第三章热处理1
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热处理通用技术规程1
热处理通用技术规程第一章基本要求1 前言钢制焊接容器，在焊接过程中由于焊接接头的收缩，所有焊接部位将产生较大的焊接残余应力。
为了消除焊接接头德高残余应力和减轻焊缝附近的局部脆化，目前，国内广泛采用焊后热处理工艺，针对不同的工程内容，提出了多种施工方法，有内部燃烧法、热风加热法、电加热法以及爆炸能消除应力法等。
从总的趋势看，多选用以轻柴油或液化气为燃料的内部燃烧法或电加热法进行整体热处理。
2 适用范围2．1 本规程适用于现场组焊的各类球罐整体热处理或局部热处理工作和各类分段组对容器的局部热处理工作。
2．2 本规程列述了燃油法内热式整体热处理工艺、燃气法整体热处理工艺、电加热整体热处理工艺以及焊接过程中的预热、后热和局部热处理的基本工艺要求。
本规程中各类热处理工艺及要求均为通用工艺文件及要求，如与图纸及专用热处理工艺要求相抵触时，应按后者执行。
3 编制依据3．1 《钢制压力容器》GB150-19983．2 《钢制球形储罐》GB12337-983．3 《球形储罐施工及验收规范》GB50094-983．4 《压力容器安全技术监察规程》3．5 其它有关标准及文献4 热处理目的4．1 残余应力的消除，稳定容器的几何尺寸，改变焊缝的冶金性质。
4．2 减少硬化组织，提高金属的韧性和抗应力腐蚀的能力。
4．3 进一步进行焊后消氢，防止延迟裂纹的产生，预防滞后破坏和提高耐疲劳强度和蠕变强度。
5 预热和后热处理5．1 预热温度应根据钢种、板厚、产品结构钢性及焊接环境温度综合考虑决定。
5．2 环境温度是保证焊接质量的一个重要条件；对于低合金钢，当环境温度低于5℃时；对于碳钢，当环境温度低于0℃时，凡常温下不要预热的焊件，一律在焊缝两侧各100mm范围内预热至15℃后才允许施焊。
5．3 预热方式采用电加热进行，坡口两侧预热范围应大于3倍板厚，且不得小于100mm，内外壁的温度均不得低于预热温度。
5．4 要求焊前预热的焊缝，施焊时层间温度不得低于预热温度的下限值。
第三章--钢的热处理PPT课件
• 如果加热温度过高，或者保温时间过长，将会促使奥氏体晶粒粗化。奥氏 体晶粒粗化后，热处理后钢的晶粒就粗大，会降低钢的力学性能。
04.03.2021
6
电厂金属材料
三、 晶粒度的评定
• 晶粒的大小，或叫晶粒的粗细，是用晶粒度来表示的。
1．起始晶粒度：指钢加热至奥氏体的过程中，当铁素体向奥氏体转变刚刚完了是所形成 的晶粒度，既当奥氏体成核长大时 ，奥氏体晶粒的边界刚刚相碰时的晶粒的大小。
04.03.2021
8
电厂金属材料
• 钢的本质晶粒度是由钢的成分和冶炼条件决定的。含有钛、钒、钨等合金元 素的钢，大多属于本质细晶粒钢。冶炼时采用铝脱氧的钢也为本质细晶粒钢， 而只用硅、锰脱氧的钢则为本质粗晶粒钢。
•这是因为钛、钒、钨及铝等合金元素在钢中能形成金属化合物，这些化合物微粒分 布在奥氏体晶界上能机械地阻止奥氏体晶粒的长大。但是，当温度升得较高时，这些 化合物微粒会发生聚集甚至溶入奥氏体，这样也失去了机械阻碍的作用，晶粒便会迅 速长大。
二、奥氏体化过程
珠光体转变为奥氏体是一个从新结晶的过程。由于珠光体是铁素体和渗碳体的 机械混合物，铁素体与渗碳体的晶包类型不同，含碳量差别很大，转变为奥氏 体必须进行晶包的改组和铁碳原子的扩散。
奥氏体化大致可分为四个过程，如图3－2所示。
04.03.2021
4
电厂金属材料
1．奥氏体形核
• 奥氏体的晶核上首先在铁素体和渗碳体的相界面上形成的。由于界面上的碳浓度处于中间 值，原子排列也不规则，原子由于偏离平衡位置处于畸变状态而具有较高的能量。同时位 错和空间密度较高 铁素体和渗碳体的交接处在浓度结构和能量上为奥氏体形核提供了有利 条件。
• 钢的加热程度就是奥氏体的形成过程，这种组织转变可以称为奥氏体化。
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电厂金属材料
三、 晶粒度的评定
• 晶粒的大小，或叫晶粒的粗细，是用晶粒度来表示的。
1．起始晶粒度：指钢加热至奥氏体的过程中，当铁素体向奥氏体转变刚刚完了是所形成 的晶粒度，既当奥氏体成核长大时 ，奥氏体晶粒的边界刚刚相碰时的晶粒的大小。
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电厂金属材料
• 钢的本质晶粒度是由钢的成分和冶炼条件决定的。含有钛、钒、钨等合金元 素的钢，大多属于本质细晶粒钢。冶炼时采用铝脱氧的钢也为本质细晶粒钢， 而只用硅、锰脱氧的钢则为本质粗晶粒钢。
•这是因为钛、钒、钨及铝等合金元素在钢中能形成金属化合物，这些化合物微粒分 布在奥氏体晶界上能机械地阻止奥氏体晶粒的长大。但是，当温度升得较高时，这些 化合物微粒会发生聚集甚至溶入奥氏体，这样也失去了机械阻碍的作用，晶粒便会迅 速长大。
二、奥氏体化过程
珠光体转变为奥氏体是一个从新结晶的过程。由于珠光体是铁素体和渗碳体的 机械混合物，铁素体与渗碳体的晶包类型不同，含碳量差别很大，转变为奥氏 体必须进行晶包的改组和铁碳原子的扩散。
奥氏体化大致可分为四个过程，如图3－2所示。
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电厂金属材料
1．奥氏体形核
• 奥氏体的晶核上首先在铁素体和渗碳体的相界面上形成的。由于界面上的碳浓度处于中间 值，原子排列也不规则，原子由于偏离平衡位置处于畸变状态而具有较高的能量。同时位 错和空间密度较高 铁素体和渗碳体的交接处在浓度结构和能量上为奥氏体形核提供了有利 条件。
• 钢的加热程度就是奥氏体的形成过程，这种组织转变可以称为奥氏体化。
[材料科学]工程材料第三章热处理ppt课件
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先在奥氏体晶界上构成，在长大过程中，其两侧奥
氏体的含碳 量下降，促 进了铁素体 形核，两者 相间形核并 长大，构成一个珠光体团。
珠光体转变是分散型转变(铁、碳原子均分散〕。
二、 贝氏体转变
1、贝氏体的组织形状及 性能
过冷奥氏体在550℃230℃ (Ms)间将转变为 贝氏体类型组织，贝氏 体用符号B表示。
物，根据片层 厚薄不同,又细 分为珠光体、 索氏体和屈氏 体(或托氏体).
屈氏体
珠光体 索氏体
⑴ 珠光体：
构成温度为A1-650℃， 片层较厚，500倍光镜 下可辨，用符号P表示.
⑵ 索氏体
电镜形貌
光镜形貌
构成温度为650-600℃, 片层较薄，800-1000 倍光镜下可辨，用符 号S 表示。
转变〔碳原子分散，铁原子不分散〕。
上贝氏体 贝氏体组织的透射电镜形貌
下贝氏体
三、 马氏体转变
当奥氏体过冷到Ms以下将 转变为马氏体类型组织。
马氏体转变是强化钢的重 要途径之一。
1、马氏体的晶体构造 碳在-Fe中的过饱和固溶
体称马氏体，用M表示。
马氏体组织
马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保管到马氏体中.
和Fe3C方向长大。
第三步 剩余Fe3C溶解: 铁素体的成分、构造更接近 于奥氏体，因此先消逝。剩余的Fe3C随保温时间延 伸继续溶解直至消逝。
第四步 奥氏体成分均匀化：Fe3C溶解后，其所在部 位碳含量仍很高，经过长时间保温使奥氏体成分趋于 均匀。
亚共析钢和过共析钢的奥 氏体化过程与共析钢根本 一样。但由于先共析 或二次Fe3C的存在，要 获得全部奥氏体组织，必 需相应加热到Ac3或Accm 以上.
冷却是热处置更重要的工序。 过冷奥氏体的转变产物及转变过程: 处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。过冷奥
氏体的含碳 量下降，促 进了铁素体 形核，两者 相间形核并 长大，构成一个珠光体团。
珠光体转变是分散型转变(铁、碳原子均分散〕。
二、 贝氏体转变
1、贝氏体的组织形状及 性能
过冷奥氏体在550℃230℃ (Ms)间将转变为 贝氏体类型组织，贝氏 体用符号B表示。
物，根据片层 厚薄不同,又细 分为珠光体、 索氏体和屈氏 体(或托氏体).
屈氏体
珠光体 索氏体
⑴ 珠光体：
构成温度为A1-650℃， 片层较厚，500倍光镜 下可辨，用符号P表示.
⑵ 索氏体
电镜形貌
光镜形貌
构成温度为650-600℃, 片层较薄，800-1000 倍光镜下可辨，用符 号S 表示。
转变〔碳原子分散，铁原子不分散〕。
上贝氏体 贝氏体组织的透射电镜形貌
下贝氏体
三、 马氏体转变
当奥氏体过冷到Ms以下将 转变为马氏体类型组织。
马氏体转变是强化钢的重 要途径之一。
1、马氏体的晶体构造 碳在-Fe中的过饱和固溶
体称马氏体，用M表示。
马氏体组织
马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保管到马氏体中.
和Fe3C方向长大。
第三步 剩余Fe3C溶解: 铁素体的成分、构造更接近 于奥氏体，因此先消逝。剩余的Fe3C随保温时间延 伸继续溶解直至消逝。
第四步 奥氏体成分均匀化：Fe3C溶解后，其所在部 位碳含量仍很高，经过长时间保温使奥氏体成分趋于 均匀。
亚共析钢和过共析钢的奥 氏体化过程与共析钢根本 一样。但由于先共析 或二次Fe3C的存在，要 获得全部奥氏体组织，必 需相应加热到Ac3或Accm 以上.
冷却是热处置更重要的工序。 过冷奥氏体的转变产物及转变过程: 处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。过冷奥
热处理手册1
热处理手册1热处理手册1：热处理基础、工艺、设备及应用一、热处理基础热处理是金属材料加工过程中的重要环节，通过对金属材料进行加热、保温和冷却，改变其内部结构，进而改变其物理和机械性能。
热处理过程可以增强材料的硬度、韧性和耐磨性，提高其抗腐蚀能力，优化材料的加工性能。
二、热处理工艺热处理工艺主要包括以下几种：1. 退火：将金属加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却。
这种方法主要用于消除金属内部的应力，提高其韧性。
2. 正火：将金属加热到一定温度，保温一段时间，然后迅速冷却。
这种方法可以细化晶粒，提高材料的强度和硬度。
3. 淬火：将金属加热到一定温度，保温一段时间，然后迅速冷却。
这种方法可以增加金属的硬度和耐磨性。
4. 回火：将淬火后的金属加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却。
这种方法可以降低金属的脆性，提高其韧性。
三、热处理设备热处理设备包括加热设备、冷却设备和保温设备等。
其中，加热设备包括电炉、燃气炉等，冷却设备包括水冷设备、风冷设备等，保温设备包括炉罐、保温材料等。
四、热处理材料热处理材料包括各种金属材料和非金属材料。
其中，金属材料包括钢铁、有色金属等，非金属材料包括陶瓷、玻璃等。
五、热处理缺陷热处理过程中可能出现一些缺陷，如氧化、脱碳、变形等。
这些缺陷会影响金属材料的性能和外观质量。
因此，在进行热处理时，应采取相应的措施避免这些缺陷的产生。
六、热处理安全热处理过程中存在一定的安全隐患，如高温烫伤、电气事故等。
因此，在进行热处理时，应采取相应的安全措施，如穿戴防护用具、定期检查电气设备等。
七、热处理应用热处理广泛应用于各种工业领域，如机械制造、航空航天、汽车制造等。
通过对金属材料进行热处理，可以提高其性能和可靠性，进而提高产品的质量和竞争力。
八、热处理发展随着科技的不断进步，热处理技术也在不断发展。
新型的热处理工艺和设备不断涌现，如真空热处理、离子注入等。
这些新技术可以进一步提高金属材料的性能和质量，满足各种工业领域的需求。
热处理概述精品PPT课件
热处理概述
视频《钢丝的水冷与空冷实验》
小实验
将一根直径为1m m左右的弹簧丝剪成 两段，放在酒精灯上 同时加热到赤红色， 然后分别放入水中和 空气中，冷却后用手 进行弯折，对比观察 两根钢丝性能的差异 。（小实验 见视频）
实验现象：放在 水中冷却的钢丝硬而 脆，很容易折断；而 放在空气中冷却的钢 丝较软且有较好的塑 性，可以卷成圆圈而 不断裂。
四、热处理的分类
根据加热和冷却的规范以及钢 的组织、性能变化的特点，热 处理可以分为三大类。
热处理
普通 热处理
表面 热处理
其他 热处理
退火 正火 淬火 回火
表面淬火
火焰加热表面淬火 感应加热表面淬火 电接触表面淬火理
碳氮共渗
渗硼 可控气氛热处理
真空热处理
复合热处理
形变热处理 气相沉积
由这个实验可以 看出，虽然钢的成分 相同，加热温度也相 同，但采用不同的冷 却方法，却得到了不 用的力学性能，这主 要是因为在不同的冷 却速度情况下，钢的 内部组织发生了不同 的变化。(引出热处理
的概念）
一、热处理的概念
热处理是将固态金属或合金采用适当的方式 进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构 与性能的工艺。
热处理工艺包括加热、保温和冷却三个阶段 ，温度和时间是决定热处理工艺的主要因素，通 常用温度-时间曲线来表示热处理工艺过程。
页码数
温度
保温
热 加
临界温度
冷 却
热处理工艺曲线
时间 热处理
二、热处理的目的
热处理的目的： 通过改变金属材 料的内部组织来 获得所需要的性 能。
三、热处理的应用范围
整个制造业
视频《钢丝的水冷与空冷实验》
小实验
将一根直径为1m m左右的弹簧丝剪成 两段，放在酒精灯上 同时加热到赤红色， 然后分别放入水中和 空气中，冷却后用手 进行弯折，对比观察 两根钢丝性能的差异 。（小实验 见视频）
实验现象：放在 水中冷却的钢丝硬而 脆，很容易折断；而 放在空气中冷却的钢 丝较软且有较好的塑 性，可以卷成圆圈而 不断裂。
四、热处理的分类
根据加热和冷却的规范以及钢 的组织、性能变化的特点，热 处理可以分为三大类。
热处理
普通 热处理
表面 热处理
其他 热处理
退火 正火 淬火 回火
表面淬火
火焰加热表面淬火 感应加热表面淬火 电接触表面淬火理
碳氮共渗
渗硼 可控气氛热处理
真空热处理
复合热处理
形变热处理 气相沉积
由这个实验可以 看出，虽然钢的成分 相同，加热温度也相 同，但采用不同的冷 却方法，却得到了不 用的力学性能，这主 要是因为在不同的冷 却速度情况下，钢的 内部组织发生了不同 的变化。(引出热处理
的概念）
一、热处理的概念
热处理是将固态金属或合金采用适当的方式 进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构 与性能的工艺。
热处理工艺包括加热、保温和冷却三个阶段 ，温度和时间是决定热处理工艺的主要因素，通 常用温度-时间曲线来表示热处理工艺过程。
页码数
温度
保温
热 加
临界温度
冷 却
热处理工艺曲线
时间 热处理
二、热处理的目的
热处理的目的： 通过改变金属材 料的内部组织来 获得所需要的性 能。
三、热处理的应用范围
整个制造业
金属工艺学 第3章 钢的热处理
再结晶退火：消除冲压件冷变形所产生的加工硬化（再结晶温度以上150— 250℃），降低硬度，恢复塑性。
11/12/2020
正火
将钢加热到Ac3 线以上30—50 ℃ （亚共析钢）或 Accm以上30——50 ℃ （过共析钢） ，保温后在空气中 冷却。得到的是细 珠光体组织（索氏 体）。
应用：（1）取代部分完全退火； （2）用于普通结构件的最终热处理； （3）用于过共析钢，减少或消除网状二次渗碳体， 为球化处理作准备。
11/12/2020
复习思考题
1 某汽车齿轮选用20CrMnTi制造，其工艺路线为：下料→ 锻造→正火①→切削加工→渗碳②→淬火③→低温回 火④→喷丸→磨削。请说明①、②、③、④四项热处 理工艺的目的。
2 说明固溶强化的强化原理。
第4章 非金属材料
11/12/2020
自学
目的：
Ø降低硬度，便于机加工。 Ø细化晶粒，提高塑性和韧性。 Ø消除应力。
应用：铸件、锻件、焊接及其它毛
坯的热处理。
1、完全退火：将亚共析钢加热到Ac3线以上20—30℃，保温后缓慢冷却. 2、球化退火: 将过共析钢加热到Ac1线以上20—30℃，保温后缓慢冷却. 3、低温退火: 将钢加热到Ac1线以下，保温后缓慢冷却.
11/12/2020
钢的热处理
3.2 化学热处理
1 渗碳 2 渗氮 3 碳氮共渗
基本程序： （1）将工件加热到一定的温度，使有利 于吸收渗入元素活性原子。 （2）由化合物分解或离子转化而得到渗 入元素的活性原子。 （3）活性原子被吸附，并溶入工件表面， 形成固溶体，在活性原子浓度很高时，还 可形成化合物。 （4）渗入原子在一定温度，由表层向内 扩散，形成一定的扩散层。
工程材料导论
11/12/2020
正火
将钢加热到Ac3 线以上30—50 ℃ （亚共析钢）或 Accm以上30——50 ℃ （过共析钢） ，保温后在空气中 冷却。得到的是细 珠光体组织（索氏 体）。
应用：（1）取代部分完全退火； （2）用于普通结构件的最终热处理； （3）用于过共析钢，减少或消除网状二次渗碳体， 为球化处理作准备。
11/12/2020
复习思考题
1 某汽车齿轮选用20CrMnTi制造，其工艺路线为：下料→ 锻造→正火①→切削加工→渗碳②→淬火③→低温回 火④→喷丸→磨削。请说明①、②、③、④四项热处 理工艺的目的。
2 说明固溶强化的强化原理。
第4章 非金属材料
11/12/2020
自学
目的：
Ø降低硬度，便于机加工。 Ø细化晶粒，提高塑性和韧性。 Ø消除应力。
应用：铸件、锻件、焊接及其它毛
坯的热处理。
1、完全退火：将亚共析钢加热到Ac3线以上20—30℃，保温后缓慢冷却. 2、球化退火: 将过共析钢加热到Ac1线以上20—30℃，保温后缓慢冷却. 3、低温退火: 将钢加热到Ac1线以下，保温后缓慢冷却.
11/12/2020
钢的热处理
3.2 化学热处理
1 渗碳 2 渗氮 3 碳氮共渗
基本程序： （1）将工件加热到一定的温度，使有利 于吸收渗入元素活性原子。 （2）由化合物分解或离子转化而得到渗 入元素的活性原子。 （3）活性原子被吸附，并溶入工件表面， 形成固溶体，在活性原子浓度很高时，还 可形成化合物。 （4）渗入原子在一定温度，由表层向内 扩散，形成一定的扩散层。
工程材料导论
第3章钢的热处理ppt课件
第二节 退火与正火
.
第三节 淬火与回火
第三节 淬火与回火
.
一、淬火
1、淬火的概念和目的
淬火是将工件加热到奥氏体化后，保持一 定的时间，以适当方式冷却（水冷或油冷）， 获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺
马氏体是碳或合金元素在α-Fe中的过饱 和固溶体，硬度较高，用M表示，马氏体中 含碳量越高，其硬度也越高。
分类方法
整体热处理
表面热处理
退火 正火 淬火 淬火和回火 调质 稳定化处理 固溶处理 时效
第一节 热处理概述
表面淬火和回火 物理气相沉积 化学气相沉积
等离子体化气相沉积
.
化学热处理
渗碳 碳氮共渗
渗氮 氮碳共渗 渗其它非金属
渗金属 多元共渗
溶渗
三、热处理的原理
铁碳合金相图是确定热处理工艺的重 要依据。它是表示平衡状态下不同化学成 分的铁碳合金在不同温度时所具有的组织 和状态的图形。
工件加热奥
氏体化后浸入温 度稍高或稍低于 Ms点的碱浴或盐 浴中保持适当时 间，在工件整体 达到介质温度后 取出空冷以获得 马氏体的淬火。
工件加热奥
氏体化后快冷到 贝氏体转变温度 区间等温保持， 使奥氏体转变为 贝氏体的淬火。
第三节 淬火与回火
.
一、淬火
2、淬火方法和应用
种类
工艺 特点
单介质淬火 双介质淬火 马氏体分级淬火 贝氏体等温淬火
Ac1+(1020)℃
Ac1 － (100- Ac3+(150200)℃ ， 一 般 200)℃，一般在 在500－600℃ 1050－1150℃
第二节 退火与正火
.
一、退火
2、退火的方法和应用
钢的热处理课件
注意：同一成分的钢在冷却时，由于冷却方式的不同，奥氏体被过 冷到不同的温度，将转变成不同的组织，体现出不同的性能。
第三节 钢的普通热处理
教学目的和要求：
1．掌握有几种热处理工艺。
2．掌握各种热处理工艺有何异同，如何操作 ，及其目的。
重点分析：
各种热处理工艺操作方法及其目的。
整体热处理 退火、正火、淬火、回火
一般氮化零件的工艺路线为： 锻造→退火→粗加工→调质→精加工→除应力退火→磨 削→氮化→精磨。
3．碳氮共渗 把碳和氮同时渗入零件表层的过程称为氰化 。
根据处理温度的不同分为高温、中温和低温氰化。 4．其它化学热处理方法 (1) 渗铝 目的：是使钢的表面具有高的抗氧化性能。
(2) 渗铬 目的：是增加零件抗蚀性能，还可提高碳钢 的硬度和耐磨性。
（2）中温回火（350—500℃），目的是使钢获得高弹 性，并保持较高硬度（35—50HRC)和一定的韧性。如弹簧 、锻模等。
（3）高温回火—调质处理（500—650℃目的是获得得 强度及韧性等综合力学性能较好。如连杆、曲轴、齿轮等 。
第四节 钢的表面热处理
有些零件，采用表面热处理可以获得表面高硬度和心 部高韧性。
1）等温冷却
把加热到奥氏体的钢先以较快的速度过冷到A1线 以下的一定温度，然后保持此温度，使奥氏体恒 温进行组织转变，当组织转变结束后再继续冷却 到室温
2）连续冷却 把加热到奥氏体的钢先以某一速度（在一定介质 中）冷却至室温，使奥氏体在A1线以下的连续冷 却中发生组织转变
一、过冷奥氏体等温转变曲线的建立 1）过冷奥氏体（A） 在A1温度以下还没有转变成其它组织的奥氏体 2）过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线）
根据钢的成分和退火目的不同应采用不同的退火方法，常用的 退火方法有：完全退火（普通退火）；球化退火（不完全退火）； 去应力退火（低温退火）等。
第三节 钢的普通热处理
教学目的和要求：
1．掌握有几种热处理工艺。
2．掌握各种热处理工艺有何异同，如何操作 ，及其目的。
重点分析：
各种热处理工艺操作方法及其目的。
整体热处理 退火、正火、淬火、回火
一般氮化零件的工艺路线为： 锻造→退火→粗加工→调质→精加工→除应力退火→磨 削→氮化→精磨。
3．碳氮共渗 把碳和氮同时渗入零件表层的过程称为氰化 。
根据处理温度的不同分为高温、中温和低温氰化。 4．其它化学热处理方法 (1) 渗铝 目的：是使钢的表面具有高的抗氧化性能。
(2) 渗铬 目的：是增加零件抗蚀性能，还可提高碳钢 的硬度和耐磨性。
（2）中温回火（350—500℃），目的是使钢获得高弹 性，并保持较高硬度（35—50HRC)和一定的韧性。如弹簧 、锻模等。
（3）高温回火—调质处理（500—650℃目的是获得得 强度及韧性等综合力学性能较好。如连杆、曲轴、齿轮等 。
第四节 钢的表面热处理
有些零件，采用表面热处理可以获得表面高硬度和心 部高韧性。
1）等温冷却
把加热到奥氏体的钢先以较快的速度过冷到A1线 以下的一定温度，然后保持此温度，使奥氏体恒 温进行组织转变，当组织转变结束后再继续冷却 到室温
2）连续冷却 把加热到奥氏体的钢先以某一速度（在一定介质 中）冷却至室温，使奥氏体在A1线以下的连续冷 却中发生组织转变
一、过冷奥氏体等温转变曲线的建立 1）过冷奥氏体（A） 在A1温度以下还没有转变成其它组织的奥氏体 2）过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线）
根据钢的成分和退火目的不同应采用不同的退火方法，常用的 退火方法有：完全退火（普通退火）；球化退火（不完全退火）； 去应力退火（低温退火）等。
热处理知识介绍课堂PPT
43
六、影响钢材氧化、脱碳的几大因素
加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或 气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应 生成氧化物膜的现象称为氧化。
钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的 氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低 了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬 度、疲劳强度及耐磨性降低 。
50
脱碳+粗晶案例
51
脱碳+粗晶案例
52
脱碳+粗晶案例
53
影响钢材氧化、脱碳因素
主要因素为：热处理炉中混有氧气、二氧化碳、 水蒸气等气体。
54
对策
所以要使线材在加热时少产生氧化、脱碳， 1.需降低炉内H2O、O2、CO2。 2.减少炉内产生氧化：2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2 FeC＋CO2→Fe＋2CO 还原： FeO＋H2→Fe＋H2O
25
球化退火应用
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳 素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经 轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体 与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切 削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开 裂。
26
球化退火应用
而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中 的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体 上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切 削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易 长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对 于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等） 的亚共析钢有时也可采用球化退火。
10
热处理分类——正火
正火是将钢材或钢件加热到A3（或Acm）以 上适当温度，保温适当时间后再空气中冷却， 得到珠光体类组织的热处理工艺。
11
六、影响钢材氧化、脱碳的几大因素
加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或 气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应 生成氧化物膜的现象称为氧化。
钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的 氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低 了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬 度、疲劳强度及耐磨性降低 。
50
脱碳+粗晶案例
51
脱碳+粗晶案例
52
脱碳+粗晶案例
53
影响钢材氧化、脱碳因素
主要因素为：热处理炉中混有氧气、二氧化碳、 水蒸气等气体。
54
对策
所以要使线材在加热时少产生氧化、脱碳， 1.需降低炉内H2O、O2、CO2。 2.减少炉内产生氧化：2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2 FeC＋CO2→Fe＋2CO 还原： FeO＋H2→Fe＋H2O
25
球化退火应用
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳 素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经 轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体 与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切 削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开 裂。
26
球化退火应用
而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中 的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体 上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切 削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易 长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对 于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等） 的亚共析钢有时也可采用球化退火。
10
热处理分类——正火
正火是将钢材或钢件加热到A3（或Acm）以 上适当温度，保温适当时间后再空气中冷却， 得到珠光体类组织的热处理工艺。
11
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
培训资料-热处理课件
通过控制材料的性能，提高材料的使用寿命。
热处理的工艺流程
1
加热
2
将材料加热到一定温度，超过材料的临界温
度。
3
冷却
4
控制材料的冷却速度，使材料的结构得到改 变。
预处理
对材料进行清洗、去氧化、消除应力等处理。
保温
在一定时间内保持材料在高温状态下。
热处理的常见方法
1 退火
将材料加热到一定温度，然后进行缓慢冷却。
3 淬火
将材料加热到一定温度，然后迅速冷却。
2 正火
将材料加热到一定温度，保持一段时间，然后进 行淬火。
4 回火
将淬火后的材料加热到一定温度，然后进行缓慢 冷却。
热处理的应用领域
机械制造
汽车发动机、飞机发动机、船用螺旋桨、钢轨等。
建筑材料
钢筋、钢板、钢管等。
热处理的优点和局限性
优点
• 提高材料性能 • 改善材料表面质量 • 延长材料使用寿命
热处理课件
热处理是一种材料加工方法，通过控制材料的加热和冷却过程，改变材料的 性质和结构，从而达到预期的材料性能。本课件将讲解关于热处理的概述、 目的、工艺流程、常见方法、应用领域、优点和局限性，以及热处理技术未 来的发展趋势。
热处理概述
材料与热处理
材料的性能与其微观结构有关。热处理可以通过改变材 料内部晶体或原子的状态，来实现材料性能的改变。
分类
热处理分为两类：常规热处理和特殊热处理。常规热处 理包括退火、正火、淬火和回火。特殊热处理根据不同 的材料和要求，采用不同的处理方法。
热处理的目的
改变结构
通过改变材料的晶体结构，调整材料的性能。
调整性能
通过热处理调整材料的硬度、韧性、强度等性能。
热处理的工艺流程
1
加热
2
将材料加热到一定温度，超过材料的临界温
度。
3
冷却
4
控制材料的冷却速度，使材料的结构得到改 变。
预处理
对材料进行清洗、去氧化、消除应力等处理。
保温
在一定时间内保持材料在高温状态下。
热处理的常见方法
1 退火
将材料加热到一定温度，然后进行缓慢冷却。
3 淬火
将材料加热到一定温度，然后迅速冷却。
2 正火
将材料加热到一定温度，保持一段时间，然后进 行淬火。
4 回火
将淬火后的材料加热到一定温度，然后进行缓慢 冷却。
热处理的应用领域
机械制造
汽车发动机、飞机发动机、船用螺旋桨、钢轨等。
建筑材料
钢筋、钢板、钢管等。
热处理的优点和局限性
优点
• 提高材料性能 • 改善材料表面质量 • 延长材料使用寿命
热处理课件
热处理是一种材料加工方法，通过控制材料的加热和冷却过程，改变材料的 性质和结构，从而达到预期的材料性能。本课件将讲解关于热处理的概述、 目的、工艺流程、常见方法、应用领域、优点和局限性，以及热处理技术未 来的发展趋势。
热处理概述
材料与热处理
材料的性能与其微观结构有关。热处理可以通过改变材 料内部晶体或原子的状态，来实现材料性能的改变。
分类
热处理分为两类：常规热处理和特殊热处理。常规热处 理包括退火、正火、淬火和回火。特殊热处理根据不同 的材料和要求，采用不同的处理方法。
热处理的目的
改变结构
通过改变材料的晶体结构，调整材料的性能。
调整性能
通过热处理调整材料的硬度、韧性、强度等性能。
热处理的基本方法ppt课件
时间不足，冷却速度不够快，氧化与脱 碳等。 b.后果：无法满足使用要求 c.防止与补救：严格执行工艺规程
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
四.回火
1、回火的概念： 将淬火后钢件再加热到Ac1以下的某一温度， 保 温一定时间后，然后冷却到室温的热处理 工艺 。
淬火是一种很早就应用的热处理工艺，它的目 的是获得马氏体或下贝氏体，但主要是马氏体。 从性能上看，它是为了强化材料，提高材料的 强度或硬度。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
1.淬火工艺参数
为了获得好的淬火效果，就必须制定正确的 淬火工艺参数。 ❖ 加热温度 根据钢的成分确定，亚共析钢加热到Ac3+30-50℃，共析、过共析钢加热到Ac1+30--50℃； （根据铁碳相图进行解释）
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
2、回火的目的： 降低淬火钢的脆性，提高韧性，
调整硬度，消除内应力，稳定工件的尺寸， 获得所需要的 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
3、回火的种类
按回火温度的不同，回火可分以下三种：
3、淬透性与淬硬性
淬硬性是钢在理想条件下淬火硬化所能达到的 最高硬度。
❖ 取决于M中C%，C%↑→淬硬性↑
❖ 淬透性是指在规定条件下，决定钢淬硬深度 和硬度分布的特性。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
四.回火
1、回火的概念： 将淬火后钢件再加热到Ac1以下的某一温度， 保 温一定时间后，然后冷却到室温的热处理 工艺 。
淬火是一种很早就应用的热处理工艺，它的目 的是获得马氏体或下贝氏体，但主要是马氏体。 从性能上看，它是为了强化材料，提高材料的 强度或硬度。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
1.淬火工艺参数
为了获得好的淬火效果，就必须制定正确的 淬火工艺参数。 ❖ 加热温度 根据钢的成分确定，亚共析钢加热到Ac3+30-50℃，共析、过共析钢加热到Ac1+30--50℃； （根据铁碳相图进行解释）
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
2、回火的目的： 降低淬火钢的脆性，提高韧性，
调整硬度，消除内应力，稳定工件的尺寸， 获得所需要的 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
3、回火的种类
按回火温度的不同，回火可分以下三种：
3、淬透性与淬硬性
淬硬性是钢在理想条件下淬火硬化所能达到的 最高硬度。
❖ 取决于M中C%，C%↑→淬硬性↑
❖ 淬透性是指在规定条件下，决定钢淬硬深度 和硬度分布的特性。
热处理课件
是改变工件表层的化学成分、 渗碳、渗氮、碳氮共渗、氮碳 组织和性能 共渗、渗金属、多元共渗等
第一节 热处理概述
热处理工艺表示法：任何热处理工艺一般都可归纳为由加热、 保温和冷却三个阶段组成的工艺过程。热处理工艺可用“温度-时间”坐标图表示，即热处理工艺曲线。
第二节 钢的加热转变
钢的固态临界点：钢在固态下进行加热、保温和冷却时将发生组 织转变，转变临界点根据Fe-Fe3C相图确定。 平衡状态下：当钢在缓慢加热或冷却时，其固态下的临界点分别 用Fe-Fe3C相图中的平衡线A1(PSK线)、A3(GS线)、Acm(ES线)表示 实际加热和冷却时：发生组织转变的临界点都要偏离平衡临界 点，并且加热和冷却速度越快，其偏离的程度越大。 实际加热时 临界点分别用Ac1、Ac3、Accm表示 实际冷却时 临界点分别用Ar1、Ar3、 Arcm表示
第二节 钢的加热转变
加热缺陷的防止办法 （1）真空加热 工件在真空中加热是防止氧化脱碳的最有效措施， 是热处理工艺的发展方向，在发达国家应用普遍，问题是，真空加 热用的设备投资大，工艺成本较高。 （2）可控气氛加热 工件加热过程中向炉内充入一定保护性气氛， 保证钢在不脱碳，不增碳，不氧化的气氛下加热。实践证明它是行 之有效与可靠的方法，也是发达国家应用十分普遍的工艺，是现代 热处理的发展方向之一。但需要一套制取可控气氛的发生装臵，由 于成本较高，原材料来源不广泛限制了它的应用。 （3）盐浴加热 工件臵于一熔化了的中性盐液中加热，盐液进行充 分脱氧，保证工件加热过程中少氧化，甚至无氧化。问题主要是粘 在工件上的盐难以清洗洁净，清洗不干净会导致储存及应用过程易 于长锈。此外操作过程中盐液遇水易炸，不小心易使人体灼伤，要 十分注意安全。
第三节 钢的冷却转变
热处理课件
能源与环保领域
热处理技术在能源领域的应用包括太阳能、核能、地热能等，同时 也可用于废热回收和环保领域。
制造业领域
热处理技术在制造业领域的应用包括钢铁、有色金属、陶瓷等材料的 加工和处理，可以提高材料的使用性能和产品质量。
THANKS
感谢您的观看
热处理工艺
包括加热、保温、冷却等过程，其中加热速度、保温时间和 冷却速度是关键工艺参数。
02
热处理工艺技术
退火工艺
01
02
03
定义
退火是一种将金属加热到 一定温度，保温一段时间 ，然后以适宜的速度冷却 的一种工艺。
目的
降低金属的硬度、提高塑 性，以利于切削加工；细 化金属晶粒，改善组织， 提高金属的韧性。
使金属内部组织发生沉淀变化，提高金属的强度 和硬度。
方法
自然时效和人工时效。
回火处理工艺
定义
回火是一种将金属加热到一定温 度，保温一段时间，然后以适宜 的速度冷却的一种工艺。它是淬
火的后续工艺。
目的
稳定组织，降低金属的脆性，提高 金属的韧性。
方法
低温回火、中温回火、高温回火等 。
03
热处理应用
钢铁材料的热处理
热处理课件
目录
CONTENTS
• 热处理概述 • 热处理工艺技术 • 热处理应用 • 热处理安全与环保 • 热处理研究与发展趋势
01
热处理概述
定义与分类
热处理定义
热处理是将金属材料通过加热、 保温、冷却等不同工艺处理，改 变其内部组织结构，从而达到改 善其使用性能的过程。
热处理分类
根据加热温度、冷却速度和加热 方式等不同，热处理可分为多种 类型，如退火、正火、淬火、回 火等。
热处理技术在能源领域的应用包括太阳能、核能、地热能等，同时 也可用于废热回收和环保领域。
制造业领域
热处理技术在制造业领域的应用包括钢铁、有色金属、陶瓷等材料的 加工和处理，可以提高材料的使用性能和产品质量。
THANKS
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热处理工艺
包括加热、保温、冷却等过程，其中加热速度、保温时间和 冷却速度是关键工艺参数。
02
热处理工艺技术
退火工艺
01
02
03
定义
退火是一种将金属加热到 一定温度，保温一段时间 ，然后以适宜的速度冷却 的一种工艺。
目的
降低金属的硬度、提高塑 性，以利于切削加工；细 化金属晶粒，改善组织， 提高金属的韧性。
使金属内部组织发生沉淀变化，提高金属的强度 和硬度。
方法
自然时效和人工时效。
回火处理工艺
定义
回火是一种将金属加热到一定温 度，保温一段时间，然后以适宜 的速度冷却的一种工艺。它是淬
火的后续工艺。
目的
稳定组织，降低金属的脆性，提高 金属的韧性。
方法
低温回火、中温回火、高温回火等 。
03
热处理应用
钢铁材料的热处理
热处理课件
目录
CONTENTS
• 热处理概述 • 热处理工艺技术 • 热处理应用 • 热处理安全与环保 • 热处理研究与发展趋势
01
热处理概述
定义与分类
热处理定义
热处理是将金属材料通过加热、 保温、冷却等不同工艺处理，改 变其内部组织结构，从而达到改 善其使用性能的过程。
热处理分类
根据加热温度、冷却速度和加热 方式等不同，热处理可分为多种 类型，如退火、正火、淬火、回 火等。
金属工艺学 第3章 钢的热处理
再结晶退火：消除冲压件冷变形所产生的加工硬化（再结晶温度以上150— 250℃），降低硬度，恢复塑性。
12/12/2020
正火
将钢加热到Ac3 线以上30—50 ℃ （亚共析钢）或 Accm以上30——50 ℃ （过共析钢） ，保温后在空气中 冷却。得到的是细 珠光体组织（索氏 体）。
应用：（1）取代部分完全退火； （2）用于普通结构件的最终热处理； （3）用于过共析钢，减少或消除网状二次渗碳体， 为球化处理作准备。
金属工艺学 第3章 钢的热处理
钢的热处理
3.1 退火和正火
退火
将钢加热、保温，然后随炉冷却 或埋入灰中缓慢冷却。
目的：
Ø降低硬度，便于机加工。 Ø细化晶粒，提高塑性和韧性。 Ø消除应力。
应用：铸件、锻件、焊接及其它毛
坯的热处理。
1、完全退火：将亚共析钢加热到Ac3线以上20—30℃，保温后缓慢冷却. 2、球化退火: 将过共析钢加热到Ac1线以上20—30℃，保温后缓慢冷却. 3、低温退火: 将钢加热到Ac1线以下，保温后缓慢冷却.
12/12/2020
钢的热处理
3.2 化学热处理
1 渗碳 2 渗氮 3 碳氮共渗
基本程序： （1）将工件加热到一定的温度，使有利 于吸收渗入元素活性原子。 （2）由化合物分解或离子转化而得到渗 入元素的活性原子。 （3）活性原子被吸附，并溶入工件表面， 形成固溶体，在活性原子浓度很高时，还 可形成化合物。 （4）渗入原子在一定温度，由表层向内 扩散，形成一定的扩散层。
脆性，并保持高硬度（56—64HRC)和耐磨性。如模具、刃具等。
（2）中温回火（350—500℃），目的是使钢获得高弹性，并保持
较高硬度（35—50HRC)和一定的韧性。如弹簧、锻模等。
12/12/2020
正火
将钢加热到Ac3 线以上30—50 ℃ （亚共析钢）或 Accm以上30——50 ℃ （过共析钢） ，保温后在空气中 冷却。得到的是细 珠光体组织（索氏 体）。
应用：（1）取代部分完全退火； （2）用于普通结构件的最终热处理； （3）用于过共析钢，减少或消除网状二次渗碳体， 为球化处理作准备。
金属工艺学 第3章 钢的热处理
钢的热处理
3.1 退火和正火
退火
将钢加热、保温，然后随炉冷却 或埋入灰中缓慢冷却。
目的：
Ø降低硬度，便于机加工。 Ø细化晶粒，提高塑性和韧性。 Ø消除应力。
应用：铸件、锻件、焊接及其它毛
坯的热处理。
1、完全退火：将亚共析钢加热到Ac3线以上20—30℃，保温后缓慢冷却. 2、球化退火: 将过共析钢加热到Ac1线以上20—30℃，保温后缓慢冷却. 3、低温退火: 将钢加热到Ac1线以下，保温后缓慢冷却.
12/12/2020
钢的热处理
3.2 化学热处理
1 渗碳 2 渗氮 3 碳氮共渗
基本程序： （1）将工件加热到一定的温度，使有利 于吸收渗入元素活性原子。 （2）由化合物分解或离子转化而得到渗 入元素的活性原子。 （3）活性原子被吸附，并溶入工件表面， 形成固溶体，在活性原子浓度很高时，还 可形成化合物。 （4）渗入原子在一定温度，由表层向内 扩散，形成一定的扩散层。
脆性，并保持高硬度（56—64HRC)和耐磨性。如模具、刃具等。
（2）中温回火（350—500℃），目的是使钢获得高弹性，并保持
较高硬度（35—50HRC)和一定的韧性。如弹簧、锻模等。
热 处 理
（b）井式电炉
（c）盐浴炉
图4-2 常用的热处理加热炉
1.2.2 表面热处理和化学热处理
1．表面热处理 表面热处理是用加热设备将工件表面迅速加热到淬火温度（工件心部未被加热），然 后快速冷却的热处理方法。 2．化学热处理 化学热处理是将工件置于活性介质中加热并保温，使一种或几种活性介质在工件表面 发生化学反应，并扩散进入工件表层，以改变其化学成分和组织，从而获得所需要的 性能的方法。常用的化学热处理方法有渗碳（如图4-3所示）、渗氮、渗金属和多元 共渗等。
图4-3 滴注式气体渗碳示意图
1.2.3 硬度值的测量方法
金属热处理的效果用硬度值来衡量。硬度值的测量常用压痕试验法，即在一定 载荷下将一定材质和形状的压头压入被测金属表面，由产生的塑性变形量来衡量的 金属硬度。针对不同的测量对象和精度要求，有洛氏硬度计、布氏硬度计和维式硬 度计等。
由于金属的硬度和强度在一定范围内存在着正相关的对应关系，所以也可根据 硬度值大致推算出金属的强度。
金工实习
பைடு நூலகம்
1.1 热处理工艺基础知识
热处理是指将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，使其内 部组织发生改变，从而获得所需要的力学性能和工艺性能的一种加工方法。 1.1.1 热处理工艺过程 热处理的工艺过程包括加热、保温和冷却。 1.1.2 钢的热处理基本工艺 钢的热处理基本工艺包括退火、正火、淬火和回火四种，如图4-1所示。
金工实习
图4-1 钢的热处理基本工艺曲线示意图
1.2 常用的热处理方法简介
1.2.1 整体热处理
整体热处理是对金属材料或者工件进行整体穿透性加热的热处理工艺，包括整 体退火、正火、淬火和回火。常用的整体热处理加热炉有箱式电阻炉、井式电阻炉 和盐浴炉三种，如图4-2所示。
热处理ppt课件
火焰加热 感应加热
六、化学热处理
化学热处理是将金属和合金工件置于一定温 度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入 它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的 热处理工艺。
目的：提高钢件表层的耐磨性、耐蚀性、抗 氧化性和疲劳强度等力学性能。
按表面渗入元素的不同，分为渗碳、氮化、 碳氮共渗、渗硼、渗铝等种类。
金属热处理可分为
整体处理、表面热处理和化学热处理。 整体处理包括： 退火、正火、淬火和回火等；
一、退火
退火是将金属和合金加热到适当温度，保温一 定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。按金 属成分和性能要求的不同，退火可分为：
1.完全退火 目的是通过完全重结晶细化晶粒，降低 硬度，改善切削性能。
2.球化退火 目的是使网状渗碳体球状化，降低硬度、 提高韧性，改善切削性能，为淬火作组织准备。
五、表面热处理
表面热处理：仅对钢的表面进行加热和冷 却而不改变其成分的热处理工艺。
目的：提高零件的表层硬度、抗磨损性能。 感应加热：利用交流电的集肤效应，对零件 进行加热，并通过控制电流频率得到不同的淬 硬层深度。
火焰加热：利用火焰加热工件表面，然后立 即用水喷射冷却。调节烧嘴的位置和移动速度 即可得到不同厚度的淬硬层。
三、淬火
目的：提高钢件的硬度和耐磨性，强化材料。 但淬火后，出现内应力，材料变脆，须回火。淬 火＋不同回火，获得各种需要的性能，是强化钢 的主要方法
淬火介质：淬火冷却时所用的介质。钢的种类 不同，淬火介质不同，常用介质：水、油。
水——便宜，冷却能力较强，碳素钢件用的 多
油——冷却能力较水低、成本高，但可防止 工件产生裂纹等缺陷，合金钢多用。
四 、回火
目的是稳定组织，减少内应力，降低脆性，获得 所需性能。
食品工艺学 第3章 食品的热处理和杀菌(1)
商业杀菌（ 商业杀菌（ Commercial Sterilization） ）
将病原菌、 将病原菌、产毒菌及造成食品腐败的微生物杀 死，食品中允许残留有微生物或芽孢，不过， 食品中允许残留有微生物或芽孢，不过， 在常温无冷藏状况的商业贮运过程中， 在常温无冷藏状况的商业贮运过程中，在一定 的保质期内，不引起食品腐败变质， 的保质期内，不引起食品腐败变质，这种加热 处理方法称为商业杀菌法。 处理方法称为商业杀菌法。商业杀菌一般又简 称为杀菌
（2）污染量
原始活菌数(初菌数） 原始活菌数(初菌数） •原始菌数愈多，全部死亡所需要的时间愈 原始菌数愈多， 原始菌数愈多 长。 •原始菌数愈高，腐败菌全部死亡时间也随 原始菌数愈高， 原始菌数愈高 之而增长。 之而增长。
菌种、 菌种、菌数与污染源有关
原料来源 原料新鲜度 加工处理过程的合理性 车间个人卫生
（4）热处理时介质或食品成分的影响
热处理时影响微生物耐热性的环境条件有： 热处理时影响微生物耐热性的环境条件有：
pH值和缓冲介质 pH值和缓冲介质 离子环境 水分活性 其他介质成分
①
食品pH值 食品pH值
100 杀菌时间 杀菌时间(min) 10 1 0.1 杀菌温度℃ pH3.5 pH4.5 pH5-7
酸度 低酸性
pH值 值 > 5.0
食品种类 虾、蟹、贝类、禽、 贝类、 牛肉、猪肉、火腿、 牛肉、猪肉、火腿、 羊肉、蘑菇、 羊肉、蘑菇、青豆
常见腐败菌
杀菌要求、 嗜热菌、嗜 温厌氧菌、 温厌氧菌、 嗜温兼性厌 蔬菜肉类混合制品、 中酸性 4.6~5. 蔬菜肉类混合制品、 氧菌 0 汤类、面条、 汤类、面条、无花果 酸性 3.7~4. 荔枝、龙眼、樱桃、 非芽孢耐酸 荔枝、龙眼、樱桃、 6 苹果、枇杷、草莓、 苹果、枇杷、草莓、 菌、耐酸芽 番茄酱、 孢菌 番茄酱、各类果汁 < 3.7 菠萝、 酵母、 菠萝、杏、葡萄、柠 酵母、霉菌 葡萄、 果酱、果冻、 檬、果酱、果冻、酸 泡菜、 泡菜、柠檬汁等
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Pearlite40H
C
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Bs g+bainiteBf
B upper
BainiteB lower
40ell 43kw 52oc
R
200
M s
g+martensite
57
100
Mf
66
0 0.1 1.0 10
102 103 104 105 106
Time Secs
2，共析钢奥氏体等温转变图分析 （TTT 曲线或C曲线）
课堂讨论
3、比较下列材料的各方面的性能优劣：
铸造性能（A共晶白口铸铁，B 高碳钢） A
轧制性能（A 低碳钢， B 中碳钢）
A
焊接性能（A 低碳钢，B中碳钢）
A
抗拉强度（A 低碳钢， B 中碳钢）
B
断裂韧度（A 中碳钢，B 高碳刚）
A
硬度（A中碳钢，B 高碳钢）
B
硬度（A 共析钢， B过共析钢）
B
抗拉强度（A 共析钢，B 亚共析钢）
A
中碳钢由于含 碳量较高，有 较大的淬硬倾 向，焊缝容易 产生冷裂纹， 因此焊接性比 低碳钢差
回复：加热到回复温度， 不能引起显微组织的变化， 保持拉长、破碎的晶粒外 形，晶格畸变减轻，保留 加工硬化 性能，但使 内应 力降低。
1) 回 复 温 度 ： T 回 ＝ 0.25～0.3T熔（K）；
2) 回复应用：如冷卷弹 簧去应力退火 ，使内应力 下降，E不变；
铁素体
a cementite
a
(b)
nucleation Growth
(d)
900
800
)
°C (
700
re eratu
600 500
p m
400
e
T 300
200
M s
100
Austenite
s
s
A1
e n
11d
Ps
P f
Coarse pearlite
r a
Fine pearlitePearlit4e0CH
共析钢
过共析钢
奥氏体化：把亚共析钢、 共析钢、过共析钢分别 加热到A3、A1和Acm温 度以上，都会形成单相 奥氏体，
共析钢的奥氏体化过程
α? γ
奥氏体形核
铁素体和渗碳体相界
α? γ
奥氏体长大
渗碳体溶解
残余渗碳体溶解
奥氏体均匀化
影响奥氏体化的因素
奥氏体化
加热温度 加热速度 原始组织
加热温度高，奥氏体形核多， C 扩 散快，奥氏体化速度快
加热速度快，发生转变温度高， 转变温度范围大，转变时间短
原始组织的渗碳体和铁素体越细 小、相界越多、形核位置越多， 奥氏体化速度越快
亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程
亚共析钢 过共析钢
先共析铁素体
珠光体
同素 异构 转变
奥氏体
珠光体
溶入
先共析二次渗碳体
二、奥氏体晶粒大小
奥氏体实际晶粒度 奥氏体晶粒度
第三章 钢的热处理
热处理 (Heat-treatment, heat-treating） 金属材料在固态下通过加热、保温、冷却的方法，改变钢 的内部组织，从而获得所需性能的一种工艺。
热处理中的淬火
热处理与Fe-Fe3C相图
495
0.09 0.17 0.53
钢的加热转变
G P
6.69
E
A3 平衡相图
第二节 奥氏体转变图
奥氏体
A G A3
P
S
E
Acm
A1
A1,A3, Acm以下
过冷奥氏体
不稳定,在不同的温 度,转变为不同产物
等温转变
连续转变
一、奥氏体的等温转变图 Time-Temperature Transformation (TTT)
1，奥氏体等温 转变图测定原理:
奥氏体恒温盐浴 /金属浴测量转 变开始时间和结 束时间 .
γg+pearlite
Bs g+bainiteBf
Bu
Bainite
Bl
40ell 43w
k
52oc
R
g+martensite
57
Mf
66
0 0.1 1.0
10
102 103 104 105 106
Time Secs
再结晶：加热到再结晶温度 （高于回复温度），位错密 度大大降低，显微组织发生 明显变化，破碎、拉长晶粒 变成细小均匀的无变形的等 轴晶粒，强度、硬度下降， 韧性上升。内应力完全消失， 加工硬化完全消失。最低再 结晶温度：
T再＝0.4T熔点（K）
再结晶应用：冷轧带钢、冷 拔钢丝、深冲工件（弹壳） 的再结晶退火
奥氏体本质晶粒度 奥氏体实际晶粒度：在具体的加热条件下得到的奥氏体晶粒大小
实际晶粒度
加热温度 温度升高，晶粒长大 保温时间 时间延长，晶粒长大
实际晶粒度
冷却后组织大小
强度 塑性 韧性
奥氏体化过程出现的缺陷
过热 加热时奥氏体晶粒大小超过规定的尺寸
过烧
可以通过热处理消除 正火，淬火
加热时奥氏体晶界发生熔化现象，不可恢复
3，过冷奥氏体等温转变过程和产物
（1）珠光体转变 A1~560 ℃之 间
珠光体转变机制
奥氏体晶界
g grain boundary
cementite nucleus
(a)
New cementite nucleus
New cementite nucleus
(c)
C浓度降低
铁素体
渗碳体
渗碳体
珠光体
C浓度降低
2，共析钢奥氏体等温转变图分析 （TTT 曲线或C曲线）
C曲线的特点：
1，560度孕育期最短
2,转变类型随等温温度 而变化
900
800
° C) (
700
erature
600 500
p m
400
e
T 300
Austenite
s
s
A1
e n
11d
Ps
P f
Coarse pearlite
ar
Fine
pearlite
本质晶粒度的意义
长时间的热处理工艺：要使用本质细晶 粒钢，如渗碳工艺，900-950度，5-8h
较高温度的处理工艺：本质细晶粒钢 如焊接工艺，焊接热影响区的过热度轻
钢的本质晶粒度测量
930摄氏度保温3-8h，冷却后制成金相样品，100x显 微镜与标准晶粒等级图比较。
1-4级 本质粗晶粒 5-8级 本质细晶粒
Acm
A1
S
热处理
热处理的分类
退火
普通热处理
正火 淬火
整体
回火
表面热处理
表面淬火
表面与心部
要求不同 表面化学热处理
特种热处理
真空热处理 可控气氛热处理 形变热处理
第一节 钢在加热时的转变
第一节 钢在加热时的转变
一、奥氏体形成
A
G A3
E
Acm
F+A
P
A+Fe3C
S
A1
F+P P P+Fe3C
亚共析钢
奥氏体的本质晶粒度
奥氏体的本质晶粒度：加热时奥氏体晶粒长大的倾向， 不表示奥氏体实际晶粒度大小
本质细晶粒钢
含Al,Nb,Ti,V,等合金元素，形成
AlN,Al2O3,NbC,TiC, VC等硬质粒子， 阻止奥氏体晶粒长大
本质粗晶粒钢
Si, Mn脱氧钢，不含硬质粒子，奥 氏体容易长大
钢的本质晶粒度