热处理基础知识

热处理第一节1.定义：把金属材料加热到一定的温度并保温一定时间，然后以一定的进度进展冷却，得到所需的显微组织和性能的工艺过程。

解释：一定温度：根据要求的某一温度。

淬火：完全奥氏体化的温度。

各种钢的加热温度都是根据临界点ＡＣ１、3来确定的。

影响因素，原始组织，加工状态，工件尺寸等。

以一定的速度进展冷却——因为速度不同所获得的显微组织不同，因而机械性能不同。

热处理这一方法历史上，例如刀、剑、钢针加热——放入水中——用锅炒——炒。

金属材料是现代化工业中的主要材料，例如：汽车齿轮、刀具、机床部件都需进展热处理。

热处理作用：A提高硬度B降低硬度便于切削或其它切削加工C消除因在各种加工中所引起的内应力。

D改善金属的内部组织和性质，使其满足不同的要求。

E提高外表耐磨耐腐性。

热加工的对象是半成品，出现错误时会产生废品，损失大。

哈量生产的产品——通用量具，标准刃具、精细量仪、数控刀具、数控机床。

97%的零部件都需要经过热处理。

热处理分厂有160人，除了一些辅助工段有3个主要工段。

1）合金钢工段——主要处理量具，仪器配件、数控机床配件。

所用钢种：T10A——优质碳素工具钢〔游标卡尺〕15——轴承钢〔换塞规，块规〕9——合金工具钢〔板牙、自用工具〕40——合金构造钢〔机床配件〕45#——碳素构造钢〔板牙〕20——合金构造钢〔渗碳件、数控刀柄〕2）高速钢工段：W654V2、W954V、W184V——产品：钻头、丝锥、铣刀。

3）综合处理工段：渗碳、真空淬火、多用炉淬火。

第二节：钢的分类钢是由的合金元素组成铁碳合金按其含碳量的质量分数表示：钢——0.02182.11%工业纯铁——<0.0218%铸铁——>2.11%按化学成分分类1.碳素钢：碳的质量分数小于2.11%而不含有特意参加的合金元素的钢称为碳素钢，简称碳钢2.合金钢：低合金钢：按合金元素的总质量分数小于等于5%如40、20。

中合金钢：按合金元素的总质量分数大于等于5%小于10%例如：38高合金钢：按合金元素的总质量分数大于等于10%例W654V2。

二按用途分类：1.构造钢：用作机器零件和工程构造钢。

例做桥梁、船舶、齿轮轴。

1）碳素机构钢：45#、65#、65。

2）合金构造钢：20、40、42。

2.工具钢〔C>0.7%〕：1）碳素工具钢：T10A、T12A2）合金工具钢：W654V2、W184V3.特殊钢：具有特殊的物理、化学、机械性能的钢。

例如：不锈钢、耐磨钢和磁钢。

第二节热处理工艺制定原那么及典型热处理工艺热处理工艺规程的编制是零件工艺中最主要、最根本的工作内容。

也是充分发挥材料的力学性能和零件的服役能力的根本保证。

因此确切的说，工艺规程的编制工作属于工程设计的范畴。

是工程工作中重要的一个环节。

一．工艺编制要遵守以下原那么1.工艺的先进性采用新工艺、新技术。

热处理设备的更新与改造。

例〔晶体管主频，无触点、数字控温、变频变压器。

〕采用新型工艺材料。

目的：提高产品热处理质量、提高生产能力、降低本钱、提高热处理后工件的外表质量，平安、环保。

2.工艺的合理性。

A工艺安排的合理性：前后序安排要合理，减少后序加工的难度，与机械加工要协调，降低生产本钱。

B零件热处理要求合理性热处理工艺应与材料的特征相适应，零件的几何尺寸和形状应与热处理的工艺相适应C工艺方法及工艺参数的合理性选择适宜的工艺参数，工艺方法应简单适用，减少生产本钱，便于操作。

选择工艺参数应根据相关标准，与标准不同的工艺参数应有试验根据。

D热处理前零件的尺寸形状的合理性，防止变形、开裂等缺陷E热处理前工作状态的合理性铸、锻件应退火，机械加工应去除应力。

A企业的热处理条件、人员构造及素质、热处理设备配备程度、设备的精度。

B操作人员的专业技术水平，人员的文化程度、专业技术水平及对工艺操作的熟练程度。

C工艺技术的合理性：保证工艺的制定有法可依。

A能源利用：减少能源消耗，选用节能设备。

B设备工装的使用：合理利用空间，采用机械化，自动化生产，提高生产效率。

C工艺方法应简便，减少不必要的程序，缩短生产周期。

D利用现有设备设计辅助工装及辅助工序。

化学热处理——渗碳，真空热处理A工艺参数的追溯，温度时间的记录，产品数量规格的记录，操作者的记录。

B检查结论的追溯，含金相，硬度，终检记录。

A工艺本身的平安性：1〕爆干后预热2〕加热包盐3〕各种压力容器的安全措施B控制有害作业，不采用有害工艺，如氰化物的使用等。

C环保：生产场所防止有害气体排放，防止废弃物污染对排放物进展处理。

〔一〕φ10直柄麻花钻，材料W654V2.技术要求：刃沟长L4/5,硬度≥63，径向跳动≤0.22。

1.淬火：装量88件卡具a烘干200~300℃，b一次预热800~830℃，2分10秒，c二次预热800~830℃，2分10秒。

d加热1235~1240℃，2分10秒e分级冷却580~630℃，2分10秒f空冷到室温2.清洗3.回火，三次550~560℃，三次每次1小时，每次空冷到室温再回火。

4.清洗5.喷砂6.防锈7.调直8.检查(二)150卡尺测尺热处理材料T10A，技术要求：两面58~63，其余40~48，平面度大小面0.12。

1.淬火装卡具〔20件〕装量60件a烘干200~300℃，6分b预热650~700℃，6分c加热780~790℃，6分d冷却〔硝盐，2〕150~180℃，6分2.清洗3.尺爪退火4.回火420~450℃，2小时5.检查6.量面淬火〔高频〕过饱和3水溶液。

7.回火200~210℃，2h8.检查9.调直10.检查〔三〕125量块热处理工艺材料：15 硬度≥64，磁性≥95%1.淬火：绑串，数量72件a烘干200~300℃，15秒b预热650~700℃，15秒c加热860~865℃，15秒d冷却：油2.冷处理：-80℃，3h3.清洗4.回火5.清洗6.检查7.喷砂8.第三节：热处理炉的分类一.按热源分：电阻炉、煤气炉、油炉、煤炉二.按工作温度分：高温炉〔>1000℃〕；中温炉〔650~1000℃〕；低温炉(<650℃)三.按工艺用途分：退火炉、淬火炉、回火炉、渗碳、氮化炉、实验炉四.按加热介质分：自然气氛炉、浴炉、可换气氛炉、真空炉、流动粒子炉。

五.按炉型构造分：厢式炉、井式炉、台车式炉、罩式炉、传送带式炉等真空炉：随着我国科研生产技术快速开展，真空热处理技术的应用近些年来明显增加。

特点：工件无氧化，无脱碳，外表质量好，畸变小，热处理零件综合性能好，以及无污染，无公害，自动化程度高等一系列优点。

投入大，生产周期长，批量大是其缺点。

淬火介质1.空气：高速钢2.油：32#变压器油3.水：10~153水溶液4.碱或盐浴：150180℃25.新型的有机聚合物淬火介质：聚乙烯醇〔〕、聚二醇〔〕等。

工件冷却均匀，防止软点，减少变形与开裂。

无毒无烟，无腐蚀，冷却速度范围宽等优点。

热处理过程的定义1.退火：将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度保持一定时间，然后缓慢冷却以获得接近平衡状态组织构造的热处理工艺称为退火。

目的：a消除偏析，均匀化学成分b降低硬度，便于切削加工c消除或减少内应力，消除加工硬化，以便进一步冷变形加工d细化晶粒，改善组织或消除组织缺陷e改善高碳钢中碳化物形态和分布，为零件最终热处理做好组织准备。

2.正火：将钢材或钢件加热到3〔ｍ〕以上适当温度后，空中冷却，得到珠光体类型组织的热处理工艺称为正火。

正火是退火的一个特例，其目的根本一样。

3.淬火：将钢加热到临界点1或3以上一定温度保温一定时间，然后以大于临界淬火速度的速度冷却使过冷奥氏体转变为马氏体或下贝体组织的热处理工艺称为淬火。

淬火后的零件必须回火。

目的：〔淬火+回火〕a提高钢的硬度和耐磨性，延长使用寿命。

b提高钢的弹性极限。

C提高钢的综合力学性能。

d改善钢的特殊性能——永久磁铁。

淬火：整体、局部、外表淬火。

冷却方式：单液淬火、双液淬火、分级、等温淬火。

介质不同：盐浴淬火、高频淬火、火焰淬火。

淬硬性：钢在理想条件下进展淬火硬化所能到达的最高硬度能力。

45#——水，50。

淬透性：指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。

水冷油冷T10A 10~15 <840 30~38 19~28盐浴加热炉成分：高温炉1002合金钢淬火：66% 2+34合金元素在钢中的作用合金钢性能优良，在于钢中合金元素的作用。

合金元素在钢中可以与铁和碳形成固溶体〔包括合金奥氏体、合金铁素体、合金马氏体〕和碳化物〔包括合金渗碳体、特殊碳化物〕。

作用：(1)合金元素改善钢的热处理工艺性能①细化奥氏体晶粒，、V、、、阻碍奥氏体晶粒长大，除外②提高淬透性，除外，几乎所有的合金元素固溶于奥氏体中增加奥氏体中的稳定性，从而减慢过冷奥氏体的分解速度，使C 曲线右移，因而降低了钢淬火时的临界冷却速度，提高了淬透性。

③提高回火抗力，产生二次硬化。

回火抗力是指淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力，又称回火稳定性。

〔2〕合金元素提高钢的使用性能①合金元素使钢得到强化②合金元素使钢获得特殊性能，获得耐腐蚀、耐热等特殊性能。

A1、A2、称为碳素钢加热或冷却过程中组织转变的临界温度。

A1——共析钢加热冷却时，珠光体与奥氏体相互转变临界温度。

A2——亚共析钢加热冷却时，铁素体与奥氏体相互转变临界温度。

——过共析钢加热冷却时，渗碳体与奥氏体相互转变临界温度。