钢的退火与正火教学课件.ppt

1、第三节第三节 钢的退火与正火钢的退火与正火 一、钢的退火一、钢的退火 二、钢的正火二、钢的正火 三、退火与正火的选用原则三、退火与正火的选用原则 四、退火、正火在零件制造工艺路线中的位置四、退火、正火在零件制造工艺路线中的位置 1 一、钢的退火一、钢的退火 将钢将钢加热加热到一定温度，到一定温度，保温保温一定时间，然后一定时间，然后缓冷缓冷(如如 炉冷炉冷)的热处理工艺的热处理工艺 近似平衡组织近似平衡组织 P（+F或或Fe3CII）（一）完全退火（一）完全退火（退火）（退火）亚共析钢亚共析钢 THAc33050?组织：组织：P+F?目的目的：细化、均匀化粗大、不均匀原始组织；细化、均匀化粗大

2、、不均匀原始组织；降低硬度降低硬度切削性切削性 消除内应力。消除内应力。2（二）（二）等温退火等温退火 亚共析钢亚共析钢 THAc3+3050；过共析钢过共析钢 THAc1+3050。保温后快冷到保温后快冷到Ar1以下珠光体转变区某一温度等温，以下珠光体转变区某一温度等温，使使AP后空冷。后空冷。?目的目的：同完全退火。：同完全退火。?特点特点：与退火相比可大大缩短时间、提高生：与退火相比可大大缩短时间、提高生 产率；组织均匀，退火工件的加工工产率；组织均匀，退火工件的加工工 艺性能好。艺性能好。3（三）（三）球化退火球化退火（不完全退火）（不完全退火）加热温度略高于加热温度略高于Ac1温度（

3、温度（Ac12030）保温，保温，炉冷到炉冷到Ar1以下等温一段时间或以非常缓慢的速度冷以下等温一段时间或以非常缓慢的速度冷却。却。?组织组织：球状球状P（?+粒状粒状Fe3C）?目的目的：使使Fe3C球化球化硬度硬度，韧性，韧性切削性切削性 为淬火作组织准备为淬火作组织准备?应用范围应用范围：高碳钢、合金工具钢高碳钢、合金工具钢 4 Fe3C（白色颗粒）（白色颗粒）?基体基体 T12A钢球化退火显微组织钢球化退火显微组织 5（四）扩散退火（四）扩散退火 TH=Ac3+150250（10501150）将金属铸锭、铸件或锻坯，在略低于固相线的将金属铸锭、铸件或锻坯，在略低于固相线的温度温度（10

4、50-1150）长时间加热，以长时间加热，以消除或减消除或减少晶内偏析（枝晶偏析），少晶内偏析（枝晶偏析），达到均匀化的目的，达到均匀化的目的，这种热处理工艺称为这种热处理工艺称为 扩散退火扩散退火（亦称为（亦称为均匀化均匀化退火退火）。）。?组织组织：P+F 或或 P+Fe3CII?目的目的：消除偏析，使成分、组织均匀化。消除偏析，使成分、组织均匀化。?适于钢种适于钢种：合金钢、铸件、焊接件及锻坯。：合金钢、铸件、焊接件及锻坯。6 Cu-20%NiCu-20%Ni偏析组织与偏析组织与退火组织退火组织 7（五）（五）去应力退火去应力退火 将冷变形后的金属加热到再结晶温度以下保将冷变形后的金属加

5、热到再结晶温度以下保温，然后缓慢冷却（如炉冷）到温，然后缓慢冷却（如炉冷）到200300出炉空冷的热处理工艺称为出炉空冷的热处理工艺称为 去应力退火去应力退火。加热温度加热温度 Ac1，一般为，一般为 500650。?目的目的：消除冷热加工后的内应力，以稳定尺寸，减少变形。消除冷热加工后的内应力，以稳定尺寸，减少变形。?应用举例应用举例：铸造或焊接的机床床身、导轨；铸造或焊接的机床床身、导轨；机加工成型的螺旋被动锥齿轮。机加工成型的螺旋被动锥齿轮。8（六）（六）再结晶退火再结晶退火 T再再+100200 将将冷变形后的金属冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保加热到再结晶温度以上保持适当的时间，

6、使变形晶粒重新形核，转变持适当的时间，使变形晶粒重新形核，转变为均匀细小的等轴晶粒，同时消除加工硬化为均匀细小的等轴晶粒，同时消除加工硬化的热处理工艺称为的热处理工艺称为 再结晶退火再结晶退火?加热温度加热温度：T再再+100200，一般在一般在650700之间之间?目的目的：消除加工硬化消除加工硬化?应用应用：冷冲杯、桶形件、冷拔棒、冷轧板等。：冷冲杯、桶形件、冷拔棒、冷轧板等。9 二、钢的正火二、钢的正火 将钢加热到将钢加热到Ac3（或（或Accm）以上）以上3050，保温一，保温一定时间，然后定时间，然后空冷空冷（风冷、喷雾）的热处理工艺。（风冷、喷雾）的热处理工艺。?组织组织：S（+F

7、少少 或或 Fe3CII少少）?应用应用：（一）（一）作为作为预先热处理预先热处理的正火工艺的正火工艺 1.改善低碳钢切削加工性能。改善低碳钢切削加工性能。10 2.消除中碳钢热加工缺陷。消除中碳钢热加工缺陷。消除魏氏组织、粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。消除魏氏组织、粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。高碳钢中的高碳钢中的W 中碳钢中的中碳钢中的W 11 高速钢正常淬火组织高速钢正常淬火组织与粗大组织与粗大组织 12 高速钢锻造高速钢锻造带状组织带状组织 4545钢带状组织钢带状组织 13 3.消除过共析钢的网状碳化物。消除过共析钢的网状碳化物。Fe3CII 高高碳碳钢钢退退火火组组织织 14(二二

8、)作为作为最终热处理最终热处理的正火工艺的正火工艺 1.提高普通结构件的力学性能。提高普通结构件的力学性能。2.避免淬火时的变形和开裂避免淬火时的变形和开裂(但不能充分发挥但不能充分发挥材料的性能潜力材料的性能潜力)。15 16 三、退火与正火的选用原则三、退火与正火的选用原则（一）（一）从切削加工性上考虑从切削加工性上考虑?低、中碳钢低、中碳钢正火正火?中高碳钢、合金工具钢中高碳钢、合金工具钢完全退火（完全退火（0.50.75C），），球化退火（球化退火（0.75C）金属最佳切削硬度金属最佳切削硬度170230HBS 17（二）从使用性能上考虑（二）从使用性能上考虑 1.对性能要求不太高的零

9、件，选用正火作为最终热对性能要求不太高的零件，选用正火作为最终热处理。处理。2.为最终热处理提供良好的组织状态。为最终热处理提供良好的组织状态。工具钢工具钢正火正火+球化退火球化退火 结构钢结构钢正火正火 返修件、尺寸较大及形状复杂零件返修件、尺寸较大及形状复杂零件退火退火（三）从经济成本上考虑（三）从经济成本上考虑 在可能的条件下应尽量选用在可能的条件下应尽量选用 正火正火。18 四、退火、正火在零件制造工艺路线中的位置四、退火、正火在零件制造工艺路线中的位置 铸、锻（或原材料）毛坯铸、锻（或原材料）毛坯 退火（正火）退火（正火）粗加工粗加工 淬火回火淬火回火 精加工（磨削）精加工（磨削）?

10、例例1：20CrMnTi钢汽车后桥螺旋被动齿轮加工的主钢汽车后桥螺旋被动齿轮加工的主要工序有：要工序有：下料下料 锻造锻造预先热处理（正火）预先热处理（正火）机加工机加工（车、（车、钻、铣等）钻、铣等）渗碳渗碳 淬火淬火+低温回火低温回火 清洗清洗 精加精加工（磨削、研磨等）。工（磨削、研磨等）。19?例例2：滚动轴承的生产工艺路线：滚动轴承的生产工艺路线：下料下料 锻造锻造 预先热处理（球化退火）预先热处理（球化退火）机加工机加工（车等）（车等）淬火淬火+低温回火低温回火 清洗清洗 磨削加工磨削加工 成品。成品。20 随堂思考题（见习题集上随堂思考题（见习题集上34-37、13-16题）题）

11、34.34.经过冷轧后的经过冷轧后的1515钢钢板，要求低硬度和高钢钢板，要求低硬度和高 塑性，应该采用的合适热处理方法是（塑性，应该采用的合适热处理方法是（）（a a）淬火）淬火+高温回火高温回火 （b b）完全退火）完全退火 （c c）高温回火）高温回火 （d d）再结晶退火）再结晶退火 35.ZG3535.ZG35的铸造齿轮应该采用的合适退火工艺的铸造齿轮应该采用的合适退火工艺 是（是（）（a a）完全退火）完全退火 （b b）不完全退火）不完全退火 （c c）再结晶退火）再结晶退火 （d d）球化退火）球化退火 21 36.36.具有较严重网状碳化物的具有较严重网状碳化物的T12T12

12、钢应采用的钢应采用的 预先热处理工艺是（预先热处理工艺是（）（a a）球化退火）球化退火 （b b）完全退火）完全退火 （c c）正火）正火+球化退火球化退火 （d d）正火）正火+完全退火完全退火 37.37.具有较严重网状碳化物的具有较严重网状碳化物的GCr15GCr15钢应采用钢应采用 的预先热处理工艺是（的预先热处理工艺是（）（a a）球化退火）球化退火 （b b）正火）正火+完全退火完全退火 （c c）正火）正火+球化退火球化退火 （d d）完全退火）完全退火 22 13.13.对同一种钢，退火后的硬度总比正火后的对同一种钢，退火后的硬度总比正火后的 硬度高。（硬度高。（）14.14.正火也可以用作最终热处理。（正火也可以用作最终热处理。（）15.15.过共析钢的预先热处理一般都包含有球化过共析钢的预先热处理一般都包含有球化 退火工艺。（退火工艺。（）16.16.等温球化退火没有连续冷却球化退火工艺等温球化退火没有连续冷却球化退火工艺 的球化效果好。（的球化效果好。（）23