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1、钢的的热处理理组织观察与分析察与分析本讲稿第一页，共十二页http:/2西南大学材料科学与工程学院西南大学材料科学与工程学院一、实验目的一、实验目的1.熟悉钢的基本热处理（退火、正火、淬火、回火）熟悉钢的基本热处理（退火、正火、淬火、回火）工艺方法。工艺方法。2.掌握不同热处理工艺条件下钢的组织特征。掌握不同热处理工艺条件下钢的组织特征。本讲稿第二页，共十二页http:/3西南大学材料科学与工程学院西南大学材料科学与工程学院二、热处理基本工艺二、热处理基本工艺 热热热热处处处处理理理理是是是是将将将将金金金金属属属属在在在在固固固固态态态态下下下下通通通通过过过过加加加加热热热热、保保保保温温
2、温温和和和和冷冷冷冷却却却却过过过过程程程程，改改改改变其内部组织变其内部组织变其内部组织变其内部组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。，从而获得所需性能的一种工艺方法。，从而获得所需性能的一种工艺方法。，从而获得所需性能的一种工艺方法。特特特特点点点点：只只只只改改改改变变变变金金金金属属属属材材材材料料料料内内内内部部部部组组组组织织织织结结结结构构构构，获获获获得得得得所所所所需需需需性性性性能能能能，尽尽尽尽量量量量避避避避免免免免改改改改变零件的形状。变零件的形状。变零件的形状。变零件的形状。同同同同样样样样的的的的材材材材料料料料经经经经过过过过不不不不同同同同的的的的热热热热处处
3、处处理理理理方方方方法法法法，可可可可以以以以得得得得到到到到不不不不同同同同的的的的内内内内部部部部组组组组织织织织，因此，热处理工艺可以最大限度地发挥材料的潜力。因此，热处理工艺可以最大限度地发挥材料的潜力。因此，热处理工艺可以最大限度地发挥材料的潜力。因此，热处理工艺可以最大限度地发挥材料的潜力。本讲稿第三页，共十二页http:/4西南大学材料科学与工程学院西南大学材料科学与工程学院常用热处理方法的工艺曲线示意图常用热处理方法的工艺曲线示意图 退火、正火、淬火和回火退火、正火、淬火和回火退火、正火、淬火和回火退火、正火、淬火和回火本讲稿第四页，共十二页http:/5西南大学材料科学与工程
4、学院西南大学材料科学与工程学院1.退火退火 退火是将钢件加热到临界温度退火是将钢件加热到临界温度退火是将钢件加热到临界温度退火是将钢件加热到临界温度AcAc1 1 或或AcAc3 3以上以上，保温一定时间，随后，保温一定时间，随后，保温一定时间，随后，保温一定时间，随后在炉中或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的一在炉中或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的一在炉中或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的一在炉中或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的一种热处理工艺。种热处理工艺。种热处理工艺。种热处理工艺。退火的目的
5、：退火的目的：退火的目的：退火的目的：a.a.a.a.降低硬度，以利于切削加工；降低硬度，以利于切削加工；降低硬度，以利于切削加工；降低硬度，以利于切削加工；b.b.b.b.细化晶粒，改善组织，提高机械性能；细化晶粒，改善组织，提高机械性能；细化晶粒，改善组织，提高机械性能；细化晶粒，改善组织，提高机械性能；c.c.c.c.消除内应力，为下一道热处理作好准备；消除内应力，为下一道热处理作好准备；消除内应力，为下一道热处理作好准备；消除内应力，为下一道热处理作好准备；d.d.d.d.提高钢件的塑性、韧性，便于冷冲压或冷拉拔加工。提高钢件的塑性、韧性，便于冷冲压或冷拉拔加工。提高钢件的塑性、韧性，
6、便于冷冲压或冷拉拔加工。提高钢件的塑性、韧性，便于冷冲压或冷拉拔加工。本讲稿第五页，共十二页http:/6西南大学材料科学与工程学院西南大学材料科学与工程学院2.正火正火 正火是将钢件加热到临界温度正火是将钢件加热到临界温度Ac3或或Acm 以上以上30-50，经保温一定时间，随后在空气中冷却，以获得更细，经保温一定时间，随后在空气中冷却，以获得更细组织的一种热处理工艺。组织的一种热处理工艺。正火的作用与退火相似，与退火不同之处是：正火的作用与退火相似，与退火不同之处是：a.正火是在空气中冷却，冷却速度快，所获得的组织正火是在空气中冷却，冷却速度快，所获得的组织更细。更细。b.正火后的强度、硬
7、度较退火后的稍高，而塑性、韧正火后的强度、硬度较退火后的稍高，而塑性、韧性则稍低。性则稍低。本讲稿第六页，共十二页http:/7西南大学材料科学与工程学院西南大学材料科学与工程学院 淬火是将钢加热到淬火是将钢加热到AC3（亚共析钢）或（亚共析钢）或AC1（过共（过共析钢）以上析钢）以上30-50，保温后放入不同的冷却介质中快，保温后放入不同的冷却介质中快冷（大于临界冷却速度），以获得马氏体组织。冷（大于临界冷却速度），以获得马氏体组织。淬火的目的：提高金属材料的强度和硬度，增淬火的目的：提高金属材料的强度和硬度，增加耐磨性，并在回火后获得高强度和一定韧性相配加耐磨性，并在回火后获得高强度和一定
8、韧性相配合的性能。合的性能。3.淬火淬火本讲稿第七页，共十二页http:/8西南大学材料科学与工程学院西南大学材料科学与工程学院 钢淬火后必须要回火，回火是把淬火后的钢钢淬火后必须要回火，回火是把淬火后的钢件重新加热到某一温度，保温一段时间，然后置件重新加热到某一温度，保温一段时间，然后置于空气或油中冷却的热处理工艺。于空气或油中冷却的热处理工艺。回火的目的：为了消除淬火时因冷却过快而回火的目的：为了消除淬火时因冷却过快而产生的内应力，降低钢件的脆性，使它具有一定产生的内应力，降低钢件的脆性，使它具有一定的韧性。的韧性。根据加热温度的不同，回火可分为根据加热温度的不同，回火可分为低温回火、中温
9、低温回火、中温回火和高温回火。回火和高温回火。4.回火回火本讲稿第八页，共十二页http:/9西南大学材料科学与工程学院西南大学材料科学与工程学院淬火加高温回火的淬火加高温回火的热处理称作理称作调质处理理，简称称调质。广泛用于各种结构件如轴、广泛用于各种结构件如轴、齿轮等热处理。也可作为要齿轮等热处理。也可作为要求较高精密件、量具等预备求较高精密件、量具等预备热处理。热处理。适用于各种高碳适用于各种高碳钢、渗碳件及表钢、渗碳件及表面淬火件。面淬火件。应用应用获得良好的综合力学性能，即在获得良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时，具有良好保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。的塑性和韧性
10、。大大降低内应力，大大降低内应力，提高弹性和韧性提高弹性和韧性，硬度降低。，硬度降低。在保留高硬度、在保留高硬度、高耐磨性的同时，高耐磨性的同时，降低内应力降低内应力。回火目的回火目的S回回 T回回 M回回 回火组织回火组织500-650350-500150-250 回火温度回火温度 高温回火高温回火 中温回火中温回火 低温回火低温回火 适用于弹簧热处理适用于弹簧热处理本讲稿第九页，共十二页http:/10西南大学材料科学与工程学院西南大学材料科学与工程学院三、试样编号、牌号、显微组织：三、试样编号、牌号、显微组织：样品编号牌号状态345钢退火1745钢正火1945钢860水淬2045钢860
11、水淬低温回火2145钢860水淬中温回火2245钢860水淬高温回火2345钢780水淬2445钢1100水淬本讲稿第十页，共十二页http:/11西南大学材料科学与工程学院西南大学材料科学与工程学院四、实验报告要求：四、实验报告要求：v画出所观察样品的显微组织示意图，并在图画出所观察样品的显微组织示意图，并在图中标出各组织，并标出放大倍数、所用侵蚀中标出各组织，并标出放大倍数、所用侵蚀剂；剂；v根据所观察各试样的显微组织，联系热处根据所观察各试样的显微组织，联系热处理工艺分析组织形成过程。理工艺分析组织形成过程。本讲稿第十一页，共十二页西南大学材料学院西南大学材料学院本讲稿第十二页，共十二页