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根據加熱、冷卻方式及鋼組織性能變化特點不同： 第三節(jié) 鋼的退火與正火 機械零件的一般加工工藝為：毛坯（鑄、鍛）→ 預備熱處理 → 機加工 → 最終熱處理 退火與正火主要用于預備熱處理，只有當工件性能要求不高時才作為最終熱處理 一、退火 將鋼加熱至適當溫度保溫，然后緩冷（爐冷）的熱處理工藝叫做退火 2. 退火工藝 （2）等溫退火 （3）球化退火 球化退火的組織為鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體的組織，稱球狀珠光體，用P球表示 二、正火 2. 正火的目的 第四節(jié) 鋼的淬火 淬火是將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以大于Vk速度冷卻，使奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝 一、淬火溫度 1. 碳鋼 亞共析鋼淬火組織： 在Ac1 ~ Ac3之間的加熱淬火稱亞溫淬火 （2）共析鋼 （3）過共析鋼 2. 合金鋼 二、淬火介質 理想的冷卻曲線應只在C曲線鼻尖處快冷，而在Ms附近盡量緩冷，以達到既獲得馬氏體組織，又減小內應力的目的 但目前還沒有找到理想的淬火介質 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 熔鹽作為淬火介質稱鹽浴，冷卻能力在水和油之間，用于形狀復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 三、淬火方法 采用不同的淬火方法可彌補介質的不足 工件先在一種冷卻能力強的介質中冷卻，躲過鼻尖后，再在另一種冷卻能力較弱的介質中發(fā)生馬氏體轉變的方法。如水淬油冷，油淬空冷 優(yōu)點是冷卻理想，缺點是不易掌握 用于形狀復雜的碳鋼件及大型合金鋼件 3. 分級淬火法 4. 等溫淬火法 第五節(jié) 鋼的淬透性 淬透性是鋼的主要熱處理性能 是選材和制訂熱處理工藝的重要依據之一 一、淬透性的概念 二、淬透性與淬硬層深度的關系 同一材料的淬硬層深度與工件尺寸、冷卻介質有關 三、影響淬透性的因素 鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度Vk，Vk越小，淬透性越高 Vk取決于C曲線的位置，C曲線越靠右，Vk越小 四、淬透性的測定及其表示方法 1. 淬透性的測定常用末端淬火法 2. 淬透性的表示方法 （2）用臨界淬透直徑表示 五、淬透性的應用 1. 利用淬透性曲線及圓棒冷速與端淬距離的關系曲線可以預測零件淬火后的硬度分布 2. 利用淬透性曲線進行選材 3. 利用淬透性可控制淬硬層深度 不同冷卻條件下的轉變產物 第六節(jié) 鋼的回火 回火是指將淬火鋼加熱到A1以下的某溫度保溫后冷卻的工藝 3. 穩(wěn)定尺寸：M和A’都是非平衡組織，有自發(fā)向平衡組織轉變的傾向；回火可使M與A’轉變?yōu)槠胶饣蚪咏�平衡的組織，防止使用時變形 4. 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 二、鋼在回火時的轉變 淬火鋼回火時的組織轉變主要發(fā)生在加熱階段，隨加熱溫度升高，淬火鋼的組織發(fā)生四個階段變化 1. 馬氏體的分解 在光鏡下M回為黑色，A’為白色  0.2%C時，不析出-碳化物，只發(fā)生碳在位錯附近的偏聚 4. Fe3C聚集長大和鐵素體多邊形化 （二）回火時的性能變化 200℃以下，由于馬氏體中碳化物的彌散析出，鋼的硬度并不下降，高碳鋼硬度甚至略有提高 三、回火脆性 淬火鋼的韌性并不總是隨溫度升高而提高 在某些溫度范圍回火時，會出現(xiàn)沖擊韌性下降的現(xiàn)象，稱回火脆性 1. 第一類回火脆性 四、回火種類 根據鋼的回火溫度范圍，可將回火分為三類： 第七節(jié) 鋼的表面淬火 表面淬火是指在不改變鋼的化學成分及心部組織情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化后進行淬火以強化零件表面的熱處理方法 表面淬火目的：表硬里韌 1. 表面淬火用材料 2. 預備熱處理 3. 表面淬火后的回火 5. 表面淬火常用加熱方法 感應加熱分為： ② 中頻感應加熱：頻率為2500~8000 Hz，淬硬層深度2~10 mm ③ 工頻感應加熱：頻率為50 Hz，淬硬層深度10~15 mm 2）火焰加熱：利用乙炔火焰直接加熱工件表面的方法；成本低，但質量不易控制 3）激光熱處理：利用高能量密度的激光對工件表面進行加熱的方法；效率高，質量好 第八節(jié) 鋼的化學熱處理 與表面淬火相比，化學熱處理不僅改變鋼的表層組織，還改變其化學成分 化學熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一 根據滲入的元素不同，化學熱處理可分為滲碳、氮化、多元共滲、滲其它元素等 一、化學熱處理的基本過程 1. 介質（滲劑）的分解：分解的同時釋放出活性原子 如：滲碳 CH4 → 2H2 + [C] 氮化 2NH3 → 3H2 + 2[N] 2. 工件表面的吸收：活性原子向固溶體溶解或與鋼中某些元素形成化合物 3. 原子向內部擴散 二、鋼的滲碳 1. 滲碳目的 3. 滲碳方法 （2）固體滲碳法 4. 滲碳溫度：為900~950℃ 滲碳層厚度（由表面到過渡層一半處的厚度）：一般為0.5~2mm 5. 滲碳后的熱處理 （2）一次淬火法：滲碳緩冷后重新加熱淬火 （3）二次淬火法： 滲碳緩冷后第一次加熱為心部Ac3 + 30~50℃，細化心部；第二次加熱為Ac1 + 30~50℃，細化表層 常用方法是滲碳緩冷后，重新加熱到Ac1 + 30~50℃淬火 + 低溫回火，此時組織為： 表層：M回 + 顆粒狀碳化物 + A’（少量） 心部：M回 + F（淬透時） 三、鋼的氮化 氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程 3. 常用氮化方法 4. 氮化的特點及應用 3）工件變形小：原因是氮化溫度低，氮化后不需進行熱處理 4）耐蝕性好：因為表層形成的氮化物化學穩(wěn)定性高Phc紅軟基地

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