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1、第三章熱處理與表面工程技術(shù)(熱處理工藝部分）教學(xué)要求：本節(jié)是課程的重點(diǎn)，要求熟練掌握：1.各種熱處理工藝方法的目的，工藝特點(diǎn)，組織和性能特點(diǎn)及其應(yīng)用。2.能根據(jù)零件材料和性能要求選擇合適的熱處理方法。Review金屬熱處理是通過加熱、保溫、冷卻，以改善材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能的工藝方法。根據(jù)工藝方法熱處理可分為三大類：普通熱處理：退火、正火、淬火、回火表面熱處理：表面淬火和表面化學(xué)熱處理其它熱處理：形變熱處理，超細(xì)化熱處理,真空熱處理等3.3退火與正火1、定義退火（Annealing）將鋼加熱到預(yù)定溫度，保溫后緩慢冷卻（爐冷），獲得接近平衡組織
2、的熱處理工藝。正火（Normalizing）將鋼加熱到奧氏體狀態(tài),保溫后在空氣中冷卻的工藝。1..退火與正火（1）目的例、齒輪加工工藝路線毛坯鍛造——正火（退火）——機(jī)加工——熱處理——精加工----1）消除應(yīng)力以減少鑄鍛焊和其它加工零件變形,開裂傾向；2）細(xì)化晶粒，消除組織缺陷為后續(xù)熱處理作準(zhǔn)備。3）調(diào)整硬度，改善切削性能（退火可降低硬度，正火可適當(dāng)提高硬度）；正火還可以消除網(wǎng)狀滲碳體，利于后續(xù)球化退火。2、工藝13.3鋼的退火與正火1）完全退火特點(diǎn)：完全A化缺點(diǎn)：周期很長(zhǎng)，成本高。2）等溫退火特點(diǎn)：完全A化周期短，成本低3）球化退火適
3、用：高碳鋼目的：降低硬度，改善切削性能。加熱溫度：Ac1+30～50℃平衡組織球化組織含1.4%C鋼的組織3、選擇1）考慮切削性能（刀具最佳切削硬度180—220HBS)表不同含碳量的鋼在正火和退火后的硬度(HBS)含碳量（％）＜0.250.25～0.650.65－0.8工具鋼退火硬度＜150150－180180－220187—217正火硬度＜156156－228228－280230—340中低碳鋼采用正火，高碳鋼和工具鋼采用退火有利于切削。2）考慮使用性能正火比退火硬，正火優(yōu)先。3）考慮經(jīng)濟(jì)性正火生產(chǎn)周期短，成本較低真空退火爐3.4鋼
4、的淬火淬火：Quenching激冷Hardening硬化把鋼加熱—保溫—快冷使零件硬化的熱處理工藝。淬火后獲得馬氏體或貝氏體組織。3.4.1-1淬火加熱溫度的選擇碳鋼的淬火加熱溫度范圍1、亞共析鋼AC3＋(30－50℃)2、過共析鋼Ac1＋(30－50℃)為什么亞共析鋼要進(jìn)行完全淬火完全淬火——得到完全馬氏體。不完全淬火——馬氏體組織中有鐵素體出現(xiàn)。為什么過共析鋼只能進(jìn)行不完全淬火完全淬火：馬氏體含碳量過高，易開裂和形成大量殘余奧氏體；不完全淬火：有細(xì)小彌散滲碳體殘余，奧氏體含碳量低，因而淬火時(shí)不易開裂，且殘余滲碳體量少。為什么過共析鋼只
5、能進(jìn)行不完全淬火1T12鋼正常淬火組織T12鋼過熱淬火組織3.4.1-2淬火冷卻介質(zhì)的選擇選用原則：為減少淬火應(yīng)力，能獲得M或B盡可能慢冷?！m用于碳鋼，變形開裂傾向大?！}水10％的NaCl水溶液，適用于低碳鋼，※油常用10號(hào)機(jī)油，適用于合金鋼，不能用于碳鋼冷卻。理想的淬火冷卻曲線圖3.4.2常用淬火方法1.單液淬火優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，操作方便。缺點(diǎn)：淬火應(yīng)力大，工件易變形。適用：形狀簡(jiǎn)單的中、低碳鋼工件。3.4.2常用淬火方法--雙液淬火優(yōu)點(diǎn)：大大減小工件的淬火應(yīng)力和變形開裂傾向。缺點(diǎn)：操作難度較高。適用：小批量3.4.2常用淬火方法分
6、級(jí)淬火優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單?？捎行Х乐箲?yīng)力和開裂。缺點(diǎn)：需要鹽浴爐適用：小工件大批量。3.4.2常用淬火方法等溫淬火目的：得到B下優(yōu)缺點(diǎn)：同分級(jí)淬火，也需要鹽浴爐。適用：需要高強(qiáng)韌性的小工件。3.4.2常用淬火方法※單液淬火操作方便，變形大※雙液淬火水淬—油冷或油淬—空冷※分級(jí)淬火加熱零件先在Ms點(diǎn)附近介質(zhì)中冷卻,再取出空冷，※等溫淬火在貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)的介質(zhì)中冷卻，得到貝氏體組織常用淬火方法示意圖3.4.3鋼的淬透性1定義淬透性（Hardenability）直譯：鋼可淬火硬化的能力,鋼淬火時(shí)獲得馬氏體的難易程度。它主要取決于鋼中合金元素，合金元素
7、的種類和含量越高，鋼的淬透性越高。鋼的淬透性對(duì)零件淬硬層深度的影響a)b)圖3.28淬火時(shí)零件截面上的冷速變化及結(jié)果a）未淬透b）淬透2、測(cè)定----末端淬火法（GB225－88）圖3.29.末端淬示意圖鋼的淬透性值以J表示，J表示末端淬火法，d（mm）為至水冷端距離，HRC為相應(yīng)距離的硬度值。如：J，J，J（c）淬透性曲線3、意義淬透性不同的鋼調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能的比較淬透性的意義淬透性好的鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，整個(gè)截面都是回火S，力學(xué)性能均勻，強(qiáng)韌性高；而淬透性差的鋼表層為回火S，心部為片狀S+F，心部強(qiáng)韌性差。4、應(yīng)用1）選擇材料2）選擇淬火
8、冷卻介質(zhì)40Cr鋼的淬透性曲線帶3.5.淬火鋼的回火回火(Tempering,韌化)：淬火鋼在A1溫度以下加熱、保溫、冷卻的工藝。（1）回火的目的1）消除應(yīng)力，降低脆性，減少變形和開裂；2）穩(wěn)
