T12钢热处理工艺要点
金属材料与热处理技术课程设计
题目：T12钢热处理工艺课程设计
院（系）：冶金材料系
专业年级：材料1201
负责人：陈博
唐磊，杨亚西，
合作者：谭平，潘佳伟，多杰仁青
指导老师：**
2013年12月
热处理工艺课程设计任务书
热处理工艺卡
目录
基本资料 (4)
工艺规范 (5)
T12锉刀热处理 (6)
1锉刀材料的选择 (6)
2锉刀的热处理工艺 (6)
2.1 球化退火的具体工艺 (6)
2.2 T12钢制锉刀，其工艺路线如下： (6)
2.3淬火 (7)
2.4回火 (8)
2.5 局部淬火 (9)
3 热处理后组织金相分析 (9)
4质量检验 (14)
5缺陷分析 (15)
参考文献 (16)
表1、碳素工具钢化学成分
序号 牌号
化学成分 C Mn
Si S P 不大于
1 T7 0.65-0.74 ≤0.40
≤0.35
0.030 0.035 2 T8 0.75-0.84 3 T8Mn 0.80-0.90 0.40-0.60 4
T9 0.85-0.94 ≤0.40 5
T10 0.95-1.04 6
T11 1.05-1.14 7
T12 1.15-1.24 8
T13 1.25-1.35
工艺规范
1、临界点温度 (近似值)
Ac1 =730°C 、, Accm =820°C 、 Ar1 =700°C
2、正火规范
正火温度 850~870°c, 空冷, 硬度 269 ~341HBW
3、普通退火规范
退火温度 760 ~770°C, 保温2 ~4h, 再以 <30°C/h 冷速, 随炉缓冷到 500 ~600°C,出炉空冷。
4、等温球化退火规范
1) 760 ~770°C ×2 ~4h, 680~700°C ×4 ~6h, 等温后炉冷到 500 ~600°C, 出炉空冷, 硬度≤207HBW
2) 750 ~770°C ×1~2h, 680 ~700°C ×2 --3h, 硬度 179 ~207HBW, 珠光体组织2~4级, 网状碳化物等级≤2级。
5、调质处理规范
淬火温度800~820°C,油冷; 回火温度640~680°C,保温时间2~3h, 球化级别：3 ~5 级, 硬度 183 ~207HBW。
6、普通淬火、回火规范
淬火温度760~780°C,水冷、⽔油双液冷却或碱浴冷却. 硬度≤62HRC, 回火温度(180 ±10)°C 。
7、薄片切断刀微变形处理
1) 调质处理: 760 ~770°C ×4. 25min 淬入三硝水介质, 600 ~610°C × 1h 空冷回火。
2) 最终热处理: 850 ~860°C × 80s 淬三硝水 2 ~3s 后, 入硝盐 180 ~190°
C ×4min空冷, 270 ~280°c × 1h 空冷, 硬度 56 ~57HRC.
T12钢的物理性能
T12锉刀热处理
1锉刀材料的选择据上面的分析得知锉刀的材料选用必须具备高硬度、高耐磨性和足够的韧性，故应选择T11或T12钢。
2锉刀的热处理工艺路线：热轧钢板（带）下料——锻（轧）柄部——球化退火——机加工——淬火——低温回火
2.1 球化退火的具体工艺①普通（缓冷）球化退火，缓冷适用于多数钢种，
尤其是装炉量大时，操作比较方便，但生产周期长；②等温球化退火，适用于多数钢种，特别是
难于球化的钢以及球化质量要求高的钢（如滚动轴承钢）；其生产周期比普通球化退火短，不过需要有能够控制共析转变前冷却速率的炉子；③周期球化退火，适用于原始组织为片层状珠光体组织的钢，其生产周期也比普通球化退火短，不过在设备装炉量大的条件下，很难按控制要求改变温度，故在生产中未广泛采用；
④低温球化退火，
适用于经过冷形变加工的钢以及淬火硬化过的钢（后者通常称为高温软化回火）；
⑤形变球化退火，形变加工对球化有加速作用,将形变加工与球化结合起来,
可缩短球化时间。它适用于冷、热形变成形的钢件和钢材（如带材）是在Acm 或Ac3与Ac1之间进行短时间、大形变量的热形变加工者；或是在常温先予以形变加工者；也可以是利用锻造余热进行球化者）。
球化退火：将毛坯加热到760-770℃，保温2-4h然后以30-50℃／h的速度冷却到550-600℃出炉后空冷，处理后组织为球化体，硬度为180-200HB。
淬火温度为770-780℃，可用盐溶液、高频感应加热或在保护气氛炉中加热，以防止表面脱碳和氧化。加热后水冷，由于锉刀柄部要求较低，在淬火时先将齿部放在水中冷却，待柄部颜色变成暗红色时才全部倾入水中。当锉刀冷却到150-200℃时，提出水面。木锤校直。
低温回火：温度为160-180℃，事时间0.75-1h，空冷。成品板锉表面刃部硬度64-67HRC，柄部＜35HRC
2.2 T12钢制锉刀，其工艺路线如下：锻造——热处理——机加工——
热处理——精加工。
锉刀由T12锻成，然后退火磨削校正，经剁锉机剁出锉齿后在淬火，硬度一般62-67HRC。预热：为了减少锉刀加热时内部产生应力，使之弯曲小和防止裂纹，对锉刀在加热之前要进行预热以达到以上目的。预热温度为550～650℃，时间为加热时间的5—6倍。
锻后热处理也叫退火得到的是球化珠光体组织，硬度一般为机械加工能够加工的动的范围，机加工后的热处理叫淬火+回火，一般采用较低的温度回火，得到的是回火马氏体+碳化物，硬度较高T12钢780℃水淬、低温回火后为回火马氏体和碳化物.
锻造后，晶粒破碎，硬度强度增大。第一次热处理应该为退火。目的：降低材料的硬度，使组织均匀，利于机械加工，此时的组织为铁素体加渗碳体的机械混合物。HRC不会超过30。
第二次热处理后，对于锉刀，其硬度应该大于50HRC，同时保证材料的耐磨性。此时组织为马氏体和少量的奥氏体。淬火温度760－780，回火温度16－180，回火后硬度大于HRC60T12是碳素工具钢，含碳量1.2％
退火：（图8）放煤气炉上面烧到红色，然后关掉炉子，把刀子放在炉子上冷却，或者空气冷却也可以
退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。
2.3淬火：（图6、图7）放煤气炉上面烧到亮红色（稍微有点泛白），然后
迅速拿出，刀尖向下垂直插入油中，保持一段时间，取出，然后迅速回火
淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。
淬火裂纹的特征在淬火过程中，当淬火产生的巨大应力大于材料本身的强度并超过塑性变形极限时，便会导致裂纹产生。淬火裂纹往往是在马氏体转变开始进行后不久产生的，裂纹的分布则没有一定的规律，但一般容易在工件的尖角、截面突变处形成。
在显微镜下观察到的淬火开裂，可能是沿晶开裂，也可能是穿晶开裂；有的呈
放射状，也有的呈单独线条状或呈网状。因在马氏体转变区的冷却过快而引起的淬火裂纹，往往是穿晶分布，而且裂纹较直，周围没有分枝的小裂纹。因淬火加热温度过高而引起的淬火裂纹，都是沿晶分布，裂纹尾端尖细，并呈现过热特征：结构钢中可观察到粗针状马氏体；工具钢中可观察到共晶或角状碳化物。表面脱碳的高碳钢工件，淬火后容易形成网状裂纹。这是因为，表面脱碳层在淬火冷却时的体积胀比未脱碳的心部小，表面材料受心部膨胀的作用而被拉裂呈网状。非淬火裂纹的特征淬火后发现的裂纹，如果裂纹两侧有氧化脱碳现象，则可以肯定裂纹在淬火之前就已经存在。淬火冷却过程中，只有当马氏体转变量达到一定数量时，裂纹才有可能形成。与此相对应的温度，大约在250℃以下。在这样的低温下，即使产生了裂纹，裂纹两侧也不会发生脱碳和出现明显氧化。所以，有氧化脱碳现象的裂纹是非淬火裂纹。
如果裂纹在淬火前已经存在，又不与表面相通，这样的内部裂纹虽不会产生氧化脱碳，但裂纹的线条显得柔软，尾端圆秃，也容易与淬火裂纹的线条刚健有力，尾端尖细的特征区别开来。
分析当工件在锻造过程中形成裂纹时，淬火加热即引起裂纹两侧氧化脱碳。随着脱碳过程的进行，裂纹两侧的碳含量降低，铁索体晶粒开始生核。当沿裂纹两侧生核的铁素体晶粒长大到彼此接触后，便向离裂纹两侧较远的基体方向生长。由于裂纹两侧在脱碳过程中碳浓度的下降，也是由裂纹的开口部位向内部发展，因而为铁素体晶粒的不断长大提供了条件，故最终长大为晶界与裂纹相垂直的柱状晶体。
2.4 回火：（图9）炉子开小火焰，锉刀不要靠火焰太近，最好是用砂纸将
刚淬火后的刀子磨出一些金属本色，在回火的时候掌握不要让刀子变蓝色就可以回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。
回火脆性：是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。淬火钢在回火时，随着回火温度的升高，硬度降低，韧性升高，但是在许多钢的回火温度与冲击韧性的关系曲线中出现了两个低谷，一个在 200~400℃之间，另一个在450~650℃之间。随回火温度的升高，冲击韧性反而下降的现象，回火脆性可分为第一类回火脆性和第二类回火脆性。
第一类回火脆性第一类回火脆性又称不可逆回火脆性，低温回火脆性，主要发生在回火温度为 250～400℃时。
特征（1）具有不可逆性；（2）与回火后的冷却速度无关；（3）断口为沿晶脆性断口。
1、产生的原因三种观点：（1）残余A转变理论2）碳化物析出理论（3）杂质偏聚理论
2、防止方法无法消除,不在这个温度范围内回火，没有能够有效抑制产生这种回火脆性的合金元素（1）降低钢中杂质元素的含量；（2）用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒；（3）加入Mo、W等可以减轻；（4）加入Cr、Si调整温度范围（推向高温）；（5）采用等温淬火代替淬火回火工艺。
第二类回火脆性第二类回火脆性又称可逆回火脆性，高温回火脆性。发生的温度在 400～650℃，特征（1）具有可逆性；（2）与回火后的冷却速度有关；回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消
除。（3）与组织状态无关，但以M的脆化倾向大；（4）在脆化区内回火，回火后脆化与冷却速度无关；（5）断口为沿晶脆性断口。 3、影响第二类回火脆性的因素（1）化学成分（2）A晶粒大小（3）热处理后的硬度 4、产生的机理出现回火脆性时，Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，都集中在2~3个原子厚度的晶界上，回火脆性随杂质元素的增多而增大。Ni、Cr不仅自身偏聚，而且促进杂质元素的偏聚。（2）淬火未回火或回火未经脆化处理的，均未发现合金元素及杂质元素的偏聚现象。（3）合金元素Mo能抑制杂质元素向A晶界的偏聚，而且自身也不偏聚。
以上说明：Sb、Sn、P等杂质元素向原A晶界偏聚是产生第二类回火脆性的主要原因，而Ni、Cr不仅促进杂质元素的偏聚，且本身也偏聚，从而降低了晶界的断裂强度，产生回火脆性
5、防止方法（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；（2）加入适量的Mo、W等有益的合金元素；（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；（4）采用亚温淬火（A1~A3）：细化晶粒，减少偏聚。加热后为A+F（F 为细条状），杂质会在F中富集，且F溶解杂质元素的能力较大，可抑制杂质元素向A晶界偏聚。（5）采用高温形变热处理，使晶粒超细化，晶界面积增大，降低杂质元素偏聚的浓度。
2.5 局部淬火：淬火的时候把前面的油换成很浅的水（5mm左右），下水的时
候刀刃向下，注意一点，淬水以后一定马上回火，否则易开裂（a）在水中淬火图 2 为试样在900℃和800℃以10s¹应变速率经30%变形后立即水淬的显微组织，给出了试样心部和边部形貌。可以看出试样心部和边部组织有一定差异。如图2 的（a）和（b），试样在900℃变形，边部基本上为马氏体/贝氏体，只有少量的先共析铁素体组织在原奥氏体晶界处析出；心部的铁素体量有所增加。当变形温度为800℃时，如图2 （c）、（d），组织结构同900℃时没有较大差别，边部的铁素体量比心部铁素体量增多。低碳碳素钢变形在水中淬火后析出的先共析铁素体基本上为魏氏组织型铁素体，且沿原奥氏体晶界析出。
图2 试样在900℃和800℃以10s¹应变速率经30%变形后立即水淬的显微组织当温度为800℃时，无论是边部和心部其先共析的铁素体量都比900℃时多，而且晶粒尺寸都明显增大。亚共析钢在连续冷却过程中，如果冷却速度低于铁素体析出的临界冷却速度，将会发生从奥氏体中析出先共析铁素体的相变。在水中淬火，即使是在试样的边部仍然有先共析的铁素体出现，说明冷却速度较低，碳素钢在水中的淬透性较差。 (b) 在干冰酒精溶液中淬火图3为试样在900℃
和800℃以10s¹应变速率经30%变形后立即淬火的显微组织，淬火介质为-60℃的干冰酒精溶液。试样心部和边部的组织有明显差别，为铁素体和珠光体混合组织。但当变形温度为900℃时，如图3（a），铁素体为等轴状且晶粒尺寸较大，珠光体含量多而且珠光体团尺寸大；变形温度降低，如图3（b），铁素体由等轴化逐渐变成拉长且晶粒尺寸减小，珠光体尺寸和含量都明显减少。从图3中可见，与在水中淬火相比，虽然干冰酒精溶液温度很低（-60℃）但试样在其中的冷却速度却极低，高温的奥氏体组织全部转变成铁素体-珠光体组织，对研究低碳碳素钢在变形诱导铁素体相变过程中组织演变十分不利。
图3 试样在900℃和800℃以10s¹应变速率经30%变形后立即淬火的显微组织(c) 在冰盐水中淬火图4为试样在900℃以10s¹应变速率30%变形后立即放入含有50%NaCl的冰盐水中淬火的显微组织，给出了试样边部、距边部1/2处和心部的形貌，试样经变形后厚度为10.5mm。可以看出试样心部和边部组织差距较大。试样边部全部为马氏体/贝氏体组织，没有先共析铁素体析出；距边距1/2 处组织基本上为马氏体/贝氏体组织，有少量先共析铁素体形成；心部组织中铁素体含量略有增加。先共析铁素体基本上为魏氏组织型铁素体和少量块状铁素体，且沿原奥氏体晶界析出。
比较图2和图3可发现，低碳铁素体钢在盐水中淬透性增加，钢在盐水中的冷却速度比在水中几乎可提高两倍。边部的冷却速度快，淬火后可得到全部的淬火组织，即使在心部冷却速度降低，先共析铁素体的含量和晶粒尺寸都减小。
不仅淬火介质对钢的淬透性有很大的影响，试样的尺寸效应对冷却速度影响也很大。其他变形条件相同，变形量增大70%，试样经变形后厚度为4.5mm，
图5给出了试样边部和心部的形貌。试样的心部大部分为淬火态的马氏体/贝氏体板条状组织，在试样的心部大部分为淬火的马氏体/贝氏体板条状组织，只有极少量铁素体形成，而且铁素体的形貌发生变化。粗大的魏氏组织明显减少，铁素体晶粒尺寸很小。
比较图4和5的组织状态可以发现，当变形量小的时候，其式样的尺寸较大，则淬火是冷却速度降低，在边部能够得到淬火后的组织，把高温的组织保留下来，但心部的冷却速度不够，所以仍然有较多的且尺寸较大的先共析铁素体析出。若变形量提高，试样尺寸减小，则淬火时冷却速度加快，在边部能够得到淬火后的组织，把高温的奥氏体组织保留下来，心部冷却速度也增大，先共析铁素体量明显减少。
图4 试样在900℃以10s¹应变速率30%变形后放入冰盐水中的淬火显微组织
图5 900℃以10s¹应变速率70%变形在冰盐水中淬火的显微组织
（a）边部（b）心部
3 热处理后组织金相分析淬火后组织说明：加热到830℃，在160℃
硝盐中停留2分钟后空冷，得到淬火马氏体碳化物以及残余奥氏体。
针状马氏体呈竹叶状或凸透镜状，在空间形似铁饼。针状马氏体之间通常互成60°或120°角，一般限制在奥氏体晶粒内，最初形成的马氏体针贯穿奥氏体晶粒，后形成的马氏体较短，先形成的马氏体较易浸蚀。所以完全转变的马氏体为大小不同，分布不规则，颜色深浅不一的针状组织。
退火后组织说明：珠光体
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好σb=770MPa,180HBS,δ
=20%~35%,AKU=24~32J)。
经2-4%硝酸酒精溶液浸蚀后,在不同放大倍数的显微镜下可以观察到不同特征的珠光体组织.当放大倍数较高时可以清晰地看到珠光体中平行排列分布的宽条铁素体和窄条渗碳体;当放大倍数较低时,珠光体中的渗碳体只能看到一条黑线;而当放大倍数继续降低或珠光体变细时,珠光体的层片状结构就不能分辨了,此时珠光体呈黑色的一团。
回火组织说明：索氏体
回火索氏体的定义及组织特征。回火索氏体(tempered sorbite)是马氏体于回火时形成的，在在光学金相显微镜下放大500~600倍以上才能分辨出来，其为铁素体基体内分布着碳化物（包括渗碳体）球粒的复合组织。它也是马氏体的一种回火组织，是铁素体与粒状碳化物的混合物。此时的铁素体已基本无碳的过饱和度，碳化物也为稳定型碳化物。常温下是一种平衡组织。
4质量检验
检验内容及方法
硬度先以标准块校对硬度计，确认后方可进行测试硬度。检验硬度前，应将零件表面清理干净，去除氧化皮，脱碳层及毛刺等且表面不应有明显的机加工痕迹，被测零件的温度以室温为准，或略高于室温但以人手能稳稳抓住为限。淬火部位检查硬度不少于1处，每处不少于3点，不均匀度应在要求的范围内。
一般的正火、退火件、调质件采用布氏硬度计检验。对于尺寸较大者可用锤击式硬度检验，淬火件用洛氏硬度计检验。对于尺寸较大者，允许用肖氏硬度计代替。渗碳或硬化层较薄的零件，用维化硬度计检验。当使用锉刀检验零件硬度时，必须注意锉痕的位置，应不影响零件的最后硬度。有色金属检验以布氏、HRB为宜。选择加载负荷时，应以零件的具体要求，被测部位的大小、厚薄等作为选择依据，要求换算精度要高、要准确。
2）变形板挫在检验平台上用塞尺检验其不平度。
3）外观经热处理后，均应用肉眼或低度放大镜观察其表面有无裂纹、烧伤、碰伤、麻点、锈蚀等。对重要零件或易产生裂纹的零件，应用探伤或浸煤油喷沙等手段检查。
a) 金相
b) 材料
c) 对材料发生怀疑时，可送理化室用看谱镜（光谱仪）或采用磨火花的方式等检验材料是否与图纸规定相符。原材料的检验按有关规定进行。
参考文献
【1】詹艳然，吴乐尧，王仲仁．金属体积成形过程中温度场的分析．塑性工程学报，2001，8(4)
【2】轴对称体扭压成形过程的热力耦合有限元分析．金属成形工艺，1998，3 【3】叶卫平，张覃轶．热处理实用数据速查手册．机械工业出版社．2005，59---60 【4】许天己钢铁热处理实用技术．化学工业出版社2005，134"～136
【5】6张凯锋，魏艳红，魏尊杰．材料热加工过程的数值模拟，哈尔滨工业大学出版社，2001
【6】李传民，王向丽．金属成型有限元分析实例指导教程．机械工业出版社，2007
钢的五种热处理工艺
钢的五种热处理工艺 热处理工艺——表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺： 1、把金属材料加热到相变温度（700度）以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。 2、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。 3、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在特定介质中（水或油） 快速冷却叫淬火。 ◆表面淬火 •钢的表面淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 感应表面淬火后的性能: 1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普 通淬火高2～3单位（HRC）。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬 层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。 对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。 一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺
退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 •退火的目的 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细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能 或为以后的热处理作组织准备。 ③消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。 •退火工艺的种类 ①均匀化退火（扩散退火) 均匀化退火是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性，将其加热到高温，长时间保持，然后进行缓慢冷却， 以化学成分和组织均匀化为目的的退火工艺。 均匀化退火的加热温度一般为Ac3+（150～200℃），即1050～ 1150℃，保温时间一般为10～15h，以保证扩散充分进行，大道消除 或减少成分或组织不均匀的目的。由于扩散退火的加热温度高，时间长， 晶粒粗大，为此，扩散退火后再进行完全退火或正火，使组织重新细化。 ②完全退火 完全退火又称为重结晶退火，是将铁碳合金完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺。 完全退火主要用于亚共析钢，一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材，有时也用于它们的焊接构件。完全退火不适用 于过共析钢，因为过共析钢完全退火需加热到Acm以上，在缓慢冷却 时，渗碳体会沿奥氏体晶界析出，呈网状分布，导致材料脆性增大，给 最终热处理留下隐患。 完全退火的加热温度碳钢一般为Ac3+（30～50℃）；合金钢为Ac3+（500～70℃）；保温时间则要依据钢材的种类、工件的尺寸、装炉量、 所选用的设备型号等多种因素确定。为了保证过冷奥氏体完全进行珠光 体转变，完全退火的冷却必须是缓慢的，随炉冷却到500℃左右出炉空 冷。 ③不完全退火 不完全退火是将铁碳合金加热到Ac1～Ac3之间温度，达到不完全奥氏体化，随 之缓慢冷却的退火工艺。 不完全退火主要适用于中、高碳钢和低合金钢锻轧件等，其目的是细化组织和 降低硬度，加热温度为Ac1+(40～60)℃，保温后缓慢冷却。
钢的五种热处理工艺
钢的五种热处理工艺 热处理工艺——外表淬火、退火、正火、回火、调质工艺： 1、把金属材料加热到相变温度〔700度〕以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。 2、把金属材料加热到相变温度〔800度〕以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。 3、把金属材料加热到相变温度〔800度〕以上，保温一段时间后再在特定介质中〔水或油〕 快速冷却叫淬火。 ◆外表淬火 •钢的外表淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的外表层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，外表层还不断地被磨损，因此对一些零件外表层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有外表强化才能满足上述要求。由于外表淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，外表淬火主要有感应加热外表淬火、火焰加热外表淬火、电接触加热外表淬火等。
感应外表淬火后的性能: 1.外表硬度：经高、中频感应加热外表淬火的工件，其外表硬度往往比普 通淬火高2～3 单位〔HRC〕。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬 层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比拟高，外表的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频外表淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。 对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。 一般硬化层深δ＝〔10～20〕％D。较为适宜，其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺 退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢那么是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 •退火的目的
钢的热处理工艺知识大全
钢的热处理工艺知识大全 热处理是将固态金属或合金采用适当的方式加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。 热处理工艺它能提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长零件的使用寿命，此外，热处理还可改善工件的工艺性能﹑提高加工质量﹑减小刀具磨损。 钢的热处理方法可分为：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。 热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的，因此，热处理工艺过程可用在温度一时间坐标系中的曲线图表示，如下图所示，这种曲线称为热处理工艺曲线。 退火与正火 一、退火 将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺称为退火。 退火的主要目的是： （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）细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后
的热处理作准备。 （3）消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。 常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。（1）完全退火完全退火是将钢加热到完全奥氏体化（AC3以上30～50℃），随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。 在完全退火加热过程中，钢的组织全部转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体变为细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体），从而达到降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力的目的。 完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的铸件、锻件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件，过共析钢不宜采用完全退火，因过共析钢完全退火需加热到AC CM以上，在缓慢冷却时，钢中将析出网状渗碳体，使钢的力学性能变坏。 （2）球化退火是将钢加热到AC1以上20～30℃，保温一定时间，以不大于50℃/H的冷却速度随炉冷却下来，使钢中碳化物呈球状的工艺方法。 球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢在锻造加工后进行球化退火，一方面有利于切削加工，同时为最后的淬火处理作好组织准备。 （3）去应力退火是将钢加热到略低于A1的温度（一般取500～650℃），保温一定时间后缓慢冷却的工艺方法，其目的是消除由于塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余应力。
金属材料热处理工艺(详细工序及操作手法)
金属材料热处理工艺（详细工序及操作手法） 一、热处理的定义 热处理是指金属在固态下经加热、保温和冷却，以改变金属的内部组织和结构，从而获得所需性能的一种工艺过程。 热处理的三大要素: ①加热（ Heating） 目的是获得均匀细小的奥氏体组织。 ②保温（Holding） 目的是保证工件烧透，并防止脱碳和氧化等。 ③冷却（Cooling） 目的是使奥氏体转变为不同的组织。 热处理后的组织 加热、保温后的奥氏体在随后的冷却过程中，根据冷却速度的不同将转变成不同的组织。不同的组织具有不同的性能。 二、热处理工艺 1.退火 操作方法：将钢件加热到Ac3+30-50度或Ac1+30-50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随炉温缓慢冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能； 2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备； 3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高
速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料；2.一般在毛坯状态进行退火。 2.正火 操作方法：将钢件加热到Ac3或Acm 以上30-50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能； 2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备； 3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点：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。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。 3.淬火 操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。 目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，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组织，以提高耐磨性和耐蚀性。 应用要点：1.一般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，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。
钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理
钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理工艺 一、钢材常用的热处理方法 1、正火 钢的正火就是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后在空气中进行冷却。正火的目的是为了材料的组织均匀，增加强度与靭性，消除粗切削加工后的加工硬化现象，改善切削加工性能，并为其后的淬火做细化晶粒的组织准备。 2、淬火 钢的淬火就是将钢加热到临界温度以上，保持一定时间，然后在适当的淬火介质中进行冷却，以获得较好的组织结构和性能。钢经过淬火后，其硬度和强度均显著提高。 钢的加热情况可以其灼热的颜色来判定。钢加热温度的选择见表1。 钢经过淬火，虽然会提高其硬度和强度，但由于淬火会产生内应力使钢变脆，所以淬火后必须进行回火。 3、回火 钢的回火就是将钢件淬火后再加热到适当温度，并保温一定时间，
然后在空气中或在水、油等介质中冷却到室温。回火的目的是为了消除淬火时产生的内应力，减少脆性，提高钢的塑性和韧性，改善加工性能。钢的回火分为高温回火、中温回火和低温回火3种。 碳素工具钢的回火温度见表2。 表2碳素工具钢的回火温度 4、退火 钢的退火就是将钢加热到临界温度以上，保温适当时间，然后在炉中缓缓冷却。退火的目的是为了消除内应力和组织不均匀及晶粒粗大等现象，降低硬度，消除坯件的冷硬现象，提岛切削加工性能。碳钢的退火规范见表3。 表3碳钢的退火规范 注：临界温度是指在该温度下，钢的组织发生了变化。
二、几种常见零件的热处理 1、齿轮 机床齿轮的热处理见表3。
2、蜗轮 蜗轮的热处理见表4 3、丝杠 丝杠广泛应用于机床和各种机械的传动机构中。丝杠传动能保证直线移动有较高的精确性和均匀性。为此，丝杠必须具有一定的强度及较高的耐磨性和精度保持性。 丝杠的材料必须具有足够的机械性能和良好的切削加工性。经过热处理后，应具有较高的硬度和最小的变形。 为了避免弯曲变形，丝杠的热处理通常都在井式炉中进行。丝杠如果变形，必须进行校直(并且，最好是热校直）。但是经过校直的丝杠，必须进行彻底的消除内应力的处理。 经验证明，在丝杠加工和热处理过程中，多次而反复地消除内应力，均
热处理知识点总结
.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。 退火：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 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 时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。 固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型 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，提高强度 淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺 回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺 铁素体：碳在α-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 奥氏体：碳在γ-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe 3c ）。 珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%） 莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳 4.3%） 调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火，这种复合工艺称调质处理。 表面热处理：改变钢件表面组织或化学成分，以其改面表面性能的热处理工艺。表面淬火：是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上，但热量还未来得及传到心部之前迅速冷却，这样就可以把表面层被淬在马氏体组织，而心部没有发生相变，这就实现了表面淬硬而心部不变的目的。适用于中碳钢。 化学热处理：是指将化学元素的原子，借助高温时原子扩散的能力，把它渗入到工件的表面层去，来改变工件表面层的化学成分和结构，从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺 渗碳：向钢的表面渗入碳原子，提高表面含碳量，提高材料表面硬度、抗疲劳性和耐磨性。 渗氮：在工件表面渗入氮原子，形成一个富氮硬化层的过程。提高材料表面硬度、抗疲劳性和耐磨性，且渗氮性能优于渗碳。 碳氮共渗：碳氮同时渗入工件表层。提高表面硬度、抗疲劳性和耐磨性，并兼具渗碳和渗氮的优点 完全退火和等温退火 完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。 球化退火 球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用的钢种）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。去应力退火
钢的热处理
第五章钢的热处理 热处理——固态下，通过加热、保温、冷却、改变组织得到所需性能的工艺方法。 ?特点：在固态下，只改变工件的组织，不改变形状和尺寸 ?目的：改善材料的使用、工艺性能 ?基本过程：加热→保温→冷却 ?分类：1、普通热处理——退火、正火、淬火、回火 2、表面热处理——表面淬火、化学热处理 第一节钢在加热时的组织转变 实际加热和冷却时的相变点： 平衡时—— A1 A3 Acm 加热时—— Ac1 Ac3 Accm 冷却时—— Ar1 Ar3 Arcm 一、奥氏体的形成 加热工序的目的：得到奥氏体 F + Fe3C → A 结构体心复杂面心 含碳量 0.0218 6.69 0.77 共析钢奥氏体形成过程： 1、形核（在 F / Fe3C相界面上形核） 2、晶核长大（F→ A晶格重构，Fe3C溶解，C→ A中扩散） 3、残余Fe3C溶解 4、奥氏体均匀化 保温工序的目的：得到成分均匀的奥氏体，消除内应力，促进扩散 对亚共析钢： P + F → A + F → A 对过共析钢： P + Fe3CⅡ→ A + Fe3CⅡ→ A 二、奥氏体晶粒长大及其影响因素 1、奥氏体晶粒度 ?晶粒度——晶粒大小的尺度。
?本质粗晶粒钢——长大倾向较大（Al脱氧） ?本质粗晶粒钢——长大倾向较小(Mn,Si脱氧) 2、影响奥氏体晶粒长大的因素 （1）加热温度↑，保温时间↑→ A晶粒长大快 （2）加热速度↑→ A晶粒细 （3）加入合金元素→ A晶粒细 （4）原始组织细→ A晶粒细 第二节钢在冷却时的组织转变 冷却方式：等温冷却和连续冷却。 45钢加热后，随冷却速度的增加，强度、硬度增加，但塑性、韧性降低。 冷却是热处理的关键，故必须研究奥氏体冷却过程的变化规律。 一、过冷奥氏体等温转变 1、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线或TTT线）的建立 ?过冷奥氏体：在A1以下，未发生转变的不稳定奥氏体。 ?孕育期——表示过冷A 的稳定程度 ?四个区域——奥氏体稳定区、过冷奥氏体区、转变产物区、转变区 ?三种转变类型： 高温转变（A1~550℃）：A → P 中温转变（550~230℃）：A → B 低温转变（230℃以下）：A → M 2、过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 (1)珠光体转变 ?珠光体组成：F 和 Fe3C 的机械混合物 ?形成特点：在固态下形核、长大 是扩散型相变
钢的普通热处理工艺主要有
钢的普通热处理工艺主要有 钢的普通热处理工艺是指对钢材进行加热和冷却的一系列工艺，以改变其组织和性能。主要包括退火、正火、淬火、回火等几种工艺。 一、退火 退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却，使其组织达到均匀化和软化的目的。退火分为完全退火和球化退火两种。 完全退火：将钢材加热到临界温度以上50～100℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后缓慢冷却至室温。该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高塑性和韧性。 球化退火：将钢材加热到临界温度以上20～30℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后缓慢冷却至室温。该工艺可使球形碳化物分布均匀，提高韧性和抗拉强度。 二、正火 正火是将钢材加热到一定温度，在空气中自然冷却或用水或油冷却，使其组织达到均匀化和硬化的目的。正火分为低温正火和高温正火两
种。 低温正火：将钢材加热到临界温度以上30～50℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高硬度、强度和耐磨性。 高温正火：将钢材加热到临界温度以上100～200℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在空气中自然冷却。该工艺可使钢材组织达到均匀化，提高韧性和抗拉强度。 三、淬火 淬火是将钢材加热到一定温度，在水或油中急速冷却，使其组织达到均匀化和硬化的目的。淬火分为水淬和油淬两种。 水淬：将钢材加热到临界温度以上30～50℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在水中急速冷却。该工艺可使钢材硬度、强度和耐磨性大幅提高，但韧性降低。 油淬：将钢材加热到临界温度以上50～80℃，保温时间根据钢种和厚度不同而有所差异，然后在油中急速冷却。该工艺可使钢材硬度、强度和耐磨性提高，但韧性相对水淬有所提高。
钢材技术要求-钢材热处理
钢材技术要求-钢材热处理 本文档旨在提供钢材热处理的技术要求，以确保钢材达到所需 的性能和质量标准。 1. 热处理方法 钢材的热处理可以采用以下方法之一： - 火焰加热：通过高温火焰将钢材加热至所需温度，然后冷却。 - 感应加热：利用电磁感应将钢材加热至所需温度，然后冷却。 - 轧制加热：将钢材通过轧机滚动加热至所需温度，然后冷却。 - 电阻加热：利用电流通过钢材产生热量将其加热至所需温度，然后冷却。 2. 温度控制 在热处理过程中，必须严格控制钢材的加热和冷却温度。具体 要求如下：
- 加热温度：根据钢材类型及所需性能确定加热温度范围。 - 保温时间：根据钢材的尺寸和厚度，以及所需性能，确定保 持所需温度的时间。 - 冷却速率：根据钢材的组织结构和性能要求，确定合适的冷 却速率。 3. 热处理工艺 热处理工艺是指采用特定的加热、保温和冷却方法来改变钢材 的性能和组织结构。具体工艺应根据钢材的类型和性能要求来确定。 - 淬火工艺：通过迅速冷却钢材以获得高硬度和高强度。 - 回火工艺：在淬火后将钢材加热至适当温度并保持一段时间，以减轻内应力并提高韧性。 - 规定温度回火：在回火时严格控制温度，以确保钢材达到特 定的硬度要求。 4. 检测和验收
完成热处理后，应对钢材进行检测和验收，以确保其满足技术要求。可采用以下检测方法： - 硬度测试：通过测量钢材硬度来评估其机械性能。 - 组织观察：通过金相显微镜观察钢材的组织结构来评估其质量。 - 化学成分分析：对钢材的化学成分进行分析以确保其符合规定标准。 以上就是钢材热处理的技术要求。通过遵循这些要求，您可以确保钢材达到所需的性能和质量标准。
t12钢的正常淬火组织
t12钢的正常淬火组织 t12钢是一种常用的低合金工具钢，具有优异的耐磨性和耐热性能。在正常淬火过程中，t12钢的组织会发生明显的变化，下面我将详细介绍t12钢的正常淬火组织。 正常淬火是将材料经过加热到适当的温度后迅速冷却，通过快速 冷却使钢材的组织达到最硬的状态。在淬火过程中，钢材的晶粒会发 生改变，晶粒会变得更加致密，以增加钢材的硬度和强度。 对于t12钢材来说，通常的淬火工艺是将材料加热到约800-820 摄氏度的温度，然后迅速冷却。在淬火过程中，t12钢会发生以下组织变化： 1.马氏体组织：在淬火过程中，t12钢的组织会转变为马氏体组织。马氏体是一种有序的高碳体，具有优异的硬度和强度。在淬火过程中，t12钢中的奥氏体晶粒会转变为马氏体晶粒，从而增加钢材的硬度和强度。
2.残余奥氏体：在正常淬火过程中，t12钢材不会完全转变为马氏体，一部分奥氏体会保留下来。这些残余奥氏体的存在可以提高钢材 的韧性和塑性，以及一定的回复、变形和断裂耐受能力。 3.残余贝氏体：除了残余奥氏体之外，淬火过程中还可能生成一 些残余贝氏体。贝氏体是一种有序的低碳体，与马氏体相比硬度稍低。残余贝氏体的存在可以提高钢材的韧性和塑性。 需要注意的是，正常淬火后的t12钢的组织是一种均匀细密的组织，晶粒尺寸较小。这种组织结构具有较好的韧性和塑性，能够提供 良好的抗磨性能和耐用性。 总结起来，t12钢的正常淬火组织主要包括马氏体、残余奥氏体和残余贝氏体。这种组织结构具有较高的硬度和强度，同时还具有一定 的韧性和塑性。这使得t12钢在一些高负荷和高摩擦环境下具有出色 的性能，适用于制造高强度和耐磨零件。
常见材料热处理方法
常见材料热处理方法 部份材料热处理方法 一、45 钢调质: 1. 正常情况下加热温度在 810,840?之间: 只要充分奥氏体化，加热温度越低越好。 2. 冷却中应注意的问题: 热处理生产中最重要的一环就是冷却，很多热处理缺陷都产生在冷却中。如:开裂、硬度不足、变形超差、局部有软点等等。 ?出炉时不要慌忙，有时为怕不能淬硬而手忙脚乱。只要不低于Ar3，是不会析出铁素体而影响表面硬度的。 ?水温在冷却中相当重要，要严格控制水温不要超过 30?，若超过 30?，析出铁素体将是不可避免的，任你此后将工件冷透，硬度很难高于 300HB。因此要严格控制水温不要超过 30?。 ?工件入水后要不停的在水中移动，以快速破裂蒸汽膜而提高 500?以上的冷却速度，从而避免析出铁素体或珠光体，进而影响工件最终硬度。 ?为避免复杂工件开裂，温度低于 300?以下可以出水空冷一会再水冷，当工件温度不超过 150?出水回火。 3. 严格按 45 钢的回火温度回火: 一般取中偏下的回火温度，按 HRC=62-T×T/9000 进行计算，并结合每台炉子自身温差及淬火情况进行适当调整。 4. 其它注意事项: ?对于小件，特别是 30mm 以下的工件，要注意淬裂的问题。45 钢仍然可能开裂，在硬度要求不太高时，可以选择油淬。
?除严格按规定的温度回火外，应根据实际淬火情况调整回火参数。 ?对于批量较大且要求硬度较高的小件，要特别注意在水中的搅动问题，以增加冷却能力。否则，返工不可避免。 ?选择合适的电炉，确保加热时间不可过长，长时间加热并不利于提高工件硬度。 二、合金结构钢调质: 1. 合金结构钢调质: 可以参照上面的要求。应注意的是:由于加入合金元素，C 曲线不同程度右移，甚至改变了形状;提高了珠光体的稳定性，提高了钢的淬透性和淬硬性，淬裂倾向增加。因此，对相同含碳量来说，各临界点有所升高，加热温度要略高一些，保温时间要适当延长，便于合金碳化物的分解;淬火冷却时要适当缩短水冷时间，增加空冷时间，从而避免开裂。 由于钢中添加了合金元素，提高了钢的抗回火稳定性能，相同含碳量合金钢的回火温度比碳钢高。 2. 回火硬度计算公式: 回火硬度计算公式是经过大量试验数据，进行回归计算的结果，使用中不能无限扩展，比如:40Cr 的公式HRC=75-3T/40，不能理解为淬火后不回火的硬度为 75HRC。在淬火时要保证工件淬火质量，回火时间充分。 常用材料淬火加热温度及回火硬度计算公式 材料加热温度? 硬度计算公式材料加热温度? 硬度计算公式 45 820,840 HRC=62-T*T /9000 60Si2Mn 850,880 HRC=68-T*T /11250 35 850,870 65Mn 790,820 HRC=74-3T/40 40Cr 830,850 HRC=75-3T/40 T8 780,810 HRC=78-T/80
实验二.1 钢的热处理
实验三钢的热处理 一、实验目的 1. 掌握碳钢的基本热处理操作； 2. 了解含碳量、加热温度、冷却速度及回火温度等对碳钢性能(硬度)的影响。 二、实验设备及材料 1. 箱式电阻炉； 2. 控温仪表； 3. HR-150A型洛氏硬度计和HB-3000型布氏硬度计； 4. 砂纸、铁钳、水和油； 5. 45钢(Φ20×10mm)和×T12钢(Φ15×10mm)。 三、实验原理 钢的热处理主要是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其内部组织，而获得所需性能的一种加工工艺。一般热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。 热处理过程中，正确选择加热温度、保温时间和冷却速度这三个基本工艺参数，是热处理产品质量的重要保证。 1. 加热温度 (1) 退火加热温度 钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却的一种工艺。退火工艺按照加热温度不同分为完全退火和不完全退火。 对于完全退火，其加热温度为Ac3+(20～30)C︒。亚共析钢的退火多采用完全退火，完全退火后的组织接近于平衡组织，例如45钢的退火组织为铁素体+珠光体。 对于不完全退火，其加热温度为Ac1+(20～30)C︒。共析钢和过共析钢的退火多采用不完全退火，不完全退火后的组织为均匀分布在铁素体基体上的球状珠光体，故又称为球化退火。该工艺的目的是获得球状珠光体组织，以降低硬度，改善切削加工性，并为淬火作准备。 (2) 正火加热温度 钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Ac cm线以上，保温一段时间，然后进行空冷。对于亚共析钢，其加热温度为Ac3+(30～50)C︒；而对于过共析钢，其加热温度为Ac cm+(30～50)C︒。与退火组织相比，由于冷却速度稍快，组织中的珠光体含量相对较多，且片层较细密，因而性能会有所改善。45钢的正火加热温度范围为840～860C ︒，正火得到的组织为索氏体+铁素体。 表1列出了几种常用碳钢的临界点温度。
T12钢热处理工艺要点
金属材料与热处理技术课程设计 题目：T12钢热处理工艺课程设计 院（系）：冶金材料系 专业年级：材料1201 负责人：陈博 唐磊，杨亚西， 合作者：谭平，潘佳伟，多杰仁青 指导老师：** 2013年12月
热处理工艺课程设计任务书
热处理工艺卡
目录 基本资料 (4) 工艺规范 (5) T12锉刀热处理 (6) 1锉刀材料的选择 (6) 2锉刀的热处理工艺 (6) 2.1 球化退火的具体工艺 (6) 2.2 T12钢制锉刀，其工艺路线如下： (6) 2.3淬火 (7) 2.4回火 (8) 2.5 局部淬火 (9) 3 热处理后组织金相分析 (9) 4质量检验 (14) 5缺陷分析 (15) 参考文献 (16)
表1、碳素工具钢化学成分 序号 牌号 化学成分 C Mn Si S P 不大于 1 T7 0.65-0.74 ≤0.40 ≤0.35 0.030 0.035 2 T8 0.75-0.84 3 T8Mn 0.80-0.90 0.40-0.60 4 T9 0.85-0.94 ≤0.40 5 T10 0.95-1.04 6 T11 1.05-1.14 7 T12 1.15-1.24 8 T13 1.25-1.35
工艺规范 1、临界点温度 (近似值) Ac1 =730°C 、, Accm =820°C 、 Ar1 =700°C 2、正火规范 正火温度 850~870°c, 空冷, 硬度 269 ~341HBW 3、普通退火规范 退火温度 760 ~770°C, 保温2 ~4h, 再以 <30°C/h 冷速, 随炉缓冷到 500 ~600°C,出炉空冷。 4、等温球化退火规范 1) 760 ~770°C ×2 ~4h, 680~700°C ×4 ~6h, 等温后炉冷到 500 ~600°C, 出炉空冷, 硬度≤207HBW 2) 750 ~770°C ×1~2h, 680 ~700°C ×2 --3h, 硬度 179 ~207HBW, 珠光体组织2~4级, 网状碳化物等级≤2级。 5、调质处理规范 淬火温度800~820°C,油冷; 回火温度640~680°C,保温时间2~3h, 球化级别：3 ~5 级, 硬度 183 ~207HBW。 6、普通淬火、回火规范 淬火温度760~780°C,水冷、⽔油双液冷却或碱浴冷却. 硬度≤62HRC, 回火温度(180 ±10)°C 。 7、薄片切断刀微变形处理 1) 调质处理: 760 ~770°C ×4. 25min 淬入三硝水介质, 600 ~610°C × 1h 空冷回火。 2) 最终热处理: 850 ~860°C × 80s 淬三硝水 2 ~3s 后, 入硝盐 180 ~190° C ×4min空冷, 270 ~280°c × 1h 空冷, 硬度 56 ~57HRC. T12钢的物理性能
钢的热处理要点
１．３钢的热处理 钢的热处理是指将钢在固态下进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织， 从而获得所需要性能的一种工艺方法。 热处理的目的是提高工件的使用性能和寿命。还可以作为消除毛坯〔如铸件、锻件等〕中缺陷，改善其工艺性能，为后续工序作组织准备。 钢的热处理种类很多，根据加热和冷却方法不同，大致分类如下： 钢在加热时的组织转变 在Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中，共析钢加热超过ＰＳＫ线〔Ａ１〕时，其组织完全 转变为奥氏体。亚共析钢和过共析钢必须加热到ＧＳ线〔Ａ３〕和ＥＳ线〔Ａ ｃｍ〕以上才能全部转变为奥氏体。相图中的平衡临界点Ａ１、Ａ３、Ａｃｍ是碳钢在极缓慢地加热或冷却情况下测定的。但在实际生产中，加热和冷却并不是极其缓慢的。加热转变在平衡临界点以上进行，冷却转变在平衡临界点以下进行。加热和冷却速度越大，其偏离平衡临界点也越大。为了区别于平衡临界点， 通常将实际加热时各临界点标为Ａｃ１、Ａｃ３、Ａｃｃｍ；实际冷却时各临界点标为Ａｒ１、Ａｒ３、Ａｒｃｍ， 任何成分的碳钢加热到相变点Ａｃ１以上都会发生珠光体向奥氏体转变，通常把这种转变过程称为奥氏体化。 １．奥氏体的形成 共析钢加热到Ａｃ１以上由珠光体全部转变为奥氏体 第一阶段是奥氏体的形核与长大，第二阶段是剩余渗碳体的溶解，第三阶段是奥氏体成分均匀化。 亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程与共析钢根本相同，不同处在于亚共析 钢、过共析钢在Ａｃ１稍上温度时，还分别有铁素体、二次渗碳体未变化。所 以，它们的完全奥氏体化温度应分别为Ａｃ３、Ａｃｃｍ以上。 ２．奥氏体晶粒的长大及影响因素 钢在加热时，奥氏体的晶粒大小直接影响到热处理后钢的性能。加热时奥氏体晶粒细小，冷却后组织也细小；反之，组织那么粗大。钢材晶粒细化，既能有效地提高强度，又能明显提高塑性和韧性，这是其它强化方法所不及的。 〔１〕奥氏体晶粒度 晶粒度是表示晶粒大小的一种量度。 （2〕、影响奥氏体晶粒度的因素 1〕加热温度和保温时间：
锉刀的设计及热处理工艺
课程设计任务书 设计题目年产量为99.6吨的扁平中齿双纹T12A锉刀学生姓名 学生学号 专业班级金属材料13-2班 指导教师
目录 一、综述 (5) 二、热处理车间任务 (6) （1）工作条件分析 (6) （2）零件的形状与尺寸 (7) 2.21.锉刀认知 (7) 2.22．锉刀分类 (7) 2.23.锉刀规格 (8) 2.24.锉刀的选用 (9) 2.25.锉刀的保养 (9) 2.26.本车间所选用的锉刀尺寸 (9) （3）车间生产纲领、年时基数、工作制度 (11) 2.31.生产纲领 (11) 2.32.年时基数 (11) 2.33.车间工作制度 (13) 三、锉刀 (15) （1）锉刀的服役条件 (15) （2）锉刀的失效形式 (15) （3）锉刀的性能特点 (16) 四、热处理工艺方法及选择 (16)
（1）锉刀的热处理工艺 (16) 4.11．T12钢制锉刀，其工艺路线 (16) 4.12．球化退火的具体工艺 (18) 4.13.淬火 (19) 4.14.回火 (20) 五、热处理设备选择与计算 (20) （1）热处理设备选型的原则和依据 (20) 5.11．热处理设备选择的原则 (20) 5.12.热处理设备选择的依据 (20) （2）热处理设备的选型 (21) 5.21热处理炉型的选型 (21) 5．23退火台车式炉设计 (22) 5．24淬火盐浴炉炉结构简介 (23) 5.25淬火盐浴炉设计 (23) 5．26回火炉结构简介 (24) 5．27回火炉结构设计 (24) (3)热处理设备数量的计算 (25) 六、热处理辅助设备选择 (27) （1）冷却设备 (27) 6.11.淬火槽的基本结构 (27)