碳钢热处理工艺

▪ 目的碳体。（因此叫做球化退火。）
▪ 适用钢种 主要适用于共析或过共析的工模具钢
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T10钢球化退火组织 ( 化染 ) 500
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4.去应力退火
▪ 概念 为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的残余
内应力而进行的退火称为去应力退火。 ▪ 退火温度 不超过Ac1，一般500～650℃。
织很细，因而强度和硬度也较高。 正火不但力学性能高，而且操作简便，生产周期短，能量耗费
少，故在可能的条件下，应优先考虑正火处理。 ▪ 应用 （1）改善低碳钢和低碳合金钢的可加工性能 （2）作为最终热处理，提高工件的力学性能 （3）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热热处理 （4）消除热加工缺陷。
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▪ 3、退火与正火的加热速度与加热时间 ▪ 4、退火与正火零件的硬度误差范围
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三、钢的淬火
▪ 概念 将亚共析钢加热到Ac3以上，共析钢与过共析钢加热
到Ac1以上（低于Accm）的温度，保温后以大于临界冷却 速度Vk的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处 理工艺。
▪ 目的 获得马氏体，提高钢的力学性能。
一次完全退火或正火来细化晶粒。
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二、正火
▪ 概念 将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热
处理工艺。得到的组织为：索氏体 ➢ 亚共析钢的加热温度为Ac3＋30℃～50℃ ➢ 过共析钢的加热温度为Accm＋30℃～50℃。
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▪ 正火与退火的主要区别 冷却速度不同，正火冷却速度较大，得到的珠光体组
后缓慢冷却（一般随炉冷却）以获得接近平衡状 态组织的一种热处理工艺。 ▪ 目的：
均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒， 调整硬度，消除内应力和加工硬化 ，改善钢 的成形和切削加工性能， 为淬火做好组织准备。
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▪ 分类
（1）按加热温度分为临界温度以上或以下 完全退火 扩散退火
临界温度以上 不完全退火 球化退火
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▪ 3、等温退火 （1）概念 将奥氏体化后的钢较快地
冷却到稍低于Ar1温度等温，使 奥氏体转变为珠光体，再空冷 到室温的热处理工艺。 （2）目的
缩短退火时间 （3）适用钢种
适用于高碳钢、合金工 具钢和高合金钢。
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Im
▪ 概念
4.球化退火
将过共析钢加热到Ac1+(10~20) ，保温后缓慢冷却的热处理工艺。
以此作为保温时间的开始。 ▪ 保温时间是指零件烧透即完成奥氏体化过程所需要的时间。
▪ 加热时间通常根据经验公式估算或通过实验确定。生产中 往往要通过实验确定合理的加热及保温时间，以保证工件 质量。
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（3）淬火冷却介质的确定
淬火要得到马氏体组织，同时又要避免产生变形和开裂
在“鼻尖”温度以上，在保证不 出现珠光体类型组织的前提下，可以 尽量缓冷；
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（1）淬火温度的确定 选择淬火温度的原则是获得均匀细小的奥氏体组织。
▪ 亚共析钢的淬火温度： 一般为Ac3以上30℃～
50℃，淬火后获得均匀 细小的马氏体组织。 ▪过共析钢淬火温度： 一般为Ac1以上30℃～50℃
碳钢热处理工艺 图6-14是碳钢的淬火温度范围。
（2）加热时间的确定 ▪ 加热时间由升温时间和保温时间组成。 ▪ 由零件入炉温度升至淬火温度所需的时间为升温时间，并
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5.扩散退火（均匀化退火）
▪ 概念 将工件加热到略低于固相线的温度（亚共析钢通常为
1050℃～1150℃），长时间（一般10～20h）保温，然后随 炉缓慢冷却到室温的热处理工艺。 （也叫均匀化退火。） ▪ 目的 均匀钢内部的化学成分，消除偏析。 ▪ 适用情况 主要于铸造后的高合金钢。 缺点:温度高，时间长、均匀化退火后晶粒剧烈长大，所以还要经过
再结晶退火 临界温度以下
去应力退火
（2）按冷却方式 ➢ 等温退火 ➢ 连续冷却退火
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▪ 加热温度范围
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1.完全退火
▪ 概念 将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃～30℃，经完全奥
氏体化后进行随炉缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处 理工艺。 ▪ 目的
均匀组织，细化晶粒 降低硬度，消除内应力 改善钢的切削加工性能。
金属材料及热处理
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钢的热处理工艺
▪ 钢的热处理工艺 通过加热、保温和冷却的方法改变钢
的组织结构以获得工件所要求性能的一种 热加工技术。 ▪ 分类 普通热处理（退火、正火、淬火、回火） 表面热处理（表面淬火、化学热处理） 形变热处理
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一、退火
▪ 什么是退火？ 将钢加热到相变温度Ac1以上或以下，保温以
三、退火和正火的选用
▪ 含碳量<0.25%的钢，选用正火代替退火 ▪ 含碳量0.25-0.5%钢，也可选用正火代替退
火 ▪ 含碳量0.5-0.75%钢，也可选用完全退火 ▪ 含碳量>0.75钢，选用球化退火 ▪ 中碳钢、合金钢正火硬度高不易切削，选
用完全退火 ▪ 在要求不高时，尽量选用正火。
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温
A1
度
Ms 时间
单液淬火 双液淬碳火钢热处理分工艺级淬火 等温淬火
1）单液淬火
★概念 将奥氏体状态的工件放入一种
淬火介质中一直冷却到室温的淬火 方法。 ★特点
操作简单，容易实现机械化 ★适用范围
形状简单的碳钢和合金钢工件。
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2）双液淬火 概念 先将奥氏体状态 的工件在冷却能力强 的淬火介质中冷却至 接近Ms点温度时， 再立即转入冷却能力 较弱的淬火介质中冷 却，直至完成马氏体 转变。
在“鼻尖”温度附近则必须快冷， 以躲开“鼻尖”，保证不产生非马氏 体相变；
在Ms点附近又可以缓冷，以减轻 马氏体转变时的相变应力。
常用的淬火冷却介质是水、盐或碱的水溶液和各种矿物
油、植物油。
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（4）淬火方法
原则：保证在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减
小淬火应力，减少工件变形和开裂倾向。
▪ 适用钢材 中碳钢（消除魏氏组织、晶粒粗大、带状组织等）
▪ 实际生产中，600℃出炉空冷。
▪ 得到的组织：铁素体和珠光体
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2.不完全退火
▪ 概念 将钢加热到Ac1+（30~50）保温后缓慢冷却的热处理工艺。 目的：细化组织、降低硬度、改善可加工性，消除内应力
➢ 应用：晶粒并未粗化的中、高碳钢和低合金的锻轧件