钢的退火和正火PPT课件下载推荐.ppt

1、金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火箱式电阻炉箱式电阻炉井式电阻炉井式电阻炉金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火1 1、加热温度的确定、加热温度的确定（1 1）确定加热温度的）确定加热温度的依据：依据：金属及合金的状态图，具体材料的热处理工艺可查有关手册。金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火（2 2）加热温度的确定：）加热温度的确定：理论依据：相变临界点、再结晶温度。具体依据：工件的热处理目的，并受工件的原材料、尺寸、加工过程等的影响。选择加热温度是一个较复杂的多因素问题，如下图中的程序方框图。金属

2、热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火（3 3）加热温度不当导致的热处理缺陷）加热温度不当导致的热处理缺陷过过烧烧：在在粗粗大大晶晶粒粒的的晶晶界界上上出出现现局局部部熔熔化化或或氧氧化化现现象。极易导致淬火开裂。象。过过热热：加加热热温温度度过过高高或或保保温温时时间间过过长长将将导导致致奥奥氏氏体体晶晶粒粒剧剧烈烈长长大大，在在以以后后的的退退火火或或正正火火过过程程中中形形成成粗粗大大的的铁铁素素体体、马马氏氏体体等等，晶晶间间存存在在着着明明显显的的显显微微裂裂纹纹，易易导导致致淬淬火火开开裂

3、裂。且且晶晶粒粒粗粗化化使使材材料料的的韧韧性性、强度降低。强度降低。欠欠热热：加加热热不不足足时时，未未充充分分奥奥氏氏体体化化，钢钢中中的的第第二二相相未未能能完完全全溶溶解解、冶冶炼炼或或热热加加工工过过程程中中的的缺缺陷陷不不能能完完全全消消除除，会会发发生生淬淬火火软软点点、硬硬度度不不均均或或不不足足、红红硬性下降等。硬性下降等。金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火T12钢钢 过烧过烧 晶粒粗大，晶界氧化，部分晶界熔化形成裂纹晶粒粗大，晶界氧化，部分晶界熔化形成裂纹金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火2 2、加热速度的

4、确定、加热速度的确定依据：主要由被加热工件在单位时间内、单位面积上所接主要由被加热工件在单位时间内、单位面积上所接受的热能来确定。且受材料的成分、工件的尺寸、以及热受的热能来确定。且受材料的成分、工件的尺寸、以及热处理工艺要求的不同所制约。处理工艺要求的不同所制约。加热速度越快加热速度越快，相变临界点提高越多，奥氏体形成的各个，相变临界点提高越多，奥氏体形成的各个阶段均移向较高的温度，完成奥氏体化的时间越短。并使奥阶段均移向较高的温度，完成奥氏体化的时间越短。并使奥氏体形成时的起始氏体形成时的起始晶粒细化晶粒细化，随之淬火可使工件具有，随之淬火可使工件具有高的表高的表面硬度、强度、耐磨性，塑韧

5、性也较高面硬度、强度、耐磨性，塑韧性也较高。但快速加热产生的热应力大，易产生变形、扭曲、开裂。金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火（1 1）允许的加热速度：）允许的加热速度：与钢的化学成分、工件尺寸及加热与钢的化学成分、工件尺寸及加热的温度范围有关。可用传热学公式进行预测计算，并考虑的温度范围有关。可用传热学公式进行预测计算，并考虑塑性的影响。塑性的影响。（2 2）可能的加热速度：）可能的加热速度：取决于加热设备的热量、加热介质取决于加热设备的热量、加热介质的类型、加热方式等。的类型、加热方式等。加热方式：随炉加热、预热加热、到温入炉加热、高温加热方式：随炉加热

6、、预热加热、到温入炉加热、高温入炉加热。四种方式加热速度不同。入炉加热。（3 3）快速加热：）快速加热：直径直径700mm700mm适用快速加热。对于大型工件，适用快速加热。对于大型工件，在在700700 C C以下时采用低的加热速度（以下时采用低的加热速度（20 20 C/hC/h），高温），高温时用较高的加热速度（时用较高的加热速度（40 40 C/hC/h左右左右 ）。）。金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火3 3、加热时间的确定、加热时间的确定（1 1）加热时间的确定原则：）加热时间的确定原则：加热时间是工件升温时间、透热时间、保温时间的加热时间是工件升

7、温时间、透热时间、保温时间的总和总和：加加=升升+透透+保保升温时间：升温时间：工件入炉后表面到达炉内指示温度的时间，工件入炉后表面到达炉内指示温度的时间，取决于炉子或加热装置的热功率、加热介质、装炉数量、取决于炉子或加热装置的热功率、加热介质、装炉数量、工件体积。工件体积。透热时间：工件心部与表面温度趋于一致的时间，取决工件心部与表面温度趋于一致的时间，取决于工件本身的体积、截面尺寸、导热性等。于工件本身的体积、截面尺寸、导热性等。保温时间：为达到热处理工艺要求而恒温保持的一段时为达到热处理工艺要求而恒温保持的一段时间，间，完全取决于热处理本身的工艺要求。完全取决于热处理本身的工艺要求。金属

8、热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火热处理加热时间：热处理加热时间：工件达到热处理规范所要求温度的时工件达到热处理规范所要求温度的时间间加上加上完成组织转变及其它热处理目的所要求的组织结完成组织转变及其它热处理目的所要求的组织结构状态变化所需要的时间，构状态变化所需要的时间，通常用经验法确定。通常用经验法确定。金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火4 4、影响热处理工件加热的因素、影响热处理工件加热的因素 加热方式的影响：随炉加热、预热加热、到温入炉加热、加热方式的影响：随炉加热、预热加热、到温入炉加热、高温入炉加热，加热速度不同。高温

9、入炉加热，加热速度不同。加热介质及工件放置方式的影响：金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火二 金属加热的物理过程对流传热：热量的传递靠发热体与工件之间的气体或液体的相对流动，将受热质点传导给较冷的金属表面进行加热的过程。单位时间内通过热交换面对流传热给工件的热量与对流给热系数及温度成正比。Q=cF（t介-t工）影响对流给热系数的因素：流体运动情况、流体的物理性质、工件表面形状及在炉内放置位置。对流传热主要在600700C以下进行。金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火辐射传热：由电磁波来传递热量的过程。物体受热后向各个方向放射辐射能

10、，被另一物体吸收后又转化为热能而实现加热。金属在高于700C主要靠辐射作用。辐射能的载体是电磁波，一定波长内的辐射能被物体吸收后变为热能，并受隔热物、气体介质的影响。计算公式：物体在单位时间内由单位表面积辐射的能量计算式为 辐射传热时工件表面所吸收的热量计算式辐射传热时工件表面所吸收的热量计算式金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火传导传热：热量直接由工件的一部分传递到另一部分，依靠传热物质质点间的相互碰撞传递热量。单位时间内通过单位等温面的热流密度综合传热：实际加热中三种传热方式同时存在，场合不同，起主导作用的传热方式不同。传热效果：三种传热的单独传热结果的总和

11、。金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火三、钢加热时的脱碳及脱碳过程1）钢加热时的脱碳、增碳平衡：脱碳：钢加热时，钢的表面的碳和气氛反应而失去的现象。增碳：脱碳的逆反应2）炉气的碳势：碳势：纯铁与炉气平衡时表面含碳量，碳平衡。金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火3）钢加热时的脱碳过程及脱碳层的组织特点:当炉气碳势低于钢中的含碳量时，钢的表面将发生脱碳。包括钢件表面的碳与炉气发生化学反应；工件内部碳向表面的扩散。碳钢脱碳层有两种类型的组织：（1）半脱碳层：脱碳层组织自表面至中心为铁素体+珠光体珠光体一定含碳量的退火组织（2）全脱碳层：

12、脱碳层组织自表面至中心为铁素体铁素体+珠光体珠光体一定含碳量的退火组织金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火四、加热介质的选择四、加热介质的选择1、真空加热：在低于一个大气压的稀薄空气中加热。只能减轻氧化现象，但氧化速度极慢，所以可避免氧化、脱碳。2、保护气氛：工件加热时保护其表面不氧化、不脱碳的气氛。金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火8.2 钢的退火退火：将偏离平衡的金属或合金加热、保温和缓慢冷却（炉冷），使其组织结构达到或接近平衡状态的热处理工艺。目的：降低硬度、提高塑性、改善组织、均匀化学成分和组织、消除内应力、细化晶粒、改

13、善工艺性。可作为预先热处理，也可作最终热处理。1）改善硬度、提高切削性（200250HB）；2）提高塑性，利于冷变形加工（再结晶退火）；3）提高热处理工艺性，为后续热处理作组织准备。4）消除各类铸、锻、焊、冶金、热加工过程中的缺陷；5）改善元素分布：扩散退火；6）消除应力、稳定零件几何尺寸，避免变形开裂等。金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火按加热温度分为：1、在临界温度以上的退火（发生相变重结晶）：扩散退火、完全退火、不完全退火、球化退火；2、在临界温度以下的退火：再结晶退火、去应力退火。按退火目的不同分为：均匀化退火（扩散退火）、改善切削加工性的退火（完全退火或球化退火）、去除内应力的退火等。应用：规律：遵循奥氏体形成和珠光体转变的基本规律。一、退火工艺分类一、退火工艺分类金属热处理原理及工艺金属热处理原理及工艺钢的退火与正火钢的退火与正火 完全退火完全退火 不完全退