钢的热处理原理和工艺.71页PPT

过热、过烧的预防措施
01
02
03
精确控制加热温度
过热和过烧都与加热温度 和时间有关，因此要精确 控制加热温度，并确保加 热时间适宜。
避免加热速度过快
过热和过烧的风险随着加 热速度的增加而增加，因 此要避免加热速度过快。
使用保护气氛
在加热过程中使用保护气 氛可以防止钢件氧化，从 而降低过热和过烧的风险 。
特点
钢的热处理工艺是一种重要的材料加工技术，具有操作简单、处理效果好、 适用范围广等特点。
历史与发展
历史
钢的热处理工艺最早可以追溯到古代，人们通过控制火的温 度来改变铁的硬度，为后来的热处理技术奠定了基础。
发展
随着科技的不断进步，钢的热处理工艺也逐渐完善，从最初 的简单加热到现在的真空、保护气氛加热，从单一的温度控 制到现在的多参数控制，热处理技术得到了迅速的发展。
时间
根据钢的种类及原始组织而定，一般在 30min-60min之间。
冷却处理
目的
使钢冷却到适宜的温度，以获得良好的显 微组织和机械性能。
温度
根据钢的种类及原始组织而定，一般在 600℃-700℃之间。
方法
通常采用水冷、风冷或炉冷。
时间
根据钢的种类及原始组织而定，一般在 10min-30min之间。
05
钢的热处理工艺缺陷及预 防措施
硬度不足的预防措施
确保加热温度达到要求
在热处理过程中，要确保钢件加热到足够的温度，以便使其充分 奥氏体化。
合适的保温时间
合适的保温时间对于确保钢件充分奥氏体化以及之后顺利转变为 马氏体至关重要。
选用合适的冷却方式
不同的钢件需要不同的冷却方式，以获得最佳的冷却速度和均匀 性，从而保证硬度达到要求。

02
钢的热处理工艺原理
钢的加热过程
钢的加热过程是热处理工 艺中的重要环节，通过加 热使钢的内部组织发生变 化，以达到所需的性能要求。
加热过程中，钢的奥氏体 化过程是关键，需要控制 加热温度、时间和介质， 以确保奥氏体晶粒度的均 匀和适宜。
加热过程中还需注意防止 氧化和脱碳现象，以保持 钢材的表面质量。
02
热处理是一种重要的金属加工工 艺，广泛应用于各种金属材料， 如钢铁、铝合金、铜合金等。
热处理的重要性
提高材料的机械性能
通过热处理可以改变金属 材料的内部组织结构，提 高其硬度和强度，从而提
高材料的机械性能。
保证材料质量
热处理可以消除金属材料 在加工过程中产生的内应 力，提高其稳定性和耐久
性，保证材料质量。
钢的相变过程
钢的相变是指在热处理过程中，随着温度的变化，钢内部的组织结构发生变化的过程。
在相变过程中，奥氏体转变为铁素体和渗碳体的混合物，这个过程对钢的性能产生 重要影响。
相变过程需要精确控制温度和时间，以获得理想的组织结构和性能。了解和掌握相 变过程对于制定合理的热处理工艺具有重要意义。
03
钢的热处理工艺流程
空冷室
利用自然对流冷却原理，将钢件放置在室 内自然冷却。
流态化冷却装置
利用流态化原理，通过循环流动的冷却介 质实现快速冷却。
辅助设备
搬运设备
如起重机、输送带等，用 于在各工艺环节间移动钢 件。
装料机
用于将钢件自动装入加热 炉或冷却设备中。
测温仪和控温系统
用于监测和控制加热炉和 冷却设备的温度。
气氛控制装置
铸钢热处理工艺分类 根据加热温度和冷却方式的不同，铸钢热处理工 艺可分为退火、正火、淬火和回火等类型。

3.碳化物的转变（250~450℃） 250℃以上回火时， ε碳化物将逐渐转变为稳定的渗碳体组织，到450℃时全 部转变为高度弥散分布的渗碳体。α固溶体中的含碳量已 降到平衡含量而成为铁素体，但其形态仍为针状。由针 状铁素体和高度弥散分布的渗碳体组成的组织——回火 托氏体。
4.渗碳体的聚集长大和铁素体的再结晶（450~700℃） 450℃以上，在渗碳体球化、长大的同时，铁素体在 500~600℃开始再结晶，铁素体由板条状或针状转变为 多边形晶粒。这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状 渗碳体的组织——回火索氏体 。
（2）加热速度 加热速度越快，转变温度越高， 转变时间越短，转变速度越快。
（3）钢的原始组织 原始组织越细，晶核的形 成速度就越快，形成速度较快。
（二）奥氏体晶粒长大及其影响因素
1.奥氏体晶粒度 两种表示方法：用晶粒的平均尺寸 表示；另一种是用晶粒度N来表示。
2.奥氏体晶粒的长大
奥氏体起始晶粒，奥氏体起始晶粒度，实际晶粒，实际晶 粒 度，本质晶粒度，本质粗晶粒钢，本质细晶粒钢
②下贝氏体 在350℃~Ms温度范围内形成的，由含 碳过饱和的针片状铁素体和铁素体片内弥散分布的碳化 物组成。
下贝氏体组织具有 较高的强度、硬度，同 时具有良好的塑性和韧 性。常用等温淬火的方 法获得。
（3）低温转变（马氏体型转变） 在Ms线以下，过冷 奥氏体将转变成马氏体组织，在过冷奥氏体的连续冷 却转变中介绍。
理想的淬火冷却曲线
生产中常用的淬火冷却介质 （1）水及水溶液
（2）油 机械油、变压器油、柴油、植物油等
（二）淬火方法
1.单介质淬火 将奥氏体 化的工件投入一种淬火冷却介 质中，一直冷却到室温的淬火 方法。
一般碳钢在水或水溶液中 淬火，合金钢在油中淬火等均 属单液淬火。

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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
钢的热处理原理和工艺
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。

1、奥氏体的形成过程
一、钢的临界温度 在缓慢加热和冷却 时，其固态转变 的临界温度是由 相图决定。 二、加热时组织转 变 是从室温组织转变 为A组织的过程， 故也称为奥氏体 化（A化）。 P （详述） A化一般包括四个连 续转变过程： F
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E
A AC3 A3 Ar3 Acm Arcm
ACcm
S
Ar1
(Hull–Mehl mechanism for pearlite initiation)
Formation of a binodule. Note that the formation of a in γ 2 (b) can catalyze the formation of u in both γ 1 and γ 2 (c). Light micrograph of a series of uninodules (A) and binodules (B) in a partially transformed eutectoid steel. Note that pearlite initiation is almost exclusively at the grain boundaries. In addition, complete coverage of the boundaries has led to site saturation. The approximate positions of the grain boundaries are delineated by the heavy lines. (Computer enhanced image, from an original in Mehl )
钢在冷却时的组织转变返回
钢经加热获得A组织，其最终性能是由随后的冷却所得到的组织来决定，因 此控制A在冷却时的转变过程是获得所需性能的关键。深入研究A在冷却时的 转变规律则需掌握A冷却方式、过冷A等温转变曲线、过冷A连续冷却转变曲 线等内容。(补充等温转变曲线的建立）

热处理工艺及原理
▪ 任何机械零件或工具，在使用过程中，往 往要受到各种形式外力的作用。如起重机 上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油 机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉 力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴 类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这 就要求金属材料必须具有一种承受机械荷 而不超过许可变形或不破坏的能力。这种 能力就是材料的力学性能。。
弹性和刚性
弹性和刚性
在图中，当加载应力不超过σe，卸载后试样能恢复原状，即不产生 永久变形，材料的这种性能称为弹性。σe为不产生永久变形的最大 应力，称为弹性极限。
图中oe是直线，表示应力与应变成正比，此阶段服从虎克定律， oe的斜率为试样材料的弹性模量E，即
E=σ/ε 弹性模量E是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。E越大， 则使其产生一定弹性变形的应力也愈大。因此，工程上把它叫做材料 的刚度。刚度表征材料弹性变形抗力的大小。弹性模量E主要决定于 材料的本身，是金属材料最稳定的性能之一，合金化、热处理、冷热 加工对它的影响很小。在室温下，钢的弹性模量E大都在190～220GPa 之间。弹性模量随温度的升高而逐渐降低。
一Байду номын сангаас
塑性
在外力的作用下，材料发生不能恢复的变形称为塑性变形， 产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。塑性大小用伸长 率δ和断面收缩率ψ来表塑性是指金属材料在外力作用下 产生塑性变形而不断裂的能力。 工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指 试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号δ 表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来 截面积之比，用y表示。 伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。 良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保 证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。

钢的热处理工艺培训课件
目录
• 钢的热处理工艺简介 • 钢的热处理工艺原理 • 钢的热处理工艺流程 • 钢的热处理工艺应用 • 钢的热处理工艺发展趋势 • 钢的热处理工艺安全与防护
01
钢的热处理工艺简介
热处理工艺的定义
热处理工艺
通过对金属材料进行加热、保温和冷 却，改变其内部组织结构，以达到改 善材料性能的一种工艺方法。
保持工作场所整洁
保持工作场所整洁，避免杂物 堆放，确保通道畅通，防止人
员跌倒或绊倒。
热处理工艺的劳动保护措施
佩戴防护用品 定期检查身体 合理安排工作时间 提供安全培训
在进行热处理操作时，应佩戴合适的防护用品，如手套、防护 眼镜、口罩等，以防止烫伤、烟尘和有害气体对人体的伤害。
长期从事热处理工作的人员应定期进行身体检查，确保身体健 康。
防腐与装饰用钢
在建筑行业中，钢材需要进行防腐和装饰处理， 热处理工艺可以提高其耐腐蚀性和美观度。
05
钢的热处理工艺发展趋 势
新型热处理工艺的发展
真空热处理
真空环境下进行热处理，能够减少氧化和脱碳， 提高表面质量。
激光热处理
利用高能激光束对材料表面进行快速加热和冷却， 实现高精度、高效率的热处理。
去除钢材表面的污垢、锈 迹和其他杂质，确保热处 理前的表面质量。
矫直
通过机械或火焰矫直方法， 消除钢材的弯曲和扭曲， 保证热处理过程的均匀性。
切割和备料
根据热处理需求，将钢材 切割成适当的大小和形状， 确保热处理操作的有效进 行。
热处理工艺流程
加热
将钢材加热到预定的温度，通常 使用燃气、电或盐浴等加热方式。
远程监控
03
通过网络技术对热处理设备进行远程监控和管理，方便对设备