《金屬熱處理》PPT課件.ppt

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1、金 屬 熱 處 理,金屬熱處理：是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度冷卻的一種工藝。 金屬熱處理的意義：是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。 金屬熱處理過程：包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。 金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳，因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱。加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一。 冷卻是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻

2、速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。,熱處理,普通（整體）熱處理,表面熱處理,退火,正火,淬火,回火,表面淬火,表面化學(xué)熱處理,感應(yīng)加熱表面淬火,火焰加熱表面淬火,激光加熱表面淬火等,滲碳,滲氮,碳氮共滲,滲金屬等,金屬熱處理分類,常用熱處理方法的工藝曲線示意圖,一、退火,1. 退火 退火是將金屬制件加熱到高于或低于這種金屬的臨界溫度，經(jīng)保溫一定時間，隨后在爐中或埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中緩慢冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的一種熱處理工藝。 退火的目的： a. 降低硬度，以利于切削加工； b. 細(xì)化晶粒，改善組織，提高機(jī)械性能； c. 消除內(nèi)應(yīng)力，為下一道熱處理作好

3、準(zhǔn)備； d. 提高金屬材料的塑性、韌性，便于進(jìn)行冷 沖壓或冷拉拔加工。 退火的缺點(diǎn)：占用設(shè)備；生產(chǎn)率低。,2. 正火 正火是將金屬制件加熱到高于或低于這種金屬 的臨界溫度，經(jīng)保溫一定時間，隨后在空氣中冷 卻，以獲得更細(xì)組織的一種熱處理工藝。 正火的作用與退火相似，與退火不同之處是： a. 正火是在空氣中冷卻，冷卻速度快，所獲 得的組織更細(xì)。 b. 正火后的強(qiáng)度、硬度較退火后的稍高，而 塑性、韌性則稍低。 c. 不占用設(shè)備；生產(chǎn)率高。,3. 淬火 淬火是將金屬制件加熱到這種金屬的臨界溫度以上3050，經(jīng)保溫一定時間，隨后在水或油中快速冷卻，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。 淬火的目的：提高金屬

4、材料的強(qiáng)度和硬度，增加耐磨性，并在回火后獲得高強(qiáng)度和一定韌性相配合的性能。,4. 回火 回火是把淬火后的金屬制件重新加熱到某一溫度，保溫一段時間，然后置于空氣或油中冷卻的熱處理工藝。 回火的目的：為了消除淬火時因冷卻過快而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低金屬材料的淬性，使它具有一定的韌性。 根據(jù)加熱溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。,（1）低溫回火：回火溫度為150250。低溫回火能消除一定的內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)?shù)亟档弯摰拇嘈裕岣唔g性，同時工件仍保持高硬度、高耐磨性，應(yīng)用于各種量具和刃具。 （2）中溫回火：回火溫度為350500。中溫回火可大大減小鋼的內(nèi)應(yīng)力，提高了彈性、韌性，但硬度有所降低，應(yīng)

5、用于彈簧和熱鍛模等。 （3）高溫回火：回火溫度為500650。高溫回火可以消除內(nèi)應(yīng)力，硬度有顯著的下降，可獲得具有強(qiáng)度、塑性、韌性等綜合機(jī)械性能，應(yīng)用于齒輪、連桿、曲軸等。 5. 調(diào)質(zhì)處理 淬火后再經(jīng)高溫回火的熱處理工藝，稱為調(diào)質(zhì)處理。一般要求具有較高綜合機(jī)械性能的重要結(jié)構(gòu)零件，都要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。,熱處理中的“四把火”,表面熱處理和化學(xué)熱處理,一、表面淬火 表面淬火是僅對工件表層進(jìn)行淬火的工藝。 目的：為了獲得高硬度的表面層和有利的殘余應(yīng)力分布，提高工件的硬度和耐磨性。 表面淬火加熱的方法很多，如感應(yīng)加熱、火焰加熱、電接觸加熱、激光加熱等。 二、化學(xué)熱處理 化學(xué)熱處理是將金屬和合金工件置于一定

6、溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。 常用的有滲碳、滲氮、碳氮共滲和滲金屬元素等。,鋼的分類,按化學(xué)成分分類 可分為碳素鋼和合金鋼 碳素鋼按含碳量多少可分為 低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼 合金鋼按合金元素的含量又可分為 低合金鋼 、中合金鋼和高合金鋼 合金鋼按合金元素的種類可分為 錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、硅錳鋼等,按冶金質(zhì)量分類 按鋼中所含有害雜質(zhì)硫、磷的多少，可分為： 普通鋼（S%0.055%，P%0.045%） 優(yōu)質(zhì)鋼（S%、P%0.040%） 高級優(yōu)質(zhì)鋼（S%0.030%，P%0.035%） 按冶煉時脫氧程度，可將鋼分為： 沸騰鋼（脫

7、氧不完全）、鎮(zhèn)靜鋼（脫氧較完全）和半鎮(zhèn)靜鋼三類。,按用途分類 按鋼的用途可分為：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼 結(jié)構(gòu)鋼又分為：工程構(gòu)件用鋼和機(jī)器零件用 工具鋼分為：刃具鋼、量具鋼、模具鋼 特殊性能鋼分為：不銹鋼、耐熱鋼等,按金相組織分類 按退火態(tài)的金相組織可分為：亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼三種。 按正火態(tài)的金相組織可分為：珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼等四種。 奧氏體 碳與合金元素溶解在-fe中的固溶體，仍保持-fe的面心立方晶格。晶界比較直，呈規(guī)則多邊形；淬火鋼中殘余奧氏體分布在馬氏體間的空隙處 珠光體鐵碳合金中共析反應(yīng)所形成的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。,合金元素在鋼中的作用,鎳：增加

8、強(qiáng)韌性、耐蝕性、耐磨性、彈性細(xì)述和低溫沖擊抵抗性 鉻：增加耐磨性、耐蝕性及高溫強(qiáng)度 鎢：增加耐磨性及高溫強(qiáng)度、硬度 硅：增加耐熱性、耐蝕性；低合金鋼之強(qiáng)度增加，增加電磁氣性質(zhì) 錳：高溫之抗拉強(qiáng)度、硬度增加，防止因硫而產(chǎn)生的脆性 鉬：作用與鎢相同，但效果大兩倍 鈷：增加硬度與磁性 釩：增加韌性、耐磨性、淬火性 鈦：增加耐高溫強(qiáng)度及對海水的耐蝕性 銅：增加在空氣中之抗氧化性及抗蝕性 鋁：增加流動性 磷：增加耐蝕性，但超過0.1時會有熱脆性 硫：增加鋼的切削性及熱脆性，但一般含量要少,碳 鋼 分 類,按鋼中含碳量多少分：,低碳鋼 中碳鋼 高碳鋼,Wc 0.6%,低碳鋼,特點(diǎn)： 塑性好、韌性好、硬度強(qiáng)度低（軟剛）、耐磨性差。 熱處理： 通常情況下將其進(jìn)行滲碳，然后淬火，再低溫回火后使用。,中碳鋼,特點(diǎn)： 熱加工及切削性能良好，強(qiáng)度硬度比低碳鋼高，韌性塑性低于低碳鋼，焊接性能較差。 熱處理： 通常采用完全（加熱到單相奧氏體區(qū)得到單相均勻奧氏體）淬火加中溫或高溫回火的熱處理工藝。,高碳鋼,特點(diǎn)： 具有高硬度和高耐磨性，焊接性能差。 熱處理： 1.預(yù)先熱處理采用球化退火； 2.采用不完全（加熱到兩相區(qū)得到奧氏體加未溶碳化物）淬火加低溫回火的熱處理工藝。,謝謝大家,