发布时间 : 星期一 文章钢的热处理总结更新完毕开始阅读2d54bbe0856a561252d36f79
却的一种工艺过程。
? 组织：M，B或M＋B混合物；少量残余和未溶的第二相。 ? 目的
? 提高力学性能（弹性、韧性、强度、硬度等） ? 提高物理性能磁性（物理性能） ? 提高耐腐蚀性能（化学性能）
分类：单介质淬火
特点：方便、自动化、经济、变形大
适用：形状简单(无尖角、截面无突变)、尺寸小的工件 双介质淬火
特点：变形小、效率低、不容易控制
适用：形状复杂、尺寸大的工件。中、高碳钢和截面尺寸大的合金钢工件。 分级淬火：Ms稍上（盐、碱、油）→均温→空淬或油淬火 特点：工艺容易控制；变形小；残余A多 适用：合金钢；形状复杂工件 等温淬火 1）B等温淬火
特点：淬火应力小、残余A多，变形小 适用：形状复杂工件
（2）M等温淬火：Ms以下→等温→部分M转变→其余A空冷转变为M
特点：等温温度<分级温度→不容易出现P；先形成M→等温时回火→应力小→变
形小；空冷转变M →残余A多→变形小
适用：形状复杂工件 预冷淬火（降温或延迟淬火）
特点：预冷至Ar 3淬火→温差小→变形小 适用：厚薄差异大的工件 局部喷射淬火
17、冷处理
? 目的：提高硬度；修正变形；稳定尺寸 ? 介质：液氮；液氧；干冰；液氨；氟立昂 ? 适用：高合金钢；高碳钢 淬透性：
淬火时获得M的能力是材料固有属性，取决于成分；在样品尺寸、冷却介质相同的情况下比较淬透深度才有可比性 影响淬透性的因素
凡使C曲线右移的因素→ 淬透性↑ （1）、成分
? A中C%
? 合金元素除Co以外，一般都使淬透性↑；多元足量更佳 （2）、工艺
A化温度高、时间长→成分均匀、不易发生P转变 →淬透性↑ 淬透性测定方法
? 断口法 ? U曲线法
? 临界直径法（随冷却介质变化） ? 末端淬火法（常用）
? 标准试样 ? 标准试验方法 ? 端淬曲线（带）
硬化层（淬硬层）：淬硬表面 到50%马氏体处的距离；淬透性↑→深；介质冷却能力↑→深；尺寸小↑→深
淬硬性：钢在淬火后M获得硬度的能力；取决于M中C%，C%↑→ 淬硬性↑ ；与淬透性不等同 18、淬火缺陷及防止 淬火内应力 热应力
? 原因：心、表冷却速度不同→热胀冷缩不同步 ? 实验材料：无相变→无组织应力影响
? 规律：初期→表面拉、心部压→心部变形应力松弛→中期应力反向→室温下内应力为“表压
心拉”；轴向、径向、周向均为拉，轴向拉应力最大 ? 影响因素：冷却速度、加热温度、尺寸、导热性 组织应力
? 原因：组织转变不同时导致
? 实验材料：淬透性好的钢→冷却慢→热应力忽略
? 规律：初期→表面压、心部拉→中期应力反向→室温下内应力为“表拉心压”；切向拉应力最
大→容易纵向开裂
? 影响因素：冷却速度；淬透性；尺寸 淬火变形
? 残余应力造成的翘曲→尺寸、形状变化 ? 比容不同→体积变化 ? 实践生产中→二者兼有 19、影响开裂的因素
（1）原材料：在组织缺陷或机加工缺陷处淬裂 （2）锻造缺陷：在锻造缺陷处淬裂
（3）热处理工艺：加热温度→材料脆性大；加热、冷却速度；大型工件出炉过早 （4）成分C%：C%高→孪晶M多+热应力影响大→容易开裂
（5）尺寸→危险截面尺寸（尺寸小→ 变形小；尺寸大→表面热应力型→压应力 ）
19、回火：将淬火钢加热到A1以下某一温度，经过保温，然后以一定的冷却方法冷至室温的工艺过程。
? 目的：去除残余应力；调整性能；稳定尺寸
? 驱动力：原始组织是非平衡相；M中碳过饱和；M具有高的界面和应变能 种类
低温回火
目的：降低应力；提高韧性
组织：回火马氏体（α/+ε），保留淬火形态
性能：硬度与淬火时相当；高碳钢→耐磨性好；韧性提高，内应力降低 中温回火
目的：提高弹性极限；获得高的强韧性配合
组织 ：回火屈氏体（F+细小碳化物，光镜下仍难分辨），保留淬火M形貌
性能：弹性极限最高；强韧性配合好 高温回火（调质处理）
目的：获得好的综合力学性能；产生二次硬化效果 组织： 回火索氏体（F+颗粒碳化物），M形貌消失 性能：综合性能优于S；某些合金钢具有高的红硬性
回火时的组织变化
碳原子的重新分布（M分解） 过渡碳化物析出（M分解 残余AR分解 碳化物类型的转变 M回火加热时组织转变 随温度升高：
? C偏聚：100 ℃以下（时效）
? M分解：100~ 300 ℃（过渡碳化物析出ε、η 析出） ? 残余AR分解：200~ 300 ℃ ? 碳化物类型转变：200~ 350℃ ? 碳化物粗化、F形成：350℃以上
20、二次硬化产生条件：500~650℃；含有强碳化物形成元素（Ti、Cr、V、……）的钢；强碳化物形成元素超过一定% 21、回火脆性
（ 第一类 、低温、不可逆） 回火 马氏体 脆
措施：降低杂质；细化晶粒降低杂质% （脱氧剂；细化元素）；加Mo → 降低 晶界磷%；降低Mn；加合金→改变脆化温度；等温淬火代替淬火+回火工艺 第二类、可逆） 回火脆
预防：大型工件加Mo、W；降低杂质%；细化晶粒；形状简单的小工件回火后快冷；亚温淬火；磷溶入F中→晶界处磷%降低 22、钢的渗碳
? 目的：获得高的耐磨性；疲劳性能 ? 渗C种类：气体渗C；固体渗C；液体渗C
24、碳 势（cp）：炉气C%与工件表面化学反应达到平衡时的炉气状态。即保持不增碳也不减碳时炉气中的C%
? Cp↑→渗碳能力↑→ 表面C%↑、渗层↑ 但是当Cp 太高→ 炭黑→ 渗速↓
? CO、CH4% → Cp↑ 25、气体渗碳
渗碳工艺参数
（1）碳势：根据经验确定→通常表面为0.8~1.0% →好 （2）渗碳温度
? 通常880~920℃，薄层渗碳→温度可以降低，快速渗碳→提高渗碳温度 ? 温度对扩散、分解均有影响，提高温度→缩短渗碳时间→效率提高 ? 提高温度→渗层增加
? 温度过高→粗晶；变形；设备寿命缩短 ? A状态渗碳容易 （3）渗碳时间
? 根据经验确定，随炉抽样检查 ? 经验估算
? 渗层<0.5mm，渗碳速度按照0.15~0.25mm /h ? 渗层0.5~1.5mm，渗碳速度按照0.1~0.2mm /h ? 渗层>1.5mm，渗碳速度按照0.05~0.12mm /h
渗 剂
? 气体渗剂：载气（N基气氛；吸热式或放热式可控气体）+富化气（甲烷、丙烷等） ★吸热式气体：天然气与空气按一定比例混合，CO、N2、H2%大
? 液体渗剂：C、H化合物有机液体（煤油、甲醇、苯、丙酮） 渗层深度
? 化学法：剥层取样分析 ? 金相法：检测渗层剖面
? 有效硬化层（DC）测定：1公斤（9.8N）载荷，HV550处到表面的距离 渗碳后的热处理 淬火
（1）直接淬火：渗碳后→预冷 →淬火
原则：预冷温度>心部Ac3 →避免心部F；或预冷温度< 表面Accm →变形小、残余A%少；兼顾二者
? 特点：成本低、周期短、变形小 ? 适宜：本质细晶粒钢
（2） 一次加热淬火：渗碳后空冷→重新加热→淬火
? 淬火加热温度选择原则→同上 ? 特点
? 井式炉渗碳后的淬火方式 ? 细化组织→性能好 ? 周期长、容易控制 ? 固体渗碳便于清理 ? 便于机加工
? 适宜：本质粗晶钢；高温渗碳
（3）二次加热淬火
? 渗碳后空冷→重新加热→淬火
? 第一次淬火目的→细化心部组织→加热温度> 心部Ac3 ? 第二次淬火目的→细化表面组织→加热温度> 表面Ac1
? 特点：性能好，但成本高、变形大
? 适宜：本质粗晶钢；高温渗碳件；性能要求高的工件 回火：低温回火→去应力、提高韧性 冷处理：适用精密零件
目的：稳定尺寸、提高硬度 特点：成本高
26、渗碳、钢的渗氮、钢的碳、氮共渗特点。 渗碳后的力学性能
? 表面获得高硬度、高耐磨性，心部保持良好韧性
? 表层高的疲劳强度（二次加热淬火最好、一次加热淬火次之、直接淬火效果差） ? 渗层↑、C% ↑ →韧性↓