【正文】 ）粗珠光體（ H R C 5 ～ 20 ）細(xì)珠光體（ H R C 3 0 ～ 40 ）上貝氏體（ H R C 4 0 ～ 45 ）下貝氏體（ H R C 5 0 ～ 60 ）馬氏體＋殘余奧氏體（ H R C 5 5 ）鋼的熱處理原理 ? 鋼在連續(xù) 冷卻 時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 ? 較等溫曲線沒(méi)有貝氏體組織 退火 正火 淬火 鋼的熱處理原理 ? 鋼在連續(xù)冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變（以共析鋼為例）過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 ? 爐冷轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w ? 空冷轉(zhuǎn)變?yōu)樗魇象w（細(xì)小珠光體） ? 油冷轉(zhuǎn)變?yōu)榍象w（更細(xì)小珠光體）和馬氏體 ? Vk臨界冷卻速度， = Vk（如水冷）抑制珠光體，轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。 ? 小結(jié) ? 熱處理工藝過(guò)程 ? 熱處理目的、原理和實(shí)質(zhì) ? 熱處理工藝過(guò)程的組織轉(zhuǎn)變 退火和正火 ? 退火 ? 定義：將鋼加熱、保溫，然后隨爐冷卻或埋入灰中使其緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。 退火和正火 ? 退火 ? 目的：降低硬度、消除殘余應(yīng)力、細(xì)化晶粒、預(yù)備熱處理。 ? 工藝方法 ? 完全退火 ? 球化退火 ? 低溫退火 退火和正火 ? 完全退火 ? 方法：將亞共析鋼加熱到 Ac3以上 30～50℃ ，保溫后緩慢冷卻。 ? 原理：加熱到 Ac3以上，呈完全奧氏體狀態(tài)。經(jīng)過(guò)緩慢冷卻時(shí)，重結(jié)晶獲得細(xì)小晶粒，并清除內(nèi)應(yīng)力。 退火和正火 ? 完全退火 ? 熱處理后組織：得到平衡組織 鐵素體＋奧氏體。 ? 應(yīng)用場(chǎng)合： 用于亞共析鋼和合金鋼的鑄、鍛件，目的是細(xì)化品粒，消除應(yīng)力，軟化鋼。 ? 缺點(diǎn)：費(fèi)時(shí)、效率低，常被正火替代。 名稱 工藝過(guò)程 目的 應(yīng)用 退火 完全 細(xì)化晶粒 消除內(nèi)應(yīng)力 亞共析鋼鑄鍛件 球化 過(guò)共析鋼 低溫 退火和正火 ? 球化退火 ? 方法：將過(guò)共析鋼加熱到 Ac1以上 20～ 30 ℃ ，保溫后隨爐冷卻到 700℃ 左右，再出爐空氣冷卻。 ? 原理：鋼加熱到 Ac1以上時(shí)，初始形成的奧氏體及其晶界上存有少量未熔滲碳體。在冷卻中，滲碳體呈球狀析出，分布在鐵素體基體上，稱為球化體。 退火和正火 ? 球化退火 ? 熱處理后組織： 在鐵素體基體上均勻分布 球狀滲碳體組織 。 ? 應(yīng)用場(chǎng)合： 用于共析和過(guò)共析成分的碳鋼和合金鋼，消除粗片珠光體，球狀滲碳體形成，能降低硬度，改善切削加工性能。 退火和正火 ? 低溫退火（去應(yīng)力退火） ? 方法：將鋼加熱到 Ac1以下，保溫后緩冷。 ? 熱處理后組織：由于加熱溫度低于臨界溫度，鋼 未發(fā)生組織變化，目的是消除內(nèi)應(yīng)力 。 退火和正火 ? 低溫退火（去應(yīng)力退火） 應(yīng)用場(chǎng)合： ? 當(dāng)退火用于消除工件內(nèi)應(yīng)力時(shí)，稱去應(yīng)力退火。用于部分鑄件、鍛件及焊件和去除粗加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 ? 當(dāng)退火用于消除冷變形所產(chǎn)生的加工硬化時(shí)，稱再結(jié)晶退火。可以獲得均勻細(xì)小的等軸晶粒，從而降低硬度，恢復(fù)塑性，以便繼續(xù)冷變形。 退火和正火 ? 正火 ? 定義：將鋼加熱到 Ac3以上 30～ 50 ℃ 或 Acm 以上 30～ 50 ℃ ， 保溫后在 空氣中冷卻 的熱處理工藝。 ? 原理：將鋼加熱到奧氏體區(qū)，使鋼進(jìn)行重結(jié)晶（細(xì)化晶粒），從而解決鑄鋼件、鍛件的粗大晶粒和組織不均問(wèn)題。正火比退火的冷卻速度稍快，所形成的（ Fe＋ Fe3C）機(jī)械混合物比退火得到的珠光體片層更薄，稱為 萊式體 。 退火和正火 ? 正火 ? 熱處理后組織：可 細(xì)化 普通結(jié)構(gòu)鋼 晶粒 ；使共析鋼獲得 萊氏體 組織；對(duì)過(guò)共析鋼，可以 消除二次滲碳體網(wǎng) 。 ? 應(yīng)用場(chǎng)合： ? 取代部分完全退火。 ? 用于普通結(jié)構(gòu)件的最終熱處理。 ? 用于過(guò)共析鋼，以減少或消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火準(zhǔn)備。 ? 思考： ? 退火與正火在冷卻方式上的區(qū)別是什么？ ? 三種退火方式適用于不同的目的，從對(duì)材料性能的影響方面有什么共同效應(yīng)？ ? 正火使鋼重結(jié)晶，細(xì)化晶粒，降低硬度，調(diào)整材料的塑性韌性。 ? 退火降低硬度，增加塑性韌性。 淬火和回火 ? 淬火 ? 定義：將鋼加熱到 Ac3以上 30～ 50 ℃ ，保溫后在淬火介質(zhì)中快速冷卻以獲得馬氏體（碳在 F中過(guò)飽和固溶體，使鐵素體晶格發(fā)生嚴(yán)重的畸變，提高強(qiáng)度，耐磨性提升）組織的熱處理工藝。 淬火和回火 ? 淬火 ? 原理：共析鋼加熱到 Ac1以上，全部轉(zhuǎn)化為奧氏體。快速冷卻時(shí)，奧氏體發(fā)生 γ Fe向α Fe的同素異晶轉(zhuǎn)變，而 α Fe中的過(guò)飽和碳原子在低溫下卻難以從晶格內(nèi)擴(kuò)散出去，形成碳在 α Fe中的嚴(yán)重過(guò)飽和固熔體，稱 馬氏體（ M） 。 M不穩(wěn)定組織，具有重新轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定組織的趨勢(shì)。 淬火和回火 ? 淬火 ? 熱處理后組織：亞共析鋼為細(xì)小馬氏體組織；過(guò)共析鋼為馬氏體和顆粒狀二次滲碳體組織。 ? 應(yīng)用場(chǎng)合： 提高鋼件的硬度和耐磨性，是強(qiáng)化鋼材最重要的熱處理方法。 淬火 ? 降低淬火內(nèi)應(yīng)力措施（馬氏體比容比奧氏體大） ? 淬火溫度 ：溫度不足，未完全形成奧氏體，轉(zhuǎn)化馬氏體后，殘余鐵素體，硬度不足；溫度過(guò)高，奧氏體晶粒大，馬氏體晶粒也大，鋼的脆性增加，易產(chǎn)生裂紋、變形。 淬火 ? 淬火介質(zhì) ：水，冷卻能力強(qiáng)，易獲得馬氏體，但內(nèi)應(yīng)力大，易產(chǎn)生裂紋、變形；油，冷卻能力較低，不易裂紋、變形，但馬氏體轉(zhuǎn)變不充分。碳鋼，水冷；合金鋼，油冷。 淬火 ? 淬火方法 ： ? 單介質(zhì)淬火，一種冷卻介質(zhì)中冷卻至相變結(jié)束，操作簡(jiǎn)便，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，但淬火應(yīng)力較大，變形開(kāi)裂傾向大； ? 雙介質(zhì)淬火，先入冷卻力強(qiáng)的介質(zhì)中，快冷至稍高于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，立即轉(zhuǎn)入冷卻力較弱的另一介質(zhì)中，在較低冷速下進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變，難以控制轉(zhuǎn)換介質(zhì)的溫度或時(shí)間； 淬火 ? 淬火方法 ： ? 單介質(zhì)淬火 ? 雙介質(zhì)淬火 ? 分級(jí)淬火，先放入接近馬氏體轉(zhuǎn)變溫度的熔鹽或熔堿中，保溫后再在空氣中冷卻。具有雙級(jí)淬火的優(yōu)點(diǎn)，又易于控制和操作，應(yīng)力和變形也較小，但受熔鹽冷卻能力的限制，工件尺寸不能太大。 淬火和回火 ? 回火 ? 定義：將淬火鋼加熱到 Ac1以下某溫度，保溫后冷卻的熱處理工藝。淬火的后續(xù)工序。 ? 原理：淬火所形成的馬氏體是在快速冷卻條件下強(qiáng)制形成的不穩(wěn)定組織，具有重新轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定組織的自發(fā)趨勢(shì)。回火時(shí)，重新加熱，原子活動(dòng)能力加強(qiáng)，隨溫度升高，馬氏體中過(guò)飽和的碳以碳化物形式析出。 淬火和回火 ? 回火 ? 應(yīng)用場(chǎng)合： ? 低溫回火（ 150～ 250℃ ），各種工模具及滲碳或表面淬火的工件。 ? 中溫回火（ 350～ 500℃ ），各種彈簧等。 ? 高溫回火（ 500～ 650℃ ），“調(diào)質(zhì)處理”，各種工模具及滲碳或表面淬火的工件。 ? 思考： ? 1材料淬火后為什么會(huì)有內(nèi)應(yīng)力？（從奧氏體變?yōu)轳R氏體，材料體積有變化） ? 2淬火后為什么都需要回火？（ M不穩(wěn)定，用回火獲得穩(wěn)定組織，低溫 —回馬式體硬度高、中溫 —回曲式體韌性好、高溫 —回索式體綜合性能） ? 3不同的回火各自的用途是什么？硬度、強(qiáng)度，塑性、韌性的要求。 表面淬火 ? 表面淬火 ? 定義：將鋼件的表面層淬透到一定的深度，而心部仍保持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火方法。 ? 原理：通過(guò) 快速加熱 ，使鋼件表面層很快達(dá)到淬火溫度，在熱量來(lái)不及傳到工件心部就立即冷卻，實(shí)現(xiàn)局部淬火。 表面淬火 ? 表面淬火 ? 應(yīng)用場(chǎng)合： 表面耐磨，不易產(chǎn)生疲勞破壞，而心部承受沖擊載荷，要求有足夠的塑性和韌性的工件。 ? 熱處理后組織：表層獲得硬而耐磨的馬氏體組織，心部保持原來(lái)塑性、韌性較好的遲火、正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)的組織。 化學(xué)熱處理 ? 定義：將工件置于一定的化學(xué)介質(zhì)中 加熱和保溫（目的區(qū)別于熱處理） ，使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層，以改變工件表層的化學(xué)成分和組織，從而獲得所需的力學(xué)性能和理化性能。 ? 主要種類： ? 滲碳 ? 滲氮 化學(xué)熱處理 ? 滲碳：向鋼表層滲入碳原子。即把工件放入滲碳?xì)夥罩性?900～ 950℃ 加熱、保溫，使鋼件表面層增碳的過(guò)程 。 ? 目的是使工件在熱處理后表面具有高硬度和耐磨性，而心部仍保持一定強(qiáng)度和較高的韌性。 ? 滲氮：向鋼表層滲入氮原子。其目的是提高工件表面硬度和耐磨性，以及提高疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性。 ? 思考： ? 1化學(xué)熱處理有冷卻過(guò)程嗎？ ? 2化學(xué)熱處理與固溶強(qiáng)化有何關(guān)系？固溶強(qiáng)化原理在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。 演講完畢，謝謝觀看！