1、1、了解淬火、回火工藝對結(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 驗 目 的,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 驗 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

2、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+3050，過共析鋼加熱到Accm+30 50保溫后空冷的工藝。 目 的：對于低、中碳鋼(0.6C%)，目的與退火的相同；對于過共析鋼，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

3、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時為M 0.5%C時為M+A。,共 析 鋼,淬火溫度為Ac1+30-50；淬火組織為M+A,過 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

4、目前還沒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，只使用于形狀簡單的碳鋼件,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,四、回 火,回火是指將淬火鋼加熱到A1以下的某溫度保溫適當(dāng)時間后，置于空氣或水中冷卻的工藝。 1、目 的：減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力, 防止變形或開裂；獲得所需要的力學(xué)性能。淬火鋼一般硬度高，脆性大，回火可調(diào)整硬度、韌性；穩(wěn)定

5、尺寸；對于某些高淬透性的鋼，空冷即可淬火，如采用回火軟化既能降低硬度，又能縮短軟化周期。,2、鋼在回火時的轉(zhuǎn)變,馬氏體的分解 殘余奧氏體分解 -碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3C Fe3C聚集長大和鐵素體多邊形化,3、回火脆性,淬火鋼的韌性并不總 是隨溫度升高而提高。 在某些溫度范圍內(nèi) 回火時，會出現(xiàn)沖擊 韌性下降的現(xiàn)象， 稱回火脆性。,第一類回火脆性,又稱不可逆回火脆性。是指淬火鋼在250-350回火時出現(xiàn)的脆性。 這種回火脆性是不可逆的，只要在此溫度范圍內(nèi)回火就會出現(xiàn)脆性，目前尚無有效消除辦法,第二類回火脆性,又稱可逆回火脆性。是指淬火鋼在500-650范圍內(nèi)回火后緩冷時出現(xiàn)的脆性. 回火后快冷不出現(xiàn)，是可逆的。 防止辦法： 回火后快冷。 加入合金元素W (約1%)、 Mo(約0.5%)。該法更適用于大截面的零部件,4、回火種類,淬火加高溫回火的熱處理稱作調(diào)質(zhì)處理，簡稱調(diào)質(zhì),試驗方法與步驟,1、將20鋼、45鋼、T11鋼分別在920、880、860加熱，保溫20分鐘，并分別在10%鹽水、水、和油中淬火； 2、觀察淬火后式樣的組織并測其洛氏硬度； 3、將各個試樣分別在180、350、560回火半個小時； 4、觀察回火組織并測其洛氏硬度。,試驗方法與步驟,實 驗 報 告 要 求,1、寫明實驗