42CrMo钢板热处理工艺(最新版)课件
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作用：晶格畸变降低，淬火应力有所下降。 b. 残余A分解（200-300℃）：A→M’（或A→B下）
组织：回火马氏体M’ c. 回火屈氏体T’形成（250-400 ℃）：ε→Fe3C; α→F－维持wenku.baidu.comM’外形
组织：回火屈氏体T’(F+ Fe3C) d. 碳化物的聚集长大，铁素体的回复与再结晶（>400℃）
（2）预先热处理 a. 消除魏氏组织，带状组织；细化组织→为淬火、调质作准备 b. 使过共析钢中Fe3CII↓→使其不形成连续网状，为球化作准备
（3）改善切削加工性能（低碳钢）
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12
例：45#钢正火工艺曲线
操作步骤如下：
入炉
保温
出炉
空冷
保温时间的经验公式:τ=KD
(单位为min,式中,K―加热系数,一般K=1.5-2.0m/min, 若装炉量大 则可延长保温时间,D―工件有效厚度,单位为m)
19
3．影响淬透性的因素 ——VK，C曲线
影响C曲线的因素
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20
4．42CrMo钢板厂家淬透性的应用
（1）根据服役条件，确定对钢淬透性的要求； ——选材的依据
（2）热处理工艺制定的依据； （3）尺寸效应。
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21
三、回火
定义: 把淬火后的零件重新加温到 A1线以下某个温 度,保温一段时间,然后冷却到窒温。
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5
4．1 42CrMo钢板的退火与正火工艺
一、退火
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。
退火工艺曲线
目的: 消除应力;降低 硬度；细化晶粒；均 匀成分；为最终热处 理作好组织准备。
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6
1．完全退火
加热温度： Ac3以上20-30度 组 织： P+F 目 的： ①细化，均匀化粗大、
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2
教学内容
4.1 钢的退火与正火工艺 4.2 钢的淬火与回火 4.3 钢的表面热处理 4.4 钢的化学热处理
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3
知识回顾
过冷奥氏体的连续冷却转变－CCT曲线
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C --- continuous C --- cooling T --- transformation
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14
4.2 钢的淬火与回火
一、淬火
加热到AC3、AC1相变温度以上，保温，快速冷却→M+A′
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15
1．淬火温度的决定
淬火温度过高→A粗大→M粗大→力学性能↓， 淬火温度过高→A粗大→M粗大→淬火应力↑→变形，开裂↑
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16
2．淬火介质 保证 快速冷却
650℃以上，慢，减小热应力 650-400℃，快，避免跨越C曲线 400℃以下，慢，减轻相变应力
5．去应力退火
500-650℃
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10
二、正火 （空冷）
把钢零件加热到临界温度以上30～50℃,保温一定时间, 然后在空气中冷却的热处理工艺。
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11
临界温度：Ac3或Accm+30-50℃
组织：S+（F或Fe3C）
应用及目的：
（1）42CrMo钢板厂家作最终热处理，普通结构钢零件 a.细化A晶粒，组织均匀化 b.减少亚共析钢中F%→P%↑，细化组织→强度，韧性，硬度↑
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三、退火、正火的选择
正火：冷速快，材料组织细化，机械性能好。
1．切削加工 低碳钢→正火 中高碳钢→完全退火
工具钢→正火+球化退火 结构钢→正火 返修件→退火
高碳钢、合金工具钢——正火＋球化退火
2．作为最终热处理→正火
3．为最终热处理提供良好的组织状态→正火
4. 正火可替代完全退火以提高效率
不均匀组织； ②接近平衡组织——
调整硬度→切削性↑； ③消除内应力。 应用范围： 亚共折钢，共析钢， 不适用于过共析钢。
2．球化退火（不完全退火）
加热温度： Ac1以上20-40度 组 织： 球状P（F+球状Cem） 目 的： ①使Cem球化→HRC↓，韧性↑→切削性↑；
②为淬火作准备。 应用范围： 过共析钢，共析钢
Ps：A→P开始线 Pf：A→P终止线 K：珠光体型转变终止线 Vk：上临界冷却速度（马 氏体临界冷却速度）→M 最小冷速 Vk1：下临界冷速→完全P 最大冷速
4
共 析 钢 TTT 曲 线 与 CCT 曲 线的比较
（ 1 ） CCT 位 于 TTT 曲 线右下方 A→P转变温 度低一些，t长一些； （2）CCT无A→B转变 CCT 测 定 困 难 ， 常 用 TTT曲线定性分析。
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7
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8
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9
3．扩散退火（均匀化退火）
加热温度： 1050-1150℃，10-20h, 组 织：P+F或P+Fe3CII 目 的：消除偏析 后 果：粗大晶粒
（应用完全退火消除）
4．再结晶退火
加热温度：Ac1以下50-150 ℃ ， 或T再+30-50 ℃
目 的：消除加工硬化
组织：回火索氏体S’—F（等轴晶）+ Fe3C（粒） e. 碳化物→Fe3C片→细粒状Fe3C。
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24
3．回火工艺－组织一性能关系（及应用） （1）低温回火（150-250℃） 回火马氏体 M’
1．回火目的（淬火组织的问题） a. 消除淬火应力，降低脆性； b. 稳定工件尺寸，由于M，残余A不稳定； c. 获得要求的强度、硬度、塑性、韧性。
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22
工艺参数及组织
淬火 + 高温回火 = 调质处理
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23
2．钢在回火时的组织转变
a. 马氏体分解（200℃以下）：析出ε-Fe2.4C碳化物（亚稳定） 回火组织：回火马氏体M’→过饱和α固溶体十亚稳定ε碳化物（极 细的)
理想淬火冷却曲线示意图
不同淬火方法示意图
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以45#钢为例的淬火工艺曲线：
入炉
保温
出炉
油冷(或水冷)
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18
二、钢的淬透性
1．淬透性：淬火条件下得到M组织的能力，取决于 VK （上临界冷却速度）
2．淬硬性：钢在淬火后获得硬度的能力，取决于M
中C%， C%↑→淬硬性↑
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42CrMo钢板的热处理工
艺
供 应 窄 带 钢 行 业 热 处 理 设 备
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1
一般机械钢零件生产的工艺路线: 毛坯生产 机械加工 机械精加工 使用 × 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
Therefore, 热处理是一种非常重要的加工方法，极大部 分机械零件都必须经过热处理！
组织：回火马氏体M’ c. 回火屈氏体T’形成（250-400 ℃）：ε→Fe3C; α→F－维持wenku.baidu.comM’外形
组织：回火屈氏体T’(F+ Fe3C) d. 碳化物的聚集长大，铁素体的回复与再结晶（>400℃）
（2）预先热处理 a. 消除魏氏组织，带状组织；细化组织→为淬火、调质作准备 b. 使过共析钢中Fe3CII↓→使其不形成连续网状，为球化作准备
（3）改善切削加工性能（低碳钢）
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例：45#钢正火工艺曲线
操作步骤如下：
入炉
保温
出炉
空冷
保温时间的经验公式:τ=KD
(单位为min,式中,K―加热系数,一般K=1.5-2.0m/min, 若装炉量大 则可延长保温时间,D―工件有效厚度,单位为m)
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3．影响淬透性的因素 ——VK，C曲线
影响C曲线的因素
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4．42CrMo钢板厂家淬透性的应用
（1）根据服役条件，确定对钢淬透性的要求； ——选材的依据
（2）热处理工艺制定的依据； （3）尺寸效应。
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三、回火
定义: 把淬火后的零件重新加温到 A1线以下某个温 度,保温一段时间,然后冷却到窒温。
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4．1 42CrMo钢板的退火与正火工艺
一、退火
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。
退火工艺曲线
目的: 消除应力;降低 硬度；细化晶粒；均 匀成分；为最终热处 理作好组织准备。
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1．完全退火
加热温度： Ac3以上20-30度 组 织： P+F 目 的： ①细化，均匀化粗大、
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教学内容
4.1 钢的退火与正火工艺 4.2 钢的淬火与回火 4.3 钢的表面热处理 4.4 钢的化学热处理
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知识回顾
过冷奥氏体的连续冷却转变－CCT曲线
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C --- continuous C --- cooling T --- transformation
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4.2 钢的淬火与回火
一、淬火
加热到AC3、AC1相变温度以上，保温，快速冷却→M+A′
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1．淬火温度的决定
淬火温度过高→A粗大→M粗大→力学性能↓， 淬火温度过高→A粗大→M粗大→淬火应力↑→变形，开裂↑
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2．淬火介质 保证 快速冷却
650℃以上，慢，减小热应力 650-400℃，快，避免跨越C曲线 400℃以下，慢，减轻相变应力
5．去应力退火
500-650℃
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二、正火 （空冷）
把钢零件加热到临界温度以上30～50℃,保温一定时间, 然后在空气中冷却的热处理工艺。
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临界温度：Ac3或Accm+30-50℃
组织：S+（F或Fe3C）
应用及目的：
（1）42CrMo钢板厂家作最终热处理，普通结构钢零件 a.细化A晶粒，组织均匀化 b.减少亚共析钢中F%→P%↑，细化组织→强度，韧性，硬度↑
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三、退火、正火的选择
正火：冷速快，材料组织细化，机械性能好。
1．切削加工 低碳钢→正火 中高碳钢→完全退火
工具钢→正火+球化退火 结构钢→正火 返修件→退火
高碳钢、合金工具钢——正火＋球化退火
2．作为最终热处理→正火
3．为最终热处理提供良好的组织状态→正火
4. 正火可替代完全退火以提高效率
不均匀组织； ②接近平衡组织——
调整硬度→切削性↑； ③消除内应力。 应用范围： 亚共折钢，共析钢， 不适用于过共析钢。
2．球化退火（不完全退火）
加热温度： Ac1以上20-40度 组 织： 球状P（F+球状Cem） 目 的： ①使Cem球化→HRC↓，韧性↑→切削性↑；
②为淬火作准备。 应用范围： 过共析钢，共析钢
Ps：A→P开始线 Pf：A→P终止线 K：珠光体型转变终止线 Vk：上临界冷却速度（马 氏体临界冷却速度）→M 最小冷速 Vk1：下临界冷速→完全P 最大冷速
4
共 析 钢 TTT 曲 线 与 CCT 曲 线的比较
（ 1 ） CCT 位 于 TTT 曲 线右下方 A→P转变温 度低一些，t长一些； （2）CCT无A→B转变 CCT 测 定 困 难 ， 常 用 TTT曲线定性分析。
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3．扩散退火（均匀化退火）
加热温度： 1050-1150℃，10-20h, 组 织：P+F或P+Fe3CII 目 的：消除偏析 后 果：粗大晶粒
（应用完全退火消除）
4．再结晶退火
加热温度：Ac1以下50-150 ℃ ， 或T再+30-50 ℃
目 的：消除加工硬化
组织：回火索氏体S’—F（等轴晶）+ Fe3C（粒） e. 碳化物→Fe3C片→细粒状Fe3C。
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3．回火工艺－组织一性能关系（及应用） （1）低温回火（150-250℃） 回火马氏体 M’
1．回火目的（淬火组织的问题） a. 消除淬火应力，降低脆性； b. 稳定工件尺寸，由于M，残余A不稳定； c. 获得要求的强度、硬度、塑性、韧性。
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工艺参数及组织
淬火 + 高温回火 = 调质处理
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2．钢在回火时的组织转变
a. 马氏体分解（200℃以下）：析出ε-Fe2.4C碳化物（亚稳定） 回火组织：回火马氏体M’→过饱和α固溶体十亚稳定ε碳化物（极 细的)
理想淬火冷却曲线示意图
不同淬火方法示意图
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以45#钢为例的淬火工艺曲线：
入炉
保温
出炉
油冷(或水冷)
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二、钢的淬透性
1．淬透性：淬火条件下得到M组织的能力，取决于 VK （上临界冷却速度）
2．淬硬性：钢在淬火后获得硬度的能力，取决于M
中C%， C%↑→淬硬性↑
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42CrMo钢板的热处理工
艺
供 应 窄 带 钢 行 业 热 处 理 设 备
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一般机械钢零件生产的工艺路线: 毛坯生产 机械加工 机械精加工 使用 × 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
Therefore, 热处理是一种非常重要的加工方法，极大部 分机械零件都必须经过热处理！