钢的表面热处理
2013年“教学质量月优秀教案评选”参评教案
课程：金属材料与热处理 2013—2014学年第一学期教师
教学过
程
教学内容附记
一、组织教学（2分钟）1、点名，稳定学生情绪。
2、分成四个学习小组。
二、复习提问（7分钟）常用的回火方法有哪几种？并分别指出其获得的组织、性
能及适用范围。
参考答案：
1、低温回火（150℃~250℃）：回火马氏体，具有较高的硬
度、耐磨性和一定韧性，主要用于刀具、冷作模具、轴承
零件及其它要求硬而耐磨的零件等。
2、中温回火（350℃~500℃）：回火屈氏体，具有高的弹性
极限、屈服强度和适当的韧性，主要用于弹性零件及热作
模具等。
3、高温回火（500℃~650℃）：回火索氏体，具有良好的综
合力学性能，强度、硬度、塑性和韧性具有良好的配合，
广泛应用于连杆、曲轴、齿轮等承受交变载荷或冲击载荷
的重要零件等。
巩固旧知
识，承接
新知识，
加强知识
的连贯
性。
三、任务提出（6分钟）
右图为活塞销的实物
图。
活塞销通常在冲击载
荷、交变载荷和强烈摩擦条
件下工作，活塞销选用20
钢制造。试根据其化学成分
和使用性能要求，选择正确
的热处理方法。
鼓励学生
结合生活
实际，积
极思考，
踊跃回
答。
五、相关知识（40分钟）
表面热处理是一种对工件表面进行硬化的热处理方
法，根据硬化机制不同，表面热处理可分为表面淬火和化
学热处理两大类。
（一）表面淬火
1、定义：对工件表层进行淬火的工艺。
2、适用范围：中碳钢和中碳合金钢。
3、分类：
（1）火焰加热表面淬火
特点：用氧—乙炔火焰对
零件表面进行加热，随之快速
冷却的工艺。
加热温度及淬硬层
不易控制，质量不稳定。
应用：适用于单件或小批量
生产。
（2）感应加热表面淬火
特点：利用感应电流通过
工件所产生的热效应，使工件表面局部加热，
然后快速冷却的工艺。
加热速度快，淬硬层深度易于控制，淬火质量
高。
应用：适用于大批量生产。
（二）化学热处理
1、定义：将工件置于一定温度的活性介质中保温，使
一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织
和性能的热处理工艺。
化学热处理不仅改变了钢的组织，而且其表层的化
学成分也发生了改变，因而更能有效地改善零件表层的组
织。
2、化学热处理的过程：
化学热处理是通过以下三个基本过程来完成：
（1）分解介质在一定温度下发生化学分解，产生活
性原子。
提问：为
什么低碳
钢不能进
行表面淬
火？
提示学生
注意：热
处理工艺
中，只有
化学热处
理不仅改
变了组
织，还改
变了化学
成分。
金属材料与热处理教案
绪论 引入: 材料金属材料 机械行业本课程得重要性 主要内容：金属材料得基本知识(晶格结构及变性） 金属得性能(力学及工艺性能） 金属学基础知识（铁碳相图、组织） 热处理(退火、正火、淬火、回火) 学习方法：三个主线 重要概念 ①掌握 基本理论 ②成分 组织性能用途热处理 ③理论联系实际 引入：内部结构决定金属性能 内部结构？ 第一章:金属得结构与结晶 §1-１金属得晶体结构 ★学习目得:了解金属得晶体结构 ★重点：有关金属结构得基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶
体、晶体,金属晶格得三种常见类型. ★难点：金属得晶体缺陷及其对金属性能得影响. 一、晶体与非晶体 1、晶体:原子在空间呈规则排列得固体物质称为“晶体"。（晶体内得原子之所以在空间就是规则排列，主要就是由于各原子之间得相互吸引力与排斥力相平衡得结晶。） 规则几何形状 性能特点: 熔点一定 各向异性 2、非晶体：非晶体得原子则就是无规则、无次序得堆积在一起得(如普通玻璃、松香、树脂等）。 二、金属晶格得类型 1、晶格与晶胞 晶格：把点阵中得结点假象用一序列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格. 晶胞:构成晶格得最基本单元 2、晶面与晶向 晶面：点阵中得结点所构成得平面。 晶向：点阵中得结点所组成得直线 由于晶体中原子排列得规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。(阵点(结点）:把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间得几何点,称为阵点或结点。点阵：阵点(或结点）在空间得排列方式称
晶体。) 晶胞晶面晶向 3、金属晶格得类型就是指金属中原子排列得规律。 7个晶系 1４种类型 最常见:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 (1)、体心立方晶格:(体心立方晶格得晶胞就是由八个原子构成得立方体,并且在立方体得体中心还有一个原子）。 属于这种晶格得金属有：铬Cr、钒Ｖ、钨Ｗ、钼Ｍｏ、及α—铁α-Fe 所含原子数 1/8×8+1=2（个) (2）、面心立方晶格：面心立方晶格得晶胞也就是由八个原子构成得立方体,但在立方体得每个面上还各有一个原子。 属于这种晶格得金属有：Al、Cu、Ｎi、Pb(γ-Fｅ）等 所含原子数1／８×8+6×1/２=4（个） （3）、密排六方晶格：由1２个原子构成得简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。 属于这种晶格得金属有铍（Be）、Ｍg、Zｎ、镉(Ｃd)等。 所含原子数 1/6×6×2+1／2×2+3=6(个） 三、单晶体与多晶体 金属就是由很多大小、外形与晶格排列方向均不相同得小晶体组成得,
常用热处理与表面处理
热处理和表面处理工艺流程说明 拟稿： 审核： 批准： 目录 1. 淬火------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 2. 淬火（内部生产流程）------------------------------------------------------------------------------------------------4 3. 感应加热淬火------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 4. 淬火加人工时效---------------------------------------------------------------------------------------------------------7 5. 调质------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 6. 渗碳淬火------------------------------------------------------------------------------------------------------------------9 7. 气体氮化------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10 8. 离子氮化------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12 9. 去应力退火---------------------------------------------------------------------------------------------------------------13 10. 固溶热处理---------------------------------------------------------------------------------------------------------------14 11. 渗碳淬火-去应力--------------------------------------------------------------------------------------------------------15 12. 白色/黑色ARC-20 UNI 4522 阳极氧化----------------------------------------------------------------------------17 13. 特殊白色阳极氧化------------------------------------------------------------------------------------------------------19 14. 硬质阳极氧化（有硬度要求）---------------------------------------------------------------------------------------20 15. 硬质氧化加涂特氟龙层------------------------------------------------------------------------------------------------22 16. 发黑------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------24 17. 磷化------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------25 18. 镀铬------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------28 19. 镀镍------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------29 20. 化学镀镍------------------------------------------------------------------------------------------------------------------30 21. 镀锌------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------32 22. 电抛光（亮光/亚光）--------------------------------------------------------------------------------------------------33 23. 电抛光---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------34 24. 电抛光（控制抛去的厚度）------------------------------------------------------------------------------------------35 25. 电抛光（亚光）---------------------------------------------------------------------------------------------------------36 26. 磨料抛光------------------------------------------------------------------------------------------------------------------37 27酸洗-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------38 28不锈钢零件的酸洗和钝化----------------------------------------------------------------------------------------------39 29不锈钢零件的酸洗和钝化流程----------------------------------------------------------------------------------------40 30未浸入溶液的不锈钢零件的酸洗和钝化----------------------------------------------------------------------------41 31喷漆的普通材料一览表------------------------------------------------------------------------------------------------ 42 32喷漆流程-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------43 33电镀流程-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------46 34碱性镀锌处理-------------------------------------------------------------------------------------------------------------47 35发黑处理-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------49 36锰系磷化处理、黑色磷化----------------------------------------------------------------------------------------------50
钢的表面热处理,钢的化学热处理简介,热处理技术发展简介教案
金属工艺学电子教案（13） 【课题编号】 13-5．4 【课题名称】 钢的表面热处理,钢的化学热处理简介,热处理技术发展简介。 【教材版本】 郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006 【教学目标与要求】 －．知识目标 了解表面热处理的目的、种类、特点、应用；化学热处理概念、过程、种类与应用。了解热处理技术发展简况，开阔思路。 二、能力目标 通过学习和反复练习，初步学会在零件加工工艺编制中安排感应淬火、渗碳、氮化和相应的热处理工序。 三、素质目标 了解表面热处理、化学热处理的目的、种类、特点与应用，学会选用高频淬火、渗碳和氮化工序。了解热处理技术发展简况，开阔思路，树立创新意识。 四、教学要求 一般了解钢的表面热处理、化学热处理及热处理新技术。 【教学重点】 感应淬火、气体渗碳、气体渗氮。 【难点分析】 感应淬火原理。 【分析学生】 1．具有学习的知识基础。 2．具有学习的能力基础。 3．钢的表面热处理、化学热处理是钢的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）的补充和完善，相互配合，全面达到零件多种多样的使用性能要求。虽不是重点，也要引导学生认真学习，努力掌握。 【教学设计思路】 教学方法：讲练法，演示法、讨论法，归纳法。 【教学资源】 1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，2005
2、郁兆昌主编。金属工艺学教学参考书（辅助学光盘）。北京：高等教育出版 社，2005 【教学安排】 2学时（90分钟） 教学步骤：讲授主要内容、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。 【教学过程】 一、复习旧课（15分钟） 1．简述 淬火方法分类、特点与应用。 2．讲评作业批改情况； 1．提问： 题5-7；5-14。 二、导入新课 钢的表面热处理、化学热处理主要解决零件的表面强化问题。与零件的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）相配合，以满足零件多种使用性能和不同的强化需要。介绍热处理技术发展，能使我们开阔眼界，培养创新意识。 三、新课教学（70分钟） 1．钢的表面热处理（20分钟） 教师讲授感应淬火原理、种类、组织、性能、特点及应用；讲授火焰淬火基本概念、特点及应用。 演示网络课程中感应加热基本原理、感应器结构与种类、火焰淬火方法等视频。 学生课堂练习：题5-16；5-19。教师巡回指导、设问、提问，学生回答、讨论； 教师讲评。 2．钢的化学热处理（35分钟） 教师讲授钢的渗碳、气体渗碳；钢的渗氮，气体氮化；钢的其他化学热处理。 演示化学热处理过程、气体渗碳工艺过程、离子氮化过程等视频。 学生课堂练习：题5-21；5-17；5-18。教师巡回指导；设问、提问；学生回答、讨论；教师讲评。 3、热处理技术发展简介（15分钟） 教师讲述热处理技术发展趋势，介绍真空热处理等具体热处理新技术。 演示网络课程真空热处理、激光热处理，机器人在高频淬火中应用等照片和视频。 四、小结（ 5分钟） 简要叙述感应淬火、气体渗碳、气体渗氮的目的、特点与应用。 五、作业布置
各种热处理工艺介绍
第4章热处理工艺 热处理工艺种类很多，大体上可分为普通热处理（或叫整体热处理），表面热处理，化学热处理，特殊热处理等。 4.1钢的普通热处理 4.1.1退火 将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），的热处理工艺叫做退火。 退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。 退火的目的： z降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工； z均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备； z消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。 退火和正火主要用于预备热处理，对于受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作为最终热处理。 一、退火方法的分类 常用的退火方法，按加热温度分为： 临界温度（Ac1或Ac3）以上的相变重结晶退火：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火 临界温度（Ac1或Ac3）以下的退火：再结晶退火、去应力退火 碳钢各种退火和正火工艺规范示意图： 1、完全退火 工艺：将钢加热到Ac3以上20~30 ℃℃，保温一段时间后缓慢冷却（随炉）以获得接近平衡组织的热处理工艺（完全A化）。 完全退火主要用于亚共析钢（w c=0.3~0.6%），一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。低碳钢完全退火后硬度偏 低，不利于切削加工；过共析钢加热至Ac cm以上A状态缓慢冷却退火时，Fe3C Ⅱ
会以网状沿A晶界析出，使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低，给最终热处理留下隐患。 目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。 亚共析钢完全退火后的组织为F+P。 实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。 2、等温退火 完全退火需要的时间长，尤其是过冷A比较稳定的合金钢。如将A化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，是A转变为P，再空冷至室温，可大大缩短退火时间，这种退火方法叫等温退火。 工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使A?P然后空冷至室温的热处理工艺。 目的：与完全退火相同，转变较易控制。 适用于A较稳定的钢：高碳钢（w(c)>0.6％）、合金工具钢、高合金钢(合金元素的总量>10％)。等温退火还有利于获得均匀的组织和性能。但不适用于大截面钢件和大批量炉料，因为等温退火不易使工件内部或批量工件都达到等温温度。 3、不完全退火 工艺：将钢加热到Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Ac cm(过共析钢)经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。 主要用于过共析钢获得球状珠光体组织，以消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。球化退火是不完全退火的一种 4、球化退火 使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 ℃℃温度，保温时间不宜太长，一般以2~4h 工艺：加热至Ac1以上20~30 为宜，冷却方式通常采用炉冷，或在Ar1以下20℃左右进行较长时间等温。 主要用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。过共析钢经轧制、锻造后空冷的组织是片层状的珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，在以后的淬火过程中也容易变形和开裂。球化退火得到球状珠光体，在球状珠光体中，渗碳体呈球状的细小颗粒，弥散分布在铁素体基体上。球状珠光体与片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时变形和开裂倾向小。如果过共析钢有网状渗碳体存在时，必须在球化退火前采用正火工艺消除，才能保证球化退火正常进行。 目的：降低硬度、均匀组织、改善切削加工性为淬火作组织准备。 球化退火工艺方法很多，主要有： a)一次球化退火工艺：将钢加热到Ac1以上20~30 ℃℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却。要求退火前原始组织为细片状珠光体，不允许有渗碳体网存在。
金属热处理及表面处理工艺规范
北京奇朔科贸有限公司 部分金属材料热处理及表面处理工艺规范 第一版 编写：赵贵波 审核： 批准： 北京奇朔科贸有限公司 二零一二年六月
目录 1.0 热处理的工艺分类及代号---------------------------------------------------------------------3 1.1 基础分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.2 附加分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.3 热处理工艺代号--------------------------------------------------------------------------------------4 1.4 图样中标注热处理技术条件用符号--------------------------------------------------------------7 2.0 金属材料的热处理方法和应用目的-------------------------------------------------------8 2.1 钢的淬火-----------------------------------------------------------------------------------------------8 2.2 热处理的过程方法和应用目的--------------------------------------------------------------------9 3.0 部分金属材料的热处理规范-----------------------------------------------------------------17 3.1 渗碳钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------17 3.2 渗氮钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------------20 3.3 调质钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------21 3.4 -弹簧钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------------23 3.5 轴承钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------25 3.6 合金工具钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------- 26 3.7 碳素工具钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------29
钢的热处理工艺
钢的热处理 第一章钢的热处理 热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。 1□□钢的加热 1.1□制定钢的加热制度 加热温度、加热速度、保温时间。 1.1.1加热温度的选择 加热温度取决于热处理的目的。热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。 淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度； 退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃； 过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃； 正火A C3或A CM以上30～50℃； 1.1.2加热速度的选择 必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点： a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小； b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小； c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小； d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。 1.1.3钢在加热时的缺陷 a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。 b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的
热处理教案
热处理教案 一、教学目的及要求 1．了解热处理在机械工业中的重要作用； 2．掌握钢的普通热处理工艺方法、种类； 3．了解常用热处理设备； 4．对45钢进行淬火、回火操作。 二、教学进程（总时间0.5天） 三、教具 1．铁碳平衡相图、C曲线图等相关挂图； 2．退火、正火、淬火、回火、调质态实物及要进行热处理的工件—45钢小锤子；3．4KW箱式电阻炉两台，75KW箱式电阻炉、105KW井式气体渗碳炉、37KW箱
热处理讲授内容 一、热处理工艺的基本过程、特点及其应用 1．热处理的应用 钢是现代工业、农业、交通、国防及生活中应用最为广泛的一种金属材料，具有许多良好的性能。但随着科学技术的不断提高和发展，对金属材料的性能要求也不断的提高，其中热处理工艺就是提高和改善钢性能的一种重要方法，如齿轮、曲轴、弹簧、锤子、刃具等它们的各种机械性能都是通过热处理的加工来达到要求的。 例1）：弹簧件：目前用于制作弹簧工件的材料有很多种。首先根据工件使用条件和要求选用合适的弹簧钢，然后加工成形。这时虽然材料和工件的形状都达到了弹簧工件的要求，但性能并没有达到技术要求。这时工件在受力作用下就会发生塑性变形，无法起到弹簧工件的作用。要想使工件充分体现出弹簧的特性，就要根据所用具体材料进行相应热处理来满足。 例2）：家用菜刀、剪刀等，这些工件使用性能如何，热处理的好与坏，直接影响刀具的质量，如硬度低时，易出现卷刃现象，如硬度过高，易出现断裂现象等。 例3）：学生在钳工实习时制作的小锤子。在钳工制作锤子时，所用工具有：锉刀、锯条和钻头等工具，它们同样是金属材料，为什么锤子能被加工得动？这说明这些工具的硬度比锤子的硬度高，所以能把锤子从原材料加工成锤子的形态。但在钳工加工成形的锤子也只是一个半成品。因为虽然锤子的形状，尺寸达到了要求，但它们的机械性能并没有达到要求。如果这时用它锤击工件，锤子本身就会出现变形。所以要想使锤子不但在尺寸和精度上达到要求而且在性能上也应达到技术要求，为此就要通过进行热处理来完成。 2．热处理的基本过程 定义：采用适当的方式对固态金属或合金进行加热、保温和降温，以获得所要求的组织结构与性能的工艺。
钢铁热处理退火工艺
钢铁热处理退火工艺 整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。 退火→将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢)，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。 钢铁整体热处理四种基本工艺 金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。 整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。 退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。 正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。 为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650摄氏度的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。 退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。 “四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。
钢的表面热处理
2013年“教学质量月优秀教案评选”参评教案 课程：金属材料与热处理 2013—2014学年第一学期教师
教学过 程 教学内容附记 一、组织教学（2分钟）1、点名，稳定学生情绪。 2、分成四个学习小组。 二、复习提问（7分钟）常用的回火方法有哪几种？并分别指出其获得的组织、性 能及适用范围。 参考答案： 1、低温回火（150℃~250℃）：回火马氏体，具有较高的硬 度、耐磨性和一定韧性，主要用于刀具、冷作模具、轴承 零件及其它要求硬而耐磨的零件等。 2、中温回火（350℃~500℃）：回火屈氏体，具有高的弹性 极限、屈服强度和适当的韧性，主要用于弹性零件及热作 模具等。 3、高温回火（500℃~650℃）：回火索氏体，具有良好的综 合力学性能，强度、硬度、塑性和韧性具有良好的配合， 广泛应用于连杆、曲轴、齿轮等承受交变载荷或冲击载荷 的重要零件等。 巩固旧知 识，承接 新知识， 加强知识 的连贯 性。 三、任务提出（6分钟） 右图为活塞销的实物 图。 活塞销通常在冲击载 荷、交变载荷和强烈摩擦条 件下工作，活塞销选用20 钢制造。试根据其化学成分 和使用性能要求，选择正确 的热处理方法。 鼓励学生 结合生活 实际，积 极思考， 踊跃回 答。
五、相关知识（40分钟） 表面热处理是一种对工件表面进行硬化的热处理方 法，根据硬化机制不同，表面热处理可分为表面淬火和化 学热处理两大类。 （一）表面淬火 1、定义：对工件表层进行淬火的工艺。 2、适用范围：中碳钢和中碳合金钢。 3、分类： （1）火焰加热表面淬火 特点：用氧—乙炔火焰对 零件表面进行加热，随之快速 冷却的工艺。 加热温度及淬硬层 不易控制，质量不稳定。 应用：适用于单件或小批量 生产。 （2）感应加热表面淬火 特点：利用感应电流通过 工件所产生的热效应，使工件表面局部加热， 然后快速冷却的工艺。 加热速度快，淬硬层深度易于控制，淬火质量 高。 应用：适用于大批量生产。 （二）化学热处理 1、定义：将工件置于一定温度的活性介质中保温，使 一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织 和性能的热处理工艺。 化学热处理不仅改变了钢的组织，而且其表层的化 学成分也发生了改变，因而更能有效地改善零件表层的组 织。 2、化学热处理的过程： 化学热处理是通过以下三个基本过程来完成： （1）分解介质在一定温度下发生化学分解，产生活 性原子。 提问：为 什么低碳 钢不能进 行表面淬 火？ 提示学生 注意：热 处理工艺 中，只有 化学热处 理不仅改 变了组 织，还改 变了化学 成分。
金属热处理及表面处理工艺
一、热处理工艺简解 1、退火 操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50℃或Ac1+30~50℃或Ac1以下的温度（能够查阅有关材料）后，通常随炉温缓慢冷却。 意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所发生的内应力。 运用关键：1.适用于合金布局钢、碳素东西钢、合金东西钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状况不合格的原材料；2.通常在毛坯状况进行退火。 2、正火 操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50℃，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。 意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所发生的内应力。 运用关键：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。关于功能需求不高的低碳的和中碳的碳素布局钢及低合金钢件，也可作为最终热处理。关于通常中、高合金钢，空冷可致使彻底或部分淬火，因而不能作为最终热处理工序。 3、淬火 操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时刻，然后在水、硝盐、油、或空气中疾速冷却。 意图：淬火通常是为了得到高硬度的马氏体安排，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体安排，以进步耐磨性和耐蚀性。运用关键：1.通常用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但一起会构成很大的内应力，下降钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的归纳力学功能。 4、回火 操作方法：将淬火后的钢件从头加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。 意图：1.下降或消除淬火后的内应力，削减工件的变形和开裂；2.调整硬度，进步塑性和耐性，取得作业所需求的力学功能；3.安稳工件尺度。 运用关键：1.坚持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在坚持必定韧度的条件下进步钢的弹性和屈从强度时用中温回火；以坚持高的冲击韧度和塑性为主，又有满足的强度时用高温回火；2.通常钢尽量防止在230~280℃、不锈钢在400~450℃之间回火，因为这时会发生一次回火脆性。5、调质 操作方法：淬火后高温回火称调质，行将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度，保温后进行淬火，然后在400~720℃的温度下进行回火。 意图：1.改进切削加工功能，进步加工外表光洁程度；2.减小淬火时的变形和开裂； 3.取得杰出的归纳力学功能。 运用关键：1.适用于淬透性较高的合金布局钢、合金东西钢和高速钢；2. 不只能够作为各种较为重要布局的最终热处理，并且还能够作为某些严密零件，如丝杠等的
45#钢热处理工艺
45热处理 推荐热处理温度：正火850，淬火840，回火 600. 45号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做 45号钢管 模板,梢子,导柱等,但须热处理。 1. 45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58） 1.45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火？ 换算成布氏硬度大约是380～470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下：淬火温度：840℃水淬 回火温度：150℃回火，硬度约为57HRC；200℃回火，硬度约为55HRC；250℃回火，硬度约为53HRC；300℃回火，硬度约为48HRC；350℃回火，硬度约为45HRC；400℃回火，硬度约为43HRC；500 ℃回火，硬度约为33HRC；600℃回火，硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点，但临界点有着一个范围内的浮动，所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点 (℃) 20钢 735-855 (℃) 45钢 724-780 (℃) T8钢 730 -770(℃) T12钢 730-820 (℃) 3 20Cr，40Cr，35CrMo，40CrMo，42CrMo：正火温度850-900℃，45号钢正火温度850℃左右。 4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为：钢棒与锻件960℃空冷 + 700～720℃回火，空冷。 最终热处理工艺： 1、淬火： 第一次预热：300～500℃， 第二次预热840～860℃； 淬火温度：1020～1050℃； 冷却介质：油，介质温度：20～60℃， 冷却至油温；随后，空冷，HRC=60～63。 2、回火： 经过以下淬火工艺，可以达到降低硬度的作用，具体回火工艺如下： 加热温度400～425℃，得到HRC=57～59。 说明：在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区，在这个区间回火容易使模具出现崩刃。最为理想的回火区间在380--400℃，这个区间回火，韧性最好，并且有良好的耐磨性。如果淬火后，采用深冷处理（理想的温度是零下120）与中温回火相结合，会得到良好使用效果和高寿
40Cr钢的调质处理——【热处理及表面处理工艺】
40Cr钢的调质处理 Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。截面尺寸大或重要的调质工件，应采用Cr钢。但Cr钢有第二类回火脆性。40Cr工件调质的淬回火，各种参数工艺卡片都有规定，我们在实际操作中体会是： (一)40Cr工件淬火后应采用油冷，40Cr钢的淬透性较好，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小。但是小型企业在供油紧张的情况下，对形状不复杂的工件，可以在水中淬火，并未发现开裂，只是操作者要凭经验严格掌握入水、出水的温度。 (二)40Cr工件调质后硬度仍然偏高，第二次回火温度就要增加20~50℃，不然，硬度降低困难。 (三)40Cr工件高温回火后，形状复杂的在油中冷却，简单的在水中冷却，目的是避免第二类回火脆性的影响。回火快冷后的工件，必要时再施以消除应力处理。 影响调质工件的质量，操作工的水平是个重要因素，同时，还有设备、材料和调质前加工等多方面的原因，我们认为： (一)工件从加热炉转移到冷却槽速度缓慢，工件入水的温度已降到低于Ar3临界点，产生部分分解，工件得到不完全淬火组织，达不到硬度要求。所以小零件冷却液要讲究速度，大工件予冷要掌握时间。 1
(二)工件装炉量要合理，以1~2层为宜，工件相互重叠造成加热不均匀，导致硬度不匀。 (三)工件入水排列应保持一定距离，过密使工件近处蒸气膜破裂受阻，造成工件接近面硬度偏低。 (四)开炉淬火，不能一口气淬完，应视炉温下降程度，中途闭炉重新升温，以便前后工件淬后硬度一致。 (五)要注意冷却液的温度，10%盐水的温度如高于60℃，不能使用。冷却液不能有油污、泥浆等杂质，不然，会出现硬度不足或不均匀现象。 (六)未经加工毛坯调质，硬度不会均匀，如要得到好的调质质量，毛坯应粗车，棒料要锻打。 (七)严把质量关，淬火后硬度偏低1~3个单位，可以调整回火温度来达到硬度要求。但淬火后工件硬度过低，有的甚至只有HRC25~35，必须重新淬火，绝不能只施以中温或低温回火以达到图纸要求完事，不然，失去了调质的意义，并有可能产生严重的后果。 2
金属表面处理工艺有哪些,常见金属表面处理方法
金属表面处理工艺有哪些_常见金属表面处理方法有哪些 金属表面在各种热处理、机械加工、运输的过程中，不可避免地会产生腐蚀、随着油污和杂质等，产生氧化现象，这就需要进行表面处理。 金属表面处理有很多种，按照其特性的不同可分为溶剂清洗、机械处理和化学处理三大类。根据不同氧化程度的金属表面，应采用不同的处理方式。如对于较薄的氧化层可采用溶剂清洗、机械处理和化学处理，或者直接采用化学处理，对于严重氧化的金属表面，由于氧化层较厚，如果直接采用溶剂清洗和化学处理，不但处理不彻底，还会浪费大量的清洗剂和化学剂，最好先采用机械处理。 溶剂清洗是对使用溶剂对金属表面进行清洗的一种处理方法，该方法可以有效去除工件表面的油污、杂质和氧化层，使工件表面获得清洁。经溶剂清洗后的金属表面具有高度活性，更容易受到灰尘、湿气的污染，所以处理后的工件还要进行喷涂、喷涂等表面处理，提高工件的抗腐蚀能力。 金属的表面处理有哪些？ 不锈钢：电镀、抛光、拉丝、电泳、PVD、蚀刻、彩色钝化 铝合金：阳极氧化、电镀、蚀刻 镁合金：电镀、钝化皮膜 钛合金：电镀、阳极氧化 锌合金：电镀、钝化 铸铝：电镀、阳极氧化 钢铁：钝化、磷化 电镀 镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 电泳 电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。 电泳表面处理工艺的特点： 电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。电泳工艺优于其他涂装工艺。 镀锌 镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。现在主要采用的方法是热镀锌。 电镀与电泳的区别 电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
(完整版)钢的表面热处理
2013年“教学质量月优秀教案评选”参评教案
教学过程教学内容附记 一、组织教学 （2分钟）1、点名，稳定学生情绪。 2、分成四个学习小组。 二、复习提问 （7分钟）常用的回火方法有哪几种？并分别指出其获得的组织、性能及适用范围。 参考答案： 1、低温回火（150℃~250℃）：回火马氏体，具有较高的硬度、耐磨性和 一定韧性，主要用于刀具、冷作模具、轴承零件及其它要求硬而耐磨的 零件等。 2、中温回火（350℃~500℃）：回火屈氏体，具有高的弹性极限、屈服强 度和适当的韧性，主要用于弹性零件及热作模具等。 3、高温回火（500℃~650℃）：回火索氏体，具有良好的综合力学性能， 强度、硬度、塑性和韧性具有良好的配合，广泛应用于连杆、曲轴、齿 轮等承受交变载荷或冲击载荷的重要零件等。 巩固旧知 识，承接新 知识，加强 知识的连贯 性。 三、任务提出 （6分钟） 右图为活塞销的实物图。 活塞销通常在冲击载荷、交变 载荷和强烈摩擦条件下工作，活塞 销选用20钢制造。试根据其化学 成分和使用性能要求，选择正确的 热处理方法。 鼓励学生结 合生活实 际，积极思 考，踊跃回 答。 四、任务分析 （5分钟） 活塞销在工作时，同时受到冲击载荷、交变载荷和表面摩擦作用， 因此要求工件心部具有足够的塑性、韧性和一定的强度，表面具有高硬 度和高耐磨性，即所谓的“外硬内韧”。前面所学的常规热处理方法无法 满足上述性能，需要采用一种新的热处理方法——表面热处理。 提问：常规 的热处理方 法有哪些？
教学过程教学内容附记 五、相关知识（40分钟） 表面热处理是一种对工件表面进行硬化的热处理方法，根据硬化机 制不同，表面热处理可分为表面淬火和化学热处理两大类。 （一）表面淬火 1、定义：对工件表层进行淬火的工艺。 2、适用范围：中碳钢和中碳合金钢。 3、分类： （1）火焰加热表面淬火 特点：用氧—乙炔火焰对零件表 面进行加热，随之快速冷却的工艺。 加热温度及淬硬层不易控 制，质量不稳定。 应用：适用于单件或小批量生产。 （2）感应加热表面淬火 特点：利用感应电流通过工件所 产生的热效应，使工件表 面局部加热，然后快速冷却的工艺。 加热速度快，淬硬层深度易于控制，淬火质量高。 应用：适用于大批量生产。 （二）化学热处理 1、定义：将工件置于一定温度的活性介质中保温，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工艺。 化学热处理不仅改变了钢的组织，而且其表层的化学成分也发生 了改变，因而更能有效地改善零件表层的组织。 2、化学热处理的过程： 化学热处理是通过以下三个基本过程来完成： （1）分解介质在一定温度下发生化学分解，产生活性原子。 （2）吸收活性原子被工件表面吸收。 （3）扩散渗入工件表层的活性原子，由表层向中心扩散。 提问：为什 么低碳钢不 能进行表面 淬火？ 提示学生注 意：热处理 工艺中，只 有化学热处 理不仅改变 了组织，还 改变了化学 成分。