金属工艺学钢的热处理

1、第九章金属的加热 9 1金属加热的物理过程 三种传热方式传导 加热介质与加热工件表面接触时 或受热工件表面与心部之间 受热工件的某一部位与未受热部分之间发生的热量传输对流 依靠液态或气态加热介质的分子相对运动形成的热量传输 600 700 。

2、差造成的.,2.淬火介质 3.淬火方法,4.钢的淬透性 钢的淬透性: A化后的钢在淬火时获得M的能力.其大小用钢在 一定条件下淬火获得的淬透层的深度表示.,5.淬透性的测量方法 临界淬火直径法 末端淬火法,6.淬火加热缺陷 过热与过烧 氧化和脱碳,半M区:当淬火组织中M和非M各占一半的区域.显微组织观察方便, 硬度变化剧烈.通常下把淬火工件表面到半M区的距离作为淬透层的深度.,区别: 1.淬透性与淬硬性2.淬透性与实际条件下淬透层的深度,1.单一淬火. 2.双液淬火. 3. 分级淬火.4.等温淬火.,8.2 其他类型的热处理工艺,一.形变热处理 形变热处理: 将塑性变形和热处理相结合的复合工艺.,注意:严格控制变形后到淬火间的时间. 防止钢的再结晶.,目的: 在提高钢的强度时, 改善塑性和韧性.同时简化工艺,节约能源.,1. 高温形变热处理: 加热AC3以上-在稳定A区变形-立即冷却(淬火)-回火,提高强韧性原因: 克服高温淬火的晶粒粗大, 使A和板条M细化; 保留位错, 促进-碳化物析出并改善A晶界析出物分布,2. 低温形变热处理: 加热到AC1状态-。

3、化后冷却时，铁素体开始析出的温度。
（7）Ar4 钢在高温形成的 相在冷却时，开始转变为奥氏体的温度。
（8）Arcm 过共析钢高温完全奥氏体化后冷却时，渗碳体或碳化物开始析出的温度。
（9）A1 也写做 Ae1，是在平衡状态下，奥氏体、铁素体、渗碳体或碳化物共存的温度，也就是一般所说的下临界点。
（10）A3 也写做 Ae3，是亚共析钢在平衡状态下，奥氏体和铁素体共存的最高温度，也就是说亚共析钢的上临界点。
（11）A4 也写做 Ae4，是在平衡状态下， 相和奥氏体共存的最低温度。
（12）Acm 也写做 Aecm，是过共析钢在平衡状态下，奥氏体和渗碳体或碳化物共存的最高温度，也就是过共析钢的上临界点。
（13）Mb 马氏体爆发形成温度，以 Mb 表示（Mb MS） 。
当奥氏体过冷至 MS 点以下时，瞬间爆发式形成大量马氏体，并伴有响声，同时释放相变潜热，使温度回升。
（14）Md 马氏体机械强化稳定化临界温度。
（15）MF 马氏体相变强化临界温度。
（16）Mf 有的文献以 Mf 表示奥氏体转变为马氏体的终了温度。
（17）MG 奥氏体发生热稳定化的一个临界温度。
（18）MS 钢奥氏体化后冷却时。

4、理是指通过对钢件加热、保温和冷却的操作方法，来改善其内部组织结构，以获得所需要性能的一种加工工艺。
这些过程互相衔接，不可间断。
钢的热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
1.1 退火退火是将钢加热到适当温度（Ac 1以上） ，保温一定时间，然后缓慢冷却（炉冷） ，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做退火。
退火的主要目的是为了细化组织，提高性能，降低硬度，以便于切削加工；消除内应力；提高韧性，稳定尺寸。
使钢的组织与成分均匀化；也可为以后的热处理工艺作组织准备，根据退火的目的不同，退火有完全退火、等温退火、球化退火等以下几种。
（1）完全退火：完全退火处理是将亚共析钢加热至 Ac3 温度以上 30-50、过共析钢加热至 Accm 温度范围，在该温度保持足够时间，使成为奥氏体单相组织（亚共析钢）或奥氏体加上网状渗碳体混合组织（过共析钢）后，再进行炉冷使钢材软化，以得到钢材最佳的延展性及微细晶粒组织。
完全退火的目的主要是为了获得低硬度，改善组织和切削加工性，以及消除内应力等。
（2）等温退火：等温退火是将奥氏体化后的钢快冷至珠光体形成温度（Ar1）等温保温，使过冷奥氏体转变为珠光体，空。

5、色金属的强化途径：冷变形强化；固溶强化；沉淀强化；过剩相强化；细化组织强化；纤维增强复合强化。
,有色金属的强化途径,冷变形强化冷变形也称作冷作硬化。
金属材料在再结晶温度以下的变形称为冷变形。
冷 变形后材料即被强化，强化程度随变形程度、变形温度及材料本身性质有关。
同 种材料在同一温度下冷变形时，变形程度越大则强度越高，但延伸率降低。
,图 Cu-Zn合金压下量与力学性能的关系,图 几种有色金属屈服强度与压下量的关系,有色金属的强化途径,冷变形强化冷变形强化是金属材料常用的强化方式之一，适用于工业纯材，固溶体型 合金及热处理不强化的多相合金。
某些合金冷变形时能形成较好的织构而在一定方向上强化，称为织构强化。
金属材料发生冷变形强化的原因是：冷变形时金属内部位错密度增大，而 且位错互相缠结，形成胞状结构，阻碍位错运动，使不能移动的位错数量剧增， 以致需要更大的力才能使位错克服障碍而运动。
变形程度越大，上述情况越严 重，则材料的变形抗力越大，强度越高。
,有色金属的强化途径,固溶强化合金元素固溶到基体金属中形成固溶体时，合金的强度、硬度一般都会得 到提高，称为固溶强化。
可贵的是，对合金进行固溶强化时。

6、织为铁素体加珠光体。
2.使用状态和热处理一般不经热处理，而在钢厂供应状态（轧制状态）下直接使用3.用 途钢结构件、焊接和扳金机械结构件。
（2）优质碳素结构钢1.牌号（3）低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，加入少量的合金元素发展起来的，原称为普通低合金钢。
1.牌号2.性能特点强度高于碳素结构钢，可降低结构自重、节约钢材；具有足够的塑性、韧性及良好的焊接性能；具有良好的耐蚀性和低的冷脆转变温度。
3.成份特点低碳：含碳量0.2%低和金：主加元素为锰4.热处理特点在热轧状态下使用，组织为铁素体加珠光体。
5.典型钢种及用途Q345 是应用最广、用量最大的低合金高强度结构钢，广泛用于石油化工设备、船舶、桥梁、车辆等大型钢结构中。
（4）渗碳钢1.成分：含碳量 0.10-0.25的合金钢，主要加入能提高淬透性的 Mn、Cr 、Ni 等元素；2.性能特点：经热处理后表硬里韧、耐磨性及抗疲劳性好；3.渗碳件一般的工艺路线：4.用 途应用很广，主要用于制造渗碳零件，如变速齿轮、内燃机凸轮轴等各种表面耐磨件。
5.常用的渗碳钢低淬透性渗碳钢：15Cr、20Cr 等，心部强度低，尺寸。

7、地加热或冷却情况下测定的。
但在实际生产中，加热和冷却并不是极其缓慢的，因此，钢的实际相变点都会偏离平衡相变点。
即：加热转变相变点在平衡相变点以上，而冷却转变相变点在平衡相变点以下。
通常把实际加热温度标为 Ac1、Ac3、Accm、 Ar1、Ar3、Arcm。
,4.1.1钢在加热时的组织转变,影响奥氏体形成的因素： 温度：温度越高，原子扩散能力越大，加速奥氏体形成。
原始组织：原始组织越细，相界面越多，提供的奥氏体晶核就愈多，碳原子的扩散距离也越短，加速奥氏体形成。
钢的成分：含碳量增加，F和Fe3C相界面越多，加速奥氏体形成。
2、奥氏体晶粒的长大（粗化） 随着温度的升高，奥氏体晶粒会逐渐长大。
晶粒度：表示晶粒大小的尺度。
分为十个等级。
一级最粗，十级最细。
粗大的A晶粒冷却后得到粗大的晶粒组织力学性能和工艺性能差合理选择加热温度和保温时间。
,1、钢的奥氏体化,冷却曲线,4.1.2钢在冷却时的组织转变,过冷奥氏体转变图的应用,小结,如何应用C曲线分析钢的连续冷却后的组织？,4.2.1钢的退火 4.2.2钢的正火 4.3.1钢的表面热处理 4.3.2钢的淬火 。

8、米。
, 喷涂热源可用燃气火焰、电弧、等离子弧或激光束等。
, 喷涂材料可为金属、合金、金属氧化物和碳化物、陶 瓷和塑料等，材料形态可为线材、棒料或粉末。
, 喷涂的基体可为金属、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木 材、布、纸等固体材料。
,2热喷涂的特点, 生产效率高。
每小时喷涂材料重量从几千克到几十千克，沉 积效率很高。
, 工艺灵活，适用范围广。
热喷涂施工对象可大可小，小的可 到10mm内孔(线爆喷涂)，大的可到桥梁、铁塔(火焰线材喷 涂或电孤喷涂)，可在室内喷涂，也可在野外现场作业；可 整体喷涂，也可以局部喷涂。
, 基体及喷涂材料广泛。
可通过喷涂不同材料，使工件表面获 得所需的各种物理化学性能。
, 工件应力变形小。
基体可保持较低的温度，工件产生的应力 变形很小。
,3热喷涂的应用, 特殊功能层:通过喷涂获得表层某些特殊 性能，如耐高温、隔热、导电、绝缘、 防幅射等，在航空航天和原子能等部门 应用较多。
, 防腐蚀:主要用于大型水闸钢闸门、造纸 机烘缸、煤矿井下钢结构、高压输电铁 塔、电视台天线、大型钢桥梁、化工厂 大罐。