢制造（兼顾强 度和韧性，同时考虑疲劳抗力）；
一般轴类零件使用碳钢（便宜，有一定综合机械性能、对 应力集中敏感性较小），如35、40、45、50钢，经正火、 调质或表面淬火热处理改善性能； 载荷较大并要限制轴的外形、尺寸和重量，或轴颈的耐磨 性等要求高时采用合金钢，如20Cr、40Cr、40CrNi、 20CrMnTi、40MnB等；采用球墨铸铁和高强度灰铸铁作曲 轴的材料。
预备热处理一般安排在毛坯件精加工之前
二、热处理工序的位置
（二）最终热处理的工序位置 淬火、回火 整体淬火、回火 感应加热表面淬火
渗碳
渗氮
最终热处理一般安排在半精加工之后、精加工 （磨削）之前
整体淬火、回火件的加工路线
机械粗加工
、半精加工 磨削 机械粗加工 磨削
下料
锻造
正火或退火
淬火、低温回火（中温回火） 下料 锻造 调质 正火或退火 半精加工
四、热处理工艺制定依据
2、零件毛坯图及技术要求
零件毛坯图应标明材料、热处理要求、毛坯
热处理后达到的性能指标及硬度检测部位、方
法。
毛坯热处理车间据此安排、编制热处理工艺。
四、热处理工艺制定依据
3、技术标准 技术标准分为上级标准（国家、国家军用、行业）和企业标 准——编制热处理工艺的主要依据 4、车间的实际生产条件 热处理工艺编制应根据企业实际生产条件进行编制。
工艺守则内容：见表17-2
基本工艺参数、设备、工装、操作要点、安全、卫生注意事项、 环保要求、质量标准及质量检验方法等
工艺守则——通用性技术文件，是针对一类而非某一具体零 件编制的，如弹簧热处理工艺守则、锻模热处理工艺守则等，
工艺守则可按工艺方法编制，如退火工艺守则，气体渗碳、 碳氮共渗工艺守则等。 辅助工序也需指定相应的工艺守则，如清洗工艺守则、较 直工艺守则
Φ90
莫氏6号锥度 C
80
160 870
52HRC 热处理要求：C面及 Φ 90×80段外圆淬硬HRC52 Φ 48HRC 莫氏6号孔硬度HRC48
（二）性能要求
2. 内锥孔（莫氏 6号锥度）硬度为 48HRC ，表面 1.根据工作条件和性能要求，选用 整体调质后硬度应为 200~230HBS 45，组织为回 钢的锻件。 3. 外圆锥面及花键部分硬度为52HRC，组织为回火 层 3~5mm为回火屈氏体和少量回火马氏体组织。 火索氏体。 屈氏体和较多回火马氏体。
(2)工艺的合理性 热处理工艺制定应最大限度避免产
生热处理缺陷，工艺方法选择要恰当、参数要合理、热处
理辅助工序设置、安排及工艺流程要合理。
(3)工艺的可行性 根据企业的热处理条件、人员结构素
质、管理水平制定的热处理工艺才能保证在生产中正常运行。
(4)工艺的经济性 工艺应充分利用企业现有条件，力求
流程简单、操作方便，以最少的消耗获取最佳的工艺效果。
2、热处理类型及在加工路线中的位置
（一）预备热处理
退火和正火
毛坯 退火或正火 机械加工
目的是消除毛坯中的内应力，细化晶粒，均匀组织； 改善切削加工性；或为最终热处理做组织准备
二、热处理在加工路线中的位置
（一）预备热处理
调质处理
下料 调质 锻造 正火或退火 机械精加工 机械粗加工
主要是提高零件的综合力学性能，或为以后表面淬 火和为易变形的精密零件淬火作组织准备
表面淬火件加工路线
预备热处理 （正火或退火） 机械半精加工
下料
锻造
机械粗加工
调质
表面淬火、 低温回火
精加工（磨削）
渗氮的工序位置
下料
锻造 预备热处理 机械粗加工
调质 渗氮
机械精加工
去应力 退火
粗磨
精磨或研磨
不需渗氮部位镀锡保护，渗氮后磨去。
冷冲模具的加工路线
下料 锻造
球化退火
电加工 成形
机械粗加工 、半精加工 钳修
五、热处理工艺编制的步骤
2、编制工艺规程
确定热处理工艺方案 根据技术要求等确定热处理工艺 方法、热处理工艺流程及工时定额、工人技术等级。 选择热处理方法——确保达到零件技术要求；并对其先 进性、合理性、可行性、经济性、安全环保性及可操作性进 行考虑，定出最佳方案
选择设备 选择原则：确保优质高效、低耗、安全环保； 并注意不同设备之间的密切配合
● 选材原则：根据载荷大小、类型等决定：主要受扭转、弯 曲的轴，可不用淬透性高的钢种；受轴向载荷轴，因心部受 力较大，应具有较高淬透性。
(一)工作条件
2.承受交变的弯曲应力和扭转应力，有时 主轴大端内锥孔和锥度外圆经常与卡盘、 顶尖有 1. 受到冲击 3. 花键部分与齿轮有相对滑动。 载荷作用。 相对摩擦。
六、常用热处理工艺文件——指导热处理生产的依据 常用热处理工艺文件：工艺卡、工艺守则