钢的热处理——钢的淬火与回火.pptx

第八章钢的淬火与回火§8-1淬火的定义、目的及淬火的工艺参数3淬火的工艺参数亚共析碳钢为什么要加热到Ac3以上完全Ａ化后淬火呢？过共析钢的淬火加热温度为什么选择在Ac1～Ac3之间？低合金钢:Ac3或Ac1+50-100ºC高合金钢:Ac3或Ac1+300-400ºCW18Cr4V:1280ºC,分级加热淬火加热后组织3.2保温时间τ保温＝τ升温＋τ热透＋τ转变与合金成分，尺寸、装炉量等因素有关常用钢的加热系数有效厚度的确定3.3加热介质脱碳O2:Fe3C+O2→3Fe+CO2[C]A+O2→CO2CO2:Fe3C+CO2→3Fe+2CO[C]A+CO2→2COH2O:Fe3C+H2O→3Fe+H2+CO[C]A+H2O→H2+COH2:Fe3C+2H2→3Fe+CH4[C]A+2H2→CH4§8-2淬火介质(1)理想介质冷却速度高温T＞650℃,慢冷,可以减少热应力。中温650℃～400℃,快冷,避开C曲线的鼻尖,保证全部获得M。低温400℃以下，特别是300～200℃发生M转变时要求慢冷，↓M转变时的组织应力(2)理想冷却速度示意图有物态变化的（以水为例）冷却三阶段：①蒸汽膜阶段②沸腾阶段③对流阶段（3):对流阶段：当工件表面的温度降低至介质的沸点或分解温度以下时，工件的冷却主要靠介质的对流形成，随着工件与介质的温度降低，冷却速度也逐渐降低。（2）常用淬火介质①水：Vmax:500~780ºC/s,300~400ºC鼻温：150ºC/s；Ms：450ºC/s优点：冷却能力强，成本低缺点：M转变温区冷速过大，变形大冷却能力对水温，不溶夹杂敏感应用：小尺寸、形状简单碳钢件②油：Vmax:100~250ºC/s,400~500ºC鼻温：60～70ºC/s；Ms：50ºC/s优点：M转变温区冷速小，不易变形缺点：鼻温区冷速小，淬不透应用：合金钢件③盐水与碱水10％NaCl水溶液15％NaOH水溶液5％NaCO3水溶液作用：使蒸汽膜提前破碎，但腐蚀④新淬火介质（表8-4)Page180水基；油基光亮处理（表8-3）Page178常用的淬火冷却介质§8-3钢的淬透性未淬透钢2淬透性影响因素——与影响C曲线的因素一致（1）钢的化学成分：C含量及合金元素（2）奥氏体晶粒度：奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高。（3）奥氏体化温度：提高奥氏体化温度，提高淬透性。（4）第二相及其分布:奥氏体中未溶的非金属夹杂物和碳化物的存在以及其大小和分布，影响过冷奥氏体的稳定性，从而影响淬透性。实际淬透层深度：淬透性、工件大小、淬火介质3淬透性与淬硬性淬硬性：钢淬火时的硬化能力，用淬成M可能得到的最高硬度表示。——取决于M中的C%.淬透性：钢的临界冷却速度－合金元素。淬硬性与淬透性之间的区别:钢的淬透性的应用（一）临界直径法（2）顶端淬火法—端淬法该法为乔迈奈等于1938年建议采用的，因而国外常称为“Jominy‘’端淬法．端淬曲线、端淬曲线带各种钢的淬透性曲线可以参考《合金钢手册》顶端淬火法§8-4淬火方法§8-4淬火方法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，容易实现自动化双液淬火将加热的工件先投入一种冷却能力强的介质中冷却，然后在接近Ms点温度（钢的组织还未开始转变时迅速取出），马上浸入另一种冷却能力弱的介质中使之发生马氏体转变的淬火，称为双介质淬火。马氏体分级淬火：定义：将加热的工件先放入温度为Ms点附近的盐或碱浴中，稍加停留，等工件整体温度趋于均匀时，再取出空冷以获得马氏体。贝氏体等温淬火：定义：将加热的工件先放入稍高于Ms点温度的盐或碱浴中，保温足够时间，使其发生下贝氏转变后出炉空冷。§8-5钢的回火工艺2回火种类回火温度↑，内应力↓；强硬度↓，塑韧性↑。（1）低温回火(150-250ºC)组织：回火M（淬火M)高碳钢：淬火片状M→回火M(片状过饱和α＋ε碳化物，共格）性能：保持高强硬度；微裂纹焊合；内应力和脆性↓；韧性略↑。低碳钢：板条M,C的偏聚应用：①工、模、量具钢；②低碳马氏体钢③渗碳和碳氮共渗（2）中温回火(350-500ºC)避免第一类回火脆性组织：回火屈氏体（屈氏体)条、针状（未再结晶，平衡C）α相＋弥散分布细粒状θ相性能：基体已回复；内应力↓↓；弹性极限高；较高的强硬度与良好韧性应用：弹簧钢、热锻模。（0.6～0.9%)（3）高温回火(550-680ºC)组织：回火索氏体等轴状（再结晶）α相＋均匀分布粒状（球化）θ相性能：内应力基本消除，强度与韧性最佳配合；综合机械性能高应用:重要结构件，轴、齿轮，二次硬化高合金钢调质处理：淬火＋高温回火（可作为预备热处理）注意：预防和避免第二类回火脆性。§8-5钢的淬、回火缺陷内应力热应力变化规律：a）淬火冷却时，由于热应力引起的残余应力表面为压应力，心部为拉应力。b）淬火