钢的淬火
● 钢的淬透性与淬硬性
● 淬硬性 ——钢在淬火后所能达到的最高硬度 其大小与M中的含碳量有关，含碳越多，淬火后硬度就越高
● 淬透性与淬硬性的关系
钢种 碳素结构钢 ( 20 ) 碳素工具钢( T10A ) 低碳合金结构钢 ( 18Cr2Ni4WA ) 高碳高合金工具钢
( Cr12MoV )
淬硬性 低 高 低
(亚、共、过析钢)
①细化晶粒，↑HB， 改善切削性
②消除网状Fe3C
Ac3
Ac1
Ac1
Ac3 Ac1
钢的退火与正火
● 退火工艺
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钢的退火与正火
● 正火工艺
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钢的退火与正火
● 退火与正火工艺的加热温度范围
亚共析钢
共析钢
过共析钢
温 度
● 双液淬火
● 分级淬火
A1
不变形、开裂，适 于复杂、精度高、 强韧性高的工件
● 等温淬火
分级淬火 单液淬火 双液淬火
等温淬火
时间
碳钢用水 合金钢用油
能较好防止变形和开裂 但需要较高的操作技术
能有效防止变形和开 裂，适于复杂、变形 要求小的工件
钢的淬火
● 钢的淬透性与淬硬性
淬硬层越深， 淬透性越好
高
淬透性 小 小 大
大
二者没有必然的联系
钢的回火
● 回火原因
钢淬火后获得的马氏体和少量的残余奥氏体，处于不稳定状态，会自发向 稳定组织转变，从而引起工件变形甚至开裂。因此，钢淬火后必须及时回火
●淬回火火后定的义钢重新加热到AC1以下工名某艺称一温回温(℃度火度保) 温一回硬(H定火度RC时后) 间，然性后能空特冷点到室温的用工途艺
项目三 钢的热处理
任务1 热处理基本原理
● 钢加热时的组织转变 ● 钢冷却时的组织转变
任务2 常见热处理工艺
● 普通热处理工艺 ● 表面淬火 ● 化学热处理
任务3 热处理技术标注、位置与工艺分析
● 热处理工艺位置安排 ● 典型零件、工具的工艺分析
任务习题
钢的退火与正火
● 退火与正火工艺的比较
退火工艺 正火工艺
＞0.5%的亚共析钢选完全退火，↓HB，改善切削性 3）消除网状Fe3C，选正火 4) 提高经济效益,选正火
钢的淬火
● 加热
● 亚共析钢 Ac3+（30～50℃） ● 共、过共析钢 Ac1+（20～40℃）
● 保温
● 冷却
● 理想淬火冷却介质
温度 (℃) 800 700 600
500 40
3000 Ms 200
● 淬透性
——钢在淬火时所能得到的淬硬层(马氏体组织占50%处)的深度，
即获得M的能力
➢ 淬透性大小对力学性能的影响
淬透性好的钢：从表到 里均可获良好的性能
淬透性不好的钢：心部 性能较差
➢ 淬透性的意义 ——合理选择材料、制订热处理工艺的依据
▲受力复杂 、对力学性能要求较高的零件，要选择淬透性好的钢 ▲要求表面耐磨，心部性能要求不高的零件可选淬透性较差的钢
● 钢种
中碳钢或中碳低合金钢，也可用于工具钢不宜用于形状 复杂的零件及单件生产
● 热处理特点
表面淬火前
表面淬火后
调质
淬火+低温回火
钢的表面热处理
● 感应表面淬火
钢的表面热处理
● 回火方法与应用
高温 500
回火
～
600
25～35
重要结构件 综合力学性能 机械零件
钢的回火
● 调质
调质就是淬火+高温回火的热处理工艺，可使工件获得综合力学性能
钢的表面热处理
● 表面淬火 ● 特点
不改变表面化学成分，只改变表面组织，而心部仍保留原退火、正火或调质组织
● 性能
表硬
1）表面：高硬度、高耐磨性
100 0 Mf
-100
0
1
10 102
A1 103 104 时间(s)
0.0218% 0.77% ● 淬火工艺
钢的淬火
● 淬火工艺
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钢的淬火
● 冷却 ● 常用淬火冷却介质
淬火介质
水
油
盐水
碱浴 硝盐浴
650～ 冷 550℃ 速
200～ 300℃
特点
பைடு நூலகம்
600℃/s 快
心韧
2）心部：足够的强度、韧性
● 工艺
快速加热，使钢的表层A化，在热量尚未传到零件中心时就立即予以冷却淬火
● 方法
感应加热法、火焰加热法、激光加热法等
钢的表面热处理
● 感应表面淬火
● 原理
● 特点
1）加热速度快 2）工件表面质量高，淬火变形小 3）易实现机械化和自动化及大批量生产， 劳动生产率高 4）设备昂贵，维修调整较难
270℃/s 太快
低温冷速快工 件易变形开裂 高温冷速快可 保证工件淬硬 冷却能力对水 温敏感 成本低廉
150℃/s 太慢
30℃/s 慢
低温冷速慢，工 件不易变形、开裂 高温冷速慢，工 件易分解，淬不硬 易老化、易燃 油温增加，冷却 能力增加
1000～1200℃/s
300℃/s
冷却能力强 工件表面质量 好，硬度均匀 易变形开裂 易腐蚀
加热 冷却 应用
目的
工艺 曲线
退火
完全退火
Ac3 + 30～50℃
球化退火 Ac1 + 20～40℃
去应力退火 500～600℃
炉冷 亚共析钢
炉冷
共析、 过共析钢
炉冷
铸、锻、 焊件
细化晶粒，↓HB获，球状P,细化 改善切削性 晶粒，↓HB，
改善切削性
消除内应力
正火
Ac3（Accm） + 30～50℃ 空冷 所有钢
●1回）火消目除淬的火内应力，降低钢的低回温火脆性，12防～5500止工件58变～形64与开高磨内裂硬性应度 ， 力、 脆 低高 性耐 、
工具钢、滚 动轴承、渗 碳件、表面 淬火件
2）调整力学性能
中温 350
3）稳定工件的形状和尺寸 回火
～ 500
35～50
高弹性、屈强 比及一定韧性 抗疲劳性
弹簧钢、 热作模具
钢的退火与正火
● 退火与正火工艺的区别
1）力学性能 正火的强度、硬度高于退火退火的塑性好于正火
2）切削加工 退火通过↓HB，而正火通过↑HB，改善切削性
3）经济性 退火冷却慢，经济性较差；正火冷却快，经济性好
● 退火与正火工艺的选择
1）提高力学性能：优先选正火，正火还可作为工件的最终热处理 2）改善切削加工性：＜0.5%的亚共析钢选正火，↑HB，改善切削性
比油 比油稍
快
弱
比油 弱
比油弱
既能保证工件 淬硬，又能使变 形开裂程度减少 流动性好 工作环境差
用途
尺寸小、形 状简单碳钢
合金钢 小截面碳钢
形状简单，截面 小件、形状复杂、 尺寸大的碳钢 精度高的工件
钢的淬火
● 淬火方法
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钢的淬火
● 淬火方法
● 单液淬火