結(jié)構(gòu)鋼的熱處理工藝、組織分析

與性能之間的關(guān)系指導(dǎo)教師：李智教授2013年11月281、了解淬火、回火工藝對(duì)結(jié)構(gòu)鋼組織和性能的影響2、確定結(jié)構(gòu)鋼具有綜合機(jī)械性能的熱處理工藝實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

結(jié)構(gòu)鋼是機(jī)械制造和工程構(gòu)件中應(yīng)用最廣泛的一類鋼。它要求具有高的綜合機(jī)械性能，即要求具有高的強(qiáng)度、硬度以及好的塑性和韌性的配合。實(shí)驗(yàn)原理熱處理熱處理是將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定的溫度，并在該溫度下保持一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻到室溫的一種熱加工工藝。其目的是改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，以改善其性能。常用的熱處理工藝為以下幾種：退火、正火、淬火和回火。

一、退

火

將鋼件加熱至高于或低于鋼的臨界溫度，經(jīng)適當(dāng)保溫后隨爐或埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中緩慢冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。目的：調(diào)整硬度，便于切削加工，適合加工的硬度為170-250HB；消除內(nèi)應(yīng)力，防止加工中變形；細(xì)化晶粒，為最終熱處理作組織準(zhǔn)備。二、正火正火是將亞共析鋼加熱到Ac3+30~50℃，共析鋼加熱到Ac1+30~50℃，過(guò)共析鋼加熱到Accm+30~50℃保溫后空冷的工藝。目的：對(duì)于低、中碳鋼(≤0.6C%)，目的與退火的相同；對(duì)于過(guò)共析鋼，用于消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備；

普通件最終熱處理。三、淬火淬火是將鋼加熱到臨界點(diǎn)以上，保溫后以大于Vk速度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。淬火是應(yīng)用最廣的熱處理工藝之一。淬火目的是為獲得馬氏體組織，提高鋼的性能1、淬火溫度-碳鋼亞共析鋼淬火溫度為Ac3+30-50℃預(yù)備熱處理組織為退火或正火組織亞共析鋼淬火組織：0.5%C時(shí)為M0.5%C時(shí)為M+A’。65MnV鋼(0.65%C)淬火組織45鋼(含0.45%C)正常淬火組織共析鋼淬火溫度為Ac1+30-50℃；淬火組織為M+A’過(guò)共析鋼淬火溫度:

Ac1+30-50℃溫度高于Accm，則奧氏體

晶粒粗大、含碳量高,

淬火后馬氏體晶粒粗大

A’量增多。使鋼硬度

耐磨性下降，脆性、變

形開(kāi)裂傾向增加。淬火組織:

M+Fe3C顆粒+A’。(預(yù)備組織為P球)T12鋼（含1.2%C）正常淬火組織2、淬火介質(zhì)理想的冷卻曲線應(yīng)只在C曲線鼻尖處快冷，而在Ms附近盡量緩冷，以達(dá)到既獲得馬氏體組織，又減小內(nèi)應(yīng)力的目的。但目前還沒(méi)有找到理想的淬火介質(zhì)。常用淬火介質(zhì)是水和油水的冷卻能力強(qiáng)，但低溫卻能力太大，只使用于形狀簡(jiǎn)單的碳鋼件理想淬火曲線示意圖MsMf油在低溫區(qū)冷卻能力較理想，但高溫區(qū)冷卻能力太小，使用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件。熔鹽作為淬火介質(zhì)稱鹽浴，冷卻能力在水和油之間,用于形狀復(fù)雜件的分級(jí)淬火和等溫淬火。聚乙烯醇、硝鹽水溶液等也是工業(yè)常用的淬火介質(zhì).3、淬火方法采用不同的淬火方法

可彌補(bǔ)介質(zhì)的不足各種淬火方法示意圖1—單液淬火法2—雙液淬火法3—分級(jí)淬火法4—等溫淬火法四、尤回箱火回火是指杠將淬嬸火鋼固加熱劣到A1以下落的某押溫度刊保溫槳適當(dāng)編時(shí)間垂后，勉置于蹤蝶空氣桿或水喝中冷痰卻的態(tài)工藝皮。1、荷目藍(lán)的：減少連或消姨除淬絞火內(nèi)坦應(yīng)力,林防止盆變形挺或開(kāi)妻裂；獲得州所需克要的敵力學(xué)肢性能爺。淬火贈(zèng)鋼一模般硬污度高幕，脆縣性大評(píng)，回長(zhǎng)火可扎調(diào)整芒硬度掀、韌援性；穩(wěn)定換尺寸；對(duì)于皺某些團(tuán)高淬馳透性貼的鋼，空巧冷即痰可淬撫火，魄如采潛用回火咐軟化虜既能降低繪硬度，又惕能縮短值軟化釀周期叼。2、脂鋼在忘回火劑時(shí)的耳轉(zhuǎn)變①馬環(huán)氏體巖的分弦解②殘意余奧義氏體蹲分解③-碳化互物轉(zhuǎn)嘩變?yōu)镕e3C④F皇e3C聚堤集長(zhǎng)魄大和胞鐵素匆體多相邊形墳化3、閉回火你脆性淬火竊鋼的暑韌性紹并不燭總是隨逗溫度祥升高臺(tái)而提冷高。在某殃些溫沖度范臣圍內(nèi)回火揀時(shí)，佳會(huì)出習(xí)現(xiàn)沖偏擊韌性底下降似的現(xiàn)葬象，稱回火譽(yù)脆性。第一走類回習(xí)火脆木性又稱著不可桶逆回當(dāng)火脆進(jìn)性。是指秀淬火舞鋼在積25劇0-傲35鏈0℃討回火站時(shí)出逗現(xiàn)的睬脆性盒。這種救回火抵脆性撿是不叨可逆同的，好只要儀在此嚷溫度標(biāo)范圍欣內(nèi)回虛火就立會(huì)出臘現(xiàn)脆誕性，碧目前級(jí)尚無(wú)昆有效伏消除隙辦法第二算類回嫂火脆保性又稱錘可逆曬回火協(xié)脆性疑。是證指淬破火鋼備在5端00辭-6悶50糖℃范圍圍內(nèi)肯回火竹后緩稻冷時(shí)津出現(xiàn)步的脆掠性.回火葛后快捧冷不約出現(xiàn)逐，是痰可逆揚(yáng)的。防止損辦法朽：⑴烤回火糞后快姐冷。⑵加入姥合金惠元素W手(約1%百)、Mo萍(約0.核5%瞧)。該怪法更隸適用眠于大林截面演的零彼部件4、玩回火條種類廣泛用于各種結(jié)構(gòu)件如軸、齒輪等熱處理。也可作為要求較高精密件、量具等預(yù)備熱處理。適用于各種高碳鋼、滲碳件及表面淬火件。應(yīng)用獲得良好的綜合力學(xué)性能，即在保持較高的強(qiáng)度同時(shí)，具有良好的塑性和韌性。

提高e及s，同時(shí)使工件具有一定韌性。在保留高硬度、高耐磨性的同時(shí)，降低內(nèi)應(yīng)力?；鼗鹉康腟回

T回

M回

回火組織500-650℃350-500℃150-250℃回火溫度高溫回火中溫回火低溫回火適用于彈簧熱處理淬火冷加高轟溫回萍火的短熱處葡理稱界作調(diào)質(zhì)伍處理，簡(jiǎn)稱調(diào)質(zhì)試驗(yàn)丘方法閘與步維驟1、林將20瀉鋼、恥45養(yǎng)鋼、密T1勁1鋼分樓別在92省0℃、8臂80℃、8夾60℃加熱影，保溫旁20子分鐘，并驚分別梢在10吸%鹽造水、水、卷和油中淬宵火；2、牲觀察慚淬火船后式湊樣的桃組織幕并測(cè)霧其洛倘氏硬繳度；3、死將各礙個(gè)試津樣分叉別在18季0℃、3善50℃、5駛60℃回火半個(gè)耍小時(shí)辯；4、蒙觀察席回火凍組織軋并測(cè)扯其洛辯氏硬溉度。試驗(yàn)煩方法跡與步懷驟實(shí)總驗(yàn)讀報(bào)往告澤要漲求1、里寫(xiě)明葉實(shí)驗(yàn)自目的之、實(shí)驚驗(yàn)原腐理及丈試驗(yàn)置方法2、學(xué)根據(jù)魚(yú)性能碰測(cè)定學(xué)和組獄織觀般察，陪能夠炊選定貸適當(dāng)芬的淬廚火回販火工浙藝得途到所界需要消的力虧學(xué)性莖能