热处理培训资料.ppt

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1、热处理基础知识培训,前瞻,何为热处理：,热处理是通过改变材料的组织结构从而大幅度改变材料性能的工艺环节，是提高产品的内在质量、保证整机使用性能和可靠性的关键。在制造业中有着十分重要的作用。热处理工艺方法有：正火、退火、淬火、渗碳、氮化、高频感应加热淬火、离子氮化。为了实现以上工艺，我们配备的设备有：电阻炉、多用炉、真空炉、盐浴炉、高频感应设备、气体氮化炉、固溶炉、及各种冷却设备等。金属热处理是在固态下将金属和合金加热到一定温度，保温一段时间，然后以冷却速度冷却，通过加热速度、保温温度、保温时间和冷却速度四个基本要素有机配合，使金属和合金内部组织结构发生转变，从而获得一定性能的工艺方法。,金属热

2、处理工艺分类,热处理,整体热处理,表面热处理,化学热处理,退火,正火,淬火,回火,感应加热淬火,火焰表面加热淬火,渗碳,碳氮共渗,渗氮,氮碳共渗,将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工序称为退火。退火的主要目的:1、降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。2、细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的的热处理做准备。3、消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。退火分为：完全退火、球化退火、等温退火、再结晶退火、石墨退火、扩散退火、去应力退火、焊后退火。,退火的目的和应用,退火,完全退火用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不

3、佳的粗大过热组织。将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上3050，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次发生转变，即可使钢的组织变细。球化退火用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上2040，保温后缓慢冷却，在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状，从而降低了硬度。,退火,等温退火用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度，以进行切削加工。一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度，保温适当时间，奥氏体转变为托氏体或索氏体，硬度即可降低。再结晶退火用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象（硬度升高、塑性下降）。加热温度

4、一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50150，只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。石墨退火用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。工艺操作是将铸件加热到950左右，保温一定时间后适当冷却，使渗碳体分解形成团絮状石墨。,退火,扩散退火用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能。方法是在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。去应力退火用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100200，保温后在空气中冷却，即可消除内应力。不完全退火加热温度在Ac1Accm之间，冷却速度：在500600

5、以上时，碳钢是100200/h，合金钢是50100/h，高合金钢是2060/h，主要用于过共析钢。,退火,退火,定义：将工件加热至Ac3(Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线)以上3050，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。与退火相比：正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。对于含碳量低于0.2

6、5%的低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.250.5%的中碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。,正火的目的：,正火,用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽

7、车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。,正火主要应用：,正火,普通结构零件的最终热处理，由于正火后工件比退火状态具有更好的综合力学性能，对于一些受力不大、性能要求不高的普通结构零件可将正火作为最终热处理，以减少工序、节约能源、提高生产效率。此外，对某些大型的或形状较复杂的零件，当淬火有开裂的危险时，正火往往可以代替淬火、回火处理，作为最终热处理。,正火,定义：将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms

8、以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。目的：使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。Ms:为马氏体转变的起始温度,是奥氏体和马氏体两相自由能之差达到相变所需的最小驱动力(临界驱动力)时的温度.Mf:为马氏体转变终了温度 马氏体转变开始温度(Ms)和终了温度(Mf)分别为353和333,淬火,淬火冷却的方式：,淬火冷却的方式：,淬火冷却操作方法：,常用钢的正火、淬火参数：,回火,定义：是将淬火钢加热到奥氏体转变温度以下，保温1到2小

9、时后冷却的工艺。回火往往是与淬火相伴，并且是热处理的最后一道工序。目的：减少或消除淬火内应力，防止工件变形或开裂。获得工艺要求的力学性能。稳定工件尺寸。对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用退火则软化周期太长，而采用回火软化则既能降低硬度，又能缩短软化周期。对于未经淬火的钢，回火是没有意义的，而淬火钢不经回火一般也不能直接使用。为避免淬火件在放置过程中发生变形或开裂，钢件经淬火后应及时进行回火。,回火,调质,工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。调质不仅作最终热处理，也可作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。注意：钢淬火后在300左右回火时，易产生不可逆回火脆性，为避免它，一般不在2

10、50350 范围内回火。45钢正火和调质后性能比较见下表所示。45钢（20mm40mm）正火和调质后性能比较,表面热处理,定义：通过对钢件表面的加热、冷却而改变表层力学性能的金属热处理工艺。表面淬火是表面热处理的主要内容，其目的是获得高硬度的表面层和有利的内应力分布，以提高工件的耐磨性能和抗疲劳性能。,最常用的表面热处理工艺有感应加热表面热处理和火焰加热表面淬火，此外还有接触电阻加热淬火、电解加热淬火、激光热处理和电子束热处理等。,表面热处理,化学热处理,定义：化学热处理是利用化学反应、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构，以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理工艺。目的：

11、提高零件的耐磨性。提高零件的疲劳强度 渗碳、渗氮、软氮化和碳氮共渗等方法，都可使钢零件在表面强化的同时，在零件表面形成残余压应力，有效地提高零件的疲劳强度。提高零件的抗蚀性与抗高温氧化性，例如，渗氮可提高零件抗大气腐蚀性能。对比：化学热处理使钢件表层的化学成分与组织同时改变，因此它比高、中频电感应、火焰淬火等表面淬火硬化方法效果更好。,化学热处理,化学热处理,QPQ工艺原理 1.1 基本工艺过程：QPQ盐浴复合处理主要工序有：预热：350-400 20-40min 氮化：510-580 30-180min 氧化：350-400 15-20min 工艺过程为：装卡清洗去油预热氮化氧化清洗去盐干燥浸油。一般加工工艺路线为：锻造-退火和正火-粗加工-调质或正火-精加工-感应加热表面热处理-低温回火-精磨-失效-精磨-成品。,QPQ热处理,THANKS,