滚动轴承钢及其热处理.ppt

1、材料物理化学系生产实习技术讲座：滚动轴承钢及其热处理滚动轴承钢及其热处理钢的热处理一、热处理概述一、热处理概述 将固态的金属通过加热将固态的金属通过加热将固态的金属通过加热将固态的金属通过加热 保温保温保温保温 冷却冷却冷却冷却 的方法，改变其内部的组的方法，改变其内部的组的方法，改变其内部的组的方法，改变其内部的组织结构，从而获得使用性能的一种工艺方法。织结构，从而获得使用性能的一种工艺方法。织结构，从而获得使用性能的一种工艺方法。织结构，从而获得使用性能的一种工艺方法。二、钢的退火与正火二、钢的退火与正火二、钢的退火与正火二、钢的退火与正火 1 1、退火：退火是将钢加热到奥氏体转变温度以上

2、某一温、退火：退火是将钢加热到奥氏体转变温度以上某一温、退火：退火是将钢加热到奥氏体转变温度以上某一温、退火：退火是将钢加热到奥氏体转变温度以上某一温度，保温一定时间度，保温一定时间度，保温一定时间度，保温一定时间,然后随炉冷却然后随炉冷却然后随炉冷却然后随炉冷却500500以下出炉空冷，以获得以下出炉空冷，以获得以下出炉空冷，以获得以下出炉空冷，以获得接近于平衡状态组织的一种工艺方法。接近于平衡状态组织的一种工艺方法。接近于平衡状态组织的一种工艺方法。接近于平衡状态组织的一种工艺方法。2 2、正火：正火是钢加热到、正火：正火是钢加热到、正火：正火是钢加热到、正火：正火是钢加热到Ac3Ac3或

3、或或或AccmAccm以上某一温度，保温一以上某一温度，保温一以上某一温度，保温一以上某一温度，保温一定时间，使钢的组织全部奥氏体化，然后从炉中取出，在空气定时间，使钢的组织全部奥氏体化，然后从炉中取出，在空气定时间，使钢的组织全部奥氏体化，然后从炉中取出，在空气定时间，使钢的组织全部奥氏体化，然后从炉中取出，在空气中冷却的一种工艺法。中冷却的一种工艺法。中冷却的一种工艺法。中冷却的一种工艺法。退火与正火通常用于毛坯另件的预备热处理。其目在于：退火与正火通常用于毛坯另件的预备热处理。其目在于：退火与正火通常用于毛坯另件的预备热处理。其目在于：退火与正火通常用于毛坯另件的预备热处理。其目在于：改

4、善或消除钢在铸造、轧制、锻造、焊接过程中所造成的改善或消除钢在铸造、轧制、锻造、焊接过程中所造成的改善或消除钢在铸造、轧制、锻造、焊接过程中所造成的改善或消除钢在铸造、轧制、锻造、焊接过程中所造成的各种组织缺陷。各种组织缺陷。各种组织缺陷。各种组织缺陷。细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。降低硬度，改善组织，便于切削加工。降低硬度，改善组织，便于切削加工。降低硬度，改善组织，便于切削加工。降低硬度，改善组织，便于切削加工。退火后组织退火后组织退火后组织退火后组织 正火后组织正火后组织正火

5、后组织正火后组织 三、钢的淬火与回火三、钢的淬火与回火 1 1 1 1、淬火、淬火、淬火、淬火:1)1)1)1)、概述：、概述：、概述：、概述：淬火：淬火是将钢或合金加热到临界温度淬火：淬火是将钢或合金加热到临界温度淬火：淬火是将钢或合金加热到临界温度淬火：淬火是将钢或合金加热到临界温度Ac1Ac1Ac1Ac1或或或或Ac3Ac3Ac3Ac3以上以上以上以上3030303050505050，保温一定时间，使钢的组织全部或大部分奥氏体化，保温一定时间，使钢的组织全部或大部分奥氏体化，保温一定时间，使钢的组织全部或大部分奥氏体化，保温一定时间，使钢的组织全部或大部分奥氏体化，然后在水或油等介质中快

6、速冷却，以得到高硬度的淬火马氏体然后在水或油等介质中快速冷却，以得到高硬度的淬火马氏体然后在水或油等介质中快速冷却，以得到高硬度的淬火马氏体然后在水或油等介质中快速冷却，以得到高硬度的淬火马氏体工艺方法。工艺方法。工艺方法。工艺方法。2 2 2 2）、目的：）、目的：）、目的：）、目的：提高硬度和耐磨性；提高硬度和耐磨性；提高硬度和耐磨性；提高硬度和耐磨性；提高弹性；提高弹性；提高弹性；提高弹性；提高强韧性；提高强韧性；提高强韧性；提高强韧性；提高耐蚀性和耐热性。提高耐蚀性和耐热性。提高耐蚀性和耐热性。提高耐蚀性和耐热性。总之，钢的强度、硬度、耐磨性、弹性、韧性、疲劳强度等总之，钢的强度、硬度

7、、耐磨性、弹性、韧性、疲劳强度等总之，钢的强度、硬度、耐磨性、弹性、韧性、疲劳强度等总之，钢的强度、硬度、耐磨性、弹性、韧性、疲劳强度等等，都可以利用淬火与回火使之大大提高，所以，淬火是强化等，都可以利用淬火与回火使之大大提高，所以，淬火是强化等，都可以利用淬火与回火使之大大提高，所以，淬火是强化等，都可以利用淬火与回火使之大大提高，所以，淬火是强化钢铁的主要手段之一。钢铁的主要手段之一。钢铁的主要手段之一。钢铁的主要手段之一。3 3）、）、淬火温度的选择：淬火温度的选择：选择淬火温度的原则是获得均匀细小的奥氏体。选择淬火温度的原则是获得均匀细小的奥氏体。选择淬火温度的原则是获得均匀细小的奥氏

8、体。选择淬火温度的原则是获得均匀细小的奥氏体。亚共析钢：亚共析钢：t=t=t=t=AcAcAcAc3 3+（3030303050505050），组织为马氏体。，组织为马氏体。，组织为马氏体。，组织为马氏体。共析钢和过共析钢：共析钢和过共析钢：t=t=AcAc1+1+（30305050），组织为细马氏体，组织为细马氏体，组织为细马氏体，组织为细马氏体加颗粒状渗碳体和少量残余奥氏体。加颗粒状渗碳体和少量残余奥氏体。加颗粒状渗碳体和少量残余奥氏体。加颗粒状渗碳体和少量残余奥氏体。合金钢合金钢：一般淬火温度为临界点以上：一般淬火温度为临界点以上：一般淬火温度为临界点以上：一般淬火温度为临界点以上505

9、05050100100100100。提高淬火温。提高淬火温。提高淬火温。提高淬火温度有利于合金元素在奥氏体中充分溶解和均匀。度有利于合金元素在奥氏体中充分溶解和均匀。度有利于合金元素在奥氏体中充分溶解和均匀。度有利于合金元素在奥氏体中充分溶解和均匀。4 4）、淬火方法：）、淬火方法：常用的淬火操作方式有四种：常用的淬火操作方式有四种：常用的淬火操作方式有四种：常用的淬火操作方式有四种：单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火、贝氏体等温。单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火、贝氏体等温。1 1 1 1单液淬火：单液淬火：将钢加热到奥氏体后，在一种淬火介质中冷却的淬火将钢加热到奥氏体后，在一种淬火介

10、质中冷却的淬火将钢加热到奥氏体后，在一种淬火介质中冷却的淬火将钢加热到奥氏体后，在一种淬火介质中冷却的淬火称为单液淬火。一般情况下，碳钢采用水淬（包括各种水溶液）。合金称为单液淬火。一般情况下，碳钢采用水淬（包括各种水溶液）。合金称为单液淬火。一般情况下，碳钢采用水淬（包括各种水溶液）。合金称为单液淬火。一般情况下，碳钢采用水淬（包括各种水溶液）。合金钢采用油淬（包括冷却能力与油相近似的其它介质），直径小于钢采用油淬（包括冷却能力与油相近似的其它介质），直径小于钢采用油淬（包括冷却能力与油相近似的其它介质），直径小于钢采用油淬（包括冷却能力与油相近似的其它介质），直径小于5 5 5 5毫米毫米

11、毫米毫米的碳钢零件也可采用油淬。的碳钢零件也可采用油淬。的碳钢零件也可采用油淬。的碳钢零件也可采用油淬。2 2 2 2双介质淬火：双介质淬火：将钢加热到奥氏体化后，先在冷却能力较强的介质将钢加热到奥氏体化后，先在冷却能力较强的介质将钢加热到奥氏体化后，先在冷却能力较强的介质将钢加热到奥氏体化后，先在冷却能力较强的介质（如水）中，待其冷却到（如水）中，待其冷却到（如水）中，待其冷却到（如水）中，待其冷却到MsMsMsMs点稍上，即点稍上，即点稍上，即点稍上，即300300300300400400400400时，立即转入另一种时，立即转入另一种时，立即转入另一种时，立即转入另一种冷却速度较弱的淬火

12、介质（如油或空气）中进行冷却，以降低马氏体区冷却速度较弱的淬火介质（如油或空气）中进行冷却，以降低马氏体区冷却速度较弱的淬火介质（如油或空气）中进行冷却，以降低马氏体区冷却速度较弱的淬火介质（如油或空气）中进行冷却，以降低马氏体区的冷速，从而减小淬火应力，防止开裂变形，直至马氏体转变结束，称的冷速，从而减小淬火应力，防止开裂变形，直至马氏体转变结束，称的冷速，从而减小淬火应力，防止开裂变形，直至马氏体转变结束，称的冷速，从而减小淬火应力，防止开裂变形，直至马氏体转变结束，称为双液淬火。为双液淬火。为双液淬火。为双液淬火。生产中常用是水生产中常用是水生产中常用是水生产中常用是水油双液淬火（水淬油

13、冷），有时也用水油双液淬火（水淬油冷），有时也用水油双液淬火（水淬油冷），有时也用水油双液淬火（水淬油冷），有时也用水空气双空气双空气双空气双液淬火（水淬空冷液淬火（水淬空冷液淬火（水淬空冷液淬火（水淬空冷)。淬火后的组织（淬火后的组织（淬火后的组织（淬火后的组织（板条马氏体）板条马氏体）板条马氏体）板条马氏体）2 2、回火、回火、回火、回火 回火是将淬火后的钢重新加热到回火是将淬火后的钢重新加热到回火是将淬火后的钢重新加热到回火是将淬火后的钢重新加热到A1A1以下的某一温度，保温以下的某一温度，保温以下的某一温度，保温以下的某一温度，保温一定时间后，在油或空气中冷却的一种热处理工艺。一定时间

14、后，在油或空气中冷却的一种热处理工艺。一定时间后，在油或空气中冷却的一种热处理工艺。一定时间后，在油或空气中冷却的一种热处理工艺。(1)(1)低温回火（低温回火（低温回火（低温回火（150150250250）。低温回火的组织为回火马氏）。低温回火的组织为回火马氏）。低温回火的组织为回火马氏）。低温回火的组织为回火马氏体，体，体，体，能降低内应力和脆性，并保持高硬度和耐磨性。用于工具、能降低内应力和脆性，并保持高硬度和耐磨性。用于工具、能降低内应力和脆性，并保持高硬度和耐磨性。用于工具、能降低内应力和脆性，并保持高硬度和耐磨性。用于工具、模具、轴承、模具、轴承、模具、轴承、模具、轴承、渗碳件及经

15、表面淬火的工件。渗碳件及经表面淬火的工件。渗碳件及经表面淬火的工件。渗碳件及经表面淬火的工件。(2)(2)中温回火（中温回火（中温回火（中温回火（350350500500）中温回火的组织为回火索氏体，具有较高弹性和一定韧性，中温回火的组织为回火索氏体，具有较高弹性和一定韧性，中温回火的组织为回火索氏体，具有较高弹性和一定韧性，中温回火的组织为回火索氏体，具有较高弹性和一定韧性，主要用于弹簧的处理。主要用于弹簧的处理。主要用于弹簧的处理。主要用于弹簧的处理。(3)(3)高温回火（高温回火（高温回火（高温回火（500500650650）高温回火组织为回火索氏体，具有良好的综合力学性能。高温回火组织

16、为回火索氏体，具有良好的综合力学性能。高温回火组织为回火索氏体，具有良好的综合力学性能。高温回火组织为回火索氏体，具有良好的综合力学性能。习惯上将淬火加高温回火相结合的热理处称作调质处理，简习惯上将淬火加高温回火相结合的热理处称作调质处理，简习惯上将淬火加高温回火相结合的热理处称作调质处理，简习惯上将淬火加高温回火相结合的热理处称作调质处理，简称称称称“调质调质调质调质”。调质广泛用于处理重要的结构零件，如轴、齿。调质广泛用于处理重要的结构零件，如轴、齿。调质广泛用于处理重要的结构零件，如轴、齿。调质广泛用于处理重要的结构零件，如轴、齿轮等。轮等。轮等。轮等。滚动轴承钢及其热处理滚动轴承钢及其热处理一、轴承分类一、轴承分类滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承在滑动摩擦下工作的轴承在滑动摩擦下工作的轴承在滚动摩擦下工作的轴承在滚动摩擦下工作的轴承滑动轴承滑动轴承特点：工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑特点：工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定