10 鋼的熱處理工藝

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1、第十章鋼的熱處理工藝本章目的：介紹鋼的常用熱處理工藝及其應(yīng)用。本章重點(diǎn)：（1）各類熱處理(退火、正火、淬火與回火)工藝—組織－性能－應(yīng)用的規(guī)律和特點(diǎn)；（2）淬透性、淬硬性的概念與應(yīng)用1熱處理分類普通熱處理：退火、正火、淬火與回火表面熱處理：表面淬火化學(xué)熱處理形變熱處理：控制軋制2§10-1鋼的退火與正火一、鋼的退火鋼的退火：將（組織偏離平衡狀態(tài)的）鋼加熱到Ac1以上或以下溫度，保溫一定的時間，然后緩慢冷卻（一般為爐冷至550℃后空冷），以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。（一）退火的目的1．細(xì)化晶粒（使熱加工造成的粗大不均勻組

2、織均勻化、細(xì)化；2．使中碳以上的碳鋼和合金鋼得到接近平衡狀態(tài)組織，降低硬度，以利于切削加工。3．由于冷卻速度緩慢，可消除內(nèi)應(yīng)力，防止淬火變形與開裂。4.為最終熱處理（淬火、回火）做好組織上的準(zhǔn)備。3分類（1）高溫退火(相變重結(jié)晶退火)T加熱>AC1（2）低溫退火T加熱

3、鑄、鍛件及熱軋型材；組織：退火后的組織為P+F。目的：細(xì)化組織；HB↓；消除內(nèi)應(yīng)力。加熱溫度：T＝AC3+(30℃～50℃)適用鋼種：適用于亞共析鋼優(yōu)、缺點(diǎn)：工藝簡單但生產(chǎn)周期較長，生產(chǎn)效率低1、完全退火工藝（完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火和去應(yīng)力退火）56晶粒細(xì)化的原因：完全退火→相變重結(jié)晶過程α→γ→ααγα40鋼退火前后金相組織——晶粒細(xì)化7等溫退火一般是將鋼件加熱到Ac3+（30~50）℃（亞共析鋼）或Ac1+（30~50）℃（過共析鋼）保溫后，在Ar1以下某一溫度等溫，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w型組織。等溫退火的目

4、的與完全退火相同。與普通退火相比的優(yōu)點(diǎn)：1）由于珠光體轉(zhuǎn)變在恒溫下完成，易于控制，并能獲得均勻的預(yù)期組織；2）對于某些奧氏體比較穩(wěn)定的合金鋼，由于等溫處理前后可較快冷卻，?？纱蟠罂s短退火周期。圖2給出了高速鋼的等溫退火與普通退火工藝。組織：P型組織8等溫退火工藝圖2高速鋼等溫退火工藝路線9定義：為使鋼中碳化物球狀化，獲得粒狀珠光體的熱處理工藝。目的：碳化物（Fe3CⅡ、P中的Fe3C）球狀化，細(xì)化晶粒，HB↓利于切削加工。加熱溫度：T＝Ac1+(30～50℃)適用鋼種：適用于共析及過共析碳鋼或合金鋼。退火前的組織狀態(tài)：細(xì)片狀的

5、P退火后組織：細(xì)小均勻的球狀滲碳體分布在連續(xù)的鐵素體基體上。球化退火工藝過程1011將鋼加熱到略高于Acl的某一溫度并保溫較長時間，使鋼中未溶碳化物（共析Fe3C與Fe3CⅡ）由片狀變成球狀，然后隨爐緩冷或在略低于Ar1的一定溫度等溫，使A進(jìn)行共析轉(zhuǎn)變時，以未溶滲碳體粒子為核心形成球狀Fe3C。T8鋼球化退火后的粒狀珠光體12擴(kuò)散退火（均勻化退火）定義：是將鋼加熱到略低于固相線的溫度，長時間保溫（10~20h），以消除成分偏析的熱處理工藝。加熱溫度；略低于固相線溫度。亞共析鋼：T＝Ac3+(150℃～300℃)過共析鋼：T＝A

6、ccm+(150℃～300℃)目的：為了消除晶內(nèi)偏析，使成分均勻化實(shí)質(zhì)：使合金元素的原子充分?jǐn)U散。適用于：合金鋼鑄件和鑄錠。后續(xù)處理：保溫10～20小時退火后晶粒較粗大，一般還須進(jìn)行完全退火或正火處理。1314去應(yīng)力退火又稱低溫退火，是將鋼加熱至低于Ac1的某一溫度（一般是500~650℃），保溫后隨爐緩冷至低于300~200℃出爐空冷的熱處理工藝。目的：不發(fā)生相變，常用于消除鑄、鍛、焊及機(jī)加工后工件的殘余應(yīng)力，以穩(wěn)定尺寸，減少變形。再結(jié)晶退火，用于消除冷變形加工產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象。其工藝過程是將這類工件加熱到再結(jié)晶溫度以上1

7、50~250℃，保溫后緩慢冷卻，其目的是消除殘余應(yīng)力、改善組織、降低硬度和提高塑性。1516二.鋼的正火正火：正火是將鋼加熱到Ac3（對于亞共析鋼）或Accm（對于過共析鋼）點(diǎn)以上30~50℃，保溫一定時間，完全奧氏體化后在自由流動的空氣中冷卻從而得到珠光體類組織的的熱處理工藝。加熱溫度亞共析鋼：T＝Ac3+（30℃～50℃）過共析鋼：T＝Accm+（30℃～50℃）17正火的主要應(yīng)用（一）（1）作為預(yù)先熱處理?？上刑冀Y(jié)構(gòu)鋼鑄、鍛、焊等熱加工產(chǎn)生的組織缺陷（如晶粒粗大、魏氏組織、帶狀組織等），細(xì)化晶粒，均勻化組織，消除內(nèi)應(yīng)

8、力，為后序熱處理作組織準(zhǔn)備。對過共析鋼正火可消除或抑制網(wǎng)狀二次滲碳體的形成，為球化退火作組織準(zhǔn)備。如：T12鋼退火組織中的Fe3CⅡ網(wǎng)（連續(xù)網(wǎng)），球化退火前必須先進(jìn)行正火以消除Fe3CⅡ網(wǎng)，得到片層狀P然后再進(jìn)行球化退火。18正火的主要應(yīng)用（二）（2）改善切削加工性。一般來說