1.3汽车典型零件热处理 (课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（人民邮电版）

任 务 三 汽车典型零件热处理 任务引入 汽车发动机曲轴轴颈处要求有高的硬度和耐磨性；汽车齿轮要求齿面具有足够的硬度，同时齿心具有较好的韧性。 为达到使用要求，曲轴、齿轮必须进行热处理。那么，它们采用了哪些热处理工艺，其作用如何？ 1．掌握钢的热处理概念。 2．掌握汽车典型零件的热处理方法及应用。 学习目标 相关知识 一、钢的热处理的组织改变原理 二、钢的热处理 热处理是将钢铁材料在固态下以适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织和性能的工艺过程，可用下图所示的工艺曲线表示。 一、钢的热处理的组织改变原理 1．钢在加热时的转变 （1）钢的相变点 平衡相变点： 加热相变点： 冷却相变点： A1、A3、Acm Ac1、Ac3、Accm Ar1、Ar3、Arcm 加热工序目的：得到奥氏体（A）。 F Fe3C A 未溶Fe3C 残余Fe3C A A 共析钢中奥氏体形成过程示意图 （1）奥氏体晶核的形成 （2）奥氏体晶核的长大 （3）剩余渗碳体的溶解 （4）奥氏体的均匀化 奥氏体形成过程四个阶段： （2）奥氏体的形成 任何成分的钢加热到Ac1点以上时，都要发生珠光体向奥氏体的转变，并使其成分均匀化，即进行奥氏体化。 转变过程遵从结晶的普遍规律。 使零件内外温度均匀和转变完全，而且还可以获得成分均匀的奥氏体，以便钢冷却后获得良好的组织和性能。 冷却方式 随炉缓冷 空冷 油冷 水冷 冷却速度 10℃/min 10℃/s 150℃/s 600℃/s 所得硬度 12HRC 26HRC 41HRC 63HRC 表1-3 冷却速度与力学性能 2．钢的热处理保温阶段的目的 3．钢在冷却时的转变 珠光体 索氏体 （1）珠光体（P）：形成温度为 A1～650℃，片层较厚，500倍光镜下可辨，硬度值小于20HRC。 （2）索氏体（S）：形成温度为650～600℃，片层较薄，800-1000倍光镜下可辨，硬度值为22～35HRC。 共析钢冷却转变后所获得组织的形成温度和硬度： （3）托氏体（T）：形成温度为600～550℃，片层极薄，电镜下可辨，硬度值为35～42HRC。 托氏体 珠光体、索氏体、托氏体三种组织无本质区别，只是形态上有粗细之分，因此其界限也是相对的。 上贝氏体 下贝氏体 （4）贝氏体（B）： 上贝氏体（B上）：形成温度为550～350℃，在光镜下呈羽毛状，硬度值为40～45HRC。 下贝氏体（B下）：形成温度为350～230℃，在光镜下呈竹叶状，硬度值为45～55HRC。 （500×） （500×） 板条状--低碳马氏体（C%＜0.2%），在光镜下呈细板条状； 针片状--高碳马氏体（C% ＞1%），在光镜下呈竹叶状。 板条状马氏体 针片状马氏体 （5）马氏体（M）：形成温度在230℃以下，硬度值为55～65HRC。 （1000×） （1500×） 热 处 理 普 通 热处理 表 面 热处理 退火、正火、 淬火、回火。 表面 淬火 化学热处理 感应加热淬火 火焰加热淬火 钢的渗碳 钢的渗氮 二、钢的热处理 根据热处理的作用不同，热处理一般可分为预备热处理和最终热处理。 只有当工件性能要求不高时，才作为最终热处理。 一般零件生产的工艺路线： 退火是将钢件加热到高于或低于钢的临界点，保温一定时间，随后在炉中或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡组织的一种热处理工艺，又称“焖火”。 （一）普通热处理 1．退火 加热温度 Ac3+30～50℃ 消除残余内应力 500℃～650℃ 去应力退火 消除加工硬化 ①使Fe3C球化，降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能；②为淬火作组织准备。 Ac1+20～30℃ 球化退火 不完全退火 亚共析钢 ①细化晶粒，均匀化组织； ②降低硬度，便于切削加工； ③消除内应力。 适用钢种 退火目的 退火工艺 再结晶退火 完全退火 过共析钢 合金工具钢 所有碳钢 650℃～700℃ 所有碳钢 2. 正火 正火是将钢件加热到Ac3（对于亚共析钢）或Accm （对于过共析钢）以上30℃～50℃，保温后从炉内取出，在空气中冷却的热处理工艺。 正火目的： ① 对于低、中碳钢（wc≤0.6%），目的与退火的相同。 ② 对于过共析钢，用于消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。 ③ 对于普通件，作为最终热处理。 3.淬火 将钢件加热到Ac3或Ac1以上30℃～50℃，保温一定时间后，在水、盐水或油等介质中快速冷却，从而获得马氏体或贝氏体组织的一种热处理工艺。 淬火目的： ① 提高钢的强度