1、 The metallic principle and heat treatmentCMME-whd 18-1Lecture 12 钢 的退火、正火、淬火、回火 一、本课的基本要求 ： 了解钢的退火、正火、淬火和回火的应用。 掌握 钢的退火、正火、淬火与回火的工艺 。二、本课的重点、难点：重点 ： 钢的退火、正火、淬火、回火工艺。 难点： 钢的淬火与回火 。 三、 思考题、作业 ：1.请问采用什么热处理工艺可提高亚共析钢中珠光体的含量，从而提高其强度？2.如何选择亚共析钢和过共析钢的淬火加热温度？为什么 ？3. 何谓调质处理？回火索氏体比正火索氏体的机械性能为何较优越？ The metalli
2、c principle and heat treatmentCMME-whd 18-27.4.钢的退火与正火机械零件的一般加工工艺为： 毛坯（铸、锻） 预备热处理 机加工 最终热处理 。退火与正火工艺主要用于预备热处理 ，只有当工件性能要求不高时才作为最终热处理。7.4.1.退火将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火 退火的概念 退火目的 调整硬度，便于切削加工。 适合加工的硬度为 170-250HB。 消除内应力，防止加工中变形。 细化晶粒，为最终热处理作组织准备。The metallic principle and heat treatmentCMME-whd 1
3、8-3 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。 完全退火完全退火： 是将钢件加热至 Ac3以上 30 - 50 ，经 完全奥氏体化 后进行缓慢冷却以获得近于 平衡组织 的热处理工艺。主要 用于亚共析钢 ， 目的是： 细化晶粒 、 均匀组织 、 消除内应力 、 降低硬度和改善钢的切削加工性 。低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火 。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢加热至以上奥氏体状态缓冷退火时，有网状二次渗碳体析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。 The metallic principle an
4、d heat treatmentCMME-whd 18-4 等温退火亚共析钢加热温度 Ac3+30-50共析、过共析钢加热温度 Ac1+30-50保温后快冷到略低于 Ar1的温度停留，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The metallic principle and heat treatmentCMME-whd 18-5 球化退火球化退火： 是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 主要用于共析钢，过共析钢和合金工具钢。 其目的是： 降低硬度 、 均匀组织、 改善切削加工性 ， 并为淬火作组织准备。球化退火 加热温度 ： A
5、c1+ 30-50通过缓冷或者冷却到略低于 Ar1的温度下保温，使珠光体中的渗碳体球化后出炉空冷。球化退火的组织： 在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体，称 球状珠光体 ，用 P球 表示。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。The metallic principle and heat treatmentCMME-whd 18-6 扩散退火扩散退火（又称均匀退火） ：是将钢件加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。 目的： 消除铸件凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。 由于扩散退火需要在高温下长时间
6、加热，因此奥氏体晶粒十分粗大，需要再进行一次正常的完全退火或正火，以细化晶粒、消除过热缺陷。 The metallic principle and heat treatmentCMME-whd 18-7 去应力退火和再结晶退火 为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的残余内应力而进行的退火称为 去应力退火 。 除消除内应力外，去应力退火还可降低硬度，提高尺寸稳定性，防止工件的变形和开裂。 再结晶退火： 是把冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当的时间，使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒而消除加工硬化的热处理工艺。钢经冷冲、冷轧或冷拉后会产生加工硬化现象，使钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下
7、降，切削加工性能和成形性能变差。 经过再结晶退火，消除了加工硬化，钢的机械性能恢复到冷变形前的状态。The metallic principle and heat treatmentCMME-whd 18-87.4.2.正火正火 是将钢加热到 Ac3（ 或 Accm）以上适当温度，保温以后在空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺。亚共析钢加热到 Ac3+30-50 ，共析钢加热到 Ac1+30-50 ，过共析钢加热到 Accm+30- 50 ，正火温度 0.6%C时组织 F+S 0.6%C时组织 S 正火的概念 正火后的组织： 正火的目的消除应力 ;调整硬度 ;细化晶粒 ;均匀成分 ;为最终热
8、处理好组织准备。The metallic principle and heat treatmentCMME-whd 18-9 正火的应用 碳含量低于 0.25%的碳素钢和低合金钢，退火后硬度较低，切削加工时易于 “ 粘刀 ” ，通过正火处理，可以减少自由铁素体，获得细片状珠光体，使硬度提高至 140 190HBS，可以改善钢的切削加工性，提高刀具的寿命和工件的表面光洁程度。 改善低碳钢的切削加工性能 消除热加工缺陷 中碳结构钢铸件、锻、轧件以及焊接件在热加工后易出现魏氏组织、粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。通过正火处理可以消除这些缺陷组织，达到细化晶粒、均匀组织、消除内应力的目的。 消除过共析钢
9、的网状碳化物，便于球化退火 过共析钢在淬火之前要进行球化退火，以便于机械加工并为淬火作好组织准备。但当过共析钢中存在严重网状碳化物时，将达不到良好的球化效果。通过正火处理可以消除网状碳化物。为此，正火加热时要保证碳化物全部溶入奥氏体中，要采用较快的冷却速度抑制二次碳化物的析出，获得伪共析组织。 提高普通结构零件的机械性能 一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢零件采用正火处理，达到一定的综合力学性能，可以代替调质处理，作为零件的最终热处理。 The metallic principle and heat treatmentCMME-whd 18-107.5.1.钢的淬火淬火 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。 淬火的概念淬火是应用最广的热处理工艺之一。 淬火的目的获得马氏体组织，提高钢的硬度和耐磨性。 淬火加热温度 亚共析钢： Ac3+30-50共析钢： Ac1+30-50过共析钢： Ac1+30-50原因： 亚共析钢淬火加热温度若在 Ac1 Ac3之间，淬火组织中除马氏体外，还保留一部分铁素体，使钢的硬度和强度降低。但淬火温度亦不能超过 Ac3点过高，以防奥氏体晶粒粗化，淬火后获得粗大的马氏体。 7.5. 钢的淬火与回火
