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第四章 钢的热处理及表面强化技术讲解

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钢的热处理工艺课件

钢的热处理工艺课件

渗碳与渗氮的工艺特点
名称 处理温度 处理时 处理后是否 ( ℃ ) 间 ( h ) 需要热处理
渗碳 900～950 3～9 需要 渗氮 500～600 20～50 不需要
热处理新技术简介
可控气 氛热处
理电子束 表面淬火 Nhomakorabea真空热处 理
激光热处 理
形变热处 理
化学热处 理
1.可控气氛热处理
在炉气成分可控的热处理炉内进行的热处理称为可控 气氛热处理。在热处理时实现无氧化加热是减少金属氧 化损耗，保证制件表面质量的必备条件。
3)生产特点: 淬火件的质量好; 工件变 形小;不易氧化及脱碳;淬火层容易 控制;生产率高。设备投资大,不适 于复杂形状零件和小批量生产。
2.火焰加热表面淬火
1)火焰加热表面淬火的基本方法
2)火焰加热表面淬火的特点:
•设备简单, 操作方便, 成本低。 •淬火质量不稳定。 •适于单件、小批量及大型零件的生产。
每一次的加油，每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.12. 820.12. 8Tuesd ay , December 08, 2020 天生我材必有用，千金散尽还复来。1 0:36:33 10:36:3 310:36 12/8/20 20 10:36:33 AM 安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 12.810:36:3310 :36Dec -208-D ec-20 得道多助失道寡助，掌控人心方位上 。10:36:3310:3 6:3310:36Tues day , December 08, 2020 安全在于心细，事故出在麻痹。20.12. 820.12. 810:36:3310:3 6:33De cember 8, 2020 加强自身建设，增强个人的休养。202 0年12 月8日上 午10时 36分20 .12.820 .12.8 扩展市场，开发未来，实现现在。202 0年12 月8日星 期二上 午10时 36分33 秒10:3 6:3320. 12.8 做专业的企业，做专业的事情，让自 己专业 起来。2 020年1 2月上 午10时3 6分20. 12.810:36December 8, 2020 时间是人类发展的空间。2020年12月8 日星期 二10时 36分33 秒10:3 6:338 December 2020 科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。上午1 0时36 分33秒 上午10 时36分1 0:36:33 20.12.8 每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.12. 820.12. 810:36 10:36:3 310:36:33Dec- 20 人生不是自发的自我发展，而是一长 串机缘 。事件 和决定 ，这些 机缘、 事件和 决定在 它们实 现的当 时是取 决于我 们的意 志的。2 020年1 2月8日 星期二 10时36 分33秒 Tuesday , December 08, 2020 感情上的亲密，发展友谊；钱财上的 亲密， 破坏友 谊。20. 12.8202 0年12 月8日星 期二10 时36分 33秒20 .12.8

钢的热处理及表面处理技术

钢的热处理及表面处理技术
转变特点 马氏体的组织类型 马氏体性能
• M体转变特点：
• ①无扩散型转变 • ②降温形成:连续冷却完成 • ③瞬时性 • ④转变的不完全性
Fe-1.8CF，e-1冷.8至C，-10冷0℃至-60℃
M形成时体积↑，造成很大 内应力。
• 冷处理：P42
1)无扩散 Fe 和 C 原子都不进展扩散，M是C过饱 和的体心立方的F体，固溶强化显著。
↓ • 总结：A体晶粒越粗大，那么晶界越少，
形核几率越小，那么A体越稳定，C曲线 右移。淬透性越好
• 三、钢的淬透性
• 〔三〕淬透性的测 定
四、钢的回火〔P127〕
1．概念(Conception)
将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度， 保温后冷却下来的一种热处理工艺。
2.目的(purpose) 〔1〕稳定工件组织、性能和尺寸 〔2〕减小或消除剩余应力，防止工件的 变形和开裂 〔3〕降低工件的强度、硬度，提高其塑 性和韧性，以满足不同工件的性能要求
C %↑→ M 硬度↑， 片状M 硬度高，塑韧性差。板条M 强度高，塑韧性较好
二、共析钢过冷奥氏体的连续冷却转变
共
析
碳
钢
连
续
冷
却
水淬
无
M+AR
B
体
转变终止线
P 退火
T
S 正火
T+ 油淬 M
亚共析钢连续冷却转变 过共析钢连续冷却转变
炉冷→ F + P 空冷→ F(少量) + S 油冷→ T + M+AR 水冷→ M +AR
(三〕淬透性的测定
〔一〕钢的淬透性与淬硬性的概念
• 淬透性：钢在淬火时能够获得M体的能力，它是 钢材本身固有的属性，主要取决于M体的临界冷 却速度

01-4.7 钢的表面热处理和化学热处理PPT

01-4.7 钢的表面热处理和化学热处理PPT

谢谢
50Hz
2.0-10 10-15
适用范围
中小零件 直径较大的轴、齿轮和其他件
大型零件如轧辊等
第21讲 钢的表面热处理与化学热处理
如：某45钢齿轮加工工艺路线为： 锻造正火或退火粗机加工调 质精机加工感应加热表面淬 火+低温回火精磨 ➢ 试分析其最终的组织以及各热
处理的作用。
感应加热表面淬火生产实景
3）氮化的特点及应用
⑴ 氮化件表面硬度高（HV1000-2000），耐磨性高。 ⑵ 疲劳强度高。由于表面存在压应力。
•⑶工件变形小。原因是氮化温度低（500-600℃），氮化后不需进行热处理 。
•⑷ 耐蚀性好。因为表层形成的氮化 物化学稳定性高。
•氮化的缺点：工艺复杂，成本 高，氮化层薄。
4)常用的钢种 :38CrMoAl
怎么办？
选择合适的钢，采用表面热处理！
表面淬火或化? 学热处理
第21讲 钢的表面热处理与化学热处理
一、钢的表面淬火
1.表面淬火的定义
表面淬火是在不改变钢的化学成分及心部组织的情 况下，利用快速加热将表面层奥氏体化后进行淬火， 以强化工件表面的热处理工艺。
2.表面淬火用材料及表面淬火后的组织 表面淬火用材料
淬火+低温回火 →研磨→入库。
汽 车 变 速 箱 齿 轮
第21讲 钢的表面热处理与化学热源自理4、渗氮1)定义: 在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺 。 2)目的: 提高零件表层含氮量以增强表面硬度和耐磨性、提高疲劳强 度和抗蚀性。
经氮化的机车曲轴
第21讲 钢的表面热处理与化学热处理
性能：良好的韧性和足够的强度。
第21讲 钢的表面热处理与化学热处理

钢的表面热处理

钢的表面热处理

钢的表面热处理
钢的表面热处理是一种常见的工艺，用于改变钢材表面的性质以满足特定的功能要求。

常见的钢表面热处理包括渗碳、淬火、淬灭火、调质等。

1. 渗碳：钢材表面经过高温处理，与碳源（如固体碳或气体）接触，使碳原子渗透到钢材表面，形成高碳含量的渗碳层。

渗碳层可以提高钢材的表面硬度和耐磨性。

2. 淬火：将钢材加热至临界温度以上，然后迅速冷却。

这种快速冷却可以使钢材表面形成马氏体组织，提高钢材的硬度和强度。

淬火还可以改善钢材的耐磨性和韧性。

3. 淬灭火：将淬火后的钢材立即放入温和的液体中（如水或油）进行冷却。

淬灭火可以减缓淬火速度，从而减少残余应力和减少变形。

4. 调质：淬火后的钢材经过再加热，然后放置在适当的温度下保持一段时间，使钢材内部的残留应力得到释放和分散，从而提高钢材的韧性和强度。

钢的表面热处理可以根据具体要求选择不同工艺，以满足钢材的特定性能要求，如硬度、耐磨性、韧性等。

表面处理第四、五讲表面淬火及表面形变强化

表面处理第四、五讲表面淬火及表面形变强化

（1） 激光淬火组织 相变硬化区：极细的马氏体； 过渡区：为复杂的多相组织； 基体：原始的基体组织。
图4－7 45钢表面激光淬火 区横截面金相组织
（2） 激光淬硬层的硬度（1）
图4－8 45钢激光淬火区显微 硬度与淬硬层深度的关系
激光淬硬层的硬度（2）
因极快速的加热和冷却，致使激光淬硬层的硬度比常规淬 火高15％～20％。淬硬层的硬度与和钢的淬硬性有关。
超高频冲击淬火 27.12 MHz
(10-30) kW/cm2 (1 ~ 500) ms
(0.05 ~ 0.5) mm 自身冷却
极细针状马氏体 极小
感应加热淬火新技术（2）
2 双频感应加热淬火
对于凹凸不平的工件可采用两种频率交替加热， 较高频率加热时，凸出部位温度较高；较低频率 加热时，低凹部位温度较高。这样可达到均匀硬 化的目的。
2 表面淬火层的性能（1）
（1） 表面硬度：经高频加热淬火的工件其表面硬度比普通 淬火高2～5个HRC。这是由于表面淬火晶粒细化和高的残余 压应力。
表面淬火层的性能（2）
（2） 耐磨性：高频淬火件的耐磨性比普通淬火要高。这是 由于淬硬层中马氏体晶粒极为细小，碳化物高度弥散，淬硬 层硬度和强度都比较高。
1.0 1.75 4.0
* 2.0
空气与燃料 气体体积比
—
9.0 25.0
* —
3 火焰加热淬火方法（1）
为了使工件表面加热均匀,可采取如下方法：
（1） 旋转法：火焰喷嘴 或工件旋转。
适合中小型工件。
火焰加热淬火方法（2） （2） 推进法：工件和火焰喷嘴做相对移动。
适合导轨、大齿轮等工件；
火焰加热淬火方法（3）
4 激光淬火的工艺参数

第四章 钢的热处理及表面强化技术讲解

第四章 钢的热处理及表面强化技术讲解

2．化学镀镍磷
化学镀是指在无外加电流条件下，利用化学方法在金属表面沉积其他金 属或合金的工艺方法。化学镀镍磷合金可提高工件表面的硬度、抗粘着性、 减摩性，从而提高其耐磨性。
2 气相沉积TiN和TiC
气相沉积是指在一定成分的气体中加热至一定温 度，通过化学或物理作用在钢件表面沉积其他金属或 金属化合物的工艺方法。在钢件表面沉积TiN、TiC等 超硬金属化合物，能大大提高其表面的硬度、耐磨性、 耐蚀性和高温抗氧化性。
表 面 热处理
钢加热时的组织转变
钢的预备热处理——退火与正火
钢的最终热处理（一）——淬火与回火 钢的最终热处理（二）——表面热处理 钢的表面强化技术
本 章 要 点
钢的热处理是指将钢在固态下进行 加热、保温和冷却，以获得所需的组织 和性能的工艺方法。通过适当的热处理， 能显著提高钢的力学性能，以满足零件 的使用要求和延长零件的使用寿命；能 改善钢的加工工艺性能（如切削加工性 能、冲压性能等），以提高生产率和加 工质量；还能消除钢在加工（如铸造、 焊接、切削、冷变形等）过程中产生的 残余内应力，以稳定零件的形状和尺寸。
淬火加热后组织 钢种
亚共析钢 Wc≤0.5%
亚共析钢 Wc＞0.5%
淬火温度(℃) Ac3+30～50
Ac3+30～50 Ac1+30～50 Ac1+30～50
残
最终组织 M
M + A残 M + A残 M+Fe3C+A
共析钢 过共析钢
单液淬火 将加热后的零件投入一种冷却剂中冷却至室温。 优点：操作简单，容易实现自动化 缺点：易产生淬火缺陷， 水中淬火易产生变形和 裂纹，油中淬火易产生硬度不足或硬度不均匀等 现象。 应用：碳钢一般用水作冷却介质，合金钢可用油 作冷却介质。

钢的表面热处理ppt课件

钢的表面热处理ppt课件
• 原理 • 分类 • 运用 • 特点
感应加热外表淬火原理
• 感应线圈中通以交流电时，即在 其内部和周围产生一与电流一样 频率的交变磁场。假设把工件置 于磁场中，那么在工件内部产生 感应电流，并由于电阻的作用而 被加热。由于交流电的集肤效应， 接近工件外表的电流密度大，而 中心几乎为零。工件外表温度快 速升高到相变点以上，而心部温 度仍在相变点以下。感应加热后， 采用水、乳化液或聚乙烯醇水溶 液放射淬火，淬火后进展180200℃低温回火，以降低淬火应 力，并坚持高硬度和高耐磨性。
化学热处置是将钢件置于一定温度 的活性介质中保温，使一种或几种 元素渗入它的外表，改动其化学成 分和组织，到达改良外表性能，满 足技术要求的热处置过程。
让我们首先学习 一下外表热处置 吧。。。。。。
外表淬火
• 按照实现方式，外表淬火可分为：
•
表淬火
•
感应加热外表淬火
电流频率与淬硬深度的关系
• 在淬火温度形状下， 电流透入的深度与感 应电流的频率有关， 如下式所示：
• •
感应加热外表淬火分类
名称 高频感应加热 中频感应加热 工频感应加热
频率（HZ） 100~1000K 500~10000
50
淬硬深度 （mm)
适用零件
0.2~2 2~8 10~15 以上
中小型，如小模数 齿轮，直径较小的
圆柱型零件
中大型，如直径较 大的轴，大中等模
数的齿轮
大型零件，如直径 大于300mm 的轧
辊及轴类零件
感应加热外表淬火运用范围
• 普通用于中碳钢和中碳低合金钢,如45、 40Cr、40MnB钢等。用于齿轮、轴类零 件的外表硬化，提高耐磨性。
• 为零件心部的性能，感应加热淬火的预 备热处置常采用正火或调质。

表面强化技术课件

表面强化技术课件
集肤效应”， “临近效应” 和“环状效 应”。
• 基本过程：将工件放在有足够功率输出 的感应线圈中，在高频交流磁场的作用 下，产生很大的感应电流，并由于集肤 效应而集中分布于工件表面，使表面迅 速加热到钢相变点Ac3或Accm之上，然 后在冷却介质中快速冷却，使工件表面 获得M。
• 2.特点：
• a、加热速度快（感应加热速度可达 103℃ /s，激光加热则可达到105--109℃/s ） 且加热温度要高于整体淬火的温度；
• b、冷却速度快；
• c、表面硬度高（其硬度比普通淬火高 HRC2～4 ）；
• d、需预备热处理；
• e、适合中高碳钢。
二、感应加热表面淬火
• 1.原理： • 利用感应电流
塑料喷丸退漆是近年来发展起来的新工艺。其原 理为：颗粒状塑料在压缩空气的作用下．通过喷 管高速喷射到工件表面在塑料丸较锋利的棱角切 割和冲撞击打双重作用下使漆层表面发生割裂和 剥离，从而达到高效退漆的目的。
6.喷丸新技术－空气火焰超音速表面喷 砂、喷丸
空气火焰超音速表面喷砂、喷丸：空气火焰超音 速表面预处理技术，是利用气体燃料或液体燃料 与高压电气或高压空气．在超音速喷枪燃烧室内 混合燃烧膨胀产生高温高速焰流．从而带动砂粒 或丸粒以超音速喷向零件处理表面。燃烧焰流速 度达1500m/s以上，粒子速度为300—600m/s，从 而可获得高效优质的表面预处理效果。
• 2.机理： 加工硬化机理。即随变形量的 增加，金属强度硬度升高，塑性韧性下 降。
• 原因：a、位错密度随变形量增加而增加， 从而变形抗力增加；b、随变形量增加， 亚结构细化，亚晶界对位错运动有阻碍； c、随变形量增加，空位密度增加；d、 几何硬化。
二、喷丸强化
▪ 1.原理：喷丸强化又称为受控喷丸强化，

6第四章金属强化理论和钢的热处理1ppt课件

6第四章金属强化理论和钢的热处理1ppt课件
实际使用的金属材料，往往是上述几种强化机理同时在起作用，以获得尽 可能好的强化效果强化：如低碳低合金高强度钢，此钢系统是利用V、Ti、B、Nb、RE 及Mn、Si等建立起来的。材料强化特点是：加入少量Si、Mn、Cu、P等元素强 化铁素体(固溶强化)，加入微量Al、Cu、V、Ti、Nb等元素使晶粒细化并产生 细小析出物NbC、VC等(细晶强化和第二相强化)，达到综合强化的效果。
2.马氏体强化：是通过热处理获得马氏体组织使钢得以强化的方法，是钢 铁材料强化的重要手段。马氏体强化主要是通过碳在α-Fe中的过饱和溶解造 成固溶强化，但同时也伴有其它强化作用，如目前已得到广泛应用的低碳马 氏体，除固溶强化外，由于组织转变中的容积变化和滑移过程、使其组织中 的每个板条都存在着很高密度的位错，即位错强化效果十分显著，同时板条 之间存在着小角度晶界以及马氏体转变时伴有细小碳化物的析出，所以还有 细晶强化和第二相强化的因素存在，因而热处理对材料的强化作用也是综合 性的。
(亚共析钢和过共析钢中奥氏体的形成过程与共析钢基本相同 )
6 第四章
二、奥氏体晶粒度及其影响因素
奥氏体晶粒大小对冷却转变后钢的性能有着重要的影响。热处理加热时获 得细小均匀的奥氏体晶粒，冷却后钢的力学性能就好。奥氏体晶粒大小是评 定加热质量的主要指标之一。
（1）晶粒度（定义）是表示晶粒大小的尺度。1-4级为粗晶粒，5-8级细晶粒。
图4-4 共析钢中奥氏体形成过程示意图
6 第四章
（(共析钢)奥氏体的形成四个阶段）
(1)奥氏体晶核的形成 奥氏体晶核一般优先在铁素体和渗碳体相界处形成。这
是因为在相界处，原子排列紊乱，能量较高，能满足晶核形成的结构、能 量和浓度条件。 (2)奥氏体晶核的长大 奥氏体晶核形成后，它一面与铁素体相接，另一面和渗 碳体相接，并在浓度上建立起平衡关系。由于和渗碳体相接的界面碳浓度 高，而和铁素体相接的界面碳浓度低，这就使得奥氏体晶粒内部存在着碳 的浓度梯度，从而引起碳不断从渗碳体界面通过奥氏体晶粒向低碳浓度的 铁素体界面扩散，为了维持原来相界面碳浓度的平衡关系，奥氏体晶粒不 断向铁索体和渗碳体两边长大，直至铁素体全部转变为奥氏体为止。 (3)残余渗碳体的溶解 在奥氏体形成过程中，奥氏体向铁素体方向成长的速度 远大于渗碳体的溶解．因此在奥氏体形成之后，还残留一定量的未溶渗碳 体。这部分渗碳体只能在随后的保温过程中，逐渐溶入奥氏体中，直至完 全消失。 (4)奥氏体成分的均匀化 渗碳体完全溶解后，奥氏体中碳浓度的分布并不均匀， 原来属于渗碳体的地方含碳较多，而属于铁素体的地方含碳较少，必须继 续保温，通过碳的扩散，使奥氏体成分均匀化。

第4章塑料模具钢及其热处理(1)

第4章塑料模具钢及其热处理(1)

硬度＜160HBS，适于冷挤压成形。
正火工艺：870～900℃ × 3～4ｈ后空冷
硬度≤229HBS，切削加工性良好。
气体渗碳：900～920℃ × 6～7ｈ
渗碳层：～ｍｍ
淬火工艺：渗碳后预冷至800～850℃直接油淬或空冷
表层硬度：56～62HRC
心部硬度：250～380HBS，变形微小。
3. 实际应用： 冷挤压成形的形状复杂的浅型腔塑料模具
塑料的种类、批量的大小、质量的高低、 （4）模具(mújù)的结构
模具(mújù)的大小、形状、模具(mújù)工件的工 作性质等。 （5）模具(mújù)的制造工艺 （6）现有的设备及技术水平
第七页，共78页。
4.2.1 几种(jǐ zhǒnɡ)典型塑料模具材料
渗碳型塑料模具用钢 淬硬型塑料模具用钢 预硬型塑料模具用钢 时效(shíxiào)硬化性塑料模具用钢 耐蚀型塑料模具用钢 调质及其他塑料模具材料
塑料模具用钢及适应(shìyìng)的
工作条件
钢的类型 牌号
适应的工作条件
渗碳钢
12CrNi2、12CrNi3A、20Cr、20CrMnMo、 20Cr2Ni4A
生产批量较大，承受较大动载 荷，受磨损较重的模具
调质钢
10、20 45、55
生产批量较小，精度要求不高， 尺寸不大的模具
3Cr2Mo、40CrNiMoA、40CrNi2Mo、40CrMnMo、 大型、复杂、生产批量较大的 45CrNiMoVA、5CrNiMo、5CrMnMo、40Cr、 塑料注射或挤压成型模 4Cr5MoVSi、4Cr5MoV1Si、35SiMn2MoVA
C
Mn Si
≤0.08 ＜0.3 ＜
0.2

钢的表面强化工艺课件

钢的表面强化工艺课件
氧化（发蓝） 磷化
四、热处理的工艺性
热处理时机的确定： 预备热处理一般安排在毛坯生产之后，切
削加工之前 正火和退火：消除热加工时毛坯的内应力、
细化晶粒、调整组织、改善切削加工性 调质：提高零件综合性能，为最终热处理
做组织上的准备
最终热处理（淬火+回火或化学热处理）： 一般放在半精加工之后，磨削加工之前。 热处理工艺对零件结构的要求
•
一致是强有力的，而纷争易于被征服 。。22. 3.2322. 3.23We dnesda y, March 23, 2022
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勤奋是登上知识高峰的一条捷径，不 怕吃苦 才能在 知识的 海洋里 自由遨 游。。1 7:21:07 17:21:0 717:21 3/23/20 22 5:21:07 PM
CVD设备
由于化学气相沉积膜 层具有良好的耐磨性、
经CVD处理
耐蚀性、耐热性及电 的活塞环 学、光学等特殊性能， 已被广泛用于机械制 造、航空航天、交通 运输、煤化工等工业 领域。
经CVD处理的模具
4、非金属覆层
根据不同目的，在金属表面涂覆各种非金属覆层，如氧化 膜、防锈涂料、塑料、橡胶、陶瓷等。
中碳钢。 常用钢号为38CrMoAl。 ⑵氮化温度为500-570℃ 氮化层厚度不超过0.6-0.7mm。
井式气体氮化炉
⑶常用氮化方法 气体氮化法与离子氮化法。 气体氮化法与气体渗碳法类似，
渗剂为氨。 离子氮化法是在电场作用下，
使电离的氮离子高速冲击作为 阴极的工件。与气体氮化相比， 氮化时间短，氮化层脆性小。
或有机液体(煤油、甲醇等)。 优点: 质量好, 效率高； 缺点: 渗层成分与深度不易控
制
气体渗碳 法示意图
⑵ 固体渗碳法 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。 渗剂为木炭。 优点：操作简单； 缺点：渗速慢，劳动条件差。

钢的热处理工艺PPT培训课件

钢的热处理工艺PPT培训课件
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
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第4章 钢的热处理及表面 强化技术
概
1、热处理的定义:
述பைடு நூலகம்
钢的热处理是将钢在固态下以适当的方式进行加热、保温和 冷却，以获得所需组织和性能的工艺过程。 保温 温 临界温度 度
热 加
冷 却
时间
2.热处理的主要目的:改变钢的性能。
3.热处理的应用范围:整个制造业。 4.按目的、加热条件和特点不同热处理分为 普 通 热处理 热处理 退火;正火; 淬火;回火; 表面淬火 感应加 热淬火 火焰加 热淬火 化 学 热处理 渗碳; 渗氮; 碳氮共渗;
2）球化退火
定义：将钢加热到Ac1以上20~30 º C，保温后随 炉缓冷至600 º C，出炉空冷，使钢中碳化 物呈球状的工艺方法。 组织：球状珠光体（渗碳体呈球形的细小颗粒，弥散 分布在铁素体基体中） 目的：降低硬度、提高塑性、改善切削加工性 能。 适用范围：主要用于过共析钢、合金工具钢。
3）去应力退火 定义：将钢加热到Ac1以下（一般约为500— 600 º C），保温后随炉缓冷至200--300 º C 出炉空冷，又称低温退火。 目的：消除铸件、锻件和焊接件的内应力 。 （没有发生组织变化） 适用范围：用于所有的钢。
钢的最终热处理（一）—— 淬火与回火
（1）珠光体类组织。
（3）马氏体组织。
（2）贝氏体组织。
4、奥氏体冷却转变的的（过程）组织和性能
• • • • • • • • • 1、珠光体型转变—高温转变（A1~ 550 ℃） A1 ~ 650 ℃ 片层珠光体 < 25HRC 650℃~ 600℃ 细片状珠光体（索氏体 S）25HRC~30HRC 600℃~ 550 ℃ 极细片状珠光体（托氏体 T）35HRC~40HRC 2.贝氏体型 ( B ) 转变 —中温转变( 550 ℃ ～MS ) 根据组织形态和转变温度不同，贝氏体一般可分为上贝氏体和下贝氏 体两种 550 ~ 350 ℃ 羽毛状上贝氏体（B上） 40 ~50HRC 350 ~ Ms 黑色针叶状下贝氏体（B下） 45 ~55HRC 与B上比较， B下具有良好的综合力学性能，在生产中常用等温淬火 来获得B下组织 3、马氏体型 ( M ) 转变 (Ms ～ Mf) 当奥氏体快速过冷至马氏体点（Ms）以下时则发生马氏体转变。与 前两种转变不同，马氏体转变是在一定温度范围内（Ms ～ Mf之间） 连续冷却时完成的
表 面 热处理
钢加热时的组织转变
钢的预备热处理——退火与正火
钢的最终热处理（一）——淬火与回火 钢的最终热处理（二）——表面热处理 钢的表面强化技术
本 章 要 点
钢的热处理是指将钢在固态下进行 加热、保温和冷却，以获得所需的组织 和性能的工艺方法。通过适当的热处理， 能显著提高钢的力学性能，以满足零件 的使用要求和延长零件的使用寿命；能 改善钢的加工工艺性能（如切削加工性 能、冲压性能等），以提高生产率和加 工质量；还能消除钢在加工（如铸造、 焊接、切削、冷变形等）过程中产生的 残余内应力，以稳定零件的形状和尺寸。
• •
三、C曲线的应用
（1）分析奥氏体的等温冷 却转变 （2）估计奥氏体的连续冷 却转变
钢的预备热处理——退火与 正火
一、钢的退火
1、退火：将钢加热到适当温度（临界温度以 上30～50℃ ），保温一定时间，然 后在炉中缓慢地冷却的热处理工艺。 2、目的——为最终热处理作好组织准备
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 。
2 钢的正火
1、概念：将钢件加热到Ac3或Accm线以上30～ 50 º C ，保温适当的时间后，在空气中冷却。 2、正火与退火的区别： 正火与退火的目的基本相同，但正火的冷却速度比 退火稍快，正火后得到的珠光体组织比较细，强度、 硬度比退火钢高。
3、目的及应用： 1）对力学性能要求不高的结构、零件，可用正火 最为最终热处理，以提高其强度、硬度和韧性。 2）对低、中碳钢（S+F ），可用正火作为预备热 处理，可提高硬度和强度，改善切削加工性； 3）对高碳钢（S ），正火可抑制渗碳体网的形成， 可为球化退火作准备 。 正火比退火生产周期短，成本低，操作方便， 故在可能的条件下应优先采用正火。但在零件形状 较复杂时，由于正火的冷却速度较快，又引起开裂 的危险，则采用退火为宜。
二、 奥氏体冷却时的组织转变
1、钢在热处理时的冷却方式
在热处理生产中，常用的冷却方式：等温冷却和连续冷却。 等温冷却转变 使加热到奥氏体化的钢以较快的冷却速度冷到A1 以下某温度保温，在等温下发生组织转变。 连续冷却转变 使加热到奥氏体化的钢连续降温进行组织转变
二、 奥氏体冷却时的组织转变
2．过冷奥氏体等温转变图 3．奥氏体冷却转变的产物
1 钢的退火 分类
1．完全退火
2．球化退火 3．去应力退火
1）完全退火 定义：将钢加热Ac3以上30~50º C,完全奥氏体后， 保温一定时间随之缓慢冷却到600º C以下 ，出炉空冷。 组织：细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体） 目的：细化晶粒，消除内应力，降低硬度，以利 于切削加工。 适用范围：亚共析钢型材。
3、预备热处理在零件制造中的应用
图4-12 碳钢正火与退火后的大致硬度 机械制造最常用的钢件毛坯是轧材、锻件和铸件。 当采用轧材毛坯时，因轧钢厂已对其进行适当的热处理， 故可直接切削加工而不再进行预备热处理；当以锻钢件 或铸钢件做毛坯时，应先退火或正火然后再行切削加工。 选用退火或正火时，不仅应考虑消除铸件或锻件的热加 工缺陷，还需考虑改善钢的切削加工性能。
钢热处理时的组织转变
一、 钢加热时奥氏体的形成
1．奥氏体的形成过程
奥氏体晶核的形成 共析钢：P→A A1（PSK）线以上 亚共析钢：P+F→A+F→A A3（GS）线以上 过共析钢：P+ Fe3CII →A+ Fe3CII →A Acm（ES）线以上
2．奥氏体晶粒大小的控制
钢奥氏体化的加热温度愈高、保温时 间愈长，得到的奥氏体晶粒愈粗大，冷却 后钢的强度、塑性和韧性愈差，且易引起 淬火裂纹。因此，生产中常需合理控制钢 的加热温度和保温时间，以获得细晶奥氏 体组织。