1、會計學(xué)1熱處理基本知識及工藝熱處理基本知識及工藝(gngy)原理原理第一頁，共107頁。2常見(chn jin)熱處理設(shè)備目錄1234金屬學(xué)與熱處理基本原理工業(yè)用鋼及其熱處理鋼的熱處理工藝(gngy)22021-12-75熱處理常見(chn jin)缺陷第1頁/共106頁第二頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理基本知識132021-12-7一 鐵碳合金(hjn)及其相圖1 純鐵的晶體結(jié)構(gòu)與性能（1）純鐵冷卻(lngqu)中晶體結(jié)構(gòu)的變化： 1538 1394 912 L Fe Fe Fe bcc fcc bcc 純鐵在冷卻(lngqu)過程中經(jīng)歷兩次同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變（2）純鐵性能(xngnng)： 強度

2、低、硬度低、塑性好 、鐵磁性第2頁/共106頁第三頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理基本知識142021-12-72 鐵碳合金(hjn)與鐵碳相圖（1）鐵碳合金中的基本相與(xingy)基本組織基本(jbn)組元： Fe、C基本(jbn)相：鐵素體(或 F ) C在體心立方Fe中的間隙固溶體；0.0218%(727) 強硬度低；塑韌性好；與工業(yè)純鐵相同奧氏體(或 A )C在面心立方Fe中的間隙固溶體強硬度較低；塑性較好, 變形抗力較低, 易于鍛壓成形; 順磁性。滲碳體(Fe3C) Fe與C形成的金屬化合物，含6.69%C，復(fù)雜正交晶系。強度低；硬度高； 無塑性; 弱的鐵磁性(230 )第3頁/共1

3、06頁第四頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理基本知識152021-12-7（2）鐵碳相圖(xin t)（1）鐵素體(F)（2）奧氏體()（3）滲碳體(Fe3C)（4）珠光體(P) ：F Fe3C 共析反應(yīng)產(chǎn)物(chnw)（5）萊氏體(Ld)：Fe3C共晶反應(yīng)產(chǎn)物(chnw)（6）變態(tài)萊氏體(Ld)：PFe3C第4頁/共106頁第五頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理基本知識162021-12-7鐵碳合金含碳量為2.11%6.69%的鐵碳合金。共晶白口鑄鐵： 含碳量為4.3% ；亞共晶白口鑄鐵：含碳量在2.11%4.3%之間；過共晶白口鑄鐵：含碳量在4.3%6.69%之間；含碳量小于0.0218%的鐵碳合

4、金。工業(yè)純鐵碳鋼白口鑄鐵含碳量為0.0218%2.11%的鐵碳合金。根據(jù)金相 組織的不同，可分為三種:共析鋼： 含碳量為0.77%;亞共析鋼：含碳量在0.0218%0.77%之間；過共析鋼：含碳量在0.77%2.11%之間；（2）鐵碳合金(hjn)分類附件(fjin)：第5頁/共106頁第六頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理172021-12-7二 熱處理基本原理1 熱處理基本概念與知識(zh shi) 定義：在一定介質(zhì)中，通過加熱、保溫、冷卻(lngqu)以使金屬的組織發(fā)生轉(zhuǎn)變以獲得所需性能的一種工藝過程。三個基本(jbn)過程：TtT保溫t保溫V冷卻V加熱加熱、保溫、冷卻四個重要參數(shù)： V

5、加熱、 T保溫、 t保溫、V冷卻第6頁/共106頁第七頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理182021-12-7冷卻方式 V冷卻 小大隨爐空冷油冷水冷HRC1518182440505260組織P+FP+F（少）組織細M+PM45#鋼 V冷卻不同對其性能(xngnng)的影響示例(shl)第7頁/共106頁第八頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理192021-12-72 鋼在加熱(ji r)時的轉(zhuǎn)變目的(md)：獲成分均勻、晶粒細小的奧氏體晶粒 形核Fe3C 的溶解長大的均勻化奧氏體化：將鋼件加熱至臨界點以上(yshng)，使之轉(zhuǎn)變?yōu)椋Q為奧氏體化。 共析碳鋼奧氏體形成過程示意圖第8頁/共106頁第

6、九頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理1102021-12-7 亞共析鋼：F + P F + A A 過共析鋼： Fe3C + P Fe3C + A A第9頁/共106頁第十頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理1112021-12-73 鋼在冷卻(lngqu)時的轉(zhuǎn)變冷卻方式(fngsh)有兩種：一是等溫冷卻（常用于理論研究） 二是連續(xù)冷卻（常用于生產(chǎn)）第10頁/共106頁第十一頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理1122021-12-7（1）過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變(zhunbin)圖 （C曲線或TTT曲線）共析鋼C曲線(qxin)第11頁/共106頁第十二頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理113202

7、1-12-7亞共析鋼和過共析鋼的C曲線(qxin)第12頁/共106頁第十三頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理1142021-12-7共析鋼的CCT曲線(qxin)（2）過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變(zhunbin)圖 （CCT曲線）第13頁/共106頁第十四頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理1152021-12-7亞共析鋼和過共析鋼的CCT曲線(qxin)第14頁/共106頁第十五頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理1162021-12-7轉(zhuǎn)變溫度擴散性組織（圖片見下頁）珠光體轉(zhuǎn)變高溫（Ar1-550）Fe、C、Me擴散珠光體（+Fe3C）貝氏體轉(zhuǎn)變上貝氏體（550-350） C擴散; Fe、 Me

8、不擴散貝氏體（鐵素體碳化物）下貝氏體（350-Ms）馬氏體轉(zhuǎn)變MsC、Fe、 Me均不擴散馬氏體C在-Fe中過飽和的間隙固溶體（3）幾種(j zhn)轉(zhuǎn)變的特點第15頁/共106頁第十六頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理1172021-12-7片狀珠光體粒狀珠光體第16頁/共106頁第十七頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理1182021-12-7上貝氏體下貝氏體第17頁/共106頁第十八頁，共107頁。金屬學(xué)與熱處理原理1192021-12-7板條狀(tio zhun)馬氏體針狀馬氏體第18頁/共106頁第十九頁，共107頁。202021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2熱處理工藝分類（加

9、熱冷卻方式、組織性能）普通熱處理退火、正火、淬火、回火表面熱處理表面淬火、化學(xué)熱處理形變熱處理高溫形變熱處理、低溫形變熱處理熱處理分類工藝（生產(chǎn)工藝中的位置與作用）預(yù)備熱處理最終熱處理第19頁/共106頁第二十頁，共107頁。212021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2一 退火1 定義：鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時間后緩慢隨爐冷卻或控制其冷速，獲平衡組織(zzh)的工藝。第20頁/共106頁第二十一頁，共107頁。222021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)22 目的： 降低硬度，改善切削加工性能； 適合機加工的硬度范圍(fnwi)：150250HB； 細化晶粒；均勻組織； 消除內(nèi)應(yīng)

10、力。第21頁/共106頁第二十二頁，共107頁。232021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)23 各種( zhn)退火工藝及其特點 ：（1）球化退火工藝規(guī)范：第22頁/共106頁第二十三頁，共107頁。242021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2特點：工藝：不完全奧氏體化 組織：球狀(粒狀)珠光體目的：降低(過)共析鋼硬度,適合切削 為最終(zu zhn)熱處理做組織準備適用范圍：含碳量較高的工、模具鋼的預(yù)備熱處理第23頁/共106頁第二十四頁，共107頁。252021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2（2）完全(wnqun)退火工藝規(guī)范：特點(tdin)：工藝：完全奧氏體化 組

11、織：層片狀珠光體目的：降低硬度，改善切削加工性能 細化晶粒；消除內(nèi)應(yīng)力；減輕組織不均勻性(消除魏氏組織等)適用范圍：亞共析鋼、合金鋼的鑄、鍛、熱軋、焊件的預(yù)備熱處理第24頁/共106頁第二十五頁，共107頁。262021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2（3）均勻化退火(tu hu)工藝規(guī)范：特點：(1)高溫、長時間 (2)需再經(jīng)重結(jié)晶工藝(gngy)(完全退火或正火)以細化晶粒目的：消除或減輕偏析、帶狀組織等適用范圍：合金鋼錠、大型鑄鋼件第25頁/共106頁第二十六頁，共107頁。272021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2（4）再結(jié)晶退火工藝(gngy)規(guī)范：目的： 消除加工硬化

12、 完全消除殘余(cny)應(yīng)力適用范圍：冷塑性變形件第26頁/共106頁第二十七頁，共107頁。282021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2（5）去應(yīng)力(yngl)退火工藝規(guī)范：目的(md)：消除內(nèi)應(yīng)力，防工件變形適用范圍：鑄、鍛、焊、沖壓、機加工件第27頁/共106頁第二十八頁，共107頁。292021-12-7鋼的熱處理工藝2（6）等溫退火工藝(gngy)規(guī)范： AC3 +2030 AC3 Ar1 tTAc1 AC1 +2030 Ar1 -2030 特點：(1)縮短時間； (2)組織(zzh)更均勻；第28頁/共106頁第二十九頁，共107頁。302021-12-7二 正火1 定義：鋼

13、加熱到AC3或ACm以上的區(qū)域，保持(boch)一定時間后在空氣中冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的工藝。正火 退火鋼的熱處理工藝(gngy)2Tt第29頁/共106頁第三十頁，共107頁。312021-12-72 目的(md)： 細化晶粒，消除鑄鍛焊件組織缺陷； 提高低碳鋼硬度，改善切削加工性能； 消除高碳鋼網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準備； 型材或大型復(fù)雜鑄鋼件的最終熱處理鋼的熱處理工藝(gngy)2第30頁/共106頁第三十一頁，共107頁。322021-12-7區(qū)別正火退火1加熱溫度較高加熱溫度較低2冷卻速度較快冷卻速度較慢3獲得組織較細（索氏體） 獲得組織較粗（珠光體）4強硬度與塑韌

14、性較高硬度較低5生產(chǎn)效率較高生產(chǎn)時間較長3 正退火(tu hu)區(qū)別鋼的熱處理工藝(gngy)2第31頁/共106頁第三十二頁，共107頁。332021-12-745#鋼 退火態(tài)與正火態(tài)性能對比狀態(tài)b(MPa)(%)k (J.cm-2)HB正火70080015205080220完全退火65070015204060180鋼的熱處理工藝(gngy)2示例(shl)第32頁/共106頁第三十三頁，共107頁。342021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)24 正火與退火的選用 原則：能用正火處則不用退火 正火可作為(zuwi)大件或不重要工件的最終熱處理，而 退火一般不作為(zuwi)最終熱處理含

15、碳量選用工藝C%0.75% 球化退火C%0.9% 正火消網(wǎng)球化退火第33頁/共106頁第三十四頁，共107頁。352021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2三 淬火淬火與回火時不可分割的、緊密(jnm)銜接在一起的兩種熱處理工藝1 定義：鋼加熱到AC3 或AC1以上，保溫一定時間后使其奧氏體化，然后以大于其臨界冷速的速度急劇冷卻，獲馬氏體或貝氏體體組織的工藝方法。等溫淬火 AC1 MS VC VC 淬火 2 目的：淬火可以顯著提高(t go)鋼的硬度、強度及耐磨性等。Tt第34頁/共106頁第三十五頁，共107頁。362021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)23.加熱(ji r)溫度亞

16、共析鋼(碳鋼)AC3+3050共析鋼(碳鋼)AC1+3050過共析鋼(碳鋼)AC1+3050低合金鋼AC3或AC1+50100 高合金鋼AC3或AC1+300400 第35頁/共106頁第三十六頁，共107頁。372021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2AC3 AC1 ACmM+ARAM+AR+A+Fe3C(C)()A+FM+FFe3C亞共析鋼與過共析鋼加熱溫度為何有區(qū)別？亞共析鋼:若AC3 AC1保溫(bown)， F多，硬度等過共析鋼:若T ACm C%，AR，硬度等 組織粗大第36頁/共106頁第三十七頁，共107頁。382021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)24淬火介質(zhì)(j

17、izh)理想：650以上，慢，減小熱應(yīng)力 650-400，快，避免C曲線 400以下，慢，減輕相變應(yīng)力TtA1MS理想水油第37頁/共106頁第三十八頁，共107頁。392021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)25淬透性與淬硬性(yngxng)淬透性：淬火條件下得到M組織的能力(nngl)，取決于 VK（上臨界冷卻速度）淬硬性：鋼在淬火后獲得硬度的能力(nngl)，取決于M中C%，C%淬硬性第38頁/共106頁第三十九頁，共107頁。402021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2 淬透層深度：由工件(gngjin)表面半馬氏體點(50%M)的深度。 淬透層深度50%M第39頁/共106

18、頁第四十頁，共107頁。412021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2淬透性影響因素C%亞共析鋼C%淬透性過共析鋼C%淬透性 奧氏體化溫度 T淬透性 合金元素 除Co以外，C曲線右移，淬透性 未溶第二相 淬透性 第40頁/共106頁第四十一頁，共107頁。422021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2TtA1MS分級淬火雙液淬火等溫淬火單液淬火5幾種淬火(cu hu)方法序號淬火方法適用范圍及特點1單液淬火尺寸小、 形狀簡單的碳鋼、合金鋼件 2雙液淬火尺寸較大碳鋼件3分級淬火稍高于MS ，鹽浴；小尺寸工模具、變形小、精密件4等溫淬火淬火熱應(yīng)力、組織應(yīng)力小， 變形小； 形狀復(fù)雜、尺寸精密

19、件。5冷處理高碳軸承鋼第41頁/共106頁第四十二頁，共107頁。432021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2四.回火1.定義：將淬火(cu hu)后的鋼在A1以下溫度加熱，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織，并以適當(dāng)方式冷卻的工藝過程。2.目的：消除淬火(cu hu)應(yīng)力，降低脆性； 穩(wěn)定工件尺寸，由于M、殘余A不穩(wěn)定 獲得要求的強度、硬度及塑性、韌性的配合 回火脆性鋼水、油冷； 高合金鋼的多次回火 第42頁/共106頁第四十三頁，共107頁。442021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)23. 回火與溫度(wnd)的關(guān)系不同含碳量的碳鋼回火溫度(wnd)與硬度之間的關(guān)系第43頁/共106頁第

20、四十四頁，共107頁。452021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)24.回火(hu hu)種類回火類型組織性能特點應(yīng)用范圍低溫回火（150250）回火馬氏體保持高強硬度；內(nèi)應(yīng)力和脆性；韌性略。 工、模具鋼； 低碳馬氏體鋼中溫回火（350500）回火屈氏體基體已回復(fù)；內(nèi)應(yīng)力；彈性極限高；較高的強硬度與良好韌性。彈簧鋼、熱作模具鋼（0.60.9%）高溫回火（550680）回火索氏體內(nèi)應(yīng)力基本消除，強度與韌性最佳配合；綜合機械性能高重要結(jié)構(gòu)件，軸、齒輪第44頁/共106頁第四十五頁，共107頁。462021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)25.調(diào)質(zhì)處理淬火(cu hu)+高溫回火調(diào)質(zhì)處理42

21、CrMo調(diào)質(zhì)(dio zh)工藝及其金相組織第45頁/共106頁第四十六頁，共107頁。472021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2五.表面淬火表面(biomin)淬火：不改變表面(biomin)化學(xué)成分，只改變其表面(biomin)組織的局部熱處理方法。 目的：心部保持較高的綜合機械性能，表面(biomin)具有高硬度和耐磨性。感應(yīng)加熱表面(biomin)淬火原理：電磁感應(yīng)及集膚效應(yīng)分類： a. 高頻 200-300KHz 淬硬深度0.5-2mm 小工件 b. 中頻 2500-8000Hz 淬硬深度2-5mm 尺寸較大的工件 c. 低頻 50Hz 淬硬深度10-15mm 大型工件適用范

22、圍：中碳鋼和中碳低合金鋼，如：40、45、50和40Cr、40MnB等第46頁/共106頁第四十七頁，共107頁。482021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2特點：組織：MMFT FPb.加熱T ， 形核，不易長大，實際晶粒組度小，淬火得到極細隱晶馬氏體，硬度，脆性c.殘余壓應(yīng)力提高壽命d.不易氧化、脫碳、變形(bin xng)小e.工藝易控制，設(shè)備成本高第47頁/共106頁第四十八頁，共107頁。492021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2定義：將工件在特定的介質(zhì)中加熱、保溫，使介質(zhì)中的某些元素滲入工件表層，以改變其表層化學(xué)成分和組織(zzh)，獲得與心部不同性能的熱處理工藝。分

23、類：滲碳、滲氮、滲硼、滲鉻、碳氮共滲等基本過程：分解、吸附和擴散三個基本過程六.化學(xué)(huxu)熱處理第48頁/共106頁第四十九頁，共107頁。502021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)21 滲碳(shn tn)目的：提高表面硬度（62-68HRC），耐磨性，而使心部仍保持一定(ydng)的強度和良好的塑性 和韌性。分類：氣體滲碳、液體滲碳及固體滲碳氣體滲碳原理：在高溫（900950）氣體介質(zhì)中的滲碳適用范圍：低碳鋼、低碳合金鋼碳原子的分解COC+1/2O2CH4C+2H2碳原子的吸收碳原子的擴散第49頁/共106頁第五十頁，共107頁。512021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)

24、2組織(zzh)：過共析層回火(hu hu)M+細小碳化物+殘共析滲碳層回火M亞共析過渡層回火MF第50頁/共106頁第五十一頁，共107頁。522021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)2淬火(cu hu)方法：（1）直接淬火(cu hu) （如圖a、b曲線） 奧氏體晶粒大，馬氏體粗大，殘余多，耐磨性低，變形大。 只適用于本質(zhì)細晶鋼或耐磨性要求低和承載低的零件。（2）一次淬火(cu hu) （如圖c曲線）（3）二次淬火(cu hu) （如圖d曲線）第51頁/共106頁第五十二頁，共107頁。532021-12-7鋼的熱處理工藝(gngy)22 其他(qt)化學(xué)熱處理滲氮500-600比滲碳

25、更高的表面硬度（65-72HRC）、疲勞強度及耐磨性，熱穩(wěn)定性好碳氮共滲高溫（900-950）表面硬度、耐磨性、耐蝕性、疲勞強度等優(yōu)于滲碳處理，但耐磨性、疲勞低于滲氮處理中溫（700-880）低溫（500-570）軟氮化提高耐磨性及疲勞強度第52頁/共106頁第五十三頁，共107頁。542021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理31 碳鋼優(yōu)點：價廉、實用；缺點：(1)淬透性低：水淬，D臨 =10 20mm (2)強度、屈強比較低； 20鋼與16Mn的s：240、360MN/m2； 40鋼與35CrNi3Mo的s/b：0.43、0.74 (3)回火穩(wěn)定性差，綜合機械性能較差 (4)不能滿足特殊(tsh

26、)性能要求一.概述(i sh)第53頁/共106頁第五十四頁，共107頁。552021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3合金鋼：提高淬透性：Si、Mn、Cr、B、Ni、W、Mo、Cu固溶強化 ：Si、Mn、Ni細化晶粒：Al、V、Ti、W、Mo、Nb、Zr提高回火(hu hu)穩(wěn)定性：W、Mo、V、Si、Cr消除高溫回火(hu hu)脆性：W、Mo特殊耐蝕、耐熱性第54頁/共106頁第五十五頁，共107頁。562021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3二.工業(yè)用鋼1 結(jié)構(gòu)鋼要求: (1) 尺寸大，形狀復(fù)雜，需承受較大的載荷，因此，要求鋼材(gngci)必須具有較高的強度(包括屈服強度和抗拉強度)和足夠

27、的韌性； (2)具有良好的塑性與焊接性能 (3)必須具有良好的冷脆性和耐候性成分特點： (1)低碳、C0.2% ， 滿足成型、焊接性要求 (2) Me(3%)，微合金化或低合金化 Mn（0.81.7%）： 固溶強化、增加珠光體量、細化珠光體 V、Ti、Nb：彌散強化、細化晶粒 第55頁/共106頁第五十六頁，共107頁。572021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3種類：碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q195、Q215、Q235等低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼： Q345、Q390、Q460等熱處理:使用狀態(tài)一般為熱軋，組織為鐵素體珠光體；有時也在正火及正火加回火狀態(tài)下使用，使組織更加(gnji)均勻、細化。第56頁/共106

28、頁第五十七頁，共107頁。582021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理32 滲碳(shn tn)鋼滲碳鋼是指經(jīng)滲碳處理后使用的鋼種，碳氮共滲用鋼與滲碳鋼大體相同。主要應(yīng)用為汽車及機床上的齒輪、活塞銷等要求: (1)具備高的耐磨性、接觸疲勞強度、彎曲疲勞強度和屈服強度 (2)較高的塑性與韌性成分特點：(1)低碳、0.100.25% (2)加入(jir)提高淬透性的元素 (3)加入(jir)能夠細化晶粒的元素 第57頁/共106頁第五十八頁，共107頁。592021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3種類及應(yīng)用：滲碳鋼分類按其淬透性或強度級別(jbi)可以分為三類分類強度范圍典型鋼種應(yīng)用低淬透性滲碳鋼（低強

29、度）800MPa15、20、20Cr、20MnV小型滲碳件：套筒、鏈條等中淬透性滲碳鋼（中強度）8001200MPa20CrNiMo、20CrMnTi較為重要的部件：汽車齒輪、活塞銷高淬透性滲碳鋼（高強度）1200MPa20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA18CrNi3MoA截面較大的重負荷滲碳件：航空發(fā)動機齒輪、坦克齒輪等熱處理：見第二章第58頁/共106頁第五十九頁，共107頁。602021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理33 調(diào)質(zhì)(dio zh)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用的結(jié)構(gòu)鋼稱為調(diào)質(zhì)鋼。主要用作汽車(qch)、機床及其他設(shè)備等的重要零件如曲軸、連桿等要求:(1)比較全面的力學(xué)性能：高強度、良

30、好塑韌性、高的疲勞強度； (2)脆性轉(zhuǎn)變溫度較低成分特點：(1)中碳：0.250.45% (2)加入提高淬透性的元素，如Si、Mn、Cr、Ni、Mo、B等 (3)加入防止第二類回火脆性的元素，如Mo、W、V等第59頁/共106頁第六十頁，共107頁。612021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3種類及應(yīng)用：調(diào)質(zhì)(dio zh)鋼分類按其淬透性高低可以分為三類分類油淬臨界直徑典型鋼種應(yīng)用低淬透性調(diào)質(zhì)鋼3040mm45、40Cr、40Mn連桿、螺栓、傳動軸等中淬透性調(diào)質(zhì)鋼4060mm42CrMo、35CrMo、40CrMn、40CrNi截面尺寸較大的中、大型零件：曲軸、尺寸、刀柄高淬透性調(diào)質(zhì)鋼60mm

31、45CrNiMoVA40CrNiMo大截面承受重載荷的重要零件：航空發(fā)動機軸、螺紋釬頭等第60頁/共106頁第六十一頁，共107頁。622021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3熱處理:（1）預(yù)備熱處理：正火（含碳量較低、合金元素(yun s)較低） 正火高回（合金元素(yun s)較高） 退火（含碳量較高）（2）最終熱處理：淬火高回第61頁/共106頁第六十二頁，共107頁。632021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理34 彈簧鋼用于制作各種( zhn)彈性元件的鋼種，起緩和機械振動和沖擊、吸收沖擊能量的作用。要求:(1)高的彈性極限和屈強比 (2)高的疲勞極限 (3)一定的塑性和韌性成分特點： (

32、1) 中、高碳 普通碳素彈簧鋼含碳 0.600.90% 合金彈簧鋼含碳0.500.60% (2)含Si、Mn (3)含Cr、V、W第62頁/共106頁第六十三頁，共107頁。642021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3種類：碳素彈簧鋼：65、70、85等，用于制造小截面彈簧 合金彈簧鋼65Mn、55Si2Mn、 60Si2Mn、60Si2CrV、50CrV等熱處理:(1)熱成型彈簧 (大型彈簧) d1015mm 淬火(cu hu)+中溫回火（400 500 ） 回火托氏體 (2)冷成型彈簧(小型彈簧)d15%； Cr: 淬透性；回火后形成細小碳化物 W、Mo：高的紅硬性；二次硬化 V：紅硬性；細

33、化晶粒第69頁/共106頁第七十頁，共107頁。712021-12-7種類(zhngli)：種類特點W系：W18Cr4V、W18Cr4V2Co5耐磨性稍高、韌性較差W-Mo系：W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V3、W6Mo5Cr4V2Al熱硬性較好、脫碳和過熱傾向大工業(yè)用鋼及其熱處理3第70頁/共106頁第七十一頁，共107頁。722021-12-7熱處理特點:萊氏體鋼：粗大(cd)的共晶碳化物 a.反復(fù)鍛造；打碎粗大(cd)的魚骨狀共晶碳化物 b.分級預(yù)熱（650、850）； c.高溫淬火（12501300）； d.分級淬火（600、400）； e.多次回火（560，三次以上） 目的：

34、產(chǎn)生二次硬化； 消除殘余奧氏體：淬火：2030AR 一次回火：15 AR 二次回火：57 AR 三次回火：12 AR；工業(yè)用鋼及其熱處理3第71頁/共106頁第七十二頁，共107頁。732021-12-7f：淬火組織：隱晶馬氏體+粒狀碳化物+ 2030AR 回火組織：極細回火馬氏體+大量(dling)粒狀碳化物+少量（ 12）AR 硬度：HRC6365 600 ：HRC60工業(yè)用鋼及其熱處理3第72頁/共106頁第七十三頁，共107頁。742021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3W18Cr4V鋼的熱處理規(guī)范(gufn)第73頁/共106頁第七十四頁，共107頁。752021-12-7工業(yè)用鋼及其

35、熱處理38 模具鋼用來制造各種鍛造、沖壓(chngy)或壓鑄成形工件模具的鋼種。根據(jù)其工作條件，模具鋼分為冷作模具鋼和熱作模具鋼 （一）冷作(ln zu)模具鋼用來制作使金屬冷變形的模具，如冷沖、切邊、冷擠壓、拉絲等模具。要求：(1)承受較大的變形抗力 (2)高強度、高硬度、高耐磨性及一定的韌性成分特點：(1)高強韌模具鋼含碳0.55% 0.70%、高硬度高耐磨的冷作(ln zu)模具鋼含碳0.85% 2.30%； (2)含W、Mo、V、Cr、Mn等元素第74頁/共106頁第七十五頁，共107頁。762021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3種類(zhngli)：高碳高鉻模具鋼熱處理:a. 預(yù)備熱

36、處理：球化退火b. 最終熱處理： 淬火（如Cr12、Cr12MoV 9501000 ） 低溫回火（ 150180 ） 6163HRC （200 275 ） 5759HRC 275 375 回火脆性區(qū)尺寸小、形狀簡單、負荷輕的冷作模具模具T8A、T10A、T12A尺寸較大、形狀復(fù)雜、淬透性要求較大的冷作模具9SiCr、9Mn2V、CrWMn尺寸大、形狀復(fù)雜、負荷重、變形要求嚴的冷作模具Cr12、Cr12MoV、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V第75頁/共106頁第七十六頁，共107頁。772021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3（二）熱作模具鋼使熱態(tài)金屬或液態(tài)(yti)金屬成形的模具用鋼，如熱鍛模

37、、熱擠壓模和壓鑄模要求：(1)高溫硬度、高溫強度 (2)良好的耐磨性及一定的韌性 (3)高的抗疲勞性能和抗氧化能力 (4)高的淬透性和較小的熱處理變形成分特點：(1)中碳0.30% 0.60% (2)加入W、Mo、Si等提高鋼的高溫硬度、強度和回火穩(wěn)定性 (3)加入Cr、Ni、Si、Mn等提高淬透性的元素第76頁/共106頁第七十七頁，共107頁。782021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3典型(dinxng)熱作模具鋼及其熱處理：典型鋼種熱處理方式性能及組織熱鍛模5CrNiMo5CrMnMo淬火：830860 油回火：520580 3543HRC回火索氏體熱擠壓模壓鑄模3Cr2W8V4Cr5M

38、oSiV以3Cr2W8V為例淬火：10501100 油回火：550600 23次 4448HRC 回火馬氏體第77頁/共106頁第七十八頁，共107頁。792021-12-79不銹鋼不銹鋼是指能抵抗大氣及弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼成分(chng fn)特點：(1)低碳： 0.10% 0.20% (2)Cr13% (3)添加Ni、Mn、Cu、Ti等工業(yè)用鋼及其熱處理3第78頁/共106頁第七十九頁，共107頁。802021-12-7工業(yè)用鋼及其熱處理3類別成分特點常見牌號熱處理方式馬氏體鋼較高碳、較低鉻：0.1%0.4%C、13%15%Cr1Cr13、 2Cr13、 3Cr13淬火+低回回火索氏體鐵素體

39、型低碳高鉻：0.15%C、15%Cr1Cr17退火鐵素體奧氏體型低碳高鉻高鎳：C1000）中溫爐（6501000）低溫爐（650）適用介質(zhì)空氣介質(zhì)爐、火焰爐、可控氣氛爐、鹽浴爐、油浴爐、鉛浴爐、流態(tài)化爐、真空爐爐膛形式箱式爐、井式爐、罩式爐、貫通式爐、轉(zhuǎn)底式爐、管式爐機械形式臺車式爐、升降底式爐、推桿式爐、輸送帶式爐、輥底式爐、振底式爐、步進式爐工藝用途退火爐、淬火爐、回火爐、滲碳爐、滲氮爐、實驗爐控制形式溫度控制爐、工藝過程控制爐、計算機仿真控制爐第93頁/共106頁第九十四頁，共107頁。952021-12-7常見熱處理設(shè)備5二 常用(chn yn)熱處理爐常用的熱處理設(shè)備(shbi)主要

40、有以下幾類：箱式爐、井式爐、鹽浴爐、推盤爐、網(wǎng)帶爐、真空爐等。第94頁/共106頁第九十五頁，共107頁。962021-12-7常見熱處理設(shè)備5應(yīng)用：中小型零件的熱處理，退火(tu hu)、正火、淬火、回火和固體滲碳等，特別是對單件和小批量生產(chǎn)的車間采用的較多1 箱式爐箱式爐是一種(y zhn)周期性作業(yè)的熱處理設(shè)備特點：優(yōu)點：1.結(jié)構(gòu)(jigu) 簡單，成本低缺點：1.冷爐升溫慢； 2.爐內(nèi)溫差較大； 3.工件容易產(chǎn)生氧化和脫碳； 4.操作不方便，特別是大型箱式 電阻爐，工人在操作時的勞動強度較大。 第95頁/共106頁第九十六頁，共107頁。972021-12-7常見熱處理設(shè)備52 井式爐

41、井式爐是一種周期性作業(yè)的熱處理設(shè)備結(jié)構(gòu)：爐身是圓筒形的深井，工件由專用吊車垂直裝入爐內(nèi)加熱(ji r)。一般安裝在車間地平面以下，也有安置在地平面以上的，或地平面之上之下各一半的。應(yīng)用：井式電阻爐常用來加熱細長工件，因為在吊掛狀態(tài)下加熱可以防止工件產(chǎn)生彎曲，小型零件(ln jin)可以放在料框中再送入爐內(nèi)加熱，裝爐與出爐采用起重設(shè)備，操作方便。 第96頁/共106頁第九十七頁，共107頁。982021-12-7常見熱處理設(shè)備5特點：1.爐膛較深，散熱條件不同，上下溫度不均(b jn)，采用分段控制溫度。 2.密封性好，散熱面積小，熱效率較高。第97頁/共106頁第九十八頁，共107頁。992021-12-7常見熱處理設(shè)備53 鹽浴爐鹽浴爐指用熔融(rngrng)鹽液作為加熱介質(zhì)、將工件浸入鹽液內(nèi)加熱的工業(yè)爐。根據(jù)爐子的工作溫度，通常選用NaCl、KCl、BaCl2、NaNO3、 KNO3等作為加熱介質(zhì)。應(yīng)用：工作溫度范圍較寬（601350），可完成多種工藝，如淬火、正火、回火、局部加熱、化學(xué)熱處理、等溫淬火等。（無法進行退火）特別適用于尺寸不大、形狀復(fù)雜、表面質(zhì)量要求高的工件，如刃具、模具(mj)、量具及一些精密零件。第98頁/共106頁第九十九頁，共107頁。1002021-12-7常見熱處理設(shè)備5特點：優(yōu)點：1.綜合傳熱系數(shù)