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热处理讲义
前言
热处理是一门与生产实际联系比较紧密的学科,它是学习各门专业工艺的基础。
各种不同的产品,都有对金属材料的特定性能要求。
例如在机械性能方面,有些产品需要硬度高、耐磨性好;有些产品则需要韧性好、强度高,或者高的塑性等。
也有一些产品需要特殊的化学和物理性能,如抗蚀性、耐热性、导热性等。
所以作为机械制造业的职工,通过学习金属材料的热处理基础知识,熟悉一些热处理方法,解决生产中的具体问题是十分必要的。
第一章金属材料的性能
1、金属的物理、化学性能
(1)物理性能
密度、熔点、热膨胀性(热套时用得着)、导热性、导电性、磁性,这些性能数据可查相关书籍和手册。
(2)化学性能
耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性。
2、金属材料的机械性能
通常包括强度(抗拉)、塑性(V延伸率)(冲压件)、硬度(刀具)(布氏洛氏)、冲击韧性(冲击试验)和疲劳强度等。
(拉伸试验,可测试一些性能)。
3、金属材料的工艺性能
通常包括铸造性能、锻压性能、热处理性能、焊接性能、切削加工性能等。
第二章金属的结构与结晶
第一节金属的晶体结构
1、晶体和非晶体
物质是由原子构成的。
根据原子在物质内部的排列方式不同,可将物质分为晶体和非晶体两大类。
内部原子无规则、杂乱排列的物质称非晶体。
如松香、玻璃沥青、塑料、树胶等。
内部原子有规律排列的物质称晶体。
例如冰、食盐、石墨等,通常固态下的金属和合金都是晶体。
晶体的特点是:
(1)原子在空间有规则排列,因此晶体一般都具有规则的外形。
(2)晶体都有一定的熔点。
(3)晶体有各向异性,即性能随方向不同而不同。
2、常见金属晶格类型
所有的金属都是晶体。
最常见的金属晶格类型有三种:
(1)体心立方
(2)面心立方
(3)密排六方晶格
第二节纯金属的结晶和同素异构转变
一、纯金属的结晶过程
是指液体金属转变为固体金属时晶体结构的形成过程。
它的结晶过程可以用冷却曲线来表示。
将熔化的金属,缓慢地冷却下来,在冷却过程中观察并记录温度随时间变化的数据描绘在温度一时间坐标图上,便可得到一条温度随时间而变化的曲线。
这一曲线称为该金属的冷却曲线。
液态金属的结晶过程也就是凝固过程,可分为两个阶段:
晶核(结晶中心)的形成和晶核的成长。
晶粒粗细,长大速度,变质处理。
二、金属的同素异构(晶)转变
有些金属(如铁、锡、锰等)在结晶成固体后,其晶体结构还会发生变化。
即从一种晶格转变为另一种晶格类型。
金属在固态随下随温度的改变,由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变。
纯铁的冷却曲线如下:
在生产中,钢铁热处理能改变其组织和性能,就是利用铁具有同素异构转变这一特征。
第三节合金的晶体结构
合金是两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属性质的物质。
组成合金的元素叫组元。
例如钢是由铁和碳两种元素组成的合金,铁和碳就是组元。
合金的结构比纯金属复杂。
合金的结构分为固溶体、金属化合物和机械混合物。
一、固溶体
固溶体与溶液极相似,由溶质和溶剂组成。
它是由溶质原子溶入溶剂晶格而仍保持溶剂晶格类型的金属晶体,固溶体是单一的均匀的物质。
碳、氮、硼等元素溶入铁中形成间隙固溶体.
镍、铬、锰等合金元素溶入铁中形成置换固溶体。
无论是间隙固溶体还是置换固溶体,都因溶质原子的溶入而使溶剂晶格发生歪扭,使晶体内晶面互相滑移变得困难,从而提高合金抵抗塑性变形的能力。
表现为固溶体的强度和硬度比纯金属高,这种现象称为固溶强化。
二、金属化合物
合金的各组元按一定的原子数比相互作用的而形成的具有金属性质的晶体称为金属化合物。
(如Fe3C),其性能特点是熔点高、硬度高、脆性大。
金属化合物不能单独构成合金,它作为合金一个组元,分布在固溶体和纯金属基体上,将使合金强化,从而提高合金的强度、硬度和耐磨性。
三、机械混合物(珠光体、莱氏体、索氏体、屈氏体)
当组成合金的组元在固态下,既不能形成固溶体,又不能组成化合物,而以混合形式组合在一起的组合物,称为机械混合物。
(例如碳钢中的珠光体)。
由于机械混合物中各组元仍保持原来的晶格和性能,因此其性能基本上是各组元性能的平均值。
但各组元的数量形状、大小及分布也给其性能带来很大影响。
合金的结晶过程和纯金属的结晶过程相似,也是由晶核产生和晶核长大这两个基本过程所组成。
但合金的结晶大多是在某一温度范围内进行的,在结晶过程中其成分还会发生变化,因此合金的结晶过程比纯金属复杂。
为了全面了解合金的构造随成分、温度变化而变化的规律,可将某种合金取不同成分进行实验,观察其加热、冷却过程中内部构造的变化,并绘制成图,称为合金状态图。
所以,合金状态图是表示合金系结晶过程的简明图解,它是研究合金的成分、温度和结晶组织之间变化规律的一个重要工具。
第三章铁碳合金状态图
第一节铁碳合金的基本组织
铁碳合金是以铁为基础的二元合金,也是日常所讲的钢和铁的统称,它是工业上应用最广泛的合金。
在铁碳合金中出现以下几种基本组织:
一、铁素体
碳溶解在〆-Fe中形成的间隙固溶体,体心立方晶格,性能和纯铁相似,塑性和韧性良好,温度、硬度较低。
二、奥氏体
碳溶解在γ-Fe中形成的间隙固溶体,面心立方晶格,塑性很好,高温下压力加工所要求的组织。
三、渗碳体
铁和碳形成的稳定的化合物。
Fe3C,含C量为6.69%,硬度很高,HB=800,强度很低=35Mpa,,脆性很大,塑性和韧性几乎为零。
渗碳体在一定条件下,可以分解为铁和石墨(石墨化退火),这在铸铁中有重要的意义。
四、珠光体
铁素体和渗碳体组成的机械混合物称珠光体,它是含碳量为0.77%的奥氏体在冷却过程中,温度降至727℃时发生共析转变的产物。
珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间,它的强度较高,硬度适中,具有一定塑性。
五、莱氏体
奥氏体和渗碳体组成的机械混合物,称为莱氏体。
莱氏体是含碳量为4.3%的液态铁碳合金,温度降至1148℃,同时从液态中结晶出奥氏体和渗碳体所组成的机械混合物。
由于奥氏体在727℃时转变为珠光体,所以在室温时,莱氏体是由珠光体和渗碳体所组成。
为区别起见,将727℃以上的莱氏体称高温莱氏体,727℃以下的莱氏体称为低温莱氏体。
由于莱氏体在室温下含有大量硬而脆的渗碳体,所以其性能和渗碳体相似,硬度很高HB>700,塑性很差,很难进行机械加工,也不能进行压力加工。
第二节铁碳合金状态图
铁碳合金状态图是表示在极缓慢加热(或极缓慢冷却)情况下,不同成分的铁碳合金,在不同温度时所具有的状态或组织的图形。
一、Fe—Fe3C状态图的分析
1、状态图中特性点、特性线的意义
图一简化后的Fe—Fe3C状态图
表一Fe—Fe3C状态图中各特性点的意义
点的符号
温度℃
含碳量
意义
A
1538
0
纯铁的熔点
C
1148
4.3
共晶点LA+Fe3C
D
1227
6.69
渗碳体熔点
E
1148
2.11
碳在γ-Fe中的最大溶解度
G
912
0
〆-Feγ-Fe纯铁的同素异构转变点
S
727
0.77
共析点AF——Fe3C
P
727
0.0218
碳在〆铁素体中的最大溶解度
表二Fe—Fe3C状态图中的特性线的意义
特性线
意义
ACD
铁碳合金液相线。
AC段LA,DC段LFe3C
AECF
铁碳合金固相线
GS
冷却时,从奥氏体中析出铁素体的开始线,常用A3表示
ES
碳在奥多体中的溶解度线,常用Acm表示
ECF
LA+Fe3C,共晶转变线。
1148℃
PSK
LA+Fe3C,共析转变线。
常用A1表示,727℃
2、铁碳合金的分类
(1)钢:
含碳量小于2.11%的铁碳合金叫做钢。
根据其含碳量及室温组织的不同,又可分为:
亚共析钢(含碳量在0.0218~0.77%)
共析钢(含碳量为0.77%)
过共析钢(含碳量大于0.77%)
(2)白口铸铁
含碳量在2.11~6.69%之间的铁碳合金,叫白口铸铁。
根据含碳量及室温组织的不同,又可分为:
亚共晶白口铸铁(含碳量小于4.3%)
共晶白口铸铁(含碳量为4.3%)
过共晶白口铸铁(含碳量大于4.3%)
二、典型铁碳合金的结晶过程分析
1、共析钢(含碳量为0.77%)
铁碳合金在1点温度以上为液体,当温度降到1点时开始结晶出奥氏体,直至2点结晶完毕,2点S点为单一的奥氏体组织。
当温度降至S点,奥氏体发生共析转变,从奥氏体中同时析出铁素体和渗碳体组成的机械混合物—珠光体,共析转变是在恒温下进行的。
转变结束后,奥氏体全部转变为珠光体。
温度继续下降,珠光体不再发生变化,故室温下共析钢的组织是珠光体。
2、亚共析钢(含碳量小于0.77%)如45#
合金在1点以上为液体,冷到1点后开始结晶出奥氏体,温度隆至2点时结晶完毕。
2点以后,3点以上,合金为单一的奥氏体组织,当温度降至3点时,奥氏体中开始析出铁素体。
随着温度的下降,析出的奥氏体增多,奥氏体量减少,奥氏体中的含碳量沿GS线增加,在3—4点之间,合金由奥氏体和铁素体组成。
当温度降至4点时,剩余奥氏体含碳量达到共析成分0.77%,则发生共析转变,变为珠光体。
4点以下至室温,组织不再发生变化。
亚共析钢的室温组织为珠光体+铁素体。
3、过共析钢(含碳量0.77~2.11%)T12
在1点以上为液体,冷至1点后开始结晶出奥氏体,温度降至2点时结晶完毕。
2点到3点之间为单一的奥氏体组织,冷至3点时,析出二次渗碳体Fe3CⅡ,随着温度下降,奥氏体含碳量沿ES线减小,在3~4点间,合金由奥氏体和二次渗碳体组成。
当温度下降到4点与PSK线相交时,剩余奥氏体的含碳量达到0.77%,这时奥氏体就发生共析转变,生成珠光体,4点以下不再发生组织变化,最后得到的组织是珠光体十二次渗碳体。
在铁碳合金状态图中,也可用同样的方法来分析白口铸铁的结晶过程。
第三节含碳量对铁碳合金组织和性能的影响
影响铁碳合金的组织和性能的主要元素是碳。
碳主要以渗碳体形式存在于钢中,少部分溶于铁形成固溶体。
随着含碳量的增加,渗碳体数量也增加,其结晶过程中的形态和分布情况也有所变化,从而使铁碳合金的组织与性能发生变化。
一、含碳量对钢组织的影响
从Fe—Fe3C状态图可见,含碳量不同的钢,在室温时的组织也不同。
在亚共析钢中,随着含碳量增加,钢中铁素体数量逐渐减少,而珠光体数量逐渐增加,到共析钢时,其组织全部是珠光体。
含C量超过0.77%时为过共析钢,随着含碳量的增加,珠光体有所减少,而二次渗碳体逐渐增加。
二、含碳量对钢机械性能的影响
钢的组织变化必然引起性能改变。
铁碳合金中的三种组织的性能如下表:
组织名称
ab(N/mm2)
HB
δ%
ak(J/cm2)
铁素体
180~230
80
40
250
渗碳体
35
800
≈0
≈0
珠光体(片层状)
800
210
15
10~20
实践证明,当钢的含碳量小于0.9%时,随着含碳量的增加,钢的强度、硬度上升,而塑性、韧性下降;当含碳量超过0.9%时,由于钢中渗碳体增多,逐渐形成网状,所以硬度继续上升,塑性、韧性继续下降,其强度不再上升,反而开始明显下降。
在工业上,制造机器零件及工程结构用钢,含碳量一般不超过7%;而制造工具的材料,含碳量一般在0.7~1.4%范围内。
三、含碳量对白口铸铁性能的影响
含碳量大于2.11%的白口铸铁,因组组中出现大量的渗碳体和莱氏体,使白口铸铁硬而脆,不易进行切削加工,更不能采用压力加工,故应用不广。
第四章碳素钢
碳素钢简称碳钢。
是含碳量小于2.11%并含有少量锰、硅、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。
这些杂质元素是冶炼过程中它们不可避免地带入的,对钢的性能和质量有很大的影响。
碳素钢的机械性能可满足一般零件,工程结构和工具的要求,而且工艺性能良好,价格低廉,故在工业上获得广泛应用。
第一节常存元素对碳素钢性能的影响
一、锰能溶于铁素体,也能溶于渗碳体,提高钢的强度和硬度,是钢中的有益元素。
二、硅能溶于铁素体,能提高钢的强度和硬度,是有益元素,其含量一般小于0.4%,所以作用不显著。
三、硫硫在钢中与铁发生作用,化合成Fes,而Fes与Fe又形成低熔点的共晶体(Fes—Fe),熔点为985℃,并分布在晶界上,当把钢加热至1000~1200℃进行热加工时,由于硫化铁的共晶熔化,导致钢在热状态下脆断,这种现象称为热脆性。
如锻造、焊接、铸造中的热裂,就有可能是硫的这种热脆性所致。
四、磷磷在钢中能全部溶于铁素体,使钢的强度、硬度增加,而塑性、韧性显著降低,特别在低温下更严重,这一现象称为冷脆。
故磷为有害元素,其含量应加以限制。
第二节碳素钢的分类
一、按含碳量分类
1、低碳钢:
含碳量小于0.25%。
2、中碳钢:
含碳量在0.25~0.60%范围内。
3、高碳钢:
含碳量大于0.60%,~1.35%。
二、按质量分类
一般是指钢中有害杂质硫和磷的含量高低。
1、普通碳素钢:
钢中硫磷含量较高,允许硫含量不大于0.055%,磷含量不大于0.045%。
2、优质碳素钢:
钢中硫、磷含量较低,允许硫含量不大于0.045%,磷含量不大于0.040%。
3、高级优质碳素钢:
钢中硫、磷含量很低,允许硫含量不大于0.030%,磷含量不大于0.040%。
三、按用途分类
1、碳素结构钢:
用于制造机械零件和工程结构的钢。
其含碳量一般在0.7%以下。
2、碳素工具钢:
用于制造各种加工工具、模具和量具的碳素钢,含碳量一般大于0.7%。
第三节碳素结构钢
一、普通碳素结构钢
主要用于制造机械零件和工程结构。
1、甲类钢:
按机械性能供应的钢,只保证机械性能,而不保证其化学成分。
如A3钢
2、乙类钢:
这类钢按化学成分供应的,而机械性能不作保证。
如B3钢
3、特类钢:
既保证一定的化学成分又保证一定的机械性能。
如C3钢
二、优质碳素结构钢
这类钢含有害杂质硫、磷及非金属夹杂物较少,出厂时既保证化学成分,又保证机械性能,这类钢大量用于制造机械零件,可以进行热处理提高机械性能。
如20、35、45、55、80钢。
第四节碳素工具钢
碳素工具钢为含碳量在0.65~1.35%范围内的高碳钢,经热处理后有较高的硬度和耐磨性,它是制造刀具、模具和量具的材料。
如:
T7、T8、T12A等。
碳素工具钢随着含碳量增加,其硬度和耐磨性增加,韧性逐渐降低。
硬度一般在HRC61~65之间。
碳素工具钢的优点是易锻造、易切削加工,经过热处理后的硬度和耐磨性能满足一般工具的要求,并且价格便宜。
缺点是淬透性差,尺寸较大的工件淬火时必须急冷,从而增加了变形和开裂倾向。
工作温度在200℃以上,就不能保持高的硬度和耐磨性。
因此工具钢只适合于制造低速切削工刀具和工作温度不高的模具及低精度量规等。
第五节铸钢
在实际生产中,有些零件形状复杂、受力大,难以使用锻压、机械加工方法成型时,就采用铸钢来制造。
和铸铁相比,由于铸钢熔点高,凝固温度区间较大,因而铸造性能比铸铁差,主要表现在流动性差、收缩量大,易产生偏析和因内应力造成变形和开裂。
为此对铸钢成分要加以一定限制,以减轻上述缺点造成的危害。
铸钢的含碳量应控制在0.15~0.60%范围内,含碳量过高,则塑性差,易于产生冷裂;硅含量为0.20~0.45%,硫、磷含量一般应限制在0.05%以下,锰含量为0.50~0.80%。
ZG270-500(ZG35),ZG310-570(ZG45)
第五章钢的热处理
钢的热处理是一种把钢在固态下加热到一定温度,进行必要的保温,并以适当的速度冷却到室温,以改变钢的内部组织,从而得到钢所需性能的工艺方法。
通过热处理不仅提高钢材的使用性能,充分发挥材料的潜力,延长工模具和零件的使用寿命,提高产品质量,节约钢材。
此外还可以改善工件的加工工艺性能,提高加工质量,减少刀具磨损等。
根据工艺不同,可将热处理分为退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种基本方法。
热处理过程一般都要经过加热保温冷却三个阶段。
第一节钢在加热和冷却时的组织转变
Fe—Fe3C状态图中A1、A3、Acm是钢在极缓慢加热和冷却时的临界温度。
但在实际加热和冷却时是以一定速度进行的。
在实际加热和冷却条件下,珠光体向奥氏体转变的温度,或者奥氏体向珠光体转变的温度,均与状态图上的A1有差别,加热时的临界点高于A1,冷却时的临界点则低于A1,A3和Acm也有类似现象。
为了区别起见,通常把加热时的临界温度分别用Ac1、Ac3、Accm表示,冷却时的临界温度分别用Ar1、Ar3、Arcm表示。
1、奥氏体的形成
(1)、奥氏体晶核的形成和长大
在相界面处形成奥氏体晶核,晶核不断向铁素体和渗碳体两个方面长大,直至全部转变成奥氏体为止。
(2)、残余渗碳体溶解
渗碳体的分解,转变落后于铁素体向奥氏体的转变,这些残留的渗碳体在继续加热和保温过程中,逐渐溶解于奥氏体中。
(3)、奥氏体成分均匀化
只有经过充分保温,通过碳原子的扩散运动,才能得到成分均匀的奥氏体。
由奥氏体的形成过程可以看出,当钢被加热至AC1以上某一温度时,需要一定的保温时间,这不仅是为了使工件热透,也是为了获得成分均匀的奥氏体,以便冷却后得到良好的组织与性能。
2、奥氏体晶粒长大
在加热过程中,由珠光体转变为奥氏体时刚转变成的奥氏体晶粒是比较细小的。
但当温度继续升高或保温时间延长,奥氏体晶粒会自发地长大,它是通过晶粒之间的相互吞并来完成的。
粗大的奥氏体晶粒,冷却后转变的组织,其晶粒也是粗大的,这会使钢的机械性能(特别是冲击韧性)变坏,也容易引起淬火裂纹。
所以在热处理加热时,如何获得均匀细小的奥氏体晶粒,是保证工件热处理质量的关键问题之一。
二、钢在冷却时的转变
室温时钢的机械性能,不仅与经过加热、保温后所获得的奥氏体晶粒大小有关,而且与奥氏体在冷却时的转变有直接关系。
冷却时的转变受冷却方式和冷却速度的影响很大。
有两种冷却方式:
(1)等温冷却
(2)连续冷却
1、奥氏体的等温转变
是将高温奥氏体迅速冷到低于Ar1的某一温度,并保持恒温,让过冷奥氏体在此温度完成其转变过程。
(1)奥氏体等温转变曲线(C曲线)
把共析钢(0.770%)钢制成若干个尺寸很小的试样,加热至奥氏体状态,然后分别快速冷却至Ar1以下不同温度(如700℃、600℃、500℃、400℃……),并保温一段时间,迫使过冷奥氏体发生等温转变,通过仪器观察和测定等手段,把奥氏体在不同温度下组织开始转变和转变终了的时间,转变产物和性能,标记在时间——温度坐标图上,并把开始转变点和终了转变点分别连接起来,便得到以上图形。
这个曲线似字母“C”,所以又常称C曲线。
在不同温度下,过冷奥氏体开始转变前保持的时间称为孕育期。
在C曲线拐弯的鼻部(约为550℃)孕育期最短,只有一秒左右。
在C曲线下面,水平线Ms为过冷奥氏体转变为马氏体的开始温度,Ms约为230℃,水平线Mf为过冷奥氏体转变为马氏体的终止温度,约为-50℃。
(2)过冷奥氏体等温转变后的组织及其性能
①珠光体型组织转变(高温转变)在A1~550℃温度范围内。
②贝氏体型组织转变(中温转变)在550℃~Ms温度范围内。
组织名称
符号
形成温度范围
显微组织特征
硬度HRC
珠光体
P
A1~650℃
粗片状混合物
〈25
索氏体
S
650~600
细片状混合物
25—35
屈氏体
T
600~550
极细片状混合物
35—40
上贝氏体
B上
550~350
羽毛状
40—45
下贝氏体
B下
350~Ms(230)
黑色针状
45—55
上表为过冷奥氏体等温转变后的组织及硬度。
2、过冷奥氏体的连续冷却转变
V1 相当于炉冷(退火)情况,得到珠光体组织。 V2和V3相当于(正火)空冷情况,得到索氏体组织。 V4相当于油冷(淬火)情况,得到屈氏体+马氏体组织。 V5相当于水冷或盐水冷(淬火)情况,得到马氏体+残余奥氏体。 图中V临与C曲线相切,称为临界冷却速度。 碳溶于〆-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。 由于马氏体的比容比奥氏体的大,在奥氏体转变为马氏体的过程中会发生体积膨胀。 因而会产生很大的压力,所以在马氏体转变过程中有巨大内应力存在。 第二节退火与正火 一、钢的退火 将钢加热到规定温度,保温一定时间,然后缓慢冷却到室温,以获得近似Fe-Fe3C状态图组织的热处理工艺,称为退火。 1、退火目的 (1)降低钢的硬度,以利于切削加工。 (2)提高钢的塑性和韧性,以便于冷冲压或冷拉加压。 (3)细化晶粒,改善组织,提高机械性能或为以后热处理作好组织准备。 (4)消除前一工序(铸造、锻压、焊接等)所产生的残余内应力,以防工件变形、开裂。 2、退火方法 根据钢的化学成分和不同的目的要求,退火方法可分为完全退火、球化退化、去应力退火等几种。 (1)完全退火 将工件加热到AC3以上30~50℃的温度,保温一定时间后,随炉缓慢冷却(或埋在干砂或石灰堆中冷却)到室温,这种方法称为完全退火。 把工件从退火温度缓冷至500℃左右,然后取出空冷也可(提高炉子利用率)。 退火后得到铁素体+珠光体组织。 完全退火主要用于亚共析钢的铸件、锻件、焊接件,其目的是降低钢的硬度,细化晶粒,充分消除内应力及改善切削加工性能等。 完全退火不能用于过共析钢(T8、T9、T10、T12等),其原因是将过共析钢加热到Accm以上,随炉缓慢冷却时,钢中将析出网状二次渗碳体,使钢的强度、塑性、韧性大大降低。 (2)球化退火 将工件加热到Ac1以上20~30℃,保温后缓慢冷却,使片状渗碳体转变为球状。 这种获得球状珠光体组织的方法,称为球化退火。 球化退火主要用于过共析钢和共析钢(T8、T9、T10、T12、GCr15等)。 球化退火后的钢材切削加工性好,淬火时不易变形和开裂。 凡是刀具、量具、模具及轴承钢在锻压后必须进行球化退火,才适宜切削加工,同时也为最后热处理淬火作好组织准备。 (3)去应力退火 将工件加热到Ac1以下(500~650℃),经保温一定时间后随炉缓冷至300℃以下出炉空冷,这种退火方法称为去应力退火。 这种退火方法主要用来消除铸、锻、焊、切削加工和冷拨加工后产生的内应力。 这些内应力如果不消除,将会引起工件在一定时间后,或在随后的加工过程中,产生变形甚至开裂,导致工件的精度降低甚至报废。 二、钢的正火 将钢加热至Ac3或Accm线以上30~50℃,保温一定时间后从炉中取出空冷的热处理工艺称为正火。 正火是一种操作简便,费用较低和生产率较高的热处理方法。 正火主要用于下列几种情况: 1、对以低碳钢和中碳钢为材料,但机械性能要求不高的零件作最终热处理。 因为正火可以细化,均匀组织,并提高机械性能,可满足零件的性能要求。 2、改善低碳钢切削加工性能。 3、消除铸钢、锻钢中的不良组织(如魏氏组织、带状组织、成分偏析),消除过共析钢中的网状渗碳体,并为随后的球化退火作好组织准备。 4、对于亚共析钢,可用正火消除前道工序引起的晶粒粗大,达到细化晶粒的目的,并为以后的淬火处理作好准备。 各种退火、正火的加热温度范围见下图: 第三节钢的淬火 将钢加热到Ac3或Ac1以上30~50℃,保温一段时间,然后快速冷却的热处理工艺叫淬火。 淬火的冷却速度要大于V临,获得马氏体
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