热处理工艺淬火PPT
淬火的目的和基本要求淬火是钢在加热到临界温度以上时，保温一段时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，从而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能显著...
淬火的目的和基本要求淬火是钢在加热到临界温度以上时，保温一段时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，从而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能显著提高钢的强度和硬度。淬火中常用的淬火介质有水、盐水、碱水、油及专门淬火介质、空气等。淬火的目的主要是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。淬火工艺的基本要求是：合理的选择加热温度、保温时间保证钢件加热均匀、透烧选择合适的冷却介质和冷却方法保证工件淬火后获得合理的组织和性能正确选择淬火加热方法保证工件加热均匀，不发生氧化和脱碳现象淬火后工件应及时回火消除内应力，防止工件变形和开裂淬火工艺分类淬火工艺主要包括单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火、贝氏体等温淬火、复合淬火等五种。1. 单液淬火单液淬火是工件在单一淬火介质中冷却到室温，也称单介质淬火。常用的淬火介质有水、盐水、碱水、油及专门淬火介质等。2. 双液淬火双液淬火是工件先在较强冷却能力介质中冷却到300℃左右，再在一种冷却能力较弱的介质中冷却到室温，以达到不同淬火冷却温度区间，获得不同转变组织，使工件具有理想的力学性能。常用冷却介质组合有水-油、水-硝盐、水-空气等。3. 马氏体分级淬火马氏体分级淬火是将工件加热到淬火温度，保温后以较慢速度冷却到马氏体转变温度以下（300℃左右），工件在分级介质中停留保持一段时间，待工件内外温度均匀一致后，取出空冷淬火。分级淬火主要用于形状复杂、截面尺寸变化较大、易变形开裂的工件。4. 贝氏体等温淬火贝氏体等温淬火是将工件加热到淬火温度，保温后以较快速度冷却到贝氏体转变温度等温保持，使奥氏体转变为贝氏体组织，然后取出空冷。贝氏体等温淬火主要用于中碳以上的合金钢，以获得下贝氏体为主的组织，提高钢的强度、硬度、耐磨性和韧性。5. 复合淬火复合淬火是将工件加热到淬火温度后，在两种或两种以上不同冷却能力的介质中淬火，以获得所需组织和性能。淬火加热温度的选择淬火加热温度的选择应根据工件材质、工件厚度、组织结构、淬火介质、淬火方法等因素综合考虑。1. 亚共析钢淬火加热温度亚共析钢淬火加热温度应在Ac3以上30～50℃，保证工件完全奥氏体化。但加热温度过高，会引起奥氏体晶粒粗大，导致淬火后工件韧性降低，脆性增大，淬火变形大，抗腐蚀性降低。2. 过共析钢淬火加热温度过共析钢淬火加热温度应在Ac1以上30～50℃。若加热温度过高，会使奥氏体晶粒粗大，并使二次渗碳体溶入奥氏体过多，淬火后马氏体含碳量过高，导致硬度、耐磨性下降，淬火变形大。若加热温度过低，部分渗碳体未溶入奥氏体，淬火后未溶渗碳体以网状、带状或不规则状沿马氏体界分布，使钢的强度和韧性降低。3. 合金钢淬火加热温度合金元素能显著提高钢的淬透性，因此合金钢淬火加热温度可比碳钢适当降低。合金元素还能细化基体组织，提高钢的强韧性。但加热温度过高，会引起奥氏体晶粒粗化，使钢的力学性能降低。淬火加热方法1. 直接火焰加热直接火焰加热是将工件直接放入火焰中加热，操作简便，成本低，加热速度快，工件表面氧化、脱碳严重。因此，只适用于小型工件或工件表面加热淬火，或对表面质量要求不高的工件整体加热淬火。2. 盐浴加热盐浴加热是将工件放入熔融盐液中进行加热，工件受热均匀，加热速度快，加热温度易控制，劳动条件好，便于实现机械化和自动化，但加热设备复杂，成本高，盐液易氧化、脱碳和结渣。盐浴加热适用于中小型工件整体加热淬火3. 感应加热感应加热是利用电磁感应原理，使工件内产生感应电流进行加热。感应加热具有加热速度快、加热温度高、氧化脱碳少、工件变形小、易于实现自动化等优点，特别适用于小型工件表面淬火或整体加热淬火。4. 炉中加热炉中加热是将工件放入炉内进行加热，炉中加热可以控制加热温度、加热速度和冷却速度，加热均匀性好，工件变形小，但加热速度较慢，加热成本较高。炉中加热适用于大中型工件的整体加热淬火。淬火介质和冷却方法淬火介质是淬火工艺中重要的组成部分，它直接影响淬火后的组织和性能。淬火介质的选择应根据工件材质、工件形状和尺寸、淬火加热温度等因素综合考虑。1. 淬火介质种类淬火介质按冷却能力可分为弱冷却介质、中冷却介质和强冷却介质。常用的淬火介质有水、盐水、碱水、油、聚合物水溶液等。2. 淬火冷却方法淬火冷却方法包括单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火和复合淬火等。选择适当的淬火冷却方法，可以获得理想的淬火组织和性能。淬火工艺要点合理选择淬火加热温度保证工件充分奥氏体化，同时避免过热和过烧选择合适的淬火介质和冷却方法以获得理想的淬火组织和性能控制淬火加热速度避免工件表面氧化和脱碳淬火后应及时进行回火处理消除内应力，防止工件变形和开裂对于大型复杂工件应采用合理的装炉方式和淬火工艺，以减少工件变形和开裂的可能性淬火质量检查淬火质量检查主要包括硬度检查、金相组织检查、变形量检查和裂纹检查等。通过硬度检查可以了解工件的整体硬度分布情况；金相组织检查可以观察工件的组织结构和马氏体形态；变形量检查可以评估工件的淬火变形程度；裂纹检查可以发现工件是否存在淬火裂纹。淬火工艺的应用范围淬火工艺广泛应用于各种钢铁材料的热处理过程中，包括碳钢、合金钢、不锈钢、工具钢等。通过淬火处理，可以大幅提高钢材的硬度、强度和耐磨性，满足不同工程领域对材料性能的要求。同时，淬火工艺也是提高工件使用寿命和降低生产成本的重要手段之一。淬火工艺的优缺点优点：可以大幅提高钢材的硬度和强度提高工件的使用性能通过控制淬火工艺参数可以获得不同的组织和性能，满足不同使用要求淬火工艺相对成熟设备简单，操作方便缺点：淬火过程中容易产生内应力和变形需要加强工艺控制淬火后工件脆性增大需要进行回火处理以消除内应力淬火介质对环境污染较大需要采取相应的环保措施淬火工艺的发展趋势随着科技的不断进步和工业的快速发展，淬火工艺也在不断发展和完善。未来淬火工艺的发展趋势主要包括以下几个方面：环保型淬火介质的研究与应用为了减少淬火介质对环境的污染，需要研发环保型淬火介质，如水性淬火介质、生物可降解淬火介质等淬火过程的数值模拟与优化通过数值模拟技术，可以预测和控制淬火过程中的温度场、应力场和组织转变等，优化淬火工艺参数，提高工件质量和生产效率新型淬火设备的研发与应用随着科技的不断进步，新型淬火设备如激光淬火设备、电子束淬火设备等逐渐应用于工业生产中，这些设备具有淬火速度快、能耗低、环境污染小等优点智能化淬火工艺的实现通过引入人工智能、大数据等技术手段，实现淬火工艺的智能化控制和管理，提高工艺的稳定性和可靠性总之，淬火工艺作为钢铁材料热处理的重要手段之一，在未来将继续发挥重要作用。随着科技的不断进步和工业的快速发展，淬火工艺将不断发展和完善，为工业生产提供更加高效、环保、智能的解决方案。
