课题三 钢的热处理（课件）《金属加工与实训（基础常识与技能训练）》同步教学（人邮版)

课题三 钢的热处理 钢的热处理综述 一 课题三 钢的热处理 刚的普通热处理 二 　钢的表面热处理和化学热处理 三 课目一 钢的热处理综述 一、热处理的概念和目的 二、热处理的基本过程和原理 三、热处理的分类和应用 一、热处理的概念和目的 1．热处理的概念 热处理就是使固态金属加热到一定温度，并在这个温度保持一定时间（保温），然后以一定的冷却速度、方式冷却下来，从而改变金属内部组织，获得预期性能的工艺过程。 2．热处理的目的 热处理不仅可以改善工件的加工工艺性能，更重要的是可以改善其使用性能，特别显著地提高其力学性能，并延长其使用寿命。达到充分发挥材料潜力，提高产品质量，延长使用寿命的目的。 不同化学成分的材料可以具有不同的力学性能，而同一化学成分的材料，由于有不同的内部组织，也可以具有不同的性能，通过不同的热处理方法可以改变材料的内部组织。 二、热处理的基本过程和原理 1．加热 2．保温 3．冷却 三、热处理的分类和应用 课目二 钢的普通热处理 一、退火 二、正火 三、淬火 四、回火 一、退火 1．退火的用途 通过退火处理可以达到以下目的。 （1）降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。 （2）消除工件中的残余应力，防止工件变形和开裂。 （3）消除缺陷，改善组织，细化晶粒，提高钢的力学性能。 （4）消除冷作硬化，提高塑性以利于继续冷加工。 （5）改善或消除毛坯在铸、锻、焊时所造成的成分或组织不均匀，以提高其工艺性能和使用性能。 （6）消除前一道工序（铸造、锻造、冷加工等）所产生的内应力，为下道工序最终热处理（淬 火、回火）做好准备。 2．常用的退火方法 二、正火 1．正火的用途 正火既可作为预备热处理工艺，为后续热处理工艺提供适宜的组织状态，也可作为最终热处理工艺，使工作具备合适的力学性能。 （1）对力学性能要求不高的结构、零件，可用正火作为最终热处理，以提高其强度、硬度和韧性。 （2）对低、中碳素钢，可用正火作为预备热处理，以调整硬度，改善切削加工性。 2．退火与正火的选用 正火与退火的主要区别在于冷却速度不同，正火冷却速度较快，得到的组织细小，因而强度和硬度也较高。 （1）从改善钢的切削加工性能方面考虑。一般认为，钢的硬度在20HBC 以下时具有良好的切削加工性能。 （2）从使用性能方面考虑。一些受力不大的零件，力学性能要求不高，可用正火作为最后热处理，对某些大型或形状复杂的零件，当淬火有开裂的危险时，可用正火代替淬火、回火处理。 （3）从经济性方面考虑。由于正火比退火生产周期短，操作简便，工艺成本低。因此。在满足钢的使用性能和工艺性能的前提下，应尽可能用正火代替退火。 三、淬火 淬火的目的 淬火是使钢材强化和获得某些特殊使用性能的主要方法，主要目的如下。 （1）提高钢的硬度及耐磨性。例如量具、模具、刀具等零件，通过淬火可以大幅提高其硬度及耐磨性。这类零件淬火后一般要配合低温回火。 （2）提高钢的强韧性，即提高钢的硬度、强度的同时获得较高的塑韧性。如机器中的大部分承载零件（变速箱花键轴、机床主轴、齿轮等）。这类零件淬火后一般要配合高温回火。 （3）提高硬磁性，如用高碳钢和磁钢制的永久磁铁。 （4）提高零件的弹性，如各种弹簧。这类零件淬火后一般要配合中温回火。 （5）提高钢的耐蚀性和耐热性，如不锈钢和耐热钢。 四、回火 1．回火的目的 淬火后的钢铁工件处于高内应力状态，不能直接使用，必须即时回火，否则会有断裂的危险。 回火主要有以下几个目的。 （1）减小和消除淬火时产生的应力和脆性，防止和减小工件的变形和开裂。 （2）获得稳定组织，保证工件在使用中形状和尺寸不发生改变。 （3）调整工件的内部组织，获得工件所要求的使用性能。 2．回火温度的选择和确定 （1）低温回火（温度低于250℃的回火）。 （2）中温回火（温度为350℃～ 500℃）。 （3）高温回火（回火温度大于500℃）。 课目三 钢的表面热处理和化学热处理 一、表面热处理的目的 二、钢的表面淬火 三、钢的化学热处理 一、表面热处理的目的 对于齿轮、传动轴等重要零件，通过表面热处理可以提高零件的表面性能，使其具有高硬度、高耐磨和高的疲劳强度。同时，又可以使零件心部具有足够高的塑性和韧性。防止脆性断裂，从而使整个零件“表硬心韧”。 二、钢的表面淬火 1．工艺特点 表面淬火的工艺特点如下。 （1）不改变工件表面化学成分，只改变表面组织结构和性能。 （2）表面与心部的成分一致，但组织结构不同。 2．适用材料 一般多适用于中碳钢、中碳合金钢，也少量用于工具钢、球墨铸铁等。例如用40 钢、45 钢制作的机床齿轮齿面的强化、主轴轴