材料与热处理

钢的几种退火、正火加热温度范围与Fe-Fe3 C相同的关系及 热处理工艺曲线可由 Fe-Fe3 C相图选择得到，如图5 -3所示 。
路漫漫其悠远
上一页
返回
5.3 钢的淬火
将钢件加热到Ae3(Ae1)+ (30℃~50℃)，保温一定的时间 使之奥氏体化后，以大于马氏体临界冷却速度快速冷却，以获 得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺，称为淬火。其主要目 的是为了获得马氏体，与适当的回火工艺配合，以得到零件所 要求的机械性能。这是强化钢材最重要的热处理工艺方法。
去应力退火主要用于消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件以及 机加工工件中的残余应力。如果这些残余应力不消除，工件在 随后的机械加工或长期使用过程中，将引起变形或开裂。
路漫漫其悠远
上一页
返回
5.2 钢的正火
将钢件加热到Ae3(或Accm)+ (30℃~50℃），完全奥氏体 化后，再在空气中冷却以得到较细珠光体组织的热处理工艺。
正火与退火的主要区别是正火的冷却速度稍快，得到的组织较 细小，强度和硬度有所提高，操作简便，生产周期短，成本较 低。目前正火主要应用于以下几个方面。
(1)作为普通结构零件的最终热处理。因为正火可消除铸造、 锻造中产生的过热缺陷，细化组织，提高力学性能，能满足普 通结构零件的使用性能的要求。
(2)改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性能。正火后组织为 细珠光体，其硬度提高，从而改善切削加工中的“黍占刀”现象 ，并使工件表面粗糙度值也提高。
路漫漫其悠远
上一页 下一页 返回
5.1 钢的退火
5.去应力退火又称低温退火 将工件缓慢加热到Ae1-(100℃~200℃)(一般为500℃
~600 ℃ )，保温一定时间，随炉缓冷至200℃出炉空冷的 工艺。由于加热温度低于Ae1点，钢在去应力退火过程中不发 生组织变化。其主要目的是消除工件在铸、锻、焊和切削加工 过程中产生的内应力，稳定尺寸，减少变形。
路漫漫其悠远
上一页 下一页 返回
5.1 钢的退火
特别是对于某些合金钢往往需要数十数十小时，甚至数天时间， 因此是一种费时的工艺。
完全退火主要用于亚共析钢的铸件、锻件、热轧型材和焊接结构
件等。不能用于过共析钢，因为加热到Accm温度以上，在随后缓 冷过程时，会沿奥氏体晶界析出网状二次渗碳体，使钢的强度和
球化退火主要用于共析钢或过共析钢工件的热加工之后，因 为这些钢的组织中常出现粗片状珠光体和二次渗碳体，使钢的 切削加工性能变差，且淬火时易产生变形和开裂。采用球化退 火可使珠光体中的片状渗碳体和网状二次渗碳体球状化，
路漫漫其悠远
上一页 下一页 返回
5.1 钢的退火
变成球状(颗粒状)的渗碳体。这种在铁素体基体上均匀分布着 球状渗碳体的组织，称为球状珠光体，如图5 -2所示。对于存 在有严重网状二次渗碳体的钢，可在球化退火前先进行一次正 火处理，将渗碳体网破碎。
4.均匀化退火（扩散退火） 将铸锭、铸件或锻坯加热到Ae3 + (150℃~200 ℃)以上，
保温10 ~15 h，然后再随炉缓冷至350 ℃，出炉空冷的工 艺。均匀化退火主要用于优质合金钢的铸锭、铸件或锻坯，目 的是使钢中成分能进行充分扩散而达到均匀化。
均匀化退火因为加热温度高、加热时间长，造成晶粒粗大，所 以随后往往还要进行一次完全退火来细化晶粒。
材料与热处理
路漫漫其悠远
2020/7/14
5.1 钢的退火
退火是将钢件加热到适当温度、保温一定时间，然后缓慢冷却 的热处理工艺。
路漫漫其悠远
下一页 返回
5.1 钢的退火
5.1.1退火的目的
(1)降低钢件的硬度以利于切削加工。 (2)消除残余应力，以防钢件变形与开裂。 (3)细化晶粒，改善组织，以提高钢的力学性能，并为最终热
路漫漫其悠远
下一页 返回
5.3 钢的淬火
5.3.1淬火工艺
1.淬火加热温度 钢的化学成分是决定其淬火加热温度的最主要因素。因此碳钢
的淬火加热温度可利用FeFe3 C相图来选择，如图5-4所示。 其淬火加热温度原则为: 亚共析钢一般加热到式Ae3 + (30℃~50℃)进行完全淬火。 这是因为亚共析钢如果在Ae1 ~Ae3加热，组织中必然有一部 分先析相铁素体存在，淬火后由于铁素体不能转变而被保留在 淬火组织中。块状的铁素体分布在马氏体中间，降低了钢的强 度，同时还影响回火后的力学性能;淬火加热温度不能过高， 否则，奥氏体晶粒粗化，钢的氧化脱碳严重。
路漫漫其悠远
上一页 下一页 返回
5.1 钢的退火
3.球化退火 将共析钢或过共析钢加热到Ac1，以上20℃~30 ℃，保温一
定时间后，随炉缓冷至室温，或快冷到略低于Ar1温度，保温 后出炉空冷，使钢中碳化物球状化的退火工艺。
球化退火主要目的是降低共析钢或过共析钢硬度，提高塑性， 改善切削加工性能、获得均匀的组织，改善热处理工艺性能， 为以后的淬火做好组织准备。
处理做好组织准备。
路漫漫其悠远
上一页 下一页 返回
5.1 钢的退火
5.1.2退火的方法与应用
根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为完全 退火、等温退火、均匀化退火、球化退火和去应力退火几种。
1.完全退火 将钢件加热到完全奥氏体化Ae3 + (30℃~50 ℃)以上，
随之缓慢冷却，获得接近平衡组织的退火工艺。生产中为提高 生产率，一般随炉缓冷至600℃左右，将工件出炉空冷。 完全退火可降低钢的硬度，以利于切削Hale Waihona Puke Baidu工;消除残余应力 ，稳定工件尺寸，以防变形或开裂;细化晶粒，改善组织，以 提高力学性能和改善工艺性能，为最终热处理做好组织准备。 完全退火所需时间很长，
韧性降低。
等温退火的加热工艺与完全退火相同。但钢经奥氏体化后，等温 退火以较快速度冷却到珠光体转变温度区间的某一温度，等温一 定时间，使过冷奥氏体发生珠光体转变，然后以较快的速度(一般 为空冷)冷至室温。
图5-1所示为高速工具钢完全退火与等温退火工艺曲线。可见完 全退火需要15-20 h以上，而等温退火所需要的时间则明显缩短 。
路漫漫其悠远
下一页 返回
5.2 钢的正火
(3)作为中碳结构钢制作的较重要零件的预先热处理。通过正 火可消除中碳结构钢热加工所造成的魏氏组织、晶粒粗大等过 热组织缺陷，细化晶粒，均匀组织，消除内应力。
(4)消除过析钢中的二次渗碳体网。主要是为球化退火做好组 织准备。
(5)特定情况下代替淬火、回火对某些大型的或较复杂的零件 。当淬火有可能开裂或淬不透时，正火往往可以替代淬火、回 火，而作为这类零件的最终热处理。