钢的热处理

1. 钢的热处理 引言： 1、热处理的概念 将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织与性能的工艺。 2、热处理的目的 （1）提高钢的力学性能 （2）改善钢的工艺性能

2. 第4章 钢的热处理 第一节 钢的热处理原理 根据工艺类型、工艺名称和实现工艺的加热将热处理分为： 1、整体热处理 退火、正火、淬火、回火 2、表面热处理 表面淬火、气相沉积 3、化学热处理：渗碳、氮化、碳氮共渗

3. 第4章 钢的热处理 热处理的理论依据

4. 第4章 钢的热处理 第一节 钢的退火与正火 一、钢的退火 1、概念：将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后在炉中缓慢地冷却的热处理工艺。 2、目的： 1）降低硬度，提高塑性，改善加工性能； 2）细化晶粒，消除组织缺陷； 3）消除内应力 。

5. 第4章 钢的热处理 3、分类： 根据钢的成分和处理目的的不同，可分为完全退火、球化退火和去应力退火。 （1）完全退火 1、定义：将钢加热Ac3以上30~50ºC,完全奥氏体后，保温一定时间随之缓慢冷却到500ºC以下，出炉空冷。 2、目的：细化晶粒，消除内应力，降低硬度，以利于切削加工。 3、适用范围：亚共析钢型材。

6. 第4章 钢的热处理 （2）球化退火 1、定义：将钢加热到Ac1以上20~30ºC,保温后随炉缓冷至600 ºC，出炉空冷。 2、目的：降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能。 3、适用范围：主要用于过共析钢及合金工具钢。

7. 第4章 钢的热处理 （3）去应力退火 1、定义：将钢加热到500--600ºC,保温后随炉缓冷至200--300 ºC出炉空冷。又称低温退火。 2、目的：消除铸件、锻件和焊接件的内应力 。（没有发生组织变化） 3、适用范围：用于所有的钢。

8. 第4章 钢的热处理 二、钢的正火 1、概念： 将钢件加热到Ac3或Accm线以上30~50 ºC，保温适当的时间后，在空气中冷却的热处理工艺。 2、目的： 1）对低碳钢，可细化晶粒，提高硬度，改善加 工性能； 2）对中碳钢，可提高硬度和强度，作为最终热处理； 3）对高碳钢，可为球化退火作准备 。

9. 第4章 钢的热处理 退火与正火的加热温度范围

10. 第4章 钢的热处理 第二节 钢的淬火与回火 一、钢的淬火 1、概念： 将钢件加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保持一定时间后，快速冷却的热处理工艺。 2、目的： 提高钢的硬度、强度和耐磨性并保持足够的韧性。

11. 第4章 钢的热处理 3、淬火剂：水、矿物油、盐水和碱水等。 4. 淬火方法: 为了保证获得所需淬火组织，又要防止变形和开裂，必须采用已有的淬火介质再配以各种冷却方法才能解决。通常的淬火方法包括单液淬火、双液淬火、分级淬火等，如图所示。

12. 第4章 钢的热处理 4、淬火方法： （1）单液淬火：将加热后的零件投入一种 冷却 剂中冷却至室温。 特点：操作简单，容易实现自动化。 （2）双液淬火：先水后油，或先油后空气。 特点：可防止变形与开裂。 （3）分级淬火：先放入一定温度的盐浴或碱浴中，再空冷。 特点：有效减小内应力，防止变形与开裂； 但只适于小尺寸工件。

13. 第4章 钢的热处理 三、钢的回火 1、回火的概念： 将淬火后钢件再加热到Ac1以下的某一温度，保 温一定时间后，然后冷却到室温的热处理工艺 。 2、回火的目的： 降低淬火钢的脆性，提高韧性，调整硬度，消除内应力，稳定工件的尺寸，获得所需要的力学性能。

14. 第4章 钢的热处理 3、回火的种类 按回火温度的不同，回火可分以下三种： • 低温回火：150 ºC ~250 ºC • 中温回火：350 ºC ~500 ºC • 高温回火：500 ºC ~650 ºC

15. 第4章 钢的热处理 1、低温回火（150~250）ºC 目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火应 力,减少钢的脆性。硬度为58--64HRC。 主要用于：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬火 件和表面淬火件。 2、中温回火（350~500）ºC 目的：获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。 又称弹性处理。硬度为35--45HRC. 主要用于：弹性零件及热锻模具等。 3、高温回火（500~650）ºC 目的：获得良好的综合力学性能。 又称调质处理。硬度为25--35HRC. 主要用于：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。

16. 第4章 钢的热处理 第四节 钢的表面热处理 引言: 为了兼顾零件表面和心部两种不同性能要求,生产中广泛采用表面热处理的方法,即表面淬火和化学热处理. 一、表面淬火 1、概念：指仅改变钢的表层组织的局部热处理工艺。

17. 第4章 钢的热处理 2、种类 火焰加热表面淬火 ： 用氧—乙炔火焰喷射到工件表面，使其被快速加热到淬火温度，并立即喷水冷却的操作方法。 适用于含C 0.35%~0.7%的中碳钢和中碳合金钢，如45，40Cr。 感应加热表面淬火 ： 用一定频率的感应电流使工件表面被快速加热到淬火温度，并立即喷水冷却的操作方法。 适用于含C 0.4%~0.5%的中碳钢和中碳合金钢，如40，40Cr。

18. 第4章 钢的热处理 第五节 钢的化学热处理 引言 1、概念：将钢置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入其表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。 2、分类：渗碳、渗氮、 碳氮共渗

19. 第4章 钢的热处理 第六节 钢的渗碳 概念：将钢放入渗碳的介质中加热并保温，使活性碳原子渗入钢的表层的工艺称为渗碳。 目的：通过渗碳及随后的淬火和低温回火，使表面具有高的硬度、耐磨性和抗疲劳性能，而心部具有一定的强度和良好的韧性配合。 渗碳方法：渗碳方法有气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳。目前广泛应用的是气体渗碳法。 渗碳用钢：含碳量为0.1%—0.25%的低碳钢和低碳合 金钢。

20. 第4章 钢的热处理 第七节 钢的渗氮 概念：渗氮俗称氮化，是指在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的热处理工艺。 目的：是提高零件表面硬度、耐磨性、疲劳强度、热硬性和耐蚀性等。 渗氮方法：气体渗氮、离子渗氮等。生产中应用较多的是气体渗氮。 渗氮用钢：优质碳素结构钢，如20，40等；一般合金结构钢，如40Cr等；渗氮专用钢，如38CrMoAlA。

21. 第4章 钢的热处理 第八节 其它化学热处理方法 碳氮共渗：碳氮同时渗入工件表层。提高表面硬度、抗疲劳性和耐磨性，并兼具渗碳和渗氮的优点。 渗铬：有较好的耐蚀性和优良的抗氧化性、硬度和耐磨性，可代替不锈钢和耐热钢用于机械和工具制造。 渗硼：十分优秀的耐磨性、耐腐蚀磨损和泥浆磨损的能力，耐磨性明显优于渗氮、碳和碳氮共渗层，但不耐大气和水的腐蚀。主要用于泥浆泵零部件、热作模具和工件夹具。