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1、退火正火淬火及回火,2、退火工艺退火的种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火。 完全退火,将工件加热到Ac3+3050保温后缓冷的退火工艺，主要用于亚共析钢 ., 等温退火亚共析钢加热到Ac3+3050, 共析、过共析钢加热到Ac1+3050，保温后快冷到Ar1以下的某一温度下停留，待相变完成后出炉空冷。等温退火可缩短工件在炉内停留时间。,高速钢等温退火与普通退火的比较, 球化退火球化退火是将钢中渗碳体球状化的退火工艺。,将工件加热到Ac1+ 30-50 保温后缓冷，或者加热后快冷到略低于 Ar1 的温度下保温，使珠光体中的渗碳体球化后出炉空冷。主要用
2、于共析、过共析钢。,球化退火的组织为铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体的组织，称球状珠光体, 用P球表示。,球状珠光体,对于有网状二次渗碳体的过共析钢，球化退火前应先进行正火，以消除网状., 去应力退火,将工件缓慢加热（100150 /小时）到500600 ，经过一段保温后，随炉缓慢冷却到300200 以下，再出炉空冷。主要用来消除热加工、冷加工等工件中的残余内应力。一般情况下，去应力退火应安排在精加工之前，或在淬火之前。,二、正火正火是将亚共析钢加热到Ac3+30 50，共析钢加热到Ac1+3050，过共析钢 加热到Accm+30 50保温 后空冷的工艺。正火比退火冷却速度大。1、正火后的组织：
3、 0.6%C时，组织为F+S； 0.6%C时，组织为S 。,正火温度,2、正火的目的 对于低、中碳钢(0.6C%)，目的与退火的相同。 对于过共析钢，用于消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。, 普通件最终热处理。要改善切削性能，低碳钢用正火，中碳钢用退火或正火，高碳钢用球化退火。,三、淬火,淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速,度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺.淬火是应用最广的热处理工艺之一。淬火目的是为获得马氏体组织，提高钢的性能.,真空淬火炉,发生于250-400，此时，-碳化物溶解于F中，并从铁素体中析出Fe3C。回火软化既能降低硬度，又能缩短软化周期。钢的淬透性
4、取决于临界冷却速度Vk， Vk越小，淬透性越高。水的冷却能力强，但低温却能力太大，只使用于形状简单的碳钢件。400以上, Fe3C开始聚集长大。工件尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。采用不同的淬火方法可弥补介质的不足。回火可使M与A转变为平衡或接近平衡的组织，防止使用时变形。等温退火可缩短工件在炉内停留时间。 普通件最终热处理。但目前还没有找到理想的淬火介质。预备热处理组织为退火或正火组织。200-300，由于高碳钢中A转变为M回, 硬度再次升高。是选材和制订热处理工艺的重要依据之一。将工件加热到Ac1+ 30-50 保温后缓冷，或者加热后快冷到略低于 Ar1 的温度下保温，使珠光体中的渗碳体
5、球化后出炉空冷。,1、淬火温度,（1）碳钢亚共析钢,淬火温度为Ac3+30-50。预备热处理组织为退火或正火组织。,亚共析钢淬火组织：0.5%C时为M0.5%C时为M+A。,在Ac1 Ac3之间的加热淬火为亚温淬火。,亚温淬火组织为F+M，强硬度低，但塑韧性好.,共析钢淬火温度为Ac1+30-50；淬火组织为M+A。,过共析钢淬火温度: Ac1+30-50.温度高于Accm，则奥氏体晶粒粗大、含碳量高,淬火后马氏体晶粒粗大、A量增多。使钢硬度、耐磨性下降，脆性、变形开裂倾向增加。淬火组织: M+Fe3C颗粒+A。(预备组织为P球),T12钢（含1.2%C）正常淬火组织,合金钢由于多数合金元素(
6、Mn、P除外)对奥氏体晶粒长大有阻碍作用，因而合金钢淬火温度比碳钢高。 亚共析钢淬火温度为Ac3+ 50100。 共析钢、过共析钢淬火温度为Ac1+50100。,钢坯加热,2、淬火介质,理想的冷却曲线应只在C曲线鼻尖处快冷，而在Ms附近尽量缓冷，以达到既获得马氏体组织，又减小,内应力的目的。但目前还没有找到理想的淬火介质。常用淬火介质是水和油.水的冷却能力强，但低温却能力太大，只使用于形状简单的碳钢件。,油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小，使用于合金钢和小尺寸的碳钢件。熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间,用于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。聚乙烯醇、硝盐水溶液等也是工业常
7、用的淬火介质.,水的冷却能力强，但低温却能力太大，只使用于形状简单的碳钢件。熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间,用于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。Fe3C聚集长大和铁素体多边形化可减少内应力，用于小尺寸工件。预备热处理组织为退火或正火组织。如螺栓、连杆、模具等。在光镜下M回为黑色，A为白色。 共析钢、过共析钢淬火温度为Ac1+50100。工件尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。是选材和制订热处理工艺的重要依据之一。高速钢等温退火与普通退火的比较200-300，由于高碳钢中A转变为M回, 硬度再次升高。亚温淬火组织为F+M，强硬度低，但塑韧性好.随加热温度升高，淬火钢的组织发生四个阶段
8、变化。 普通件最终热处理。,3、淬火方法,采用不同的淬火方法可弥补介质的不足。1、单液淬火法加热工件在一种介质中连续冷却到室温的淬火方法。操作简单，易实现自动化。,2、双液淬火法工件先在一种冷却能力强的介质中冷，却躲过鼻尖后，再在另一种冷却能力较弱的介质中发生马氏体转变的方法。如水淬油冷，油淬空冷.优点是冷却理想，缺点是不易掌握。用于形状复杂的碳钢件及大型合金钢件。,3、分级淬火法在Ms附近的盐浴或碱浴中淬火，待内外温度均匀后再取出缓冷。,可减少内应力，用于小尺寸工件。,盐浴炉,4、等温淬火法将工件在稍高于 Ms 的盐浴或碱浴中保温足够长时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。经等温淬火零件具有
9、良好的综合力学性能，淬火应力小.适用于形状复杂及要求较高的小型件。,钢的淬透性,网带式淬火炉,淬透性是钢的主要热处理性能。是选材和制订热处理工艺的重要依据之一。,淬透性的概念,M量和硬度随深度的变化,淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。,淬硬层深度是指由工件表面到半马氏体区(50%M + 50%P)的深度。淬硬性是指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力.,淬透性与淬硬层深度的关系,同一材料的淬硬层深度与工件尺寸、冷却介质有关。工件尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。淬透性与工件尺寸、冷却介质无关。它只用于不同材料之间的比较，是通过尺寸、冷却介质相同时
10、的淬硬层深度来确定的。,影响淬透性的因素,钢的淬透性取决于临界冷却速度Vk， Vk越小，淬透性越高。Vk取决于C曲线的位置，C 曲线越靠右，Vk越小。,因而凡是影响C曲线的因素都是影响淬透性的因素.即除Co 外，凡溶入奥氏体的合金元素都使钢的淬透性提高；奥氏体化温度高、保温时间长也使钢的淬透性提高。,利用淬透性可控制淬硬层深度。对于截面承载均匀的重要件,要全部淬透。如螺栓、连杆、模具等。对于承受弯曲、扭转的零件可不必淬透(淬硬层深度一般为半径的1/21/3)，如轴类、齿轮等。淬硬层深度与工件尺寸有关,设计时应注意尺寸效应。,不同冷却条件下的转变产物,等温退火,P,退火,(炉冷),正火,(空冷)
11、,S,(油冷),T+M+A,等温淬火,B下,M+A,分级淬火,M+A,淬火,(水冷),淬火,P,P,均匀A,细A,淬火组织: M+Fe3C颗粒+A。奥氏体化温度高、保温时间长也使钢的淬透性提高。100回火时，钢的组织无变化。在Ms附近的盐浴或碱浴中淬火，待内外温度均匀后再取出缓冷。将工件缓慢加热（100150 /小时）到500600 ，经过一段保温后，随炉缓慢冷却到300200 以下，再出炉空冷。用于形状复杂的碳钢件及大型合金钢件。淬硬层深度与工件尺寸有关,设计时应注意尺寸效应。正火是将亚共析钢加热到Ac3+30 50，共析钢加热到Ac1+3050，过共析钢水的冷却能力强，但低温却能力太大，只
12、使用于形状简单的碳钢件。工件先在一种冷却能力强的介质中冷，却躲过鼻尖后，再在另一种冷却能力较弱的介质中发生马氏体转变的方法。6C%)，目的与退火的相同。Fe3C聚集长大和铁素体多边形化6%C时，组织为F+S；等温退火可缩短工件在炉内停留时间。加热到Accm+30 50保温,四、钢的回火,回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温适当时间后，置于空气或水中冷却的工艺。1、回火的目的减少或消除淬火内应力, 防止变形或开裂。,获得所需要的力学性能。淬火钢一般硬度高，脆性大，回火可调整硬度、韧性。,螺杆表面的淬火裂纹,稳定尺寸。淬火M和A都是非平衡组织，有自发向平衡组织转变的倾向。回火可使M与A转变为
13、平衡或接近平衡的组织，防止使用时变形。对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用,回火软化既能降低硬度，又能缩短软化周期。未经淬火的钢回火无意义，而淬火钢不回火在放置使用过程中易变形或开裂。钢经淬火后应立即进行回火。,2、钢在回火时的转变,淬火钢回火时的组织转变主要发生在加热阶段。随加热温度升高，淬火钢的组织发生四个阶段变化。,网带式回火电炉,回火时组织转变马氏体的分解100回火时，钢的组织无变化。100-200加热时，马氏体将发生分解,从马氏体中析出-碳化物(- FeXC)，使马氏体过饱和度降低。析出的碳化物以细片状分布在马氏体基体上，这种组织称回火马氏体，用M回表示。,透射电镜下的回火马氏
14、体形貌,回火马氏体,在光镜下M回为黑色，A为白色。 0.2%C 时，不析出碳化物。只发生碳在位错附近的偏聚。残余奥氏体分解,200-300时, 由于马氏体分解，奥氏体所受的压力下降, Ms 上升，A 分解为- 碳化物和过饱和铁素体，即M回。,发生于250-400，此时，-碳化物溶解于F中，并从铁素体中析出Fe3C。到350, 马氏体含碳量降到铁素体平衡成分, 内应力大量消除，M回转变为在保持马氏体形态的铁素体基体上分布着细粒状Fe3C组织，称回火托氏体，用T回表示。,回火托氏体,-碳化物转变为Fe3C,回火索氏体,Fe3C聚集长大和铁素体多边形化,400以上, Fe3C开始聚集长大。450 以
15、上铁素体发生多边形化，由针片状变为多边形.这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状Fe3C的组织称回火索氏体，用S回表示。,回火时的性能变化回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高。,200以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出，钢的硬度并不下降，高碳钢硬度甚至略有提高。,200-300，由于高碳钢中A转变为M回, 硬度再次升高。大于300,由于Fe3C粗化，马氏体转变为铁素体,硬度直线下降。,3、回火脆性,淬火钢的韧性并不总是随温度升高而提高。在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，称回火脆性。,M量和硬度随深度的变化用于形状复杂的碳钢件及大型合金钢件。在Ac1 Ac3之间的加热淬火为亚温淬火。但目前还没有找到理想的淬火介质。采用不同的淬火方法可弥补介质的不足。 普通件最终热处理。对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用淬火组织: M+Fe3C颗粒+A。回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高。未经淬火的钢回火无意义，而淬火钢不回火在放置使用过程中易变形或开裂。M量和硬度随深度的变化水的冷却能力强，但低温却能力太大，只使用于形状简单的碳钢件。即除Co 外，凡溶入奥氏体的合金元素都使钢的淬透性提高；加热工件在一种介质中连续冷却到室温的淬火方法。但目前还没有找到理想的淬火介质。,谢谢观看！,
