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1、半轴生产部,热处理知识讲座,第一讲,目录,什么是热处理工件为什么要热处理工件热处理后能发挥哪些效果金属材料的力学性能铁碳合金铁的同素异晶转变铁素体与奥氏体渗碳体,什么是热处理,热处理是指通过对工件的加热、保温和冷却，使金属或合金的组织结构发生变化，从而获得预期的性能(如机械性能、加工性能、物理性能和化学性能等)的操作工艺称为热处理。,工件为什么要热处理,工件热处理的目的是通过热处理这一重要手段，来改变(或改善)工件内部组织结构，从而获得所需要的性能并提高工件的使用寿命。 电厂锅炉、汽轮机、发电机以及辅机，多数零部件要在制造(或检修)过程中进行热处理，至于工具、模具、刃具以及轴承等，都须全部热处
2、理。可见，热处理是现代机器制造或修理中不可缺少的环节。,工件热处理后能发挥哪些效果,热处理主要为半成品制造提供良好的切削加工性能。经过热处理，可以改善半成品的切削加工性能，并为成品的继续热处理作好组织结构上的准备。例如含碳量较高的锻件，锻后的组织是细珠光体，硬度偏高，难以切削，有时工件的内应力也较大，不利于以后的加工，如采用退火热处理，可降低硬度，消除内应力，而为后续加工和最终获得满意的性能奠定基础。,理想加工硬度：HB17023045钢正火硬度： HB162217，调质HB217255软齿面硬度：小轮HB260290，大轮HB240270中硬齿面：小轮HB320350，大轮HB300330硬
3、齿面硬度：HRC5661图纸要求：小轮HB228262，大轮HB17021045钢：下料锻造正火粗加工调质精加工20CrMnTi：下料锻造正火机械加工渗碳淬火低温回火喷丸磨内孔及换挡槽装配,为成品获得满意的性能。经过热处理，可以使成品提高强度，增强耐磨性，提高耐蚀性，延长使用寿命，提高产品质量，降低成本，节约钢材。总之，工件经过热处理，性能可以得到充分发挥。如钢的淬火通常是一种强化钢的手段，有些钢通过热处理可以获得特殊性能，如对永磁钢的淬火是为了增强其铁磁性。,金属材料的力学性能,一、 强度与塑性1.强度：定义：塑性变形、断裂的能力。衡量指标：屈服强度、抗拉强度。2.塑性：定义：发生塑性变形，
4、不破坏的能力。衡量指标：伸长率、断面收缩率。,二、 硬度硬度：定义：抵抗更硬物体压入的能力。衡量：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。,三、冲击韧性定义：抵抗冲击载荷而不破坏的能力。,四、 疲劳强度概念：交变载荷、疲劳现象试验：疲劳实验法。,铁碳合金,铁碳合金的组元及基本相纯铁：铁是元素周期表上第26号元素，原子量 为55.85，属于过渡族元素。在常压下于 1538熔化，2738气化。铁在20时的密度为7.87g/cm3。,铁的同素异晶转变,铁具有多晶型性，图1是铁的冷却曲线。由图可以看出，纯铁在1538结晶为-Fe，X射线分析表明，它具有体心立方晶格。当温度继续冷却至1394时,-Fe 转变为面
5、心立方晶格的-Fe。当温度继续冷却至912时，面心立方晶格的 -Fe 又转变为体心立方晶格的- Fe 。912以下，铁的晶体结构不再发生变化。因此，铁具有三种同素异晶状态，即 -Fe 、-Fe 和-Fe。,图1 铁的冷却曲线,铁的这一特性，是钢铁材料通过热处理获得多种组织结构与性能的理论依据。纯铁有很好塑性和韧性，但其强度和硬度很低，很少用作结构材料。纯铁的主要用途是利用它所具有的铁磁性。工业上炼制的电工纯铁和工程纯铁具有高的磁导率，可用于要求软磁性的场合，如各种仪器仪表的铁芯等。,铁素体与奥氏体,铁素体是碳溶于 -Fe中的间隙固溶体，为体心立方晶格，常用符号F 或表示。奥氏体是碳溶于 -Fe
6、中的间隙固溶体，为面心立方晶格，常用符号A 或表示。铁素体和奥氏体是铁碳相图中两个十分重要的基本相。铁素体的溶碳能力比奥氏体小得多。根据测定，奥氏体的最大溶碳量为2.11%(在温度为1148时)，而铁素体的最大溶碳量仅为0.0218%(在温度为727时)，在室温下的溶碳能力更低，一般在0.008%以下。,渗碳体,在铁碳合金中，铁与碳可以形成间隙化合物 ，其含碳量为6.69%，称为渗碳体，可用符号Cm表示，是铁碳合金中重要的基本相。渗碳体具有很高的硬度，约为800HB，但塑性很差，伸长率接近于零。渗碳体于低温下具有一定的铁磁性，但是在230以上，铁磁性就消失了，所以230是渗碳体的磁性转变温度，称为A0转变。根据理论计算，渗碳体的熔点为l227。,半轴生产部李飞亚,热处理知识讲座,第二讲,相图分析,图2 相图,
