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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料常见金属热处理工艺基础学问讲解第一节 介绍基本概念一、金属热处理概念金属热处理 是将金属工件放在肯定的介质中加热到相宜的温度,并在此温度中保持肯定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺；目的： 改善或转变材料的各种性能,如 化学性能、工艺性能 等；二、 金属材料的性能力学性能（机械性能）、物理性能、金属材料的性能 一般分为 工艺性能 和使用性能 两类；1 工艺性能工艺性能 指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定的冷、热加工条件 下表现出来的性能；工艺性能包括五大方面：铸造性能：浇注时,液体能布满铸型并得到优质铸件的才能；锻造性
2、能：材料进行压力加工的性能；焊接性能：材料进行焊接及保证焊缝质量的才能；切削性能：进行机械加工的才能；成型性能：拉、压、拔、冲等；2 使用性能使用性能 是指机械零件在使用条件下,金属材料表现出来的性能；它包括 机 械性能、物理性能、化学性能 等；金属材料在载荷作用下抗击破坏的性能,称为 机械性能（或称为 力学性能 ）；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料常说的机械性能主要有：疲惫强度和断裂韧性 等；三、热处理工艺过程弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、一般包括 加热、保温、冷却 三个过程,有时只
3、有加热和冷却两个过程；这些 过程相互连接,不行间断；1加热温度：加热温度 是热处理工艺的重要工艺参数之一,挑选和掌握加热温度,是保证 热处理质量的主要问题；加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但 一般都是加热到相变温度以上2保温时间,以获得高温组织 ；转变需要肯定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,仍须在 此温度保持肯定时间, 使内外温度一样, 使显微组织转变完全, 这段时间称为 保温时间 ；采纳高能密度加热和表面热处理时,间,而化学热处理的保温时间往往较长；3冷却加热速度极快, 一般就没有保温时冷却是热处理工艺过程中不行缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主 要是
4、掌握冷却速度； 一般退火的冷却速度最慢, 正火的冷却速度较快, 淬火的冷 却速度更快； 但仍因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢（高速钢 W18Cr4V）就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬；四、介绍热处理加工中常用的一图、二曲线、四火、五转变1.一图是铁碳合金平稳相图或叫做铁碳合金状态图,可以概括很多常用的钢铁材料平稳状态的组织转变规律和临界参数；铁碳合金相图由五个基本的单相构 成；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料铁碳合金状态图1 状态图主要点线主要点名师归纳总结 特性点温度含义第 3 页,共
5、18 页A 1538 纯铁熔点C 1148 共晶点D 1227 渗碳体熔点E 1148 C 在 -Fe 中最大溶解度G 912 纯铁的同互异晶转变点P 727 C 在 -Fe 中最大溶解度S 727 共析点Q 室温室温时 C 在 -Fe 中最大溶解度- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料主要线：ABCD 线：液相线,液相冷却至此开头析出,加热至此全部转化；AHJECF 线：固相线,液态合金至此线全部结晶为固相,加热至此开头转化；GS 线： A3 线, A 开头析出 F 的转变线,加热时 ES 线： Acm 线,C 在 A 中溶解度曲线；F
6、 全部溶入 A；ECF 线：共晶线, 含 C 量 2.11-6.69%至此发生共晶反应, 结晶出 A 与 Fe3C混合物,莱氏体；PSK 线：共析线,含 C 量在 0.0218-6.69%至此反生共析反应,产生出珠光体；2 ）铁碳合金分类a 钢 含 C 量 0.02182.11% 共析钢 含 C 量 0.77% 亚共析钢 含 C 量 0.0218-0.77% 过共析钢 含 C 量 0.77-2.11% b 白口铸铁 含 C 量 2.11-6.69% 共晶白口铸铁 含 C 量 4.3% 亚共晶白口铸铁 含 C 量 2.11-4.3% 过共晶白口铸铁 含 C 量 4.3-6.69% （3）铁碳合金
7、相图的作用a 在铸造方面：挑选合适的浇铸温度,流淌性好；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料b 在煅造方面：挑选合适的温度区,奥氏体区；c 在热处理方面：退火,正火,淬火等；2. 二曲线 是等温转变曲线（ TTT）或者连续转变曲线（ CCT）,依据这些曲线确 定采纳什么样的冷却速度、冷却介质、冷却方式；3. 四火是指热处理基本操作： 正火、退火、淬火和回火 ,是热处理的最基本工 艺方法；4. 五转变 是：两个加热转变 ,室温组织在加热时向奥氏体的转变和马氏体在加 热时的回火转变； 三个冷却转变 ,奥
8、氏体向珠光体的转变、 奥氏体向贝氏体的转 变、奥氏体向马氏体的转变；5. 热处理常说的临界点有三个不同的位置1）理论 转变温度；2）加热时 实际发生转变的温度,在其临界点的右下角加一个“c” ；3）冷却时 实际发生转变的温度,在其临界点的右下角加一个“r”；6表示含义 1）A1 表示钢中发生奥氏体和珠光体之间相互转变的临界点；2）A3 表示钢中奥氏体开头析出铁素体或者铁素体完全转变为奥氏体的转变温 度；3）Acm 就表示从奥氏体中开头析出渗碳体或者渗碳体完全溶解到奥氏体中的临 界点；4）铁素体为碳在 Fe中间隙固溶体,常用符号F（或 ）表示；铁素体具有体心立方晶格结构, 由于它的间隙很小, 因
9、而溶碳才能较差, 如在室温时仅溶碳 0.0008%；工业纯铁中含有微量的碳（为 100%铁素体；0.02%）,因此在室温时其组织5）渗碳体即 Fe3C,它是一种具有复杂结构的铁和碳的间隙化合物,其晶格结构 为复杂晶格；含 6.69%碳；在室温平稳状态下,铁碳合金（钢）中的碳大多数以渗碳体形式存在于组织中；6）珠光体为铁素体和渗碳体两相的机械混合物,用符号 P 表示；7）奥氏体（一种在高温（ 727）存在的组织）为碳在 Fe 中间隙固溶体,名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料常用符号 A（或 ）表示；
10、渗碳体具有面心立方晶格结构,由于它的间隙比铁素体大,因而溶碳才能比铁素体强, 如铁素体溶碳量最大为 0.02%（727时）,而奥氏体溶碳量最大可达 2.11%（1148时）其次节 金属热处理工艺分类、作用及用途金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类；一、整体热处理整体热处理 是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以转变其整体力学性能的金属热处理工艺；整体热处理大致有 退火、正火、淬火和回火四种 基本工艺；退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“ 四把火” ,其中的淬火与回火关系亲密,经常协作使用,缺一不行；1. 退火： 指金属材料加热到适当的温度,保持肯定的时间,然
11、后 缓慢冷却 的热处理工艺；退火的目的：1）软化钢件以便进行切削加工；2）排除残余应力,以防钢件的变形、开裂；3）细化晶粒,改善组织以提高钢的机械性能；4）为最终热处理（淬火回火）作好组织上的预备；常见退火有：完全退火、球化退火、去应力退火等；（1）完全退火完全退火又称重结晶退火,一般简称为 退火；主要用于亚共析成分的各种碳钢（件及热轧型材,有时也用于焊接结构；处理,或作为某些工件的预先热处理；C含量小于 0.77%）和合金钢的铸,锻 一般常作为一些不重工件的最终热名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资
12、料完全退火操作 是将亚共析钢工件加热至 Ac3 以上 30 50,保温肯定时间后,随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至却；（ 2）球化退火球化退火 主要用于过共析的碳钢及合金工具钢500以下在空气中冷（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,并为以后淬火作好预备；球化退火操作是将过共析钢工件加热至Ac1 以上 30 50,保温肯定时间后,随炉缓慢冷却至（ 3）去应力退火500以下在空气中冷却；去应力退火又称低温退火（或 高温回火 ）；主要用于排除铸件,锻件,焊接件,热轧件,冷拉件等的残余应力；假如这些应力不予排除,将会引起钢件在肯定时间以后,或在随后的
13、切削加工过程中产生变形或裂纹；去应力退火操作是将钢件随炉缓慢加热（ 100150 /h ）至 500 650（ A1）,经一段时间保温后,以下出炉；随炉缓慢冷却 （ 50100/h ）至 300200名师归纳总结 金属材料去应力回火温度（）再结晶退火温度（）第 7 页,共 18 页钢碳素结构钢及合金结构钢500 650 680 720 碳素弹簧钢280 300 350 420 铝及其工业纯铝 100 合金一般硬铝合金 100 350 370 铜及其合金（黄铜）270 300 600 700 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料2正火：
14、是将工件加热到相宜的温度后在空气中冷却；主要应用： 1）用于一般结构零件,作为最终热处理；2）用于低、中碳结构钢,作为预先热处理,可获得合适的硬度,便于切削加工；3）用于过共析钢,可抑制或排除网状二次渗碳体的形成, 以便在进一步球化退火中, 得到良好的“ 球化体” 组织；在热处理过程中 返修件必需正火后重新淬火；正火操作 是将钢件加热至 Ac3 或 Accm以上 3050,保温肯定时间后,从炉中取出在空气中冷却；正火与退火的明显不同点是正火冷却速度稍快；3淬火： 是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介 质中快速冷却；淬火后 钢件变硬 ,但同时变脆 ；淬火的目的 一般是为了
15、获得马氏体,提高钢的机械性能；钢的淬火操作 是将钢件加热至 从炉中取出在冷却液中快速冷却；Ac3或 Ac1以上 30 50,保温肯定时间后,最常用的冷却介质是盐水、水和油；盐水浓度为 1015%；用于淬外形简洁、 硬度要求高而匀称、 表面要求光滑、变形要求不严格的碳钢零件；在盐水中停留的时间一般以46mm/s运算；油为 10 号机油；只适用于过冷奥氏体的稳固性比较大的一些合金钢或小尺 寸的碳钢工件的淬火；（1）淬硬层深度（又叫淬透层的深度）：由钢的表面至内部马氏体组织占 50% 处的距离；把钢在淬火后能获得淬硬层深度的一种性质叫做 淬透性 （又叫可淬 性）；淬硬层越深,就说明钢的淬透性越好；名
16、师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料（2）淬硬性（又叫可硬性） ：是指钢在正常淬火条件下,以超过 Vk（临界冷却速度）的速度冷却所形成的马氏体组织所能到达的最高硬度,而不是指马氏体组织的深度；常用钢的临界直径钢号 半马氏体区硬度（HRC） 20 40水中冷却的 矿物油中冷却的临界临界直径 mm 直径 mm 35 38 8 13 4 8 40 40 10 15 5 9.5 45 42 13 16.5 6 9.5 60 47 11 17 6 12 15Cr 35 10 18 5 11 20Cr 38 12
17、 19 6 12 30Cr 41 14 25 7 14 40Cr 44 30 38 19 28 65Mn 53 25 30 17 25 60Si2Mn 52 55 62 32 46 4回火： 为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于 650的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为 回火 ；回火的主要目的： 1）降低脆性,排除或削减内应力；2）获得工件所要求的机械性能； 3）稳固工件尺寸； 4）对于退火难以软化的某些合金钢,在淬火（或 正火）后常采纳高温回火, 使钢中碳化物适当集合, 将硬度降低, 以利切削加工；依据工件性能要求的不同,按其回火温度的不同,可将回火分为以
18、下三种：（1）低温回火（ 150250 度）低温回火所得组织为回火马氏体；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下,性,以免使用时崩裂或过早损坏；降低其淬火内应力和脆主要用于 各种高碳的切削刃具,量具,冷冲模具,滚动轴承以及渗碳件等,回火后硬度一般为 5864HRC；（二）中温回火（ 350500 度）中温回火所得组织为回火屈氏体；目的是获得高的屈服强度,弹性极限和较高的韧性；主要用于 各种弹簧和热作模具的处理,回火后硬度一般为 3545HRC；（三）高温回火
19、（ 500650 度）高温回火所得组织为回火索氏体；习惯上将 淬火加高温回火 相结合的热处理称为 调质处理；目的是获得强度,硬度和塑性,韧性都较好的综合机械性能；主要用于 各种重要的结构零件,特殊是在交变负荷下工作的连杆,螺栓,齿轮及轴类等； 回火后硬度一般为 200350HB；回火脆性,是指淬火钢回火后显现韧性下降的现象；第一类回火脆性又称不行逆回火脆性,低温回火脆性,主要发生在回火温度为 250 350时,其次类回火脆性又称可逆回火脆性,650；高温回火脆性； 发生的温度在 450 5固溶处理： 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
20、的热处理工艺；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料主要目的 是提高强度和硬度, 排除压力加工过程中所产生的内应力,使其获得均匀的成份、组织和性能；主要用于 有色金属合金强化热处理；对铝合金来说固溶处理就是淬火（将铝合金加热到 相区,保温后在水中冷却）；如铝合金 热处理代号 ：T 4 固溶体处理后,直接自然时效；T 6 固溶处理后人工时效；6时效处理 ：指合金工件经固溶处理,冷塑性变形或铸造、锻造后,在较高的温度放置或室温下,保持其性能,外形,尺寸随时间而变化的热处理工艺；时效处理的目的,排除工件的
21、内应力,稳固组织和尺寸,改善机械性能等；在机械生产中,为了稳固铸件尺寸,常将铸件在室温下长期放置,然后才进行切削加工；这种措施也被称为 时效 ；（ 1）人工时效处理：时效处理工艺；（ 2）自然时效处理：时效现象；二、表面热处理将工件加热到较高温度,并较短时间进行时效处理的将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的1. 表面热处理 是只加热工件表层,以转变其表层力学性能的金属热处理工艺；2特点： 经处理后工件表面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲惫极限,而心部 仍保持足够的塑性和韧性； 表面层被淬硬为马氏体, 而中心仍为未淬火组织, 即 原先塑性和韧性较好的退火、正火或调质状态的组织；3广泛用于
22、 既要求 表层具有高的耐磨性、抗疲惫强度和较大的冲击载荷,又要求 整体具有良好的塑性和韧性的零件,如曲轴、凸轮轴、传动齿轮等；4表面淬火 是表面热处理的主要方法；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料依据加热方法不同 ,表面淬火可分为 感应加热 （高频、中频、工频）表面淬 火、火焰加热 表面淬火、 电接触加热 表面淬火、 电解液加热 表面淬火、 激光加热 表面淬火、 电子束 表面淬火等；工业上应用最多的为 感应加热 和火焰加热 表面淬火；表面淬火用钢的含碳量以 0.4 0.5%为宜；5感应加热表面淬
23、火的特点：（1）感应加热时,钢的加热速度极大,致使珠光体转变为奥氏体的转变温度升 高,转变温度范畴扩大,转变所需时间缩短；（2）表层得到极细的所谓“ 隐晶马氏体” ,它具有比一般淬火稍高的硬度（高 23HRC）和较低的脆性,并具有较高的疲惫强度；（3）工件不易氧化和脱碳,变形小；6感应加热表面淬火的技术条件一般包括：表面硬度、淬硬层深度 、淬硬区分布、预先热处理以及变形要求等；一般淬硬层深度为半径的1/10 左右时,可得到强度、韧性和耐疲惫性的最好协作；对于小直径（深度可取半径的 1/5 ；对截面较大零件可取小于半径的 预先热处理有两种 ：正火和调质 ；7. 感应加热方式的适用范畴感应加热方式
24、的适用范畴加热方式一般淬硬层深度（mm）适用范畴1020mm）零件,其淬硬层 1/10 ；感应加热表面淬火高频加热0.5 2.5 中小型零件加热,如小模数齿轮、中小型圆柱零件中频加热210 直径较大的轴类和大中等模数的齿轮较大直径零件的加热名师归纳总结 低频加热1020 大直径零件（如轧辊）表面淬火（应用工频表面淬第 12 页,共 18 页火时零件直径一般要在30mm以上）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料8火焰加热表面淬火 ：常用中碳钢及中碳合金结构钢（合金元素总量3%）；仍可用于铸铁件如灰铸铁、合金铸铁进行表面淬火；淬硬层深度一般
25、为26mm；三、化学热处理1化学热处理 是将金属或合金工件置于肯定温度的活性介质中保温,使一种或 几种元素渗入它的表层,以转变其化学成分、组织和性能的热处理工艺；2区分：表面热处理与化学热处理不同之处是后者转变了工件表层的化学成分；3化学热处理目的：（ 1）提高零件的耐磨性；（ 2）提高零件的疲惫强度；（ 3）提高零件的抗蚀性与抗高温氧化性；例如,渗氮可提高零件抗大气腐 蚀性能；4化学热处理的 主要方法有 渗碳、渗氮和碳氮共渗 等方法；（1）钢的渗碳： 渗碳是向钢的表面层渗入碳原子的过程；其目的是使工件在热处理后表面具有高硬度和耐磨性,而心部仍保持肯定强度以及较高的韧性和塑性；分为 气体渗碳、
26、固体渗碳、液体渗碳三种,常用的是前两种,特殊是气体渗碳； 渗碳层一般为 0.2 2mm；不答应高硬度的部位如装配孔等,可采取镀铜方法来防止渗碳,或者实行多留加工余量方法,待零件渗碳后淬火前再去掉该部位的渗碳层；（ 2）钢的氮化：氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程；其目的是提高表面硬度和耐磨性,并提高疲惫强度和抗腐蚀性；在氮化之前必需将工件进行调质处理,获得回火索氏体组织；氮化层一般不超过0.6 0.7mm；氮化层硬度 HV850； 氮化层具有高的热硬性 （即在 600 650仍有较高的硬度）；不要氮化的部分应镀铜或镀锡爱护,亦可放 1mm余量,于氮化处理后磨去；名师归纳总结 - - - - -
27、 - -第 13 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料（ 3）钢的碳氮共渗：向钢的表层同时渗入碳和氮的过程；又称 氰化 ； 中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度、耐磨性和疲惫强度；温度为700 880；时间 19 小时；渗层深度 0.2 1mm；低温气体碳氮共渗（即气体 软氮化 ）以渗氮为主,其 主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性；温度为 570以下,时间仅 1 6 小时；5小结： 整体热处理、表面热处理和化学热处理之间关系通常,钢件 硬化 的同时会带来脆化 ；用表面硬化方法提高表面硬度 时,仍能保持 心部 处于较好的 韧性 状态,因此它比零
28、件整体淬火硬化方法能更好地解决钢件 硬化 与其 韧性 的冲突；化学热处理使钢件 表层的化学成分与组织同时转变,因此它比高、中频电感应、火焰淬火等表面淬火硬化方法成效更好；假如渗入元素挑选适当,可获得适应零件多种性能要求的表面层；应依据零件的性能要求以及工艺的易行性与经济指标,合理地选用工艺类型；例如,渗碳与渗氮可提高零件的耐磨性；但渗碳是在高温 900 1000下进行 , 在不太长的时间内（6 10 小时）可获得可观的渗层 , 故 一般要求硬化层较深 0.9 2.5mm的耐磨零件多采纳渗碳处理,较经济；既可满意性能要求,又当零件尺寸变形要求很严时, 采纳低温 500 600 进行的渗氮处理,可
29、保证零件尺寸精度；但渗氮层增厚缓慢,渗氮时间常需十几甚至几十个小时,是一种不经济的方法；6硬度表示方法： HB是布氏硬度, HRC是洛氏硬度, HV是维氏硬度；各在什么场合下使用？（1 布氏硬度 一般用在退火状态的材料 上,由于比较软,打洛氏硬度太低,不准而且硬度区间区分不开；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料（2 洛氏硬度 一般用在钢材热处理后 ,也就是 淬火或淬火 +回火 后,这时布氏硬度就不适合了,用洛氏比较好；（3 维氏硬度 一般用于打材料表面硬度 ,比如进行表面处理的材料,包括渗、镀等
30、工艺, 这时只需要知道表面硬度即可,而洛氏和布氏硬度都是压痕太深,直接打到基体上了, 对表面硬度基本忽视了, 所以想要知道表面硬度只能采纳维氏硬度；第三节 常用钢材选用一、渗碳钢1.用途： 主要用于制造齿轮、凸轮、活塞销等零件；2.性能要求： 表面具有高硬度和高耐磨性,心部具有足够的韧性和强度,即表硬里韧；具有良好的热处理工艺性能,如高的淬透性和渗碳才能,在高的渗碳温度下,奥氏体晶粒长大倾向小以便于渗碳后直接淬火；3. 成分特点：低碳：含碳量一般为 0.1 0.25%,以保证心部有足够的塑性和韧性,碳高就心部韧性下降；合金元素：主加元素为 Cr、Mn、Ni 、B等,它们的主要作用是提高钢的淬透
31、性,从而提高心部的强度和韧性；辅加元素为 W、 Mo、 V、 Ti 等强碳化物形成元素,这些元素通过形成稳固的碳化物来细化奥氏体晶粒,同时仍能提高渗碳层的耐磨性；4. 热处理和组织特点：渗碳件一般的工艺路线为：下料锻造正火机加工渗碳淬火 +低温回火磨削；渗碳温度为 900950,渗碳后的热处理通常采纳直接淬火加低温回火,但对渗碳时易过热的钢种如 20、20Mn2等,渗碳后需先正火, 以排除晶粒粗大的过热组织,然后再淬火和低温回火；淬火温度一般为 Ac1+3050；使用状态下的组织为：表面是高碳回火马氏体加颗粒状碳化物加少量残余奥氏体（硬度达HRC58 62）,心部是低碳回火马氏体加铁素体（淬透
32、）或铁素体加屈氏体（未淬透）；5. 常用钢种及用途 依据淬透性不同,可将渗碳钢分为三类；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料 低淬透性渗碳钢： 典型钢种如 20Mn2、20Cr、20MnV等,其淬透性和心部强度均较低,水中临界直径不超过2035mm； 只适用于 制造受 冲击载荷较小的耐磨件 ,如小轴、小齿轮、活塞销等； 中淬透性渗碳钢：典型钢种如20CrMnTi 、12CrNi3 、20MnVB 等,其淬透性较高, 油中临界直径约为25 60mm,力学性能和工艺性能良好,大量用于制造 承担高速中载
33、、抗冲击和耐磨损的零件,如汽车、拖拉机的变速齿轮、离合器轴等； 高淬透性渗碳钢：典型钢种如 12CrNi4 、20Cr2Ni4 、18Cr2Ni4WA等,其 油中临界直径大于 100mm,且具有良好的韧性,主要 用于制造大截面、高载荷的重要耐磨件,如飞机、坦克的曲轴和齿轮等；二、调质钢1. 用途：主要用于 各种重要的结构零件,特殊是在交变负荷下工作的连杆,螺栓,齿轮及轴类等；2. 性能要求：强度,硬度和塑性,韧性都较好的综合机械性能；淬火成马氏体,并在 500 - 650回火；热处理后的金相组织是 回火索氏体 ；回火后硬度一般为 200350HB；3. 成分特点：调质钢为 含碳量 0.30 0
34、.50%的中碳结构钢和合金结构钢；一般在调质状态下使用, 也有再经高频感应加热表面淬火,在重载荷和冲击条件下工作的耐磨件；提高表面硬度, 用以制造加入提高淬透性的元素 Cr、Mn、Ni 、Si 等：这些合金元素除了 提高淬透性外,仍能形成合金铁素体, 提高钢的强度 ；如调质处理后的 40Cr 钢的性能比 45钢的性能高很多 ；加入防止其次类回火脆性的元素：含Ni 、 Cr、Mn的合金调质钢,高温回火慢冷时易产生其次类回火脆性；在钢中加入 Mo、 W可以防止其次类回火脆性, 其相宜含量：Mo的质量分数为 0.15% 0.30%,或 W的质量分数为0.8%1.2%；名师归纳总结 4.常用调质钢号及
35、用途；第 16 页,共 18 页（ 1） 30、 35、 40、45、50 碳素结构钢 , 用于制造螺母、螺栓及各类轴- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料（ 2） 30Mn、40Mn、45Mn、35Mn2、45Mn2合金结构钢 ,用于制造重要螺母、螺栓、支重轮轴和导向轮轴；（ 3） 30Cr、40Cr 、45Cr 合金结构钢, 用于制造转向齿轮轴、传动齿轮 等；（ 4） 35CrMo、 42CrMo合金结构钢, 用于制造重型汽车曲轴及连杆 等；5. 依据淬透性不同,可将调质钢分为三类（ 1） 低淬透性 调质钢： 典型钢种如 40Cr,油
36、中临界直径不超过 30 40mm；广泛用于制造一般尺寸的重要零件；如小轴、小齿轮、活塞销等；（ 2） 中淬透性 调质钢： 典型钢种如 35CrMo, 油中临界直径约为 40 60mm,用于制造截面较大的 零件 ,如曲轴、连杆等；（ 3） 高淬透性 调质钢： 典型钢种如 40CrNiMo,其 油中临界直径大于 60100mm,用于制造大截面、高载荷的重要零件 发动机轴等；6. 最常用调质钢的应用举例（ 1） 45 钢,如汽轮机主轴、叶轮、航空45 钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛；它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采纳；45
37、钢调质后硬度范畴为22 34HRC；硬度高低依据工件使用而定,如有些轴类零件要求强度高,硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件,因调质后仍要进行铣、插加工,硬度要求就低些；（ 2） 40Cr 钢 40Cr 钢的调质处理 Cr 能增加钢的淬透性, 提高钢的强度和回火稳固性,具有优良的机械性能；截面尺寸大或重要的调质工件,应采纳Cr 钢；（ 3）合金调质钢 40Cr、 35CrMo、38CrMoAl、40CrNiMoA 等为常用的合金调质钢； 40Cr 钢是应用最广泛的合金调质钢,主要用于较为重要的中小型调质件；如机床齿轮、主轴、花键轴、顶尖套等； 35CrMo适用于制造截面较大、载荷较重的调质件和较为重要的中型调质 件,如汽轮机的转子、重型汽车的曲轴等；名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料 40CrNiMoA 相宜于制作重载、大截面的重要调质件,如挖掘机传动轴、卷 板机轴等； 38CrMoAl 是氮化钢,主要用于制造尺寸精确、表面耐磨性要求很高的中 小型调质件,如精密磨床主轴、精密镗床丝杠等；名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 18 页