热处理加工

热处理

铁素体 （多边形，强度硬度差、塑性好）碳在α-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 奥氏体 （多边形，多边形，强度硬度差、塑性好，易于锻压）碳在γ-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 存在于727℃以上高温。 渗碳体 碳和铁形成的稳定化合物（Fe3C）。

珠光体 铁素体和渗碳体组成的机械混合物（Fe+Fe3C 含碳0.77%）680℃ 莱氏体 渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）。 贝氏体 上贝氏体（针叶状）、下贝氏体（羽毛状） 马氏体（片状、刚条形） 回火屈氏体（）

一些常见的热处理概念

1． 正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

2． 退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。

3． 固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

4． 时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强

钢的热处理及表面热处理

热处理

1．定义：指将材料在固态下加热到一定温度，保温一定时间，以适当速度冷却，以获得所需组织结构和性能的工艺方法。

2．热处理的工艺过程。包括三个阶段：加热、保温和冷却，如图所示。 加热：热处理的第一道工序。不同的材料，其加热工艺和加热温度都不同。

保温：目的是要保证工件烧透，防止脱碳、氧化等。保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。一般，按每分种1～2毫米计算；工件越大，材料的导热性越差，保温时间就越长。

冷却：最后一道工序，也是最重要一道工序。冷却速度不同，工件热处理后的组织和性能不同。

3．目的和作用

在工业生产中，热处理的应用很广泛。据统计，在机床制造中，约60%～70%的零件要经过热处理，在汽车、拖拉机制造中，需要热处理的零件多达70%～80%，而工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。总之，凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能使用。

目的：一是提高材料的使用性能，延长零件的使用寿命。二是改善材料的工艺性能，确保后续加工的顺利进行。其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。

4．基本类型

（1）根据加热和冷却方式，以及组织和性能特点的不同分类（见教材） （2）按热处理在零件生产

热处理工程师讲课

2.3钢的化学热处理(thermo-chemical treatment)---将钢（工件）置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理。(P128---)

基本过程、强化途径 P128

一.钢的渗碳 (carburizing, carburization)---为提高工件表层的含碳量并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺。P129

1．固体渗碳 （pack carburizing, solid carburizing, box carburizing, powder carburizing）将工件放在填充粒状渗碳剂的密封箱中进行的渗碳。

2．膏剂渗碳 (paste carburizing)----工件表面以膏状渗碳剂涂覆进行的渗碳。 3．盐浴渗碳；液体渗碳 (salt bath carburizing)----工件在含有渗碳剂的熔盐中进行的渗碳。

4．气体渗碳 (gas carburizing)----工件在含碳气体中进行的渗碳。

滴注式渗碳(drip feed carburizing)----将苯、醇、酮、

一、选择题（每空2分，共20分）

1、钢的热硬性是指钢在高温下保持 的能力。 【 C 】 A、高抗氧化性 B、高强度 C、高硬度和高耐磨性 D、高耐磨性

2、钢的淬硬性主要取决于钢的 。 【 C 】 A、含硫量 B、含锰量 C、含碳量 D、含硅量

3、一般来说，碳素钢淬火应选择 作为冷却介质。 【 C 】 A、矿物油 B、20℃自来水 C、20℃的10%食盐水溶液 D、10%碱水溶液

4、钢在一定条件下淬火后，获得马氏体的能力，称为 。 【 B 】 A、淬硬性 B、淬透性 C、耐磨性 D、耐蚀性

5、钢的回火处理在 后进行。 【 C 】 A、正火 B、退火 C、淬火 D、调制处理

6、过

热处理

金属材料与热处理技术专业11751班毕业设计任务书（模板）

一、题目：20CrMnTi解放牌载重汽车变速箱变速齿轮热处理工艺设计(学生也可以结合工厂实际自选设计题目)

二、时间：2013年9月—2013年11月

三、毕业设计任务

（1）分析××零件的服役条件及可能的失效形式，根据服役条件及失效形式，确定××零件的性能特点或要求。

（2）根据××零件的性能特点或要求，选择零件材料并分析材料中含碳量及合金元素的作用。

（3）根据××零件的材料，确定该零件的加工工艺路线以及热处理工序在加工工艺路线中的位置，并分析热处理工艺性。

（4）拟定加工工艺路线中热处理工艺规程，画出热处理工艺曲线示意图（居中）；说明各热处理工艺曲线中加热温度、保温时间、冷却介质的选择理由，填写热处理工艺卡；分析各热处理工艺后的力学性能。

（5）分析各热处理工序后的金相组织，画出（或者插入金相图片）各热处理工艺后的光学金相显微组织示意图（居中），分析显微组织特点，说明显微组织中相组成物（相组分）、组织组成物（组织组成）的名称。

（6）分析各热处理工序后的力学性能或工艺性能（查手册或教材），例如硬度、强度、延伸率

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说

金属热处理

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也

大型铸钢件的热处理炉

都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而 变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟

第1章 习题精选

一、名词解释

刚度、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、冲击韧性、硬度、疲劳、金属键、晶体、晶格、晶胞、致密度、配位数、位错、晶界、合金、相、固溶体、金属化合物、玻璃相、单体、链节、陶瓷、玻璃相。

二、填空题

1.金属材料的强度是指在载荷作用下其抵抗（ ）或（ ）的能力。

2.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（ ）和（ ）三个阶段。

3.材料的工艺性能是指 ________ 性、________ 性、________ 性和________ 性。 4.表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是 ________ ，其单位是 ________ 。 5.工程材料的结合键有 ________、 ________、 ________、 ________ 四种。

6.体心立方晶格和面心立方晶格晶胞内的原子数分别为 ________ 和 ________ ，其致密度分别为 ________ 和 ________ 。 7.实际金属中存在有 ________、________ 和 ________ 三类缺陷。位错是 ________ 缺陷，晶界是 ________ 缺陷。金属的晶粒越小，晶界总面积就越 ________ ，金属的强度也越 ____

热处理习题

第九章 热处理原理 1．解释下列名词：

（1）奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度 （2）珠光体、索氏体、屈氏体、马氏体； （3）奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体；

(4) 热处理 孕育期 固溶强化 相变强化 时效强化 奥氏体化

2.何谓本质细晶粒钢？本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？

3.说明共析碳钢C曲线各个区、各条线的物理意义，并指出影响C曲线形状和位置的主要因素。孕育期和过冷奥氏体的稳定性关系如何?

4．为什么淬火后的钢一般都要进行回火处理？回火过程中有哪些转变? 按回火温度不同，回火可分为哪几种？指出各种回火后得到的组织、形貌,性能及应用范围.回火过程中碳化物如何转变,什么事原位析出,什么是离位析出,试说明. 5 淬火后的回火产物与奥氏体 直接分解产物的性能比较 6 钢的回火脆性有哪几类? 不同的回火脆性如何消除. 7 试说明固态相变的特征.

8 是不是所有的金属都可以进行热处理? 为什么?

9 奥氏体形成过程分为那几个阶段.影响A形成速度的因素有哪些?如何影响? 10 钢在冷却时有哪些转变产物,分析各种产物的组织,形貌及转变特点, 11 试分析贝氏体转变的过渡性?

第十章 钢的热处理工艺 1

热处理与表面处理

1、概述

将原材料或半成品置于空气或特定介质中，用适当方式进行加热、保温和冷却，使之获得人们所需要的力学或工艺性能的工艺方法，称为热处理。按其特点，可分为一般热处理、化学热处理和表面热处理三种。 1.1热处理的工艺特点和处理目的 （1）一般热处理

1）工艺特点、处理目的和应用 类别 退 火 工艺特点 将工件加热到一定温度（相变或不相变)保温后缓冷下来,或通过相变以获得珠光体型组织,或不发生相变的消除应力降低硬度的一种热处理方法。 目的和应用 1、降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能或压力加工性能； 2、经相变退火提高成分和组织的均匀性、改善加工工艺性能，并为下道工序作准备； 3、消除铸、锻、焊、扎冷加工等所产生的内应力。 调整钢件的硬度、细化组织及消除网状碳化物，并为淬火作好组织准备。其主要应用如下： 1、用于含碳量低于0.25%的低碳钢工件,使得到量多且细小的珠光体组织,提高硬度,从而改善其切削加工性能; 2、消除过共析钢中网状渗碳体为球化退火作准备; 3、作为中碳钢合金结构钢淬火前的预先处理，以减少淬火缺陷; 4、作为要求不高的普通结构件的最终热处理; 5、用于淬火返修件消除内应力和细化组织以防重淬火时产生变形与