熱處理基本知識(shí)培訓(xùn)

1、二一年九月二一年九月熱處理工廠熱處理工廠呂金根呂金根熱處理基本知識(shí)培訓(xùn)熱處理基本知識(shí)培訓(xùn)一一. . 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)熱處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn) 1.熱處理的含義：熱處理的含義： 熱處理就是將金屬材料加熱到一定的溫度，熱處理就是將金屬材料加熱到一定的溫度， 保溫后按一定的方式冷卻下來，得到人們所保溫后按一定的方式冷卻下來，得到人們所 要求的組織和性能的一種工藝方法要求的組織和性能的一種工藝方法 2.熱處理的意義：熱處理的意義： (1) 通過熱處理，能夠充分挖掘材料的潛力，通過熱處理，能夠充分挖掘材料的潛力， 最大限度的節(jié)省原材料。最大限度的節(jié)省原材料。 (2) 通過熱處理，能夠降低材料的硬度，提通過熱

2、處理，能夠降低材料的硬度，提 高塑性，改善切削加工性能和壓力加工性能。高塑性，改善切削加工性能和壓力加工性能。 (3) 通過熱處理，可以消除鑄、鍛、焊、軋、通過熱處理，可以消除鑄、鍛、焊、軋、 冷加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。冷加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。熱處理原理熱處理原理 鐵碳相圖鐵碳相圖液態(tài)液態(tài) Y奧氏體奧氏體 AY+A Y+Fe3CA+Fe3C+LFe3C+LA+Fe3CP+Fe3CF+PF+Fe3CFF+A1400溫溫度度90015007231534含碳量含碳量 %0.020.77PP+Fe3C+LP+Fe3C2.114.36.67鋼鋼純鐵純鐵鑄鐵鑄鐵體體 心心 立立 方方面面 心心 立立 方方熱處理

3、原理熱處理原理 冷卻轉(zhuǎn)變曲線冷卻轉(zhuǎn)變曲線TSAA700溫溫度度600800P時(shí)間時(shí)間, S010M+AB102Mf300-100200500Ms103104105普通熱處理普通熱處理熱處理方法及應(yīng)用熱處理方法及應(yīng)用熱處理類別特 點(diǎn)應(yīng) 用退 火完全退火不完全退火等溫退火去應(yīng)力退火保溫后緩冷（爐冷）1. 降低材料的硬度，提高塑性，改善切削加工性能和壓力加工性能。2. 可以消除鑄、鍛、焊、軋、冷加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。3. 改善材料的組織, 提高性能4. 作為預(yù)處理。正 火保溫后空冷同 上淬 火保溫后急冷油冷、水冷AQ2511. 得到表面高硬度及硬化層2. 調(diào)質(zhì)獲得良好的綜合性能回 火將淬火后工件重新加

4、熱并保溫1. 降低脆性，消除內(nèi)應(yīng)力。2. 調(diào)整硬度、塑性和韌性。3. 獲得穩(wěn)定組織。時(shí)效處理與回火類似，但時(shí)間較長同 上表面熱處理表面熱處理熱處理方法及應(yīng)用熱處理方法及應(yīng)用熱處理類別特 點(diǎn)應(yīng) 用火焰淬火回火設(shè)備、方法簡單，淬火效果不穩(wěn)定1. 常用于中碳鋼2. 批量小的大型零件局部硬化感應(yīng)淬火回火表面硬度比普通淬火高23HRC變形小、生產(chǎn)效率高常用于中碳鋼和中碳合金鋼滲 碳表面高耐磨和心部強(qiáng)韌性硬化層比較均勻1. 常用于低碳鋼和低碳合金鋼2. 得到表面高硬度3. 適于形狀復(fù)雜的零件表面硬化，如齒輪等氮 化軟氮化碳氮共滲處理溫度低，變形小，高的硬度，高的耐蝕性1. 常用于中碳合金鋼2. 得到表面高

5、硬度3. 精密齒輪、曲軸等技術(shù)要求技術(shù)要求圖紙技術(shù)要求圖紙技術(shù)要求1. 退火及正火只注明處理類型而不要求具體參數(shù)，處理結(jié)果因所選材料有所變化，必要時(shí)可以注明基體硬度范圍。調(diào)質(zhì)處理不需要求熱處理參數(shù)，只注明最終硬度（回火后硬度），按KES熱處理代號(hào)查得硬度為“表面到1/4R處的硬度”一欄。淬火回火要求表面硬度范圍應(yīng)控制在58個(gè)HRC以內(nèi)，具體可參照Q/STB30.002標(biāo)準(zhǔn)。感應(yīng)（火焰）表面淬火回火要求表面硬度（回火后硬度）、淬火區(qū)域、硬化層、心部硬度（調(diào)質(zhì)預(yù)處理按第2條要求）。2.滲碳淬火回火（滲氮）要求表面硬度、硬化層、心部硬度（調(diào)質(zhì)預(yù)處理按第2條要求）、免滲部位。二 熱處理工藝及規(guī)程1.正

6、火正火 1.1 正火工藝是將鋼加熱到臨界點(diǎn) Ac3或或Acm以上適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，使奧氏體均勻化，然后空冷，得到珠光體基體組織的熱處理工藝。 1.2. 正火的目的 調(diào)整鋼件的硬度，細(xì)化晶粒?？筛纳萍庸ば院拖W(wǎng)狀碳化物，為淬火或球化退火做好組織準(zhǔn)備。2.退火 2.1 退火的分類 a）.擴(kuò)散退化 b）.完全退化 c）.等溫退化 d）.球化退化 e）.去應(yīng)力退化 f）.再結(jié)晶退化 1).擴(kuò)散退化 2.2.完全退火 加熱到Ac3+3050，保溫后爐冷。 目的：細(xì)化，軟化 應(yīng)用：亞共析鋼的鑄、鍛件，熱軋型材，焊接件 2.3.等溫退火 加熱到Ac3（Ac1）+2050，保溫后在Ar1以下等溫后爐冷

7、。 目的：細(xì)化，軟化、省時(shí)。退火退火 2.4.球化退火 加熱到Ac1+2040，保溫后爐冷 應(yīng)用：共析、過共析鋼和合金鋼 目的： Fe3C片，網(wǎng) Fe3C 球 （降低硬度；為淬火作（降低硬度；為淬火作組織準(zhǔn)備）組織準(zhǔn)備） 退火 2.5.擴(kuò)散退火 加熱到Ac3+150300，長時(shí)間保溫后慢冷 目的：均勻成分 應(yīng)用：鑄鋼件 組織：晶粒粗大，擴(kuò)散退火后應(yīng)完全退火或正火以細(xì)化組織 2.6.去應(yīng)力退火 加熱到Ac1-100200，保溫后爐冷 目的：去內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織 應(yīng)用：冷加工件，熱加工件正火與退火 正火與退火相比，冷卻速度大，所形成的組織的硬度和強(qiáng)度高，從加工性，低碳鋼采用正火提高硬度，高碳鋼采用退

8、火，降低硬度。從經(jīng)濟(jì)上考慮，正火生產(chǎn)周期短，成本低，操作方面，故應(yīng)優(yōu)先采用正火。正正 (退退) 火火 工工 藝藝 規(guī)規(guī) 程程 1.掌握零件的正退火工藝并按工藝卡操作執(zhí)行。 2.檢查加熱爐及其控制儀表保證其正常工作。在操作過程中要經(jīng)常觀察爐內(nèi)火色與儀表指示的溫度是否一致，如果有異常情況要及時(shí)與儀表工聯(lián)系并進(jìn)行校對。 3.對于加熱溫度、時(shí)間相近、斷面差較小的零件可以同爐處理。 4.裝爐溫度一般為室溫或按工藝規(guī)定的溫度裝爐,若重疊裝料，應(yīng)適當(dāng)延長保溫時(shí)間。 正正 退退 火火 工工 藝藝 規(guī)規(guī) 程程 5.零件裝出爐時(shí)不得隨意拋擲、強(qiáng)拉，要注意防止零件變形。 6.用箱式爐或臺(tái)車爐加熱時(shí)，在爐門口占爐膛長

9、300450mm的范圍內(nèi)避免堆放零件。 7.正火的冷卻,一般為空冷工件出爐后，應(yīng)散放在干燥處空冷，不得堆積，不得放到潮濕處。對于含碳量較高的中碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼可采用密集堆放冷卻,對于低碳鋼和尺寸較大的零件應(yīng)采取吹風(fēng)冷卻；退火一般為隨爐冷卻，冷至500以下，出爐空冷。 常用鋼的正火溫度鋼號(hào)正火溫度） 硬度HB鋼號(hào)正火溫度） 硬度HB2089092022620Cr 870900 270SC450W860-90013120CrMo 880920 -SC540W850-900149-19720CrMnMo 880-930 -SCSiMn1H850-90016335CrMo

10、850870 241SCSiMn2H850-90017040CrMn 850880 -SCSiMn34H850-9002013.鋼的淬火淬火 加熱、保溫、快冷，提高硬度和耐磨性目的：得到馬氏體組織（貝氏體），提高硬度和耐磨性一一 淬火工藝淬火工藝1、淬火加熱溫度 亞共析鋼：亞共析鋼：Ac3+3050 淬火組織：細(xì)小均勻淬火組織：細(xì)小均勻 過低有F，HRC 過高氧化脫碳，晶粒粗大，淬火應(yīng)力大 過共析鋼：過共析鋼：Ac1+3050 淬火組織：細(xì)小均勻淬火組織：細(xì)小均勻+ + Fe3CFe3C粒粒 + +殘殘 過低得不到 M 過高氧化脫碳，晶粒粗大，淬火應(yīng)力大，殘余A量，HRC 2、淬火冷卻介質(zhì) 理

11、想冷卻速度：慢快慢 冷卻介質(zhì)：純水，鹽水，油，AQ251等 碳鋼淬水，合金鋼淬油 二、淬火方法 1、單液淬火 2、雙液淬火（難控制） 3、分級(jí)淬火 4、等溫淬火（B下變形小，強(qiáng)韌性好）三、鋼的淬透性三、鋼的淬透性1、淬透性的概念淬透性淬透性 鋼淬火時(shí)獲得M的能力。（用規(guī)定條件下淬硬層深度表示）淬硬層深度淬硬層深度：表面到半M組織的距離淬硬層深，淬透性好淬硬性淬硬性鋼淬火時(shí)所能達(dá)到的最高硬度能力概念區(qū)別概念區(qū)別：淬透性是鋼本身的固有屬性，取決于Vk或C曲線位置實(shí)際淬硬層深度與工件形狀、大小、冷卻介質(zhì)、淬透性有關(guān)淬硬性主要取決于M的含碳量2、淬透性的應(yīng)用大截面、形狀復(fù)雜、受動(dòng)載荷的零件（重要齒輪、

12、彈簧）淬透性好的鋼受彎曲、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力及表面耐磨的零件（軸）淬透性中等鋼焊接件淬透性差的鋼4.回火 回火 淬火后在A1以下加熱、保溫、冷卻 目的：消除內(nèi)應(yīng)力，降低脆性 穩(wěn)定組織和尺寸 獲得所需性能 一、淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變一、淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變1、馬氏體分解（100350）M 過飽和相+碳化物組織保持M特征，內(nèi)應(yīng)力降低，硬度變化不大。2、殘余奧氏體分解（200300）A B下 （ 同時(shí)馬氏體繼續(xù)分解 ）內(nèi)應(yīng)力進(jìn)一步降低，硬度變化不大3、碳化物轉(zhuǎn)變（250400）過飽和相+碳化物 針狀F+ 細(xì)Fe3C4、滲碳體長大和相再結(jié)晶針狀F+ 細(xì)Fe3C 塊狀F+粒狀Fe3C淬火應(yīng)力全部消除，硬度明顯降低。組織轉(zhuǎn)變

13、： 200 300 400M 過飽和相+碳化物 針狀F+ 細(xì)Fe3C 塊狀F+粒狀Fe3C回火M 回火T 回火S性能變化：隨回火溫度的升高，強(qiáng)度、硬度降低，塑性、韌性提高。同時(shí)內(nèi)應(yīng)力降低，到消除。二、回火種類及應(yīng)用二、回火種類及應(yīng)用1、低溫回火（150250 ） 組織：回火M 極細(xì)碳化物 + 過飽和相 目的：內(nèi)應(yīng)力，脆性，保持高硬度和耐磨性 5864 HRC 適用：工具、量具、模具、滾動(dòng)軸承、滲碳件、表面淬火件。 2、中溫回火（350500 ） 組織：回火T 針狀 F + 極細(xì) Fe3C 目的：獲得高b ，e 3050 HRC 適用：彈簧。3、高溫回火（500650 ） 組織：回火S 塊狀 F

14、 + 粒狀 Fe3C 目的：獲得良好的綜合機(jī)械性能 2535 HRC 適用：軸，齒輪，螺栓等重要結(jié)構(gòu)件 中碳鋼回火硬度主要取決于回火溫度和回火時(shí)間回火硬度主要取決于回火溫度和回火時(shí)間淬火淬火 + 高溫回火高溫回火 = 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)45鋼調(diào)質(zhì)與正火性能比較：正火 S Fe3C為片狀調(diào)質(zhì) 回火S Fe3C為粒狀 綜合機(jī)械性能好同一鋼種調(diào)質(zhì)后的硬度與正火相當(dāng)，但塑性、韌性更好 三、回火脆性三、回火脆性 回火脆性：在某溫度區(qū)間回火時(shí)，k 顯著降低 第一類回火脆性：250350 每種鋼都有，難以避免 回火溫度禁區(qū) 第二類回火脆性：500600 含Cr、Mn、Ni的鋼明顯 可以消除： 鋼中加 Mo、W；回火后

15、快冷5.感應(yīng)淬火感應(yīng)淬火一、感應(yīng)淬火一、感應(yīng)淬火1、基本原理感應(yīng)圈通入交流電 形成渦流（集膚效應(yīng)） 表層得A 水冷得M電流頻率越高，集膚效應(yīng)越強(qiáng)烈，加熱層越薄。2、特點(diǎn)加熱速度極快，溫度高，時(shí)間短；表層得極細(xì)馬氏體，硬度、耐磨性、韌性較好；表層存在殘余壓應(yīng)力，疲勞強(qiáng)度較高；工件不易氧化脫碳，變形?。灰讓?shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化；設(shè)備價(jià)貴，維修調(diào)整困難。用鋼用鋼中碳鋼、中碳合金鋼，中碳鋼、中碳合金鋼，40，45，40Cr感應(yīng)淬火零件的一般工藝路線： 鍛造 正火正火 機(jī)加工 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì) 半精加工 感應(yīng)淬火感應(yīng)淬火 低溫回火低溫回火 磨削加工 種類 頻率 硬化層 高頻淬火 200300KHz 0.51mm 超音頻淬火 2030KHz 0.51mm 中頻淬火 2.58KHz 25mm 6.滲碳滲碳目的和用鋼汽車傳動(dòng)齒輪、活塞銷的