《金屬熱處理》ppt課件

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(shí)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(guò)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(guò)程：包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過(guò)程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程。 金屬加熱時(shí)，工件暴露在

2、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(guò)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

3、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(shí)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

4、一道熱處理作好準(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(shí)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)。

5、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30～50℃，經(jīng)保溫一定時(shí)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，

6、保溫一段時(shí)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(shí)因冷卻過(guò)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150～250℃。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(shí)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350～500℃。中溫回

7、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)用于彈簧和熱鍛模等。 （3）高溫回火：回火溫度為500～650℃。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(guò)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、

8、表面淬火 表面淬火是僅對(duì)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

9、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(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（S%≤0.030%，P%≤0.035%） 按冶煉時(shí)脫氧程度，可將鋼分為

10、： 沸騰鋼（脫氧不完全）、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(guò)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

11、素溶解在γ-fe中的固溶體，仍保持γ-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

12、、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(duì)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(dòng)性磷：增加耐蝕性，但超過(guò)0.1％時(shí)會(huì)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

13、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