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1、5-4钢的淬火与回火 一、钢的淬火 将钢加热到Ac3（或Ac1）+3050，保温一定时间，然 后迅速冷却获得马氏体的热处理工艺。 (一）淬火的定义 (二）钢的淬火工艺 5-4钢的淬火与回火 加热A(+Fe3C） 冷却M+A（+ Fe3C） 5-4钢的淬火与回火 箱式电阻炉（或煤气炉）氧化和脱碳 可控气氛炉（光亮淬火、渗碳、渗氮、氮共渗等） 真空加热炉 盐浴炉 * 加热设备 HH 升温时间保温时间。 可根据经验或配合实验确定，也可参考热处理手册。 * 加热时间（H） 1.加热温度 亚共析钢：Ac33050A 共析钢、过共析钢：Ac13050A+Fe3C 5-4钢的淬火与回火 箱式电阻炉实验室电阻
2、炉 5-4钢的淬火与回火 燃气炉 5-4钢的淬火与回火 真空炉 5-4钢的淬火与回火 2. 淬火冷却 有机物（PAG、聚乙烯醇等）水溶液 冷速可在很大范围内调节，稳定性差 钢的理想冷却曲线示意图 水：冷速快、无污染、低成本 油：冷速慢、污染重、成本高 盐水：冷速快、有腐蚀、成本低 硝盐浴和碱浴 ：污染重，成本高 分级淬火或等温淬火的冷却介质 （）淬火介质 5-4钢的淬火与回火 （） 淬火方法 A1 时间 温度 MS a. 预冷淬火 加热、保温后先在空气或热水中预冷一段时间后， 再放入淬火冷却介质中。 b. 单液淬火 一种淬火介质。如：水冷、油冷 c. 双液淬火 高温区：冷却能力较强的介质 低温
3、 区：冷却能力较弱的介质 如：水油、油空气 5-4钢的淬火与回火 A1 时间 温度 MS d. 分级淬火 在Ms以上或以下的盐浴中 保温然后空冷。 e. 等温淬火 在下B转变区的盐浴或碱浴中等 温B下 5-4钢的淬火与回火 （三）钢 淬火后的组织 亚共析钢： C 0.2: M板条+M片状+A 板条M+A板条M+片状M+A 共析和过共析钢：共析和过共析钢： M M片状片状AAFe3CFe3C粒状粒状 5-4钢的淬火与回火 二、淬火钢的回火 （一）回火的定义 淬火钢加热到A1以下，保温一定时间，然后冷却的热处理工艺 。 （二）回火的目的： 3. 获得所要求的组织和性能。 如：M回、S回、T回等。
4、1. 降低脆性，减少或消除内应力、防止工件变形和开裂。 2. 减少残余奥氏体，稳定组织、稳定尺寸。 5-4钢的淬火与回火 （三）淬火钢在回火时的转变 1. 回火时的组织转变 （1）马氏体的分解（80350） 马氏体分解后形成的低碳相和弥散的碳化物（FeXC） 组成的复相组织称为回火马氏体 淬火M回火M （2）残余奥氏体的分解（250300） A M回 （3）碳化物的转变（250400） 淬火马氏体完全分解，但相仍保持板条状或针状外形，碳化物全 部转变为渗碳体 。 FexC Fe3C 板条或针状相和细小粒状的渗碳体组成的机械混合物称为回火屈氏体 T 回火T 5-4钢的淬火与回火 5-4钢的淬火与
5、回火 (4)渗碳体的聚集长大及相的再结晶（400） 渗碳体逐渐聚集和球化，马氏体的板条状或针状形态消失，形 成多边形的铁素体 。 多边形的铁素体和粗粒状渗碳体的机械混合物称为回火索氏体 S回火S 5-4钢的淬火与回火 回火温度 硬度、强度 ， 塑性、韧性。 2.回火过程中的性能变化 5-4钢的淬火与回火 （四）回火的种类 名称低温回火 （150250 ） 中温回火 （ 350500 ） 高温回火 （500650 ） 组织回火马氏体 M回 回火屈氏体 T回 回火索氏体(S 回) 目的保持高硬度 ，降低脆性 及残余应力 。 硬度下降， 韧性、弹性 极限和屈服 强度。 较高的强度、 硬度、塑性、 韧
6、性，即具有 良好综合力学 性能。 应用低碳钢、高 碳钢 表面淬火及 渗碳件。 中碳钢 弹簧等。 中碳钢 轴、螺栓、连 杆等。 柴油机曲轴 5-4钢的淬火与回火 （五）回火脆性 回火脆性：在250350 和500650 两个区出现冲击韧性明显下降的脆化现象。 1. 第一类回火脆性（ 250350） 不可避免的，但可躲开。 2. 第二类回火脆性（500-650 ） 主要出现在含Cr、Ni、Si、Mn 等合金元素的合金钢。 Ak/jcm-2 回火温度/ 第一类 第二类 防止措施: (1)回火后快冷(如 水冷） (2)钢中加入W、Mo元素。 5-4钢的淬火与回火 （六） 淬火回火的工艺缺陷 （3） 硬
7、度不足、硬度不均匀 退火后重新淬火 （2） 过热或过烧 过热加热温度过高或保温时间过长所造成的 A晶粒粗大。 返修退火后重新淬火。 过烧加热温度过高或超过固相线温度，使A晶界局部熔化或氧化 。 报废 （1） 氧化与脱碳 空气中加热氧化脱碳车掉脱碳层或可控气氛炉 5-4钢的淬火与回火 （4） 淬火变形和开裂 淬火变形淬火后钢件体积、形状、尺寸的变化。 由淬火内应力（包括热应力与组织应力）所造成。 热应力是指钢件在冷却过程中由于其表面和心部的温差引起的钢件体 积胀缩不均匀所产生的内应力。 组织应力是指由于钢件快速冷却时表层与心部相变不同时，以及相变 前后相的比容不同所产生的内应力。 预防措施： 2）合理进行结构设计 较小应力集中和截面急剧变化。 1） 正确选材 选用淬透性好的钢降低冷却速度 4）合理制订淬火工艺 分级淬火、等温淬火、双液淬火等。 5）淬火后及时回火 消除内应力。 3）合理制订热处理工艺标准 如用正火代替调质。 5-4钢的淬火与回火 1. 淬硬件： 下料锻造退火（正火）粗加工精加工淬火 回火（中、低温回火）磨削 2.调质件： 下料锻造退火（正火）粗加工调质精加工 （七） 淬火、回火在零件制造工艺路线中的位置
