【正文】 提高；（5）可用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼代替合金結(jié)構(gòu)鋼；（6）不僅應(yīng)用于工件表面和內(nèi)孔，還可以應(yīng)用于工件穿透加熱與化學(xué)熱處理；（7）設(shè)備緊湊、使用簡(jiǎn)便、勞動(dòng)條件好；（8）易于在加工生產(chǎn)線中，對(duì)加熱過(guò)程進(jìn)行精確控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。分類：按供給表面能量形式的不同而分：感應(yīng)加熱淬火、火焰加熱淬火、電接觸加熱淬火、電解液加熱淬火、激光加熱淬火、電子束加熱淬火、等等。優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單、變形小、生產(chǎn)率高等。（20分）4 表面淬火表面熱處理：表面強(qiáng)化處理（不改變工件表面化學(xué)成分）、化學(xué)熱處理（改變工件表面化學(xué)成分）。（20分）何謂鋼的淬透性？淬硬性？說(shuō)明影響淬透性、淬硬性和淬透層深度的因素。 試述淬火的目的、淬火方法、并比較各種淬火方法的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于尺寸穩(wěn)定性要求高的精密工件，需要進(jìn)行時(shí)效處理。回火注意事項(xiàng)：a、淬火后工件不能放到第二天才回火；（自然時(shí)效的因素）b、250400℃（特別是300℃）是第一類回火脆性區(qū)，要盡量避免在此溫度區(qū)回火；具有第二類回火脆性的鋼材450650℃高溫回火后應(yīng)快冷，可消除回火脆性。多次回火由于殘余奧氏體和內(nèi)應(yīng)力不能很好消除，因此需要進(jìn)行多次回火；有高速鋼、高合金鋼，特別是具有回火硬化的鋼。三、分類：低溫回火（150250℃）：a、組織：回火馬氏體，淬火應(yīng)力部分消除，顯微裂紋大部分愈合；b、性能：保持了淬火馬氏體的高強(qiáng)度高硬度和良好耐磨性，又適當(dāng)提高了韌性；c、冷卻方式：空冷；d、應(yīng)用：工、模、量具，滾動(dòng)軸承，滲碳淬火和高頻表面淬火件等。一、定義：將淬火鋼加熱至Ac1以下某一溫度并保溫一定時(shí)間后，以適當(dāng)方式冷到室溫，使不穩(wěn)定組織轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定組織的熱處理工藝。意義：a、為使用部門和機(jī)械設(shè)計(jì)人員在選擇鋼種時(shí)提供了一項(xiàng)重要的參考數(shù)據(jù)；b、熱處理工作者可依據(jù)鋼的淬透性決定在工藝上能否采用緩和的冷卻介質(zhì)，減少工件的熱應(yīng)力和變形開裂等缺陷；c、恰如其分的選擇具有適當(dāng)淬透性的鋼種，可節(jié)約資源，降低成本，節(jié)能環(huán)保。七、淬透性在生產(chǎn)中的應(yīng)用和意義應(yīng)用：a、連桿螺栓，承受均勻狡辯的拉（壓）應(yīng)力，必須保證整個(gè)截面均勻一致的組織和性能；b、承受彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的軸類，其危險(xiǎn)應(yīng)力一般在離表面至1/4或1/3的半徑處，這個(gè)部位需要高強(qiáng)高韌性，其它部位承受應(yīng)力較低不需要太高的強(qiáng)度，特別是芯部，若完全淬透，反而會(huì)使壽命降低；c、熱鍛模，要求高強(qiáng)高韌，硬化層深度越高，壽命越高。（鋼的臨界淬透直徑可查）末端淬火法：（畫圖947）普遍采用的方法半馬氏體區(qū)離試樣末端距離越大，則淬透性越好。五、淬透性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（畫圖310）（評(píng)定淬透性的標(biāo)準(zhǔn)一般通常認(rèn)為應(yīng)除馬氏體外，還允許含有一定百分?jǐn)?shù)的非馬氏體組織）一般來(lái)說(shuō)，淬透性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：表面至半馬氏體組織的距離。奧氏體中非金屬夾雜物和穩(wěn)定碳化物：越多，則淬透性越差；（因?yàn)榻档土藠W氏體的穩(wěn)定性，從而增大了臨界冷卻速度，則降低了淬透性）原始組織：片狀、粗大、球狀的組織越有利于淬透性。二、淬透性和組織、性能之間的關(guān)系（畫圖38）完全淬透：整個(gè)截面組織與性能一致，則綜合機(jī)械性能會(huì)較高；芯部未淬透：芯部與表面組織與性能不一致，則芯部綜合機(jī)械性能會(huì)比表面差；只有淺層淬透：只有表層的綜合性能好，但整體的綜合機(jī)械性能會(huì)很差。（3）影響因素：碳含量、冷卻速度、工件尺寸、晶粒度大小等。淬硬性（1）概念：指鋼淬火后所能達(dá)到的最高硬度，取決于馬氏體的碳含量。（3）淬透層深度：由工件表面到半馬氏體區(qū)（馬氏體和非馬氏體組織各一半的區(qū)域）的深度。第八講：鋼的淬透性和回火提問(wèn)：淬火方法有哪些？亞共析鋼的淬火溫度可以選擇700度么，為什么？%的高碳鋼可以在920度進(jìn)行淬火么，為什么？35 鋼的淬透性（淬透性是鋼的主要熱處理工藝性能，它對(duì)合理選用材料及正確制訂熱處理工藝具有十分重要的意義）一、淬透性和淬硬性淬透性（1）概念：指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力，是鋼的一種屬性。（3）選擇堿浴、硝鹽浴的情況：a、形狀復(fù)雜、尺寸小的45鋼、高碳鋼制件，堿??；b、形狀復(fù)雜、要求變形小的合金鋼制件，堿浴或硝鹽浴。D α為加熱系數(shù)（可查）；k為裝爐修正系數(shù)（）；D為有效厚度；淬火介質(zhì)選擇（1）選擇油冷的情況：a、形狀簡(jiǎn)單、要求不嚴(yán)的合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、薄壁高碳鋼制件；b、45鋼、高碳鋼、低碳鋼滲碳件等的厚度小于4mm，直徑小于5mm；c、45鋼，要求HRC2529(厚度小于50mm)，或HRC2024（厚度小于75mm）。）淬火加熱時(shí)間升溫時(shí)間+保溫時(shí)間τ=α（4）其他情況：a、組織方面：有嚴(yán)重帶狀組織、球狀組織時(shí)，可適當(dāng)提高淬火溫度；碳化物偏析嚴(yán)重、片狀組織時(shí)可適當(dāng)降低淬火溫度；b、工件形狀尺寸方面：形狀簡(jiǎn)單、尺寸較大時(shí)，可適當(dāng)提高淬火溫度；形狀復(fù)雜、尺寸較小時(shí)，淬火溫度應(yīng)適當(dāng)降低些；c、淬火介質(zhì)方面：油淬時(shí)取上限，水淬時(shí)取上限；d、爐型方面：鹽浴爐加熱時(shí)取下限，箱式爐加熱時(shí)取上限；e、返修工件及加熱脫碳傾向嚴(yán)重的工件，取下限；而要求紅硬性的工件，取上限。原因：a、溫度低于Ac1，則無(wú)法進(jìn)行奧氏體轉(zhuǎn)變； b、溫度高于Acm，則碳化物溶解，馬氏體組織粗大，且氧化脫碳嚴(yán)重，殘余奧氏體增多，致使硬度和耐磨性降低；另外，脆性增加，淬火變形開裂傾向增大。原因：（根據(jù)鐵碳相圖可知）a、若加熱溫度低于Ac3，（則加熱后組織為奧氏體+鐵素體，）淬火后得到馬氏體與鐵素體的混合物，這是不完全淬火，硬度和強(qiáng)度較低；b、而超過(guò)Ac3溫度過(guò)高，（則奧氏體晶粒粗大）淬火后馬氏體粗大、且容易造成氧化脫碳嚴(yán)重，變形開裂傾向大，韌性不好。34 淬火工藝規(guī)范淬火加熱溫度淬火的主要工藝參數(shù)之一，根據(jù)鋼的臨界點(diǎn)來(lái)確定，同時(shí)還應(yīng)考慮工件的形狀尺寸、原始組織、加熱速度、冷卻介質(zhì)和冷卻方式等因素。（畫圖316d）（2）淬火介質(zhì)：熔鹽等。（3）優(yōu)缺點(diǎn)：不易開裂和變形（殘余應(yīng)力?。?；但尺寸穩(wěn)定性差（殘余奧氏體增多），只適合于變性要求嚴(yán)格且尺寸較小的工件。分級(jí)淬火（1）定義：將工件加熱到淬火溫度并保溫一定時(shí)間后，由奧氏體溫度淬入稍高于或稍低于Ms溫度的液態(tài)介質(zhì)中，并適當(dāng)保溫直至工件各部分溫度達(dá)到淬火介質(zhì)的溫度，然后取出空冷至室溫，以獲得馬氏體組織的淬火方法。（3）優(yōu)缺點(diǎn)：殘余應(yīng)力小、不易變形和開裂；但對(duì)操作者技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)水平要求高，水冷時(shí)間不易控制。雙液淬火（1）定義：將工件加熱到淬火溫度并保溫一定時(shí)間后，先浸入一種冷卻能力強(qiáng)的介質(zhì)中（使過(guò)冷奧氏體不發(fā)生向珠光體轉(zhuǎn)變），待其冷卻到稍高于Ms后立即轉(zhuǎn)入冷卻能力弱的介質(zhì)中冷卻（使過(guò)冷奧氏體緩慢轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體）的淬火方法。單液淬火（1）定義：指將加熱到淬火溫度并保溫一定時(shí)間后的工件放入一種淬火介質(zhì)連續(xù)冷卻至室溫的淬火方法。鹽水、堿水溶液蒸汽膜階段極短，冷卻能力大，可獲得高而均勻的硬度優(yōu)點(diǎn)：冷卻均勻、無(wú)軟點(diǎn)產(chǎn)生，淬裂傾向??；缺點(diǎn)：可腐蝕工件和設(shè)備、要清洗、對(duì)人體有害。影響因素（1）自身內(nèi)在因素：比熱、汽化熱、蒸汽壓、導(dǎo)熱性、粘度、表面張力；（2）外界因素：添加物、介質(zhì)溫度、攪拌、工件淬火溫度、工件尺寸淬硬能力的評(píng)定急冷度（鋼的硬化層深度）：H=α/λ，α為鋼表面與淬火介質(zhì)的熱交換系數(shù)，λ為鋼的導(dǎo)熱系數(shù)。淬火介質(zhì)的冷卻機(jī)理（1）第一類：通過(guò)淬火介質(zhì)的自身性質(zhì)（導(dǎo)熱性、比熱、粘度、介質(zhì)溫度等）影響冷卻能力；（2）第二類：通過(guò)物態(tài)變化過(guò)程的吸熱，影響冷卻能力。要求：（1）具有一定冷卻能力，成分穩(wěn)定不變質(zhì)、粘度小、流動(dòng)性好，無(wú)毒無(wú)味，不腐蝕工件，淬火后易于清洗，來(lái)源廣、價(jià)格低。理想的淬火冷卻曲線（畫圖33）：在鼻子上面的高溫區(qū)應(yīng)緩冷減小熱應(yīng)力，在鼻子附近須快冷防過(guò)冷奧氏體分解，而在Ms點(diǎn)附近應(yīng)盡量緩冷減少馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的組織應(yīng)力。三、分類（畫書上表93）32 淬火介質(zhì)（冷卻介質(zhì)、淬火劑、冷卻劑）一、對(duì)淬火冷卻介質(zhì)的要求淬火介質(zhì)，必須要求足夠的冷卻速度，保證獲得所需要的組織和性能，但不能使工件變形及開裂。臨界冷卻速度（νc）（畫書上圖31）上臨界速度νc：全部獲得馬氏體組織的最小冷卻速度；下臨界速度νc（1）S+P；（2）全部B下；（3）M+AR；（4）T+M+ AR；（5）T+B+M+AR 簡(jiǎn)述退火工藝方法的種類、目的、特點(diǎn)及用途； 指出下列鋼種正火的主要目的及正火后的組織：（1）20鋼齒輪；（2）45鋼小軸；（3）T12鋼銼刀 由于發(fā)現(xiàn)鍛軋后的GCr9SiMn軸承鋼中存在網(wǎng)狀碳化物和片狀珠光體，同時(shí)為淬火做組織準(zhǔn)備，應(yīng)采用何種預(yù)備熱處理？并給出具體的工藝參數(shù)和工藝路線圖。作業(yè)： 畫出共析碳鋼的TTT圖。應(yīng)注意的是：（1）正火是退火的一個(gè)特例，只適用與碳鋼與某些低合金鋼，常由于鋼種、截面尺寸不同其結(jié)果差異較大；（碳鋼空冷為珠光體組織，合金鋼空冷可為珠光體組織或貝氏體組織或馬氏體組織；大型鍛件空冷相當(dāng)于爐冷，低合金鋼細(xì)小件空冷接近于淬火）（2）糾正過(guò)熱嚴(yán)重的鋼一般采用兩次正火，即高溫正火（Ac3 + 100～150 ℃）+低溫正火；（3）較大截面的鋼材采用高溫正火Ac3 + 100 ℃；25 退火與正火的選擇一、退火與正火鋼的組織與性能（1）組織a、正火組織比退火細(xì)；b、正火冷速比退火大，先共析產(chǎn)物（F、Fe3C）不能充分析出；（例如：45鋼退火后組織為45%F+55% P，而正火后組織為30%F+70%P）c、合金鋼中碳化物穩(wěn)定，加熱不易溶于奧氏體中，退火后形成粒狀珠光體，但正火后粒狀碳化物分布在馬氏體基體上導(dǎo)致硬度高，故正火不作為合金鋼機(jī)加工之前的預(yù)先熱處理；d、退火正火均可使鋼的晶粒細(xì)化，但加熱溫度不能過(guò)高，否則正火會(huì)形成魏氏體組織，退火會(huì)形成過(guò)熱粗晶粒組織；（2）性能一般的，正火鋼的性能要比退火鋼的性能好。二、工藝規(guī)范a、加熱溫度：亞共析鋼Ac3 + 40～60 ℃，過(guò)共析鋼Acm + 40～60 ℃b、保溫時(shí)間：～2 min/mmc、冷卻方式：空冷，對(duì)大件可用吹風(fēng)、噴霧和調(diào)節(jié)工件堆放距離等方法控制鋼的冷卻速率。24 正火工藝一、正火概念將鋼加熱到Ac3或Acm以上適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間后在空氣中冷卻，從而得到珠光體型組織的熱處理工藝。特點(diǎn)：消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度、提高尺寸穩(wěn)定性、防止工件開裂和變形a、加熱溫度：一般的，鑄鐵500～600 ℃，碳鋼及低合金鋼550～650 ℃，高合金鋼600～700 ℃b、加熱速度：100～150 ℃/hc、保溫時(shí)間：2～6 h d、冷卻速度：50～100 ℃/he、冷卻方式：500 ℃為爐冷，500 ℃為空冷（適用于鋼） 400 ℃為爐冷，400 ℃為空冷（適用于鑄鐵）f、應(yīng)用：碳鋼與合金鋼的鍛件、機(jī)加工件，鑄鐵件，焊接結(jié)構(gòu)件。目的：消除冷作硬化、提高塑性、改善切削及壓延成型性能。特點(diǎn)：高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱、能耗大、成本高，工件易過(guò)熱和燒損a、加熱溫度：根據(jù)合金元素含量及偏析程度而定，一般采用1050～1200 ℃b、加熱速度：低合金鋼選100 ℃/h，高合金鋼選20～50 ℃/hc、保溫時(shí)間：～3 min/mm d、冷卻速度：低合金鋼選50～100 ℃/h，高合金鋼選20～50 ℃/he、冷卻方式：同完全退火f、應(yīng)用：優(yōu)質(zhì)合金鋼鑄件；另外，經(jīng)擴(kuò)散退火的鑄鋼件晶粒粗大，韌性塑性差，需要一次完全退火或正火來(lái)重新細(xì)化組織，提高機(jī)械性能。等溫退火：與完全退火相同，但可有效縮短生產(chǎn)周期a、加熱溫度：Ac3 +（20～50 ℃）或Ac1 +（20～50 ℃）b、加熱速度：同完全退火c、保溫時(shí)間：同完全退火d、等溫溫度：根據(jù)C曲線及硬度要求確定e、冷卻速度：大件隨爐冷卻，小件空冷f、冷卻方式：500 ℃隨爐冷，500 ℃空冷g、應(yīng)用：球化退火不少是采用等溫退火縮短生產(chǎn)周期，用以消除CrNi鋼及CrNiMn鋼鍛件中的白點(diǎn)。b、影響球化質(zhì)量因素：化學(xué)成分：碳含量增加有利于球化，加入可形成碳化物的元素不利球化；原始組織：網(wǎng)狀碳化物很難球化，馬氏體、細(xì)小的珠光體或貝氏體有利于球化，冷變形后組織有利于球化；加熱溫度與等溫溫度：加熱溫度過(guò)高或過(guò)低、等溫溫度過(guò)高或過(guò)低，都不利于球化；球化時(shí)間：不宜過(guò)長(zhǎng)，否則球化碳化物變粗，硬度下降；冷卻速度：冷卻速度會(huì)影響碳化物的彌散度，冷卻速度小有利于球化，采用緩慢冷卻進(jìn)行球化退火是保證得到理想組織的重要因素。目的：改善工具鋼的可切削性；為淬火作好金相組織準(zhǔn)備。a、加熱溫度：Ac1～Ac3或Ac1～Ac3b、加熱速度：同完全退火c、保溫時(shí)間：同完全退火d、冷卻速度：同完全退火e、冷卻方式：同完全退火f、應(yīng)用：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼和低合金工具鋼的熱鍛件和熱軋件。不完全退火：為消除碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼因熱加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使鋼件軟化或改善工具鋼被切削性而采用的熱處理工藝。e、冷卻方式：為了提高設(shè)備利用率，并使組織充分轉(zhuǎn)變，由退火溫度至550 ℃為爐冷，550 ℃以下取出空冷。d、冷卻速度：控制冷卻速度保證奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變?nèi)客瓿?、又不獲得高的彌散度。c、保溫時(shí)間：為使工件透燒，保證內(nèi)外組織轉(zhuǎn)變完成和均勻化，一般的，～2 min/mm，低合金鋼2～ min/mm，～3 min/mm。a、加熱溫度：一般采用Ac3 +（20～50 ℃）b、加熱速度：不同鋼種采用不同加熱速度，一般的，碳鋼選150～200 ℃/h，低合金鋼選100 ℃/h，高合金鋼選50 ℃/h。低溫退火：加熱到相變溫度以下，進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力，防止變形，降低硬度，恢復(fù)塑性和消除加工硬化，改善切削與沖壓加工性等的熱處理工藝，亦稱之為軟化退火或去應(yīng)力退火。