金属加工与实训(基础常识与技能训练)课题三-钢课件.ppt

1、钢的热处理综述钢的热处理综述一一课题三课题三 钢的热处理钢的热处理刚的普通热处理刚的普通热处理二二钢的表面热处理和化学热钢的表面热处理和化学热处理处理三三课目一 钢的热处理综述 一、热处理的概念和目的 二、热处理的基本过程和原理 三、热处理的分类和应用一、热处理的概念和目的一、热处理的概念和目的1热处理的概念热处理的概念 热处理就是使固态金属加热到一定温度，并在这个温度保持一定时间（保温），然后以一定的冷却速度、方式冷却下来，从而改变金属内部组织，获得预期性能的工艺过程。2热处理的目的热处理的目的 热处理不仅可以改善工件的加工工艺性能，更重要的是可以改善其使用性能，特别显著地提高其力学性能，并

2、延长其使用寿命。达到充分发挥材料潜力，提高产品质量，延长使用寿命的目的。 不同化学成分的材料可以具有不同的力学性能，而同一化学成分的材料，由于有不同的内部组织，也可以具有不同的性能，通过不同的热处理方法可以改变材料的内部组织。二、热处理的基本过程和原理v1加热v2保温v3冷却三、热处理的分类和应用课目二 钢的普通热处理 一、退火 二、正火 三、淬火 四、回火一、退火1退火的用途退火的用途通过退火处理可以达到以下目的。（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）消除工件中的残余应力，防止工件变形和开裂。（3）消除缺陷，改善组织，细化晶粒，提高钢的力学性能。（4）消除冷作硬化，

3、提高塑性以利于继续冷加工。（5）改善或消除毛坯在铸、锻、焊时所造成的成分或组织不均匀，以提高其工艺性能和使用性能。（6）消除前一道工序（铸造、锻造、冷加工等）所产生的内应力，为下道工序最终热处理（淬火、回火）做好准备。2常用的退火方法常用的退火方法二、正火1正火的用途正火的用途 正火既可作为预备热处理工艺，为后续热处理工艺提供适宜的组织状态，也可作为最终热处理工艺，使工作具备合适的力学性能。（1）对力学性能要求不高的结构、零件，可用正火作为最终热处理，以提高其强度、硬度和韧性。（2）对低、中碳素钢，可用正火作为预备热处理，以调整硬度，改善切削加工性。2退火与正火的选用退火与正火的选用 正火与退

4、火的主要区别在于冷却速度不同，正火冷却速度较快，得到的组织细小，因而强度和硬度也较高。（1）从改善钢的切削加工性能方面考虑。一般认为，钢的硬度在20HBC 以下时具有良好的切削加工性能。（2）从使用性能方面考虑。一些受力不大的零件，力学性能要求不高，可用正火作为最后热处理，对某些大型或形状复杂的零件，当淬火有开裂的危险时，可用正火代替淬火、回火处理。（3）从经济性方面考虑。由于正火比退火生产周期短，操作简便，工艺成本低。因此。在满足钢的使用性能和工艺性能的前提下，应尽可能用正火代替退火。三、淬火淬火的目的淬火的目的 淬火是使钢材强化和获得某些特殊使用性能的主要方法，主要目的如下。（1）提高钢的

5、硬度及耐磨性。例如量具、模具、刀具等零件，通过淬火可以大幅提高其硬度及耐磨性。这类零件淬火后一般要配合低温回火。（2）提高钢的强韧性，即提高钢的硬度、强度的同时获得较高的塑韧性。如机器中的大部分承载零件（变速箱花键轴、机床主轴、齿轮等）。这类零件淬火后一般要配合高温回火。（3）提高硬磁性，如用高碳钢和磁钢制的永久磁铁。（4）提高零件的弹性，如各种弹簧。这类零件淬火后一般要配合中温回火。（5）提高钢的耐蚀性和耐热性，如不锈钢和耐热钢。四、回火1回火的目的回火的目的 淬火后的钢铁工件处于高内应力状态，不能直接使用，必须即时回火，否则会有断裂的危险。回火主要有以下几个目的。（1）减小和消除淬火时产生

6、的应力和脆性，防止和减小工件的变形和开裂。（2）获得稳定组织，保证工件在使用中形状和尺寸不发生改变。（3）调整工件的内部组织，获得工件所要求的使用性能。2回火温度的选择和确定回火温度的选择和确定（1）低温回火（温度低于250的回火）。（2）中温回火（温度为350 500）。（3）高温回火（回火温度大于500）。课目三 钢的表面热处理和化学热处理 一、表面热处理的目的 二、钢的表面淬火 三、钢的化学热处理一、表面热处理的目的一、表面热处理的目的 对于齿轮、传动轴等重要零件，通过表面热处理可以提高零件的表面性能，使其具有高硬度、高耐磨和高的疲劳强度。同时，又可以使零件心部具有足够高的塑性和韧性。防

7、止脆性断裂，从而使整个零件“表硬心韧”。二、钢的表面淬火1工艺特点工艺特点表面淬火的工艺特点如下。（1）不改变工件表面化学成分，只改变表面组织结构和性能。（2）表面与心部的成分一致，但组织结构不同。2适用材料适用材料 一般多适用于中碳钢、中碳合金钢，也少量用于工具钢、球墨铸铁等。例如用40 钢、45 钢制作的机床齿轮齿面的强化、主轴轴颈处的硬化等。三、钢的化学热处理1工艺特点工艺特点 化学热处理的工艺特点如下。（1）既改变工件表面化学成分，又改变表面组织结构和性能。（2）表面与心部的成分不同、组织结构不同。与表面热处理的不同之处是，化学热处理改变了工件表层的化学成分。2目的目的 提高表面硬度、耐磨性，而使心部仍保持一定的强度和良好的塑性、韧性。3分类分类 根据渗入元素的不同来分，化学热处理主要有渗碳、渗氮、多元渗、渗铝、渗铬等渗非金属和渗金属两大类。（1）渗碳、渗氮、碳氮共渗可提高零件的硬度、耐磨性和疲劳强度。（2）渗硼、渗铬可提高零件的耐磨性和耐腐蚀性。（3）渗铝、渗硅可提高零件的耐热性和抗氧化性。（4）渗硫是为了减小零件的摩擦系数。 其中渗碳是工业中最常用的，是齿轮、活塞以及销类零件加工中的一道重要工序。