钢的热处理讲义
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机械基础课件：钢的热处理
连续冷却: 使奥氏体化后的钢在温度连续下降的过程中发生 组织转变，包括水冷、 油冷、炉冷、空冷等。
等温冷却：将奥氏体化后的钢迅速冷却到临界点A1以下 某一温度，恒温停留一段时间，在这段保温时间内发生组织
钢的热处理
1. 过冷奥氏体的等温转变曲线 以共析钢为例： 由于过冷温度和等温时间不同，过冷奥氏体的等温转变 过程及转变产物也不相同，表示过冷奥氏体不同的等温冷却 温度、等温时间与转变过程及产物之间关系的曲线叫做过冷 奥氏体的等温转变曲线，也称为C 1) C · 共析钢奥氏体的等温转变曲线是通过一系列不同过冷
3. (1) 从切削加工性考虑：钢件适宜的切削加工硬度为 170～230 HBS。因此，低碳钢、低碳合金钢应选用正火为预 备热处理。中碳钢也可选正火，含碳量超过0.5%的钢应选用
(2) 从零件的形状考虑：对于形状复杂的零件或大型铸 件，正火可能会因内应力过大而造成零件开裂，故应选用退
(3) 从经济性考虑：因正火比退火的操作简便，生产周 期短，成本低，在能满足使用要求的情况下，应尽量选用正
· 通过实验测出不同的过冷奥氏体在恒温下开始转变和 转变终了的时间，画到温度-时间坐标系中，然后把开始时间 和转变终了时间分别连接起来，即得到图3-4所示的共析钢C
钢的热处理
图3-4 共析钢C曲线
钢的热处理
2) 共析钢过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 (1) 珠光体类型(高温转变产物)： 共析钢A过冷到723~550℃之间，A等温转变产物属于P
钢的热处理
2. (1) (2) (3) 材料：中碳钢(45)、合金调质钢(40Cr) (4) 技术条件：表面50~55 HRC (5) 感应表面淬火方法如图3-6
钢的热处理
图3-6 钢的感应表面淬火
等温冷却：将奥氏体化后的钢迅速冷却到临界点A1以下 某一温度，恒温停留一段时间，在这段保温时间内发生组织
钢的热处理
1. 过冷奥氏体的等温转变曲线 以共析钢为例： 由于过冷温度和等温时间不同，过冷奥氏体的等温转变 过程及转变产物也不相同，表示过冷奥氏体不同的等温冷却 温度、等温时间与转变过程及产物之间关系的曲线叫做过冷 奥氏体的等温转变曲线，也称为C 1) C · 共析钢奥氏体的等温转变曲线是通过一系列不同过冷
3. (1) 从切削加工性考虑：钢件适宜的切削加工硬度为 170～230 HBS。因此，低碳钢、低碳合金钢应选用正火为预 备热处理。中碳钢也可选正火，含碳量超过0.5%的钢应选用
(2) 从零件的形状考虑：对于形状复杂的零件或大型铸 件，正火可能会因内应力过大而造成零件开裂，故应选用退
(3) 从经济性考虑：因正火比退火的操作简便，生产周 期短，成本低，在能满足使用要求的情况下，应尽量选用正
· 通过实验测出不同的过冷奥氏体在恒温下开始转变和 转变终了的时间，画到温度-时间坐标系中，然后把开始时间 和转变终了时间分别连接起来，即得到图3-4所示的共析钢C
钢的热处理
图3-4 共析钢C曲线
钢的热处理
2) 共析钢过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 (1) 珠光体类型(高温转变产物)： 共析钢A过冷到723~550℃之间，A等温转变产物属于P
钢的热处理
2. (1) (2) (3) 材料：中碳钢(45)、合金调质钢(40Cr) (4) 技术条件：表面50~55 HRC (5) 感应表面淬火方法如图3-6
钢的热处理
图3-6 钢的感应表面淬火
工程材料—钢的热处理课件
。
02
热处理工艺优化
通过深入研究材料的热处理行为，优化现有热处理工艺，提高材料性能
。
03
热处理与其它加工技术的结合
研究热处理与其它材料加工技术的结合应用，如焊接、切割、表面处理
等。
THANK YOU
感谢各位观看
03
钢的热处理效果
钢的硬度变化
总结词
随着热处理温度的升高，钢的硬度先升高后降低。
详细描述
在加热过程中，钢内部的原子或分子的运动速度会增加，导致原子之间的平均距 离变大，使钢的硬度降低。而在冷却过程中，原子或分子的运动速度会减慢，原 子之间的平均距离变小，使钢的硬度升高。
钢的抗拉强度变化
总结词
热处理可以显著提高钢的抗拉强度。
02
钢的热处理工艺
预处理
01
02
03
清理
去除钢材表面的污垢、锈 迹和其他杂质，确保热处 理的均匀性和质量。
矫直
将钢材进行矫直处理，消 除其弯曲、扭曲等形变， 保证热处理过程中的均匀 加热。
装炉
将预处理后的钢材按照工 艺要求装入热处理炉中， 确保加热的均匀性和质量 。
加热
温度控制
根据不同的钢种和热处理工艺要求，控制加热温 度，确保钢材充分奥氏体化。
组织转变
在保温过程中，钢材内部的组织 逐渐发生转变，如奥氏体向铁素 体的转变，为后续冷却过程做好 准备。
冷却
冷却方式
根据不同的热处理工艺要 求，选择适当的冷却方式 ，如空冷、水冷或油冷等 。
冷却速度
控制冷却速度，使钢材内 部的组织转变得以控制， 获得所需的组织和性能。
冷却均匀性
确保钢材在整个冷却过程 中均匀冷却，防止出现裂 纹、变形等问题，保证热 处理的质量和稳定性。
第四章-钢的热处理ppt课件(全)
3.碳化物的转变（250~450℃） 250℃以上回火时， ε碳化物将逐渐转变为稳定的渗碳体组织，到450℃时全 部转变为高度弥散分布的渗碳体。α固溶体中的含碳量已 降到平衡含量而成为铁素体，但其形态仍为针状。由针 状铁素体和高度弥散分布的渗碳体组成的组织——回火 托氏体。
4.渗碳体的聚集长大和铁素体的再结晶（450~700℃） 450℃以上，在渗碳体球化、长大的同时，铁素体在 500~600℃开始再结晶，铁素体由板条状或针状转变为 多边形晶粒。这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状 渗碳体的组织——回火索氏体 。
（2）加热速度 加热速度越快，转变温度越高， 转变时间越短，转变速度越快。
（3）钢的原始组织 原始组织越细，晶核的形 成速度就越快，形成速度较快。
（二）奥氏体晶粒长大及其影响因素
1.奥氏体晶粒度 两种表示方法：用晶粒的平均尺寸 表示；另一种是用晶粒度N来表示。
2.奥氏体晶粒的长大
奥氏体起始晶粒，奥氏体起始晶粒度，实际晶粒，实际晶 粒 度，本质晶粒度，本质粗晶粒钢，本质细晶粒钢
②下贝氏体 在350℃~Ms温度范围内形成的，由含 碳过饱和的针片状铁素体和铁素体片内弥散分布的碳化 物组成。
下贝氏体组织具有 较高的强度、硬度，同 时具有良好的塑性和韧 性。常用等温淬火的方 法获得。
（3）低温转变（马氏体型转变） 在Ms线以下，过冷 奥氏体将转变成马氏体组织，在过冷奥氏体的连续冷 却转变中介绍。
理想的淬火冷却曲线
生产中常用的淬火冷却介质 （1）水及水溶液
（2）油 机械油、变压器油、柴油、植物油等
（二）淬火方法
1.单介质淬火 将奥氏体 化的工件投入一种淬火冷却介 质中，一直冷却到室温的淬火 方法。
一般碳钢在水或水溶液中 淬火，合金钢在油中淬火等均 属单液淬火。
4.渗碳体的聚集长大和铁素体的再结晶（450~700℃） 450℃以上，在渗碳体球化、长大的同时，铁素体在 500~600℃开始再结晶，铁素体由板条状或针状转变为 多边形晶粒。这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状 渗碳体的组织——回火索氏体 。
（2）加热速度 加热速度越快，转变温度越高， 转变时间越短，转变速度越快。
（3）钢的原始组织 原始组织越细，晶核的形 成速度就越快，形成速度较快。
（二）奥氏体晶粒长大及其影响因素
1.奥氏体晶粒度 两种表示方法：用晶粒的平均尺寸 表示；另一种是用晶粒度N来表示。
2.奥氏体晶粒的长大
奥氏体起始晶粒，奥氏体起始晶粒度，实际晶粒，实际晶 粒 度，本质晶粒度，本质粗晶粒钢，本质细晶粒钢
②下贝氏体 在350℃~Ms温度范围内形成的，由含 碳过饱和的针片状铁素体和铁素体片内弥散分布的碳化 物组成。
下贝氏体组织具有 较高的强度、硬度，同 时具有良好的塑性和韧 性。常用等温淬火的方 法获得。
（3）低温转变（马氏体型转变） 在Ms线以下，过冷 奥氏体将转变成马氏体组织，在过冷奥氏体的连续冷 却转变中介绍。
理想的淬火冷却曲线
生产中常用的淬火冷却介质 （1）水及水溶液
（2）油 机械油、变压器油、柴油、植物油等
（二）淬火方法
1.单介质淬火 将奥氏体 化的工件投入一种淬火冷却介 质中，一直冷却到室温的淬火 方法。
一般碳钢在水或水溶液中 淬火，合金钢在油中淬火等均 属单液淬火。
工程材料 钢的热处理课件
A：制作共析钢试样若干件（讲解以三件试样为例）。 B：将试样加热、保温（奥氏体化）。
第二节
钢在冷却时的转变-1
C：将已奥氏体化试样连续冷却到不同温度后保温， 测试组织转变量与时间的关系。如等温冷却方式与组 织转变量与时间的 D：将奥氏体转变开始点与奥氏体转变完了点（两 点）按规则移到时间-温度坐标图中。如绘制C曲线过 程
第二节
钢在冷却时的转变-13
四：共析钢过冷奥氏体连续转变曲线（CCT曲线） 1：共析钢过冷奥氏体连续转变曲线特点
（1）：本曲线在C曲线右下方。 如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-1图
（ 2）：共析钢连续冷却时不会发生贝氏体转变。 （3）：过冷奥氏体连续冷却，其产物不可能是单一 均匀的组织。 （4）：其孕育期比C曲线孕育期长。 （5）：由三条线组成：即珠光体转变开始线AB、 珠光体转变终止线BC与珠光体转变完了线CD。
（ 如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-2图
第二节
钢在冷却时的转变-14
——VK。 ——VK′。
2：共析钢过冷奥氏体连续转变冷却速度与组织的关系 上临界冷却速度（临界冷却速度） 下临界冷却速度 如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-3图
⑴：共析钢连续冷却速度大于VK，得到组织为 M+ A残组织（如图：1线，淬火）。
第二节
热处理目的
钢在冷却时的转变-1
不是得到奥氏体，它只是为最终热处理转变作组 织准备，但奥氏体组织与奥氏体组织转变对最终热处 理转变作组织具有决定作用。
一：共析钢的等温转变曲线（time temperature transformation curve—C曲线或TTT曲线） 1：共析钢C曲线的绘制
Mf—马氏体转变结束线。 G：去掉过程线、符号修整，得共析钢C曲线如共
第二节
钢在冷却时的转变-1
C：将已奥氏体化试样连续冷却到不同温度后保温， 测试组织转变量与时间的关系。如等温冷却方式与组 织转变量与时间的 D：将奥氏体转变开始点与奥氏体转变完了点（两 点）按规则移到时间-温度坐标图中。如绘制C曲线过 程
第二节
钢在冷却时的转变-13
四：共析钢过冷奥氏体连续转变曲线（CCT曲线） 1：共析钢过冷奥氏体连续转变曲线特点
（1）：本曲线在C曲线右下方。 如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-1图
（ 2）：共析钢连续冷却时不会发生贝氏体转变。 （3）：过冷奥氏体连续冷却，其产物不可能是单一 均匀的组织。 （4）：其孕育期比C曲线孕育期长。 （5）：由三条线组成：即珠光体转变开始线AB、 珠光体转变终止线BC与珠光体转变完了线CD。
（ 如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-2图
第二节
钢在冷却时的转变-14
——VK。 ——VK′。
2：共析钢过冷奥氏体连续转变冷却速度与组织的关系 上临界冷却速度（临界冷却速度） 下临界冷却速度 如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-3图
⑴：共析钢连续冷却速度大于VK，得到组织为 M+ A残组织（如图：1线，淬火）。
第二节
热处理目的
钢在冷却时的转变-1
不是得到奥氏体，它只是为最终热处理转变作组 织准备，但奥氏体组织与奥氏体组织转变对最终热处 理转变作组织具有决定作用。
一：共析钢的等温转变曲线（time temperature transformation curve—C曲线或TTT曲线） 1：共析钢C曲线的绘制
Mf—马氏体转变结束线。 G：去掉过程线、符号修整，得共析钢C曲线如共
钢的热处理基础知识讲义
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。
二、热处理技术要求的表示方法
2、有效渗层深度的表示
（3）国家标准JB/T 6609-1993的规定渗氮层深度的表示
公称深度 深度偏 （mm) 差(mm)
0.15
+0.10
0.3
-0.05
0.4
应用举例
模数≤1.75的齿轮 套、环、丝杆、垫圈、模数 2~3的齿轮 直径＜60的镗杆、主轴、套 筒、蜗杆、镶钢导轨、模数 3.5~4的齿轮
• 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数 之一，选择和控制加热温度 ，是保证热处
理质量的主要问题。加热温度随被处理的 金属材料和热处理的目的不同而异，但一 般都是加热到相变温度以上，以获得高温 组织。另外转变需要一定的时间，因此当 金属工件表面达到要求的加热温度时，还 须在此温度保持一定时间，使内外温度一 致，使显微组织转变完全，这段时间称为 保温时间。采用高能密度加热和表面热处 理时，加热速度极快，一般就没有保温时 间，而化学热处理的保温时间往往较长。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的
步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要 是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最 慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速 度更快。但还因钢种不同而有不同的要求， 例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度 进行淬硬。
• 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。钢铁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，
• 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。
二、热处理技术要求的表示方法
2、有效渗层深度的表示
（3）国家标准JB/T 6609-1993的规定渗氮层深度的表示
公称深度 深度偏 （mm) 差(mm)
0.15
+0.10
0.3
-0.05
0.4
应用举例
模数≤1.75的齿轮 套、环、丝杆、垫圈、模数 2~3的齿轮 直径＜60的镗杆、主轴、套 筒、蜗杆、镶钢导轨、模数 3.5~4的齿轮
• 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数 之一，选择和控制加热温度 ，是保证热处
理质量的主要问题。加热温度随被处理的 金属材料和热处理的目的不同而异，但一 般都是加热到相变温度以上，以获得高温 组织。另外转变需要一定的时间，因此当 金属工件表面达到要求的加热温度时，还 须在此温度保持一定时间，使内外温度一 致，使显微组织转变完全，这段时间称为 保温时间。采用高能密度加热和表面热处 理时，加热速度极快，一般就没有保温时 间，而化学热处理的保温时间往往较长。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的
步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要 是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最 慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速 度更快。但还因钢种不同而有不同的要求， 例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度 进行淬硬。
• 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。钢铁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，
《钢的热处理》PPT课件
一、钢的奥氏体化
钢加热到Ac1，点以上时会发生珠光体向奥氏体的转变，加 热到Ac3和Accm点以上时，便全部转变为奥氏体，热处理加热的 主要目的就是为了得到奥氏体，因此这种加热到相变点以上获得 奥氏体组织的过程称为钢的奥氏体化。
1.奥氏体的形成
精选ppt
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5
§ 3.1 钢在加热时的组织转变
钢的热处理的目的在于消除毛坯(如铸件、锻件等)中缺陷， 改善其工艺性能，为后续工序作好组织准备;更重要的是热处理能 显著提高钢的力学性能，从而充分发挥钢材的潜力，提高工件的 使用性能和使用寿命。因此，热处理在机械制造工业中占有十分 重要的地位。
根据加热和冷却方法不同，常用的热处理大致分类如下。 (1)整体热处理对工件进行整体穿透加热。常用的方法有:退 火、正火、淬火、回火等。
二、奥氏体晶粒的长大及其影响因素
精选ppt
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9
§ 3.1 钢在加热时的组织转变
奥氏体形成后继续加热或保温，在伴随着残余渗碳体的溶解
和奥氏体的均匀化同时，奥氏体的晶粒将发生长大。其结果使钢
件冷却后的机械性能降低，特别是冲击韧性变坏;奥氏体晶粒粗大
也是淬火变形和开裂的重要原因。所以，为了获得细晶粒的奥氏
7
§ 3.1 钢在加热时的组织转变
较低，只有延长保温时间，通过碳原子的扩散，才能得到成分均
匀的奥氏体。如图3-3为钢的奥氏体化过程。
由上可知，热处理的保温，不仅是为了将工件热透，而且也
是为了获得均匀的奥氏体组织，以便冷却后能得到良好的组织和
性能。
亚共析钢和过共析钢加热到Ac1点以上时，珠光体转变成奥 氏体，得到的组织为奥氏体和先析的铁素体或渗碳体，称为不完
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钢加热到Ac1，点以上时会发生珠光体向奥氏体的转变，加 热到Ac3和Accm点以上时，便全部转变为奥氏体，热处理加热的 主要目的就是为了得到奥氏体，因此这种加热到相变点以上获得 奥氏体组织的过程称为钢的奥氏体化。
1.奥氏体的形成
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§ 3.1 钢在加热时的组织转变
钢的热处理的目的在于消除毛坯(如铸件、锻件等)中缺陷， 改善其工艺性能，为后续工序作好组织准备;更重要的是热处理能 显著提高钢的力学性能，从而充分发挥钢材的潜力，提高工件的 使用性能和使用寿命。因此，热处理在机械制造工业中占有十分 重要的地位。
根据加热和冷却方法不同，常用的热处理大致分类如下。 (1)整体热处理对工件进行整体穿透加热。常用的方法有:退 火、正火、淬火、回火等。
二、奥氏体晶粒的长大及其影响因素
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§ 3.1 钢在加热时的组织转变
奥氏体形成后继续加热或保温，在伴随着残余渗碳体的溶解
和奥氏体的均匀化同时，奥氏体的晶粒将发生长大。其结果使钢
件冷却后的机械性能降低，特别是冲击韧性变坏;奥氏体晶粒粗大
也是淬火变形和开裂的重要原因。所以，为了获得细晶粒的奥氏
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§ 3.1 钢在加热时的组织转变
较低，只有延长保温时间，通过碳原子的扩散，才能得到成分均
匀的奥氏体。如图3-3为钢的奥氏体化过程。
由上可知，热处理的保温，不仅是为了将工件热透，而且也
是为了获得均匀的奥氏体组织，以便冷却后能得到良好的组织和
性能。
亚共析钢和过共析钢加热到Ac1点以上时，珠光体转变成奥 氏体，得到的组织为奥氏体和先析的铁素体或渗碳体，称为不完
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热处理讲稿-钢的常规热处理
3. 回火工艺选择和计算
a. 回火温度选择原则 在生产中按照回火硬度来选择回火温度，各种钢的
回火温度与硬度的关系曲线可从手册中查到，淬火温 度高的、工件尺寸小的，通常采用回火温度范围的上 限温度，反之则选下限温度。
b. 回火时间的选择原则 保证工件透烧和组织转变充分，内应力得到消除。
回火时间th可用下式定量计算： 回火温度保持时间 th ＝
﹣11Cr+ 100V + 60Mo + 60W + 60Si + 700P+3 (硫效应）
Ms (℃) ＝
39﹣423C﹣30.4Mn﹣17.7Ni﹣12.1Cr﹣7.5Mo﹣3 .7W
五、 回火工艺
定义 回火是将淬硬后的工件加热到Ac1以下的某一温度，保温
一段时间后，再冷却到室温的热处理工艺。
级淬火 e 贝氏体等温淬
火
4. 马氏体分级淬火
a . 图中c、d曲线。工件在盐浴或碱浴的分级温 度（接近Ms点）中保持一定时间，再出炉空冷。
b. 由于在靠近Ms点温度停留，使工件截面均匀 冷却后再空冷，使相变应力和热应力大大降低，有 效地减少变形和开裂的倾向。
5. 贝氏体等温淬火 a. 在260-400℃等温，获得下贝氏体组织的淬火，
二、退火工艺
定义 退火是将工件加热到适当温度，保温一段时间后再进行缓慢冷却的热处理
工艺。 类型
完全退火— 亚共析钢铸、轧、锻和焊接件， Ac3+30~70℃ 球化退火— 适应共析和过共析钢 ，Ac1+20~30℃ 去应力退火— 消除内应力，﹤Ac3 再结晶退火— 亦形变过程中的中间退火，再结晶温度以上150 ~200℃。 均匀化退火— 亦扩散退火，熔点以下100~200℃ （ 还有不完全退火、等温退火、预防白点退火等） 目的 ① 降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。 ② 减少或消除铸、锻、焊等引起的诸如偏析和晶粒粗大等组织缺陷，为尔 后的热处理作组织准备。 ③ 降低或消除工件的内应力，防止变形和开裂。
钢的热处理工艺PPT培训课件
钢的热处理工艺培训课件
目录
• 钢的热处理工艺简介 • 钢的热处理工艺原理 • 钢的热处理工艺流程 • 钢的热处理工艺应用 • 钢的热处理工艺发展趋势 • 钢的热处理工艺安全与防护
01
钢的热处理工艺简介
热处理工艺的定义
热处理工艺
通过对金属材料进行加热、保温和冷 却，改变其内部组织结构，以达到改 善材料性能的一种工艺方法。
保持工作场所整洁
保持工作场所整洁，避免杂物 堆放，确保通道畅通，防止人
员跌倒或绊倒。
热处理工艺的劳动保护措施
佩戴防护用品 定期检查身体 合理安排工作时间 提供安全培训
在进行热处理操作时，应佩戴合适的防护用品，如手套、防护 眼镜、口罩等，以防止烫伤、烟尘和有害气体对人体的伤害。
长期从事热处理工作的人员应定期进行身体检查，确保身体健 康。
防腐与装饰用钢
在建筑行业中，钢材需要进行防腐和装饰处理， 热处理工艺可以提高其耐腐蚀性和美观度。
05
钢的热处理工艺发展趋 势
新型热处理工艺的发展
真空热处理
真空环境下进行热处理，能够减少氧化和脱碳， 提高表面质量。
激光热处理
利用高能激光束对材料表面进行快速加热和冷却， 实现高精度、高效率的热处理。
去除钢材表面的污垢、锈 迹和其他杂质，确保热处 理前的表面质量。
矫直
通过机械或火焰矫直方法， 消除钢材的弯曲和扭曲， 保证热处理过程的均匀性。
切割和备料
根据热处理需求，将钢材 切割成适当的大小和形状， 确保热处理操作的有效进 行。
热处理工艺流程
加热
将钢材加热到预定的温度，通常 使用燃气、电或盐浴等加热方式。
远程监控
03
通过网络技术对热处理设备进行远程监控和管理，方便对设备
目录
• 钢的热处理工艺简介 • 钢的热处理工艺原理 • 钢的热处理工艺流程 • 钢的热处理工艺应用 • 钢的热处理工艺发展趋势 • 钢的热处理工艺安全与防护
01
钢的热处理工艺简介
热处理工艺的定义
热处理工艺
通过对金属材料进行加热、保温和冷 却，改变其内部组织结构，以达到改 善材料性能的一种工艺方法。
保持工作场所整洁
保持工作场所整洁，避免杂物 堆放，确保通道畅通，防止人
员跌倒或绊倒。
热处理工艺的劳动保护措施
佩戴防护用品 定期检查身体 合理安排工作时间 提供安全培训
在进行热处理操作时，应佩戴合适的防护用品，如手套、防护 眼镜、口罩等，以防止烫伤、烟尘和有害气体对人体的伤害。
长期从事热处理工作的人员应定期进行身体检查，确保身体健 康。
防腐与装饰用钢
在建筑行业中，钢材需要进行防腐和装饰处理， 热处理工艺可以提高其耐腐蚀性和美观度。
05
钢的热处理工艺发展趋 势
新型热处理工艺的发展
真空热处理
真空环境下进行热处理，能够减少氧化和脱碳， 提高表面质量。
激光热处理
利用高能激光束对材料表面进行快速加热和冷却， 实现高精度、高效率的热处理。
去除钢材表面的污垢、锈 迹和其他杂质，确保热处 理前的表面质量。
矫直
通过机械或火焰矫直方法， 消除钢材的弯曲和扭曲， 保证热处理过程的均匀性。
切割和备料
根据热处理需求，将钢材 切割成适当的大小和形状， 确保热处理操作的有效进 行。
热处理工艺流程
加热
将钢材加热到预定的温度，通常 使用燃气、电或盐浴等加热方式。
远程监控
03
通过网络技术对热处理设备进行远程监控和管理，方便对设备
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12
第六章 钢的热处理
过冷 奥氏 体的 两种 冷却 方式
§3 钢在冷却时的转变
机电工程学院 赵占西
13
第六章 钢的热处理
一、奥氏体等 温转变曲线
C曲线 TTT曲线
T_Temperature T_Time
T_Transformation
§3 钢在冷却时的转变
机电工程学院 赵占西
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第六章 钢的热处理
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第六章 钢的热处理
§2 钢在加热时的转变
二、奥氏体晶粒的长大
❖奥氏体的晶粒度
➢ 晶粒度 ➢ 起始晶粒度 ➢ 实际晶粒度 ➢ 本质晶粒度
❖晶粒度的控制
➢Al脱氧(本质细) ➢Si/Mn脱氧(本质粗)
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第六章 钢的热处理
§2 钢在加热时的转变
晶粒度的测定方法：930±10℃保温3~8小时(100×)
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§3 钢在冷却时的转变
高碳(>1.0%)马氏体：片状__硬而脆
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含 硬碳 度量 的对 影马 响氏
体
§3 钢在冷却时的转变
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§3 钢在冷却时的转变
马氏体转变过程中残余奥氏体（A残或A/）的形成
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§2 钢在加热时的转变
影响奥氏体晶粒长大的因素
5.含碳量的影响(有临界值)Байду номын сангаас随着奥氏体含碳量的增加，Fe、C原子的扩散
速度增大，奥氏体晶粒长大的倾向增加。 当超过奥氏体饱和碳浓度以后，由于出现了
残余渗碳体，产生机械阻碍作用，使晶粒长大 倾向减小。
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过冷奥氏体区
温 700 度
600
Ar1
＞0.4μm
0.4~0.2μm ＜0.2μm
§3 钢在冷却时的转变
P
珠光体转变
S
P Fe、C扩散
T
(℃)
500
B上
贝氏体转变
400
B 只有C扩散
300 Ms 200 100
0 Mf
B下 马氏体转变 M
非扩散切变
-100 0.5 1
孕育期最短
10 102 103 104 105 时间(s)
二、过冷奥氏体等温转变产物的组织与性能
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§3 钢在冷却时的转变
珠光体转变：Fe、C的扩散性相变
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§3 钢在冷却时的转变
珠光体转变：扩散相变 (Ar1～550℃, A→P（F+Fe3C）)
1）在A1～650℃形成的珠光体 ，因为过 冷度小，片间距较大(0.4m)，在500× 以上的光学显微镜下，能分辨其片层状形
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§2 钢在加热时的转变
一、奥氏体的形成(PA)
❖奥氏体晶粒的形成和长大 ❖残余渗碳体的溶解 ❖奥氏体的均匀化（Fe、C原子的扩散）
态；即为粗珠光体，习惯上称为珠光体
（P）。
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§3 钢在冷却时的转变
珠光体转变：扩散相变 (Ar1～550℃, A→P（F+Fe3C）)
2） 在 6 5 0 ～ 6 0 0 ℃ 形 成 片 间 距 较 小 的 珠 光 体 (0.2~0.4m)，在光学显微镜800~1500×能分辨 出其为铁素体薄层和碳化物（渗碳体）薄层交 替重叠的复相组织称为细珠光体或索氏体，用 字母S表示（以英国冶金学家H•C•Sorby的名字 命名）。
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§2 钢在加热时的转变
影响奥氏体晶粒长大的因素
3.加热速度
加热速度越快，奥氏体化的实际温度愈高，奥氏体 的形核率大于长大速度，获得细小的起始晶粒。生产 中常用快速加热和短时保温的方法来细化晶粒。
4.冶炼和脱氧条件
冶炼时用铝脱氧，使之形成AlN微粒；或加入Nb、 Zr、V、Ti等强碳化物形成元素，形成难溶的碳化物颗 粒。第二相微粒能阻止奥氏体晶粒长大，在一定温度 下晶粒不易长大；只有当超过一定温度时，第二相微 粒溶入奥氏体后，奥氏体才突然长大。
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§3 钢在冷却时的转变
珠光体转变：扩散相变 (A1～550℃, A→P（F+Fe3C）)
3）在600～550℃形成片层间距极小的珠光体 ( 0.2m) ，在光学显微镜下高倍放大已无法分 辨出其内部构造，在电子显微镜下可观测到很薄 的铁素体层和碳化物（渗碳体）层交替重叠的复 相组织，称为极细珠光体或托氏体，用字母T表 示（以法国金相学家L•Troost的名字命名）。
上贝氏体：550～350℃，过饱和片状F＋渗碳体 下贝氏体：350℃～Ms，过饱和针状F＋弥散-Fe2.4C
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§3 钢在冷却时的转变
贝氏体转变：半扩散相变（C）550℃～Ms, A→B)
显贝 微氏 照体 片的
上贝氏体：过饱和片状F＋渗碳体，性脆无实用价值 下贝氏体：过饱和针状F＋弥散-Fe2.4C，综合性能好
本质粗
本质细
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§2 钢在加热时的转变
影响奥氏体晶粒长大的因素
1.加热温度 加热温度愈高，晶粒长大速度越快，奥氏体
晶粒也越粗大，热处理时必须规定合适的加热 温度范围。 2.保温时间
随保温时间的延长，晶粒不断长大，但随保 温时间的延长，晶粒长大速度越来越慢，且不 会无限制地长大下去。
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§3 钢在冷却时的转变
珠光体转变：扩散相变 (A1～550℃, A→P（F+Fe3C）)
a)光学显微组织（500×）
b)电子显微组织（8000×）
图6-7 珠光体组织
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§3 钢在冷却时的转变
贝氏体转变：半扩散相变（C）550℃～Ms, A→B)
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§3 钢在冷却时的转变
马氏体转变：非扩散相变，Ms以下, A→M
c/a>1 称为马氏体的正方度 含碳量高，正方度大
马氏体__过饱和的固溶体
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§3 钢在冷却时的转变
低碳(<0.2%)马氏体：板条状__高的强韧性
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