熱處理原理與工藝教學(xué)PPT淬火與回火

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1、1第10章淬火與回火熱處理原理與工藝第10章淬火與回火2第10章淬火與回火導(dǎo)讀通過學(xué)習(xí)本章，主要掌握掌握鋼的淬透性和淬硬性及其影響因素，掌握常用淬火介質(zhì)的特性；掌握常用淬火工藝方法。3第10章淬火與回火第10章鋼的淬火及回火第一節(jié)定義、目的、必要條件淬火定義：把鋼加熱到臨界點AC3或AC1以上，保溫并隨之以大于臨界冷卻速度VC冷卻，以得到介穩(wěn)狀態(tài)的馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。淬火的目的：提高零件的硬度，強度，耐磨性。結(jié)構(gòu)鋼通過淬火，回火獲得良好的綜合機械性能，改善鋼的物理和化學(xué)性能。例如：提高磁鋼的

2、磁性，不銹鋼淬火以消除第二相，從而改善其耐蝕性。4第10章淬火與回火65鋼(0.60%C)淬火組織45鋼(含0.45%C)正常淬火組織5第10章淬火與回火必要條件：1、臨界點以上，獲得奧氏體，2、大于臨界冷速，得到M、B下。6第10章淬火與回火第二節(jié)淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)：為實現(xiàn)淬火目的用的冷卻介質(zhì)。理想淬火介質(zhì)：在過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域（珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)）具有較快的冷卻速度，而在MS附近的溫度區(qū)域冷速比較緩慢，它可以減少淬火內(nèi)應(yīng)力。避免淬火變形開裂；分類：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。7第10章淬火與回火理想淬火曲線示意圖M

3、sMf8第10章淬火與回火一、淬火介質(zhì)的冷卻作用淬火介質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。對固態(tài)介質(zhì)，或者是靜止接觸(熱傳導(dǎo)問題)，如是沸騰床冷卻，則主要與其冷卻特性有關(guān)。氣態(tài)，則是氣體介質(zhì)加熱的逆過程。最常用介質(zhì)為液態(tài)介質(zhì)，淬火時不僅發(fā)生傳熱作用，還會產(chǎn)生物態(tài)變化，因此過程較為復(fù)雜。9第10章淬火與回火有物態(tài)變化的介質(zhì)冷卻過程可分為三個階段：1．蒸氣膜階段：緊貼工件形成連續(xù)的蒸汽膜；冷卻主要靠輻射傳熱，冷卻速度較緩慢。2.沸騰階段：蒸汽膜厚度減薄并在越來越多的地方破裂，使工件與液體直接接觸，冷卻速度較快，取決于淬火介

4、質(zhì)的汽化熱，汽化熱越大，冷卻速度也越快。3.對流階段：表面的溫度降至介質(zhì)的沸點或分解溫度以下時，工件的冷卻主要靠介質(zhì)的對流進行，此時對流傳熱起主導(dǎo)作用10第10章淬火與回火11第10章淬火與回火無物態(tài)變化的淬火介質(zhì)：淬火冷卻：主要靠對流散熱。溫度較高時輻射散熱占有很大比例，也有傳導(dǎo)傳熱。二、淬火介質(zhì)冷卻特性的測定略12第10章淬火與回火三、常用淬火介質(zhì)及其冷卻特性1．水：良好的物理化學(xué)性能，來源豐富。冷卻特性：1）水溫對冷卻特性影響很大，隨水溫提高水的冷卻速度降低，特別是蒸汽膜階段延長，特性溫度降低。2）

5、水的冷卻速度快，400~100℃溫度范圍內(nèi)的冷卻速度特別快。3）循環(huán)水的冷卻能力大于靜止水的冷卻能力。特別是蒸汽膜階段的冷卻能力提高得更多。13第10章淬火與回火14第10章淬火與回火2．堿或鹽的水溶液水中溶入鹽堿等物質(zhì)，減少了蒸汽膜的穩(wěn)定性，使蒸汽膜階段縮短，特性溫度提高從而加速冷卻速度，10%食鹽水溶液的冷卻能力650~400℃范圍內(nèi)有最大冷卻速度，食鹽水溶液在食鹽濃度較低時隨食鹽濃度的增加而提高，冷速均大于純水的，20℃的堿溶液也具有很高的冷卻能力，隨溫度提高冷卻能力降低，表面銀白色、好的外觀，腐蝕

6、嚴(yán)重。15第10章淬火與回火50％NaOHNaCl溶液16第10章淬火與回火3．油冷卻能力比水差，但馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)冷速較慢。油的冷卻過程也具有三個階段：(1)油在沸騰時還伴隨油的分解。因此，油中包圍工件的蒸汽膜與水中冷卻不同，它具有油的分解產(chǎn)物與油沸騰產(chǎn)生的混合氣體蒸汽膜。此外，油的特性溫度(500℃以上)比水(300℃左右)高。17第10章淬火與回火(2)油沸騰是在一個溫度范圍(250一400℃)內(nèi)，比水沸騰溫度(100℃)高得多；這就使油冷卻過程中對流傳熱階段開始溫度比較高，對流階段范圍比較寬。這個溫度

7、范圍正是所要求的緩慢冷卻的馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，工件正好在油中冷卻曲低溫階段以餃小的對流熱交換進行冷卻，因此工件在油中冷卻變形與開裂傾向較小。18第10章淬火與回火19第10章淬火與回火1.水；2.油；3.水與油20第10章淬火與回火保質(zhì)措施：控制油溫，防止局部過熱，最好有循環(huán)裝置；避免水分帶入；經(jīng)常清除油渣和氧化皮，保持油的純潔，及時補充新油。21第10章淬火與回火光亮淬火油：用于可控氣氛熱處理，它使工件淬火后，能達到表面光潔，不氧化(天氧化皮)。要求：冷卻性能好，耐老化；水分低，含硫最少；耐熱穩(wěn)定性好，氧化傾

8、向小，還有還原作用，工件淬火時，氣體發(fā)生量少。種類：1.選用灰分、雜質(zhì)少的如石蠟、凡士林、儀表油、變壓器油，用于小型精密件；2.選用粘度、雜質(zhì)適量，加入有高抗氧化能力的添加劑如10號機油＋0.5~1％2，6二叔丁基對甲酚＋1—5％植物油所組成光亮淬火油22第10章淬火與回火23第10章淬火與回火4．有機物的水溶液及乳化液水的冷卻能力大，但冷卻特性很不理想，油的冷卻特性比較理想，但其能確能力有小一些。因此需要尋找冷卻能力介于兩者